使生活污水變清水的奧秘

文/陳福民

故事發(fā)生在浙江桐廬。

“錢塘江盡到桐廬，水碧山青畫不如?！边@是唐朝詩人韋莊描繪的桐廬的美麗景色；“ 三吳行盡千山水，猶道桐廬更清美。”則是宋朝詩人蘇軾流傳至今的贊美桐廬的詩句。

桐廬縣位于浙江省西北部，地處錢塘江中游，總面積1825平方千米，位于“西湖―千島湖―黃山”國(guó)家級(jí)黃金旅游線的中段；全縣40多萬人口中農(nóng)村人口就有30多萬。隨著農(nóng)村生活水平的不斷提高和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)村生活污水成為這個(gè)縣水環(huán)境污染的重要污染源。桐廬縣農(nóng)村生活污水年排放廢水約500萬噸，據(jù)環(huán)境部門測(cè)算，相當(dāng)于10～15家萬噸規(guī)模造紙企業(yè)排放量之和。

對(duì)于分散居住的農(nóng)戶來說，生活污水如何處理一直就是個(gè)大難題。怎么辦？

自家門前的“人工濕地”

從2009年起，桐廬縣開始實(shí)施農(nóng)村生活污水處理整村推進(jìn)和農(nóng)家樂污水治理工作計(jì)劃，嘗試用生態(tài)的辦法治理農(nóng)村污水。2009～2012年，全縣183個(gè)行政村都完成農(nóng)村生活污水處理整村推進(jìn)工作，另有150余家農(nóng)家樂完成污水處理工作，共建生態(tài)化污水處理工程1700余個(gè)，共計(jì)投入資金2億多元，實(shí)現(xiàn)污水處理全覆蓋。

所謂生態(tài)化污水處理也叫“人工濕地”污水處理模式，是桐廬縣農(nóng)村生治污水處理的一個(gè)創(chuàng)造。當(dāng)你走進(jìn)桐廬縣的一個(gè)個(gè)農(nóng)村，就能看到清澈的溪水環(huán)繞的座座粉墻黛瓦的民居，不時(shí)還能看到一個(gè)個(gè)小小的綠化公園，在公園里還樹著一塊太陽能電池板。

那小花園就是處理污水的“人工濕地”

這些綠化公園就是桐廬農(nóng)村處理生活污水的“人工濕地”。這小公園里有一個(gè)幾平方米的水泥臺(tái)，里面種滿了一株株嫩綠的麥東草，水泥臺(tái)一側(cè)的地下水池里，各種污濁的生活污水正緩緩由此向臺(tái)底流去，而水泥臺(tái)另外一側(cè)汩汩清水從一個(gè)小孔中流出，匯入到旁邊的水田里……

污水處理系統(tǒng)模型

這個(gè)“人工濕地”的工作原理是這樣的。

首先，農(nóng)民家里的污水流入下水道，經(jīng)過管道、窖井收集起來，引入污水處理池。然后污水進(jìn)入第一個(gè)池——沉淀池，通過這個(gè)池就可以把污水中的顆粒物沉淀起來。接著是第二個(gè)池——厭氧池，在這個(gè)池子里，插著一根根棍子，棍子上密密麻麻綁著纖維，纖維上生長(zhǎng)著大量厭氧細(xì)菌，可以把污水中的大分子有機(jī)污染物分解成小顆粒。再是第三個(gè)池——人工濕地池，這個(gè)池中有許多鵝卵石和植物，可以對(duì)污水中的小分子污染物進(jìn)行過濾和吸收。

這三個(gè)池子設(shè)置很巧妙。沉淀后的污水是從底部送入第二個(gè)池子的。第二個(gè)池子底部是細(xì)沙和鵝卵石，中間是空的，而池子的上部鋪了一層泥土，泥土上栽種美人蕉、麥東草、水草等一些根系發(fā)達(dá)的植物。由于這些植物根系發(fā)達(dá)，根莖往往能突破泥土層，直接伸入下面鵝卵石的縫隙中，根系部分會(huì)形成多個(gè)厭氧、兼氧、好氧區(qū)，隨時(shí)生長(zhǎng)的厭氧菌、兼氧菌、好氧菌通過吸收，完成污水中的脫氮除磷。而經(jīng)過這種人工濕地凈化后的水，基本上能達(dá)到凈化標(biāo)準(zhǔn)，可以排入第三個(gè)池子沉淀后出來的水就是清水，可以直接排放到自然水域中了。除了清潔污水之外，“人工濕地”還具備了綠化功能，濕地上的植物一旦長(zhǎng)成后，一個(gè)小小的“人工濕地”往往就能成為一個(gè)小花圃。同時(shí)整個(gè)污水處理系統(tǒng)所需能源都是靠太陽能發(fā)電裝置供能的，這也使整個(gè)系統(tǒng)更加環(huán)保。

變污水為清水的“人工濕地”

通常，以10～20戶建造一個(gè)污水處理設(shè)施，污水經(jīng)過污水收集沉淀—簡(jiǎn)易厭氧—濕地處理—清水排放等程序進(jìn)行處理，在上面種植親水性植物，污水處理池中的養(yǎng)分被這些植物吸收。

除此之外，桐廬對(duì)于居住集中、人口規(guī)模較大、無閑置土地推行分散式人工濕地處理模式的村，選用無動(dòng)力厭氧處理模式，利用厭氧微生物在無氧環(huán)境中將污水中淀粉、纖維素、油脂、蛋白質(zhì)等轉(zhuǎn)化為低分子的有機(jī)酸、醇、醛、水分子物質(zhì)，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳、氮氧化物等無機(jī)物。對(duì)于養(yǎng)殖戶較多的農(nóng)戶或農(nóng)村則采用沼氣池處理模式，實(shí)行一戶單建或多戶聯(lián)建沼氣池處理模式，所產(chǎn)沼氣作為清潔能源有效利用，沼液用做農(nóng)林作物有機(jī)肥。

人工濕地式污水處理系統(tǒng)建造和維護(hù)成本也相對(duì)較低：一個(gè)處理池的覆蓋范圍內(nèi)，建造成本大約是每人800到1000元，一年的維護(hù)成本是每人10元再加上每個(gè)池1000元。這些設(shè)施都不需要村民掏一分錢，由縣財(cái)政給予350元/人的全額補(bǔ)助。目前，桐廬縣還在一些經(jīng)濟(jì)條件相對(duì)較好的村莊推行太陽能微動(dòng)力農(nóng)村污水處理試點(diǎn)，通過自動(dòng)化控制，自動(dòng)運(yùn)行，這一技術(shù)在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先。

通過持續(xù)投入、技術(shù)創(chuàng)新，桐廬建設(shè)了2000余個(gè)污水處理工程，鋪設(shè)管網(wǎng)2500千米，建造窨井7萬余只，率先在全國(guó)編織起一張覆蓋縣域內(nèi)所有行政村的農(nóng)村生活污水生態(tài)化處理網(wǎng)絡(luò)，對(duì)改善當(dāng)?shù)剞r(nóng)村的水環(huán)境發(fā)揮了明顯作用。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，最近6年來，富春江桐廬段的出境水質(zhì)均好于入境水質(zhì)。

近兩年來，通過推進(jìn)農(nóng)村污水治理工作，桐廬縣化學(xué)需氧量削減達(dá)70%以上，年削減排放量達(dá)1500余噸，有力地推進(jìn)了污染減排工作。據(jù)監(jiān)測(cè)，桐廬2010年出境斷面水質(zhì)總體優(yōu)于入境斷面水質(zhì)，斷面水質(zhì)凈化率明顯優(yōu)于2009年。2012年前桐廬縣將實(shí)現(xiàn)農(nóng)村生活污水處理全覆蓋。

治理河塘污染的荷花

“人工濕地”治污水靠的是什么呢？

綠色植物中的化學(xué)魔術(shù)師

“人工濕地”的治水“本領(lǐng)”來自綠色植物這個(gè)化學(xué)魔術(shù)師。它還微妙而準(zhǔn)確地反映著我們周圍環(huán)境的特征和變化，供給人類許多有用的信息和物質(zhì)。

科學(xué)家告訴我們，酸模、常山等綠色植物叢生之地，常會(huì)發(fā)現(xiàn)地下有銅礦。地下若有金礦石，上面往往長(zhǎng)一種叫忍冬科的植物，地下有鋅礦，上面多長(zhǎng)三色堇草本花卉。蘭液樹分泌物里，鎳含量較高時(shí)，它告訴人們：注意，這里可能有鎳礦！

許多綠色植物，還起著化學(xué)試劑的作用。杜鵑花、鐵蕓箕共生的地方，土壤一定是酸性的；馬桑遍野之地，土壤呈微堿性; 堿茅、馬牙頭群居處，是鹽化草甸土的標(biāo)志；如果蕁麻、接骨木的葉里含有銨鹽，預(yù)示它們生長(zhǎng)的土攘中含氮量豐富……

因此，在“環(huán)境污染日益嚴(yán)重”的驚呼聲中，綠色植物起著“報(bào)警器”的作用。在低濃度、很微量污染的情況下，人是感覺不出來的，而一些植物則會(huì)出現(xiàn)受害癥狀。人們據(jù)此來觀測(cè)與掌握環(huán)境污染的程度、范圍及污染的類別和毒性強(qiáng)度，進(jìn)而采取相應(yīng)的措施和對(duì)策，及時(shí)提出治理方案，防止污染對(duì)人體健康的危害。

綠色植物是空氣天然的“凈化器”，它可以吸收大氣中的二氧化碳、二氧化硫、氟化氫、氨氣、氯氣及汞蒸氣等。如果空氣中出現(xiàn)二氧化硫污染，廣玉蘭、銀杏、中國(guó)槐、梧桐、樟樹、杉、柏樹、臭椿紛紛出動(dòng)來吸收；若發(fā)現(xiàn)氯氣污染，油松、夾竹桃、女貞、連翹一起去迎戰(zhàn)；發(fā)現(xiàn)氟化氫污染，構(gòu)樹、杏樹、郁金香、扁豆、棉花、西紅柿一馬當(dāng)先吸收之；洋槐、椽樹專門對(duì)付光化學(xué)煙霧。

特別要指出的是，樹木還能吸收土壤中的有害物質(zhì)。施用農(nóng)藥及用污水、污泥作肥料，會(huì)污染土壤繼而污染了農(nóng)作物，如糧食蔬菜內(nèi)有殘留的有機(jī)氯會(huì)轉(zhuǎn)移到人體內(nèi)，而樹木可吸收土壤中的有機(jī)氯，凈化土壤。

更有意思的是植物間的水戰(zhàn)，即利用降雨和露水把毒氣溶于水中，形成水污染而使對(duì)方中毒。如桉樹葉的沖洗物，在天然條件下可以使禾本科草類和草本植物喪失戰(zhàn)斗力而停止生長(zhǎng)；紫云英葉面上的致毒元素—硒，被雨淋人土中，就能毒死與它共同占據(jù)一山頭的植物異種。原來綠色植物“理水”大有講究。

讓綠色植物成為“理水”藝術(shù)師

“溪水春波激情浪，煙堤花色醉紅妝”。這是杭州“長(zhǎng)橋溪水生態(tài)修復(fù)公園”的美麗景色的描繪。它的花紅草綠、鳥飛蟬鳴、樹影婆娑、流水潺潺完全是理水藝術(shù)的結(jié)晶。

“菬穎池”是初級(jí)人工濕地

用小瀑布增加水體含氧量

一是讓池塘、樹木、水生植物當(dāng)“清潔工”。公園的造園藝術(shù)特色和造園技術(shù)集中體現(xiàn)于“理水”，通過匠心獨(dú)運(yùn)的規(guī)劃布局，將地表人工濕地系統(tǒng)營(yíng)造出渾然天成的濕地景觀。

不過細(xì)細(xì)數(shù)來，這里幾乎每一種植物的栽種、每一個(gè)跌水景觀都是為了凈化水質(zhì)和空氣。那灌木叢和喬木組成的綠化緩沖帶是一個(gè)降噪?yún)^(qū)。將整個(gè)公園圍合起來，界定出一個(gè)既開闊又相對(duì)獨(dú)立的空間，可隔離噪聲、污染，又在公園外的玉皇山路西側(cè)形成綠色廊道，豐富城市道路景觀。

處理過的水匯入長(zhǎng)橋溪中，依地勢(shì)高低從南至北依次流經(jīng)“菬穎池”、“挹清池”、“浣碧池”和“濯纓池”等4座池塘。池塘中栽培了水毛花、黃菖蒲、再力花、睡蓮、田字萍等挺水和沉水植物，可以初步吸收、利用、降解水體中的污染物質(zhì)。

“菬穎池”是初級(jí)人工濕地，“挹清池”為多級(jí)曝氣區(qū)、“浣碧池”是次級(jí)人工濕地；

“菬穎池”水深約40厘米，配置挺水植物和浮葉植物，這里既是景觀水系的源頭，水景以漫灘為主，配置挺水和浮葉植物，初步吸收、利用、降解水中的污染物質(zhì)。

“挹清池”設(shè)置了很多低落差跌瀑布，水流經(jīng)“挹清池”的多級(jí)跌水，充分增加水體的含氧量，更具活力；

“浣碧池”水深約40～90厘米，水生植物配置以沉水植物為主，對(duì)流入的水進(jìn)行進(jìn)一步的深化處理。

公園北端還有個(gè)“濯纓池”，其上是片平整的木質(zhì)平臺(tái)，擺放著供人休憩的木質(zhì)椅，沒想到下面還另有乾坤。這是一座地埋式的沉砂池，能截留下玉皇山一帶山洪中的泥砂，減輕西湖的淤積。

根據(jù)長(zhǎng)橋溪流域內(nèi)的水文地貌等條件，遵循適地適種原則，大量應(yīng)用適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂?、土壤和人文景觀條件，耐污凈化能力強(qiáng)，并具有一定觀賞價(jià)值的水生植物，突顯濕地的獨(dú)特景觀；同時(shí)，考慮了水生植物的生活史以及植物群落演替規(guī)律，使得濕地內(nèi)一年四季均有水生植物覆蓋。

水流在重力作用下一邊前行，一邊被水生植物黃菖蒲、菹草、金魚藻和苦草等吃掉或阻擋了污物。園林工人會(huì)定期來割掉一茬水草，可惡的氮和磷也就跟著進(jìn)了垃圾站，新的水草和新的循環(huán)繼續(xù)行動(dòng)……

在充分發(fā)揮濕地系統(tǒng)的生態(tài)功能同時(shí)力求藝術(shù)性，水體平面設(shè)計(jì)亦收亦放，配合地勢(shì)與景觀的變化，使“理水”的內(nèi)容和表現(xiàn)形式更為豐富：做到“延而為溪”，“聚而為池”，“落水為瀑”。

公園池岸采用緩坡自然延伸入水，種植固土地被、水生植物，既可防止水土沖刷、截留污染物，又營(yíng)造了闊水低岸的自然意境。

利用島、橋、蕩、灘、木棧道等手法對(duì)大水面進(jìn)行合理分割，聚散有致、既分又合的水體變化，形神兼?zhèn)涞乇憩F(xiàn)了自然濕地?zé)熕噪x、清凈幽邃的氣氛。