中國(guó)和德國(guó)政府技術(shù)合作的“生態(tài)城市規(guī)劃和管理項(xiàng)目”在常州市做了兩件實(shí)事:一是名為“薔薇園”的濕地公園的水生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)；二是分散式生活污水的生態(tài)處理示范項(xiàng)目。這兩個(gè)項(xiàng)目的核心都牽涉到水的循環(huán)，都著重“生態(tài)”二字，而后者尤為實(shí)用，因?yàn)樗鼮橹袊?guó)廣大處于偏遠(yuǎn)地帶的分散村落的生活污水凈化開(kāi)辟了一條既科學(xué)、經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)便可行的道路。
眾所周知，生活污水的處理問(wèn)題在城市相對(duì)好辦，那里普遍已有或正在興建較大型的集中式污水處理廠，為此鋪設(shè)的輸送污水的管網(wǎng)系統(tǒng)也較為集中。以常州這個(gè)發(fā)展迅速的城市為例，到2005年底已建成污水處理廠6座，污水管道492公里，污水處理系統(tǒng)初具規(guī)模，其中城市污水處理廠對(duì)城市污水的集中處理率達(dá)到46％左右，中心城區(qū)接近80％。
困難在于星羅棋布的小村落。常州農(nóng)村人口近150萬(wàn)，至今多采取灰水在宅前宅后土壤中自然下滲，糞便儲(chǔ)存在各式糞池中就地處理的簡(jiǎn)易方式，嚴(yán)重污染環(huán)境。就常州來(lái)說(shuō)，更威脅國(guó)家重點(diǎn)水源保護(hù)水域太湖和長(zhǎng)江的生態(tài)安全。因此，為分散的村莊的生活污水找一條出路的任務(wù)十分迫切。
常州市規(guī)劃局和規(guī)劃院、市排水管理處等部門(mén)在德國(guó)專(zhuān)家的幫助下，吸收了15年以來(lái)在歐洲的郊區(qū)和農(nóng)村廣泛開(kāi)展的分散式污水處理的經(jīng)驗(yàn)，采用人工濕地技術(shù)，在大量研究調(diào)查的基礎(chǔ)上，于2006年1月在距離常州市中心40公里的孟河鎮(zhèn)通江花園居民小區(qū)，動(dòng)工興建了正式名稱(chēng)叫作“基于垂直潛流生態(tài)濾床技術(shù)的分散式污水及污泥處理系統(tǒng)”的裝置。2006年10月，系統(tǒng)正式投入運(yùn)行。
名稱(chēng)雖然復(fù)雜，但當(dāng)筆者來(lái)到這里實(shí)地考察時(shí)，所見(jiàn)卻無(wú)非是一個(gè)地堡式的水泥建筑物和4塊略低于地面的鋪著粗砂的池子而已。其中兩塊平鋪著一些管子，池子的兩端有兩個(gè)更粗一些的白色塑料管斜插進(jìn)地下，池子里有規(guī)律地間隔生長(zhǎng)著一些蘆葦。平心而論，若不是路邊那塊大理石的“紀(jì)念碑”說(shuō)明它的作用，筆者還真看不出這是一項(xiàng)具有國(guó)際先進(jìn)水平的人工濕地污水處理工程。
陪同筆者前來(lái)參觀的德國(guó)技術(shù)合作公司(GTZ)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一潘濤先生詳細(xì)介紹了工程原理和其先進(jìn)之處。
這個(gè)污水處理工程是為一路之隔的通江花園小區(qū)的居民服務(wù)的。小區(qū)居住著因工業(yè)征地搬遷到這里的200多戶(hù)農(nóng)民，總計(jì)1300人。小區(qū)設(shè)有與雨水分流的生活污水管道，從地下通到那個(gè)水泥“地堡”中。這個(gè)水泥殼的“地堡”就是污水的初級(jí)處理處，深埋地下5米多，可容80立方米的污水。這個(gè)沉淀池內(nèi)分為三格，主要功能是使生活污水在這里初步沉降。內(nèi)設(shè)兩個(gè)污水泵，由水位浮標(biāo)自動(dòng)控制污水泵的開(kāi)關(guān)，把污水泵到兩個(gè)被稱(chēng)為大約1000立方米的過(guò)濾床上，也就是筆者看到的布滿(mǎn)管子的池子。污水首先被抽進(jìn)這些迂回曲折的管子里，又從管壁的小孔內(nèi)流出，流進(jìn)鋪滿(mǎn)沙礫的濾床上，自然滲入沙礫中。這兩個(gè)池子的底部都鋪有雙面土工布，以防污水滲入自然土壤中。
別看這兩個(gè)濾床表面平淡無(wú)奇，實(shí)則講究很多。濾床總深度雖然不過(guò)1米~1.25米，卻分為表層、過(guò)濾層、過(guò)渡層、排水層、防滲層等好幾個(gè)層次。每個(gè)層次的礫石和粗砂的大小都不盡相同，越往下顆粒越大。污水經(jīng)層層過(guò)濾到達(dá)排水層時(shí)，自然流進(jìn)鋪設(shè)在這一層的排水管中，也就是筆者在這兩塊過(guò)濾床邊上看到的白色塑料管。這幾根管子管壁上都有切口，收集過(guò)濾后的污水，并排進(jìn)旁邊的新孟河，直達(dá)長(zhǎng)江。
作為工程第三個(gè)組成部分的是兩塊污泥濾床。沉淀池里淤積的污泥定期被污泥泵抽進(jìn)這兩塊池子做干化處理，說(shuō)得通俗些，就是把它曬干。但這里也有很多學(xué)問(wèn)。污泥含水率很高，如同前面提到的兩塊人工濕地一樣，這兩塊污泥濾床也分好幾層，也在底部鋪有防滲的土工布，也有通氣管。滲下來(lái)的污泥中的水分經(jīng)排水管重新流回初級(jí)沉降地，而后再進(jìn)入濾床過(guò)濾后排出。
這個(gè)裝置看上去也不過(guò)就是過(guò)濾、過(guò)濾、再過(guò)濾，這能達(dá)到污水去污的目標(biāo)嗎？據(jù)潘濤介紹，這個(gè)人工的濕地處理過(guò)程包括生物化學(xué)反應(yīng)和物理化學(xué)反應(yīng)。物理化學(xué)反應(yīng)就是沉淀吸附，生化反應(yīng)即分解和合成代謝，等等。他說(shuō)，秘密就在于濾床的那些粗砂和礫石上，它們?yōu)槲⑸锛?xì)菌提供了非常適宜的生活環(huán)境，而這些微生物在污水下沉過(guò)程中通過(guò)反應(yīng)去除了碳化合物、氮化合物和磷化合物以及病毒體和非病毒微生物。
那么那些蘆葦又有何用？他解釋說(shuō)，這些經(jīng)過(guò)挑選的蘆葦品種根系發(fā)達(dá)，一方面有助于防止過(guò)濾層板結(jié)，另一方面有助于微生物的附著和繁殖。他又說(shuō)，濾床內(nèi)的集水管也有另一個(gè)功能，就是向?yàn)V床內(nèi)部輸送氧氣，幫助微生物繁殖。這也是為什么它們要在地面上露出一截的緣故。
死水坑經(jīng)常長(zhǎng)滿(mǎn)苔蘚，蚊蠅滋生，這兩個(gè)常年濕漉漉的人工濕地會(huì)不會(huì)也遇到這個(gè)問(wèn)題呢？潘濤說(shuō)，這早就想到了，所以才建了兩個(gè)功能完全一樣的濾床和污泥濾床。就是說(shuō)，一個(gè)濾床工作，另一個(gè)休息令其干燥。兩個(gè)濾床每星期“輪休”一次，避免上述的弊端。
裝置運(yùn)行幾個(gè)月來(lái)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，出水效果理想。氨氮去除率達(dá)93％，總磷去除率達(dá)86％，出水水質(zhì)已達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠一級(jí)排放B標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，隨著生化反應(yīng)器狀態(tài)日趨穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)將越來(lái)越好，最終設(shè)計(jì)達(dá)到一級(jí)排放A標(biāo)準(zhǔn)。筆者到出水口去看，果然出水清澈，毫無(wú)異味。而濾出的污泥干化之后可以肥田，這里每年可干化污泥10噸左右，待積累到一米厚時(shí)(約5年~7年)進(jìn)行一次開(kāi)挖。
當(dāng)然不能不提它的造價(jià)和管理。這個(gè)工程包括科研費(fèi)用、征地、在小區(qū)內(nèi)重鋪管網(wǎng)等在內(nèi)總計(jì)180萬(wàn)元人民幣，德國(guó)方面由德國(guó)技術(shù)合作公司提供設(shè)計(jì)。如果純建設(shè)費(fèi)用平攤到每個(gè)小區(qū)居民頭上，人均建設(shè)成本476元，而維護(hù)費(fèi)用僅為每年12.5元/人。管理也很簡(jiǎn)單，人員經(jīng)簡(jiǎn)單培訓(xùn)后就能很好地勝任這項(xiàng)工作。陪同筆者參觀的管理員原來(lái)就是個(gè)普通農(nóng)民。
常州的這項(xiàng)工程是我國(guó)國(guó)內(nèi)首次運(yùn)用垂直潛流人工濕地技術(shù)整合生活污水和污泥穩(wěn)定化處置，受到高度評(píng)價(jià)。常州市科技局組織的科學(xué)技術(shù)成果鑒定認(rèn)為，此課題研究整體達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。自工程落成以來(lái)，通江小區(qū)先后接待了國(guó)家環(huán)�？偩�、建設(shè)部和江蘇省有關(guān)單位的參觀考察，都認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)很值得大力推廣。德國(guó)技術(shù)合作公司也非常高興為中國(guó)的生態(tài)城市建設(shè)做出了這個(gè)成功范例。
眾所周知，生活污水的處理問(wèn)題在城市相對(duì)好辦，那里普遍已有或正在興建較大型的集中式污水處理廠，為此鋪設(shè)的輸送污水的管網(wǎng)系統(tǒng)也較為集中。以常州這個(gè)發(fā)展迅速的城市為例，到2005年底已建成污水處理廠6座，污水管道492公里，污水處理系統(tǒng)初具規(guī)模，其中城市污水處理廠對(duì)城市污水的集中處理率達(dá)到46％左右，中心城區(qū)接近80％。
困難在于星羅棋布的小村落。常州農(nóng)村人口近150萬(wàn)，至今多采取灰水在宅前宅后土壤中自然下滲，糞便儲(chǔ)存在各式糞池中就地處理的簡(jiǎn)易方式，嚴(yán)重污染環(huán)境。就常州來(lái)說(shuō)，更威脅國(guó)家重點(diǎn)水源保護(hù)水域太湖和長(zhǎng)江的生態(tài)安全。因此，為分散的村莊的生活污水找一條出路的任務(wù)十分迫切。
常州市規(guī)劃局和規(guī)劃院、市排水管理處等部門(mén)在德國(guó)專(zhuān)家的幫助下，吸收了15年以來(lái)在歐洲的郊區(qū)和農(nóng)村廣泛開(kāi)展的分散式污水處理的經(jīng)驗(yàn)，采用人工濕地技術(shù)，在大量研究調(diào)查的基礎(chǔ)上，于2006年1月在距離常州市中心40公里的孟河鎮(zhèn)通江花園居民小區(qū)，動(dòng)工興建了正式名稱(chēng)叫作“基于垂直潛流生態(tài)濾床技術(shù)的分散式污水及污泥處理系統(tǒng)”的裝置。2006年10月，系統(tǒng)正式投入運(yùn)行。
名稱(chēng)雖然復(fù)雜，但當(dāng)筆者來(lái)到這里實(shí)地考察時(shí)，所見(jiàn)卻無(wú)非是一個(gè)地堡式的水泥建筑物和4塊略低于地面的鋪著粗砂的池子而已。其中兩塊平鋪著一些管子，池子的兩端有兩個(gè)更粗一些的白色塑料管斜插進(jìn)地下，池子里有規(guī)律地間隔生長(zhǎng)著一些蘆葦。平心而論，若不是路邊那塊大理石的“紀(jì)念碑”說(shuō)明它的作用，筆者還真看不出這是一項(xiàng)具有國(guó)際先進(jìn)水平的人工濕地污水處理工程。
陪同筆者前來(lái)參觀的德國(guó)技術(shù)合作公司(GTZ)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一潘濤先生詳細(xì)介紹了工程原理和其先進(jìn)之處。
這個(gè)污水處理工程是為一路之隔的通江花園小區(qū)的居民服務(wù)的。小區(qū)居住著因工業(yè)征地搬遷到這里的200多戶(hù)農(nóng)民，總計(jì)1300人。小區(qū)設(shè)有與雨水分流的生活污水管道，從地下通到那個(gè)水泥“地堡”中。這個(gè)水泥殼的“地堡”就是污水的初級(jí)處理處，深埋地下5米多，可容80立方米的污水。這個(gè)沉淀池內(nèi)分為三格，主要功能是使生活污水在這里初步沉降。內(nèi)設(shè)兩個(gè)污水泵，由水位浮標(biāo)自動(dòng)控制污水泵的開(kāi)關(guān)，把污水泵到兩個(gè)被稱(chēng)為大約1000立方米的過(guò)濾床上，也就是筆者看到的布滿(mǎn)管子的池子。污水首先被抽進(jìn)這些迂回曲折的管子里，又從管壁的小孔內(nèi)流出，流進(jìn)鋪滿(mǎn)沙礫的濾床上，自然滲入沙礫中。這兩個(gè)池子的底部都鋪有雙面土工布，以防污水滲入自然土壤中。
別看這兩個(gè)濾床表面平淡無(wú)奇，實(shí)則講究很多。濾床總深度雖然不過(guò)1米~1.25米，卻分為表層、過(guò)濾層、過(guò)渡層、排水層、防滲層等好幾個(gè)層次。每個(gè)層次的礫石和粗砂的大小都不盡相同，越往下顆粒越大。污水經(jīng)層層過(guò)濾到達(dá)排水層時(shí)，自然流進(jìn)鋪設(shè)在這一層的排水管中，也就是筆者在這兩塊過(guò)濾床邊上看到的白色塑料管。這幾根管子管壁上都有切口，收集過(guò)濾后的污水，并排進(jìn)旁邊的新孟河，直達(dá)長(zhǎng)江。
作為工程第三個(gè)組成部分的是兩塊污泥濾床。沉淀池里淤積的污泥定期被污泥泵抽進(jìn)這兩塊池子做干化處理，說(shuō)得通俗些，就是把它曬干。但這里也有很多學(xué)問(wèn)。污泥含水率很高，如同前面提到的兩塊人工濕地一樣，這兩塊污泥濾床也分好幾層，也在底部鋪有防滲的土工布，也有通氣管。滲下來(lái)的污泥中的水分經(jīng)排水管重新流回初級(jí)沉降地，而后再進(jìn)入濾床過(guò)濾后排出。
這個(gè)裝置看上去也不過(guò)就是過(guò)濾、過(guò)濾、再過(guò)濾，這能達(dá)到污水去污的目標(biāo)嗎？據(jù)潘濤介紹，這個(gè)人工的濕地處理過(guò)程包括生物化學(xué)反應(yīng)和物理化學(xué)反應(yīng)。物理化學(xué)反應(yīng)就是沉淀吸附，生化反應(yīng)即分解和合成代謝，等等。他說(shuō)，秘密就在于濾床的那些粗砂和礫石上，它們?yōu)槲⑸锛?xì)菌提供了非常適宜的生活環(huán)境，而這些微生物在污水下沉過(guò)程中通過(guò)反應(yīng)去除了碳化合物、氮化合物和磷化合物以及病毒體和非病毒微生物。
那么那些蘆葦又有何用？他解釋說(shuō)，這些經(jīng)過(guò)挑選的蘆葦品種根系發(fā)達(dá)，一方面有助于防止過(guò)濾層板結(jié)，另一方面有助于微生物的附著和繁殖。他又說(shuō)，濾床內(nèi)的集水管也有另一個(gè)功能，就是向?yàn)V床內(nèi)部輸送氧氣，幫助微生物繁殖。這也是為什么它們要在地面上露出一截的緣故。
死水坑經(jīng)常長(zhǎng)滿(mǎn)苔蘚，蚊蠅滋生，這兩個(gè)常年濕漉漉的人工濕地會(huì)不會(huì)也遇到這個(gè)問(wèn)題呢？潘濤說(shuō)，這早就想到了，所以才建了兩個(gè)功能完全一樣的濾床和污泥濾床。就是說(shuō)，一個(gè)濾床工作，另一個(gè)休息令其干燥。兩個(gè)濾床每星期“輪休”一次，避免上述的弊端。
裝置運(yùn)行幾個(gè)月來(lái)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，出水效果理想。氨氮去除率達(dá)93％，總磷去除率達(dá)86％，出水水質(zhì)已達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠一級(jí)排放B標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)國(guó)際經(jīng)驗(yàn)，隨著生化反應(yīng)器狀態(tài)日趨穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)將越來(lái)越好，最終設(shè)計(jì)達(dá)到一級(jí)排放A標(biāo)準(zhǔn)。筆者到出水口去看，果然出水清澈，毫無(wú)異味。而濾出的污泥干化之后可以肥田，這里每年可干化污泥10噸左右，待積累到一米厚時(shí)(約5年~7年)進(jìn)行一次開(kāi)挖。
當(dāng)然不能不提它的造價(jià)和管理。這個(gè)工程包括科研費(fèi)用、征地、在小區(qū)內(nèi)重鋪管網(wǎng)等在內(nèi)總計(jì)180萬(wàn)元人民幣，德國(guó)方面由德國(guó)技術(shù)合作公司提供設(shè)計(jì)。如果純建設(shè)費(fèi)用平攤到每個(gè)小區(qū)居民頭上，人均建設(shè)成本476元，而維護(hù)費(fèi)用僅為每年12.5元/人。管理也很簡(jiǎn)單，人員經(jīng)簡(jiǎn)單培訓(xùn)后就能很好地勝任這項(xiàng)工作。陪同筆者參觀的管理員原來(lái)就是個(gè)普通農(nóng)民。
常州的這項(xiàng)工程是我國(guó)國(guó)內(nèi)首次運(yùn)用垂直潛流人工濕地技術(shù)整合生活污水和污泥穩(wěn)定化處置，受到高度評(píng)價(jià)。常州市科技局組織的科學(xué)技術(shù)成果鑒定認(rèn)為，此課題研究整體達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。自工程落成以來(lái)，通江小區(qū)先后接待了國(guó)家環(huán)�？偩�、建設(shè)部和江蘇省有關(guān)單位的參觀考察，都認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)很值得大力推廣。德國(guó)技術(shù)合作公司也非常高興為中國(guó)的生態(tài)城市建設(shè)做出了這個(gè)成功范例。
