森林旅游度假區(qū)生活污水森林生態(tài)凈化處理技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望

徐高福，王金榮，洪利興

(1.淳安縣新安江開(kāi)發(fā)總公司,浙江 杭州 311700；2. 國(guó)家林業(yè)局華東林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院， 浙江 杭州 310019；3.浙江省林業(yè)科學(xué)研究院,浙江 杭州 310023)

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森林旅游度假區(qū)生活污水森林生態(tài)凈化處理技術(shù)研究現(xiàn)狀及展望

徐高福1，王金榮2，洪利興3

(1.淳安縣新安江開(kāi)發(fā)總公司,浙江 杭州 311700；2. 國(guó)家林業(yè)局華東林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院， 浙江 杭州 310019；3.浙江省林業(yè)科學(xué)研究院,浙江 杭州 310023)

摘要國(guó)內(nèi)外對(duì)于城市和農(nóng)村生活污水處理問(wèn)題備受關(guān)注，進(jìn)行了大量的研究。利用森林涵養(yǎng)水源和凈化水質(zhì)的重要功能進(jìn)行森林度假旅游區(qū)生活污水的生態(tài)化處理，實(shí)現(xiàn)生活污水零排放，是森林公園水生態(tài)環(huán)境保護(hù)的發(fā)展方向和創(chuàng)新選擇。選擇怎樣的森林、怎樣的路徑方式，以及路徑過(guò)程中采取怎樣的修飾方式是人們期待研究的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞森林旅游度假區(qū)；生活污水；凈化處理

世界已進(jìn)入大眾旅游時(shí)代，人民群眾對(duì)生態(tài)旅游需求日益增加，我國(guó)目前正大力推進(jìn)森林體驗(yàn)和森林養(yǎng)生等旅游業(yè)發(fā)展。與此同時(shí)，旅游業(yè)對(duì)自然環(huán)境的負(fù)面影響也不容忽視，旅游開(kāi)發(fā)所帶來(lái)的生活污水處理等問(wèn)題，倍受關(guān)注與重視。

1背景和意義

發(fā)揮森林多種功能，使森林更好地服務(wù)于人類的生存環(huán)境，已成為現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展新潮流。截至2015年底，我國(guó)共建有森林公園3 234處，規(guī)劃總面積1 801.71萬(wàn)hm2。根據(jù)對(duì)31個(gè)省(區(qū)、市)及內(nèi)蒙古、吉林、龍江、大興安嶺森工(林業(yè))集團(tuán)公司共2 962處森林公園(含白山市國(guó)家級(jí)森林旅游區(qū))的統(tǒng)計(jì)， 2015年共接待游客7.95億人次(其中海外游客1 413.65萬(wàn)人次)，占國(guó)內(nèi)旅游總?cè)藬?shù)的19.9%，旅游收入705.6億元，分別比2014年度增長(zhǎng)11.97%和23.33%。據(jù)測(cè)算，2014年全國(guó)森林公園創(chuàng)造的社會(huì)綜合產(chǎn)值近7 500億元?；拘纬闪顺?、住、行、游、購(gòu)和娛樂(lè)各要素配套的構(gòu)局，而且還在不斷開(kāi)發(fā)。如千島湖國(guó)家森林公園，由19個(gè)國(guó)有林場(chǎng)所構(gòu)成，總面積9.5萬(wàn)hm2，其中湖面5.3萬(wàn)hm2，是中國(guó)最大的森林公園之一，2014年游客接待首次突破千萬(wàn)人次，2015年千島湖旅游經(jīng)濟(jì)總收入首次突破百億大關(guān)，彰顯了旅游發(fā)展的強(qiáng)勢(shì)勁頭。

森林旅游雖然給我們帶來(lái)了明顯的經(jīng)濟(jì)效益，然而也給環(huán)境帶來(lái)較大的生態(tài)影響，諸如水體質(zhì)量下降、土壤退化等，甚至導(dǎo)致了較為嚴(yán)重的生態(tài)安全問(wèn)題。就水質(zhì)來(lái)講，吳楚材等(1993)于1988年7月～1989年4月在張家界國(guó)家森林公園主要旅游生活區(qū)的大氣、水體和土壤進(jìn)行了近一年的定點(diǎn)監(jiān)測(cè)，其中水體監(jiān)測(cè)了pH、COD(化學(xué)需氧量)、溶解氧、NH4+-N(氨態(tài)氮)、NO3--N(硝態(tài)氮)、懸浮物、細(xì)菌數(shù)和大腸桿菌數(shù)及Zn、Cu、Pb、Cd、Hg、Cr、As重金屬元素，表明個(gè)別測(cè)點(diǎn)已受到嚴(yán)重污染，整個(gè)水系質(zhì)量受到輕度污染，主要原因是鑼鼓塔旅游生活區(qū)等廢水的不合理排放。嚴(yán)密等(2005)對(duì)福州國(guó)家森林公園進(jìn)行綠量及釋氧固碳量、空氣細(xì)菌含量、大氣粉塵含量、水環(huán)境、聲環(huán)境的測(cè)定與評(píng)價(jià)，其中關(guān)于水環(huán)境的漂浮物、懸浮物、顏色、嗅覺(jué)、pH、溶解氧、BOD5(五日生化需氧量)、電導(dǎo)率測(cè)定表明，刻字潭和白鷺溪兩處水質(zhì)純凈，而山川水庫(kù)和八一水庫(kù)存在一定程度的水質(zhì)污染。吳杰等(2014)研究了福建古田鎮(zhèn)紅色旅游風(fēng)景區(qū)的污水排放規(guī)律與特征，表明餐飲廢水具有COD、TP(總磷)和SS(固體懸浮物濃度)高的特點(diǎn)，并含有大量油脂及表面活性劑，生活污水中的NH4+-N平均達(dá)105.9 mg L-1，從而造成古田溪和五龍渠水體的污染。

生活污水主要是指居民在日常生活中排出的廢水，主要是糞便和洗滌污水，城市每人每天排出的生活污水量為150～400 L。生活污水中含有大量有機(jī)物，如纖維素、淀粉、糖類和脂肪蛋白質(zhì)等，也常含有病原菌、病毒和寄生蟲(chóng)卵，以及無(wú)機(jī)鹽類的氯化物、硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽和鈉、鉀、鈣、鎂等?？偟奶攸c(diǎn)是含氮、含硫和含磷高，在厭氧細(xì)菌作用下，易生惡臭物質(zhì)。

森林旅游區(qū)通常位于溪流或水庫(kù)的上游，隨著我國(guó)森林旅游及其賓館飯店度假山莊的配套發(fā)展，由此產(chǎn)生的生活污水已經(jīng)成為下游水體的主要污染源。因此，徹底消除森林旅游帶來(lái)的生活污水污染隱患，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)，保障生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

生活污水的處理方式主要有集中處理和分散處理兩種方式。集中處理多應(yīng)用于城鎮(zhèn)，通過(guò)污水管網(wǎng)運(yùn)輸?shù)轿鬯幚韽S進(jìn)行集中處理。分散處理多應(yīng)用于遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)污水處理管網(wǎng)的鄉(xiāng)村和分散居民及遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的旅游景區(qū)。

2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀

在日本，主要采用農(nóng)村污水處理設(shè)施模式和凈化槽模式。日本凈化槽模式發(fā)源于20世紀(jì)60年代，并經(jīng)多年發(fā)展已形成了一套比較完善的技術(shù)管理體系，在保護(hù)日本鄉(xiāng)村水環(huán)境方面發(fā)揮了重要的作用，其中膜式凈化槽是深度處理類型的凈化槽[10]，是采用生物膜處理和膜分離相結(jié)合的膜生物反應(yīng)器(MBR)工藝[11]，能有效去除污水中的有機(jī)物、氮、磷和懸浮物等。

在澳大利亞和韓國(guó)等國(guó)家，采用一種“過(guò)濾、土地利用處理與暗管排水相結(jié)合的污水再利用系統(tǒng)”，簡(jiǎn)稱“FILTER”污水處理系統(tǒng)[12]，其主要目的是利用污水進(jìn)行灌溉，通過(guò)灌溉土地處理后，再用地下暗管將其匯集和排出，一方面可以滿足作物對(duì)水分和養(yǎng)分的需求，同時(shí)降低污水中的氮、磷等元素的含量，使之達(dá)到污水排放標(biāo)準(zhǔn)[13]?！癋ILTER”系統(tǒng)運(yùn)行成本低，特別適用于土地資源豐富并可以輪作的地區(qū)，或是以種植牧草為主的地區(qū)[14]。

此次主要針對(duì)廣東省內(nèi)的著名設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)與政府相關(guān)部門進(jìn)行調(diào)研訪談，主要針對(duì)現(xiàn)有城鄉(xiāng)規(guī)劃對(duì)(大)數(shù)據(jù)的應(yīng)用情況與不足、大數(shù)據(jù)使用人才素質(zhì)要求三方面進(jìn)行訪談。

在美國(guó)、加拿大、英國(guó)等國(guó)家，采用活化器生態(tài)處理生活污水，其技術(shù)基礎(chǔ)是活化技術(shù)，利用動(dòng)植物和細(xì)菌同時(shí)對(duì)污水進(jìn)行處理[15]，污水進(jìn)入封閉的地下無(wú)氧箱，空氣由底孔吹入，在氨氮和細(xì)菌的作用下分解為硝化物，然后進(jìn)入生物綜合池，池中的藻類和單細(xì)胞有機(jī)體等一系列豐富的生物混合體對(duì)水中的營(yíng)養(yǎng)繼續(xù)分解，最后流經(jīng)濕地，通過(guò)植物根系作用及沙石過(guò)濾，硝化物在此轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)?，污水得到凈化[16]。該系統(tǒng)基本是一模擬自然的過(guò)程，在河灘、池塘和沼澤等濕地間實(shí)現(xiàn)廢棄物循環(huán)利用，具有占地少、費(fèi)用低、美觀耐用等特點(diǎn)[17]。

2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

在我國(guó)，污水的處理主要有厭氧沼氣、人工濕地、穩(wěn)定塘、土壤滲濾、生物濾池等技術(shù)。

2.2.1厭氧沼氣技術(shù)污水中的大部分有機(jī)物經(jīng)厭氧發(fā)酵后產(chǎn)生沼氣，發(fā)酵后的污水被去除了大部分有機(jī)物，產(chǎn)生的沼氣作為浴室和家庭能源[18]。

2.2.2人工濕地技術(shù)在一定的填料上種植濕地植物建立人工濕地系統(tǒng)，當(dāng)水通過(guò)該系統(tǒng)時(shí)，攜帶的污染物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被系統(tǒng)吸收或分解[19]。

2.2.3穩(wěn)定塘技術(shù)有機(jī)物主要通過(guò)微生物降解、有機(jī)物吸附、有機(jī)顆粒的沉降和截濾作用去除，如高效藻類塘技術(shù)[20]。

2.2.4土壤滲濾技術(shù)它充分利用毛管浸潤(rùn)和土壤滲透作用，使污水在具有良好滲透性的地層中向四周擴(kuò)散，并通過(guò)過(guò)濾、沉淀、吸附和生物降解等作用使污水得到凈化[21]。

還有蚯蚓生態(tài)濾池、生態(tài)廁所、潛流濕地、生態(tài)氧化溝和生物+生態(tài)等綜合技術(shù)等[23-37]。對(duì)上述國(guó)內(nèi)采用污水處理技術(shù)進(jìn)行比較，各種技術(shù)的處理效果、適用范圍、發(fā)展階段各有不同[38]，不能盲目采用，而應(yīng)結(jié)合實(shí)際進(jìn)行科學(xué)合理的選擇。但無(wú)論如何，采用生態(tài)為主體的方法將是生活污水處理的共同選擇。

在研究中，雖然有關(guān)旅游區(qū)或農(nóng)家樂(lè)的生活污水處理有一定數(shù)量報(bào)道。解岳等[38](2005)針對(duì)陜西省隴縣境內(nèi)的關(guān)山草原生態(tài)旅游區(qū)，選擇利用豐富的土壤生物資源，采用土壤自凈化處理工藝。汪誠(chéng)文等[39](2010)針對(duì)江蘇省某生態(tài)休閑旅游度假區(qū)農(nóng)村的生活污水，選擇采用A2/O(厭氧-缺氧-好氧)+MBR(膜生物反應(yīng)器)為主的處理工藝。陳昕等[40](2011)針對(duì)浙江省安吉縣報(bào)福鎮(zhèn)石嶺村農(nóng)家樂(lè)的生活污水，選擇采用多介質(zhì)土壤層(muli-soil-layering system，MSL)的處理技術(shù)。杜建強(qiáng)等[41](2011)針對(duì)江蘇省陽(yáng)澄湖蓮花島旅游區(qū)農(nóng)家樂(lè)和吃住游樂(lè)購(gòu)為一體的旅游中心生活污水，選擇采用潛流型復(fù)合人工濕地方法。石建會(huì)等[42](2015)針對(duì)陜西省寶雞市太白山國(guó)際旅游度假區(qū)的生活污水，選擇采用改良型底曝氧化溝+混凝沉淀過(guò)濾工藝的污水處理廠。但有關(guān)森林旅游度假區(qū)的生活污水處理技術(shù)或研究報(bào)道甚少。

3研究方向與關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新展望

3.1研究方向

森林旅游度假區(qū)通常遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，并且以森林為背景，坐落在森林中。這類區(qū)域往往處于臨近水源或重點(diǎn)水域保護(hù)區(qū)，環(huán)境敏感度高，排放要求高。如何利用森林涵養(yǎng)水源和凈化水質(zhì)的重要功能進(jìn)行森林度假旅游區(qū)生活污水的生態(tài)化處理，實(shí)現(xiàn)生活污水零排放，將是森林公園水生態(tài)環(huán)境保護(hù)的發(fā)展方向和創(chuàng)新選擇。

3.2關(guān)鍵技術(shù)

森林具有涵養(yǎng)水源、凈化水質(zhì)的重要功能，選擇怎樣的森林、怎樣的路徑方式，以及路徑過(guò)程中采取怎樣的修飾方式是研究的關(guān)鍵技術(shù)，一方面使森林旅游度假區(qū)的生活污水實(shí)現(xiàn)零排放，并與對(duì)照森林具有等同的自然水質(zhì)，另一方面實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)或再生利用，促進(jìn)森林生長(zhǎng)或經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)量和質(zhì)量效益的提高。

3.2.1森林旅游度假區(qū)生活污水的排放規(guī)律和污染特征研究對(duì)旅游度假區(qū)的年旅游人次、生活污水、地形地貌、森林資源等生態(tài)和資源環(huán)境背景進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，分析生活污水的年排放量和年排放規(guī)律，以及COD、BOD5、懸浮物、動(dòng)植物油、陰離子表面活性劑、總氮、總磷、pH、糞大腸菌群數(shù)和汞、鎘、鉻、砷、鉛等含量。

3.2.2森林旅游度假區(qū)生活污水森林生態(tài)凈化處理的技術(shù)優(yōu)化模式通過(guò)污水集中收集池、隔柵調(diào)節(jié)池、厭氧化糞池、好氧反應(yīng)池、污泥干化利用和污水森林生態(tài)凈化利用研究，篩選森林生態(tài)凈化利用的森林類型、路徑及其修飾方式。

3.2.3森林旅游度假區(qū)生活污水森林生態(tài)凈化處理效應(yīng)參照GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》基本要求，在測(cè)定污水集中收集池、隔柵調(diào)節(jié)池、厭氧化糞池、好氧反應(yīng)池、干化污泥污染物基礎(chǔ)上，重點(diǎn)測(cè)定途徑常綠闊葉林、落葉闊葉林、常綠與落葉闊葉混交林、馬尾松林、杉木林、毛竹林以及油茶、板栗經(jīng)濟(jì)林等不同森林類型，通過(guò)溪流式曲折方式和路徑長(zhǎng)度、路徑水生或濕生植物與基礎(chǔ)填料的過(guò)程修飾凈化效應(yīng)，測(cè)定森林的生長(zhǎng)效應(yīng)，并與對(duì)照森林的生長(zhǎng)和自然水質(zhì)進(jìn)行比較研究。

4結(jié)語(yǔ)

4.1森林是一個(gè)“綠色寶庫(kù)”。以森林為背景，充分利用森林涵養(yǎng)水源和凈化水質(zhì)的重要功能，開(kāi)展森林旅游度假區(qū)生活污水的森林生態(tài)凈化處理技術(shù)研究，是一個(gè)嶄新的研究課題。

4.2森林的生態(tài)效能日益被人們所認(rèn)知。將森林旅游度假區(qū)的生活污水經(jīng)森林生態(tài)凈化處理后進(jìn)行再利用，并促進(jìn)森林的生長(zhǎng)或經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)量和質(zhì)量效益的提高，是利用森林生態(tài)效能造福人類的有效途徑，生動(dòng)詮釋了“綠水青山就是金山銀山”的科學(xué)論斷。

4.3森林凈化生活污水作用在某種程度上是有一定局限性的。鑒于旅游作為一種產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)境的特殊影響和累計(jì)性的破壞，在研究森林生態(tài)凈化處理生活污水機(jī)理并加以應(yīng)用的同時(shí)，樹(shù)立可持續(xù)利用資源的新思維，綜合施策，精準(zhǔn)發(fā)力，預(yù)防環(huán)境污染，確保環(huán)境質(zhì)量，任重而道遠(yuǎn)。

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文章編號(hào)：1005-5215(2016)07-0107-04

收稿日期：2016-04-21

作者簡(jiǎn)介：徐高福(1963-)，男，浙江淳安人，教授級(jí)高級(jí)工程師，從事風(fēng)景園林規(guī)劃與森林經(jīng)營(yíng)工作.

中圖分類號(hào)：S718.5；X171

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.13601/j.issn.1005-5215.2016.07.040