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特色小镇建设的生态效益原则及其生活污水处理工艺

2020-11-11王兴为

濮阳职业技术学院学报 2020年6期
关键词:水管污水小镇

王兴为

(濮阳职业技术学院,河南 濮阳 457000)

一、特色小镇建设必须遵循生态效益原则

特色小镇的生态化建设、 评价必须以人与自然的和谐发展为根本原则。 把生态文化底蕴作为特色小镇社会效益评价的基本因子,形成“先生态—后生活—再生产”的特色小镇建设评价理念。 先保护、修复自然生态, 强化污水生态化处理, 确保物种多样性;后确定合理生活方式,低碳出行、绿色消费;再根据区域特色发展生产, 从特色小镇建设的内外环境入手, 强调企业在其中的角色定位与生产的绿色底线,构建社会循环经济评价模式。以期为未来生态特色小镇建设评价提供一些具有可持续性的建议与具体措施, 对丰富我国特色小镇建设的相关理论及实践具有重要的意义。

(一)特色小镇及其特点

特色小镇不仅仅是一个小城镇的概念, 还是生态产业科学发展的一个综合系统。 对区域生态、经济、社会、民生、环境都要产生良性影响是特色小镇科学、有效发展模式的具体表现和终极目标。特色小镇是融合了区域特色产业、地区文化、物种生境多样性等多个方面为一体的生态、文化、产业、宜居、良性持续发展的综合社区系统。 其特点具体包括以下几个方面和维度:其一是特色生态小镇文化要有特色,产业及生活应用的环保技术要有特色, 管理运行机制要有特色并且整体带动、良性持续运行。其二是环保、产业、技术、文化、旅游、宜居等多种功能协同复合。其三是小而精、温且馨,地域形态较小,居住环境温馨、优美。 小镇规划面积一般在3000 平方米以内而且生活自然环境至少要达到国家规定的3A 景区标准的要求, 如果是以旅游业为主的小镇则要达到当前国家规定的5A 景区标准要求。 其四是要在坚持区域生态协同环保、“先生态—后生活—再生产”评价理念的基础上全面区域市场化运作发展[1](97)。

(二)特色小镇建设的生态效益原则及其评价体系

特色小镇建设要把生态环保放在首要位置,因此必须遵循生态效益原则。 社会效益是项目对物种自然环境的保护与修复、 区域居民生活综合质量的提高、社会福利的增加、区域文化的保护与发展、道德诚信的回归与提升等方面的贡献影响总和。 特色小镇社会效益包括生态、文化、思想、经济、技术、道德等方面的效益。具体来说效益是指效果和利益,是项目对社会方面做出的影响或贡献。 社会效益则是从某个区域乃至全社会的宏观角度考虑的项目产生的综合效果、利益及影响[2](117)。

生态文化视域下特色小镇社会效益评价体系建设主要有以下几项基本原则:其一是系统性原则。特色小镇社会效益评价是一个复杂体系, 要把握特色小镇评价的整体协同性, 要全面体现特色小镇评价的过程性、协同性以及多要素、全时空的综合科学评价理念。其二是实用性原则。特色小镇的社会综合评价应该高度重视评价指标的实用性, 对其评价指标体系的建立应可供参考与应用并且具有良性引导效应,能够得到科学、有用的发展建议并及时反馈到决策执行部门。其三是可操作性原则。生态文化视域下特色小镇社会效益评价指标的要求是内涵清楚且准确、表达到位且唯一、执行简单且容易,让人们对评价方法的应用做到易于操作、得心应手、结果清晰[3](5)。

在特色小镇评价过程中,指标的确定十分重要。各指标之间要有一定的逻辑关系, 它们不但要从不同的侧面反映出生态、经济、社会等子系统的主要特征和状态, 而且还要反映生态—经济—社会子系统之间的内在联系。采用定性与定量相结合、实证统计分析等方法计算整理而构建生态特色小镇社会效益评价指标体系。 收集生态技术应用的成本和收益及其对居民所产生的影响等指标数据,进行分析研究,从而确定评价体系。 例如城镇污水自净处理和再用数量及程度、物种的多样性、自然荒野的面积、居民的经济收入、 区域的绿化比率及效果等评价指标均可量化。 而另外一部分指标例如区域居民生活的温馨程度、小镇整体形象等则为定性指标[4](247)。

生态特色小镇社会效益评价指标类目繁杂,对象包含政府决策人员、企业生产技术人员、科技研发人员以及普通小镇居民,依据可操作性、实用性以及系统性的特点与原则, 评价体系的构建参照定量指标与定性指标相互协调、 支撑的方法选取部分可操作性强且简单易行的指标进行调查、整理、研究、探析。根据实证调研以及对调查问卷的综合分析整理,并咨询相关学者、专家,最后形成“生态文化视域下特色小镇社会效益评价体系”,评价体系的部分内容如表1 所示。

表1 生态文化视域下特色小镇社会效益评价体系图

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二、特色小镇的生活污水处理工艺

节约用水的共识已深入人心, 我们能够明白缺水的严重性,也就应节约用水、循环用水,如何建设小镇水循环就是一个重要问题。 生活污水处理工艺目前已基本成熟,根据污水的水量、水质和出水要求及区域的实际情况,选用合理的污水处理工艺,对污水处理的正常运行以及处理费用等具有决定性的作用[5](75)。

生态文化视域下特色小镇社会效益评价体系中环保技术指标包括生态、生活、生产等多方面的技术应用,并根据当地工程地质、水文资料及设计规范和标准等情况合理选材, 在保证安全使用的前提下节约成本。 在此主要对特色小镇生活污水处理设备工艺技术进行探析, 以使特色小镇生活污水净化处理并循环使用。

(一)特色小镇生活污水净化设备与技术

与现有使用的城镇生活污水净化应用设备技术相比, 本城镇生活污水净化应用设备技术的先进性在于采用厌氧池和好氧池相结合的技术处理工艺处理城镇生活污水, 污水中的多种有机物能够相对较好的去除干净,并脱除大部分的氮磷,AO 反应池的出水再经人工湿地池进行深度处理, 污水中残留的有机物和氮磷被人工湿地池内植物吸收, 从而使污水得到高度净化,达标排放、循环使用。 本城镇生活污水净化应用设备技术的目的是提供一种简易、可行、高效的生活污水处理设备, 以便解决现有的城镇生活污水处理设施存在的难以有效解决环保技术的问题。

本城镇生活污水净化应用设备技术提供的设备包括厌氧池、好氧池以及人工湿地池,厌氧池内设有第一上部布水管和第一下部布水管, 第一上部布水管和第一下部布水管均与位于所述厌氧池一侧侧壁下端的第一进水管连通, 第一上部布水管上设有提升水泵,且提升水泵位于厌氧池的外部,厌氧池内位于第一上部布水管上方处设有第一滤板, 第一滤板上方与第一进水管相对侧壁上还设有第一出水管。

好氧池通过第一出水管与厌氧池连通, 好氧池内设有第二上部布水管和第二下部布水管, 并且第二上部布水管和第二下部布水管均与第一出水管连通, 好氧池内位于第二上部布水管上方处设有第二滤板, 第二滤板上方与第一出水管相对侧壁上还设有第二出水管, 所设置的曝气管的进气端穿过好氧池并且连接有气泵。

人工湿地池通过第二出水管与好氧池连通,人工湿地池内由下到上分别设有防渗层、 改性石灰石陶粒层、卵石层和壤土层,顶端穿过上述壤土层并与空气连通,改性石灰石陶粒层下端设有第三出水管。

第一上部布水管、第一下部布水管、第二上部布水管、 第二下部布水管以及第三上部布水管上均设有多个喷头。 城镇生活污水处理设备中的厌氧池和好氧池均采用上下同时布水管的进水方式, 使池体内污泥和污水充分混合并相互作用, 大大节约了污泥和污水反应的时间, 提高了城镇生活污水处理设备对多种生物处理的效率。

城镇生活污水处理设备中人工湿地池采用上部多点布水管的进水方式,使污水分散均匀,有利于提高处理效率, 且人工湿地池底铺设有改性石灰石陶粒层,能够高效吸附植物吸收剩余的氮磷,使出水水质进一步得到净化。

图1 是城镇生活污水处理设备部分结构示意图。附图中标记的内涵为:1 是厌氧池,2 是好氧池,3是人工湿地池,4 是第一上部布水管,5 是第一下部布水管,6 是第一进水管,7 是第一滤板,8 是第一出水管,9 是第二上部布水管,10 是第二下部布水管,11 是第二滤板,12 是第二出水管,13 是曝气管,14 是气泵,15 是防渗层,16 是改性石灰石陶粒层,17 是卵石层,18 是壤土层,19 是第三上部布水管,20 是透气管,21 是第三出水管,22 是提升水泵,23 是喷头。

(二)特色小镇生活污水净化工艺流程

这种城镇生活污水处理设备, 工艺技术具体如上图所示,包括厌氧池1、好氧池2 以及人工湿地池3,厌氧池1 内设有第一上部布水管4 和第一下部布水管5, 第一上部布水管4 和第一下部布水管5 均与位于厌氧池1 一侧侧壁下端的第一进水管6 连通,第一上部布水管4 上设有提升水泵22,且提升水泵22 位于厌氧池1 的外部,厌氧池1 内位于第一上部布水管4 上方处设有第一滤板7,第一滤板7上方与第一进水管6 相对侧壁上还设有第一出水管8。

好氧池2 通过第一出水管8 与厌氧池1 连通,好氧池2 内设有第二上部布水管9 和第二下部布水管10, 第二滤板11 上方与第一出水管8 相对侧壁上还设有第二出水管12, 曝气管13 部分的进气端穿过所述好氧池2 并连接有气泵14 部分。

人工湿地池3 通过第二出水管12 与好氧池2连通, 人工湿地池3 内由下到上分别设有防渗层15、改性石灰石陶粒层16、卵石层17 和壤土层18,第三上部布水管19 与第二出水管12 连通, 人工湿地池3 内还纵向且间隔设有多个透气管20,透气管20 的底端位于卵石层17 内,顶端透过壤土层18、并与空气连通,改性石灰石陶粒层16 下端设有第三出水管21。

本环保技术设备中, 污水处理设备的处理过程为AO 处理工艺流程, 设计的技术方案主要针对去除COD 以及脱氮除磷,具体原理如下:高浓度生活污水进入厌氧池1,在厌氧池1 内,复杂有机物降解成简单稳定的化合物, 经厌氧消化后的生活污水进入好氧池2,能很好地适应生活污水的处理。 经过好氧消化的生活污水进入人工湿地池3, 好氧消化后的生活污水中含有较多的二氧化碳、 铵盐、 亚硝酸盐、硝酸盐等,一方面污水中的小分子在植物根系聚集沉淀,形成污泥;另外一方面,设备池中的水生物种的生长及繁殖需要消耗大量的氮、磷元素,从而有效降低污水中氮磷含量,使出水达标排放。

第一上部布水管4、第一下部布水管5、第二上部布水管9、第二下部布水管10 以及第三上部布水管19 上均设有多个喷头23。

本环保技术生活污水处理设备中, 第一上部布水管4 上的喷头23 和第一下部布水管5 上的喷头23 相对设置,从而使进入厌氧池1 内的污水均朝向厌氧池1 内的厌氧污泥喷注,使进水均匀分布,充分地和厌氧池1 内的厌氧污泥混合发生反应。

第一上部布水管4 上方处设有第一滤板7,第一滤板7 可以将厌氧池1 内的污泥阻隔开来, 避免其在进水的冲击进入第一出水管8, 进而进入好氧池2,影响好氧池2 内好氧污泥的处理效果。

同理, 好氧池2 内设有第二上部布水管9 和第二下部布水管10,并且第二上部布水管9 和第二下部布水管10 上均设有多个喷头23, 并且第二上部布水管9 上的喷头23 和第二下部布水管10 上的喷头23 相对设置,从而使进入好氧池2 内的污水均朝向好氧池2 内的好氧污泥喷注,使进水均匀分布,充分地和好氧池2 内的好氧污泥混合反生反应。同时,上下进水的方式还能使好氧池2 内的氧气分布均匀,更有利于好氧菌降解有机物。

第二上部布水管9 上方处设有第二滤板11,第二滤板11 可以将好氧池2 内的污泥阻隔开来,避免其进入人工湿地池3。

改性石灰石陶粒层16 中改性石灰石陶粒的粒径为4—6cm。

本环保技术生活污水处理设备经过好氧池2 后设置有人工湿地池3, 人工湿地池3 内由下到上分别设有防渗层15、改性石灰石陶粒层16 等,第三上部布水管19 使污水均匀进入人工湿地池3,避免对人工湿地池3 的表层造成冲击, 同时水质水量均匀分布有利于处理效率的提高。

本环保技术设备的人工湿地池3 的壤土层上可以种植香蒲、灯心草等物种,经过好氧池2 处理后的污水中含有较多的二氧化碳、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐等, 水生植物的生长需要消耗大量的氮元素和磷元素,从而有效降低污水中氮磷含量,使出水达标排放。

需要说明的是, 人工湿地池3 的下层还设置有粒径为4—6cm 的改性石灰石陶粒层16, 当水生植物不能完全吸收掉污水中的有机物以及氮磷的时候,改性石灰石陶粒层16 因为有较多的空隙,较大的表面积,能够有效吸附剩余的污染物等物质,从而使环保技术设备净化后的水质达标、循环再用。 卵石层17 中卵石的粒径为6—8cm。 透气管20 的内径为2—3cm。

本环保技术生活污水处理设备在人工湿地池3内还设有多个透气管20, 并且透气管20 的底端位于卵石层17 内,顶端高于壤土层18 的顶端,透气管20 能将外部空气引入人工湿地池3 的内部,能够足量为上述人工湿地池3 中的相关微生物提供生存所需要的氧气,有利于分解其他有机物。 同时,卵石的粒径为6—8cm, 而透气管 20 的内径为2—3cm,所以将透气管20 的底端插接在卵石层17 内, 能够保证透气管20 通气顺畅,不易堵塞。此外,改性石灰石陶粒层16、卵石层17 还能阻隔壤土层18 中的土壤进入卵石层17 堵塞透气管20 的功能[6]。

生态特色小镇评价与建设是一种多元协同发展体系,综合利用生态特色小镇评价与建设的原则,设计出一套清晰的规划、建设模式,谨慎、用心、科学地谋划与发展, 生态特色小镇的温馨生活其实离我们并不遥远。只要我们科学地进行综合建设与管理,把生态特色小镇综合建设的目标、设计体现在政府、企业、居民的各项规划和平时生活、工作中,通过耐心及踏实的工作, 保证生态环境的良性循环与小镇居民生活的幸福度的持续、有效提升,特色小镇生态、温馨、环保的生活就在我们眼前,就在我们身边。

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