中国和德国政府技术合作的常州市“生态城市规划和管理项目”:分散式生活污水的生态处理示范项目,为中国广大处于偏远地带的分散村落的生活污水净化开辟了一条既科学、经济又简便可行的道路。
常州农村人口近150万,小村落星罗棋布,严重污染环境。因此,为分散的村庄的生活污水找一条出路的任务十分迫切。
常州市吸收了在欧洲的郊区和农村广泛开展的分散式污水处理的经验,采用人工湿地技术,于2006年1月在距离常州市中心40公里的孟河镇通江花园居民小区,动工兴建了正式名称叫作“基于垂直潜流生态滤床技术的分散式污水及污泥处理系统”的装置。2006年10月,系统正式投入运行。
名称虽然复杂,但当笔者来到这里实地考察时,所见却无非是一个地堡式的水泥建筑物和4块略低于地面的铺着粗砂的池子而已。其中两块平铺着一些管子,池子的两端有两个更粗一些的白色塑料管斜插进地下,池子里有规律地间隔生长着一些芦苇。这就是一项具有国际先进水平的人工湿地污水处理工程。
德国技术合作公司(GTZ)项目负责人潘涛介绍:小区居住200多户农民,总计1300人。小区设有生活污水管道,从地下通到那个水泥“地堡”中。这个水泥壳的“地堡”就是污水的初级处理处,深埋地下5米多,可容80立方米的污水。这个沉淀池内分为三格,主要功能是使生活污水在这里初步沉降。内设两个污水泵,由水位浮标自动控制污水泵的开关,把污水泵到两个被称为大约1000立方米的过滤床上,也就是笔者看到的布满管子的池子。污水首先被抽进这些迂回曲折的管子里,又从管壁的小孔内流出,流进铺满沙砾的滤床上,自然渗入沙砾中。这两个池子的底部都铺有双面土工布,以防污水渗入自然土壤中。
滤床总深度虽然不过1米~1.25米,却分为表层、过滤层、过渡层、排水层、防渗层等好几个层次。每个层次的砾石和粗砂的大小都不尽相同,越往下颗粒越大。污水经层层过滤到达排水层时,自然流进铺设在这一层的排水管中,也就是笔者在这两块过滤床边上看到的白色塑料管。这几根管子管壁上都有切口,收集过滤后的污水,并排进旁边的新孟河,直达长江。
作为工程第三个组成部分的是两块污泥滤床。沉淀池里淤积的污泥定期被污泥泵抽进这两块池子做干化处理,这两块污泥滤床也分好几层,也在底部铺有防渗的土工布,也有通气管。渗下来的污泥中的水分经排水管重新流回初级沉降地,而后再进入滤床过滤后排出。
据潘涛介绍,这个人工的湿地处理过程包括生物化学反应和物理化学反应。物理化学反应就是沉淀吸附,生化反应即分解和合成代谢,等等。他说,秘密就在于滤床的那些粗砂和砾石上,它们为微生物细菌提供了非常适宜的生活环境,而这些微生物在污水下沉过程中通过反应去除了碳化合物、氮化合物和磷化合物以及病毒体和非病毒微生物。
那么那些芦苇又有何用?他解释说,这些经过挑选的芦苇品种根系发达,一方面有助于防止过滤层板结,另一方面有助于微生物的附着和繁殖。他又说,滤床内的集水管也有另一个功能,就是向滤床内部输送氧气,帮助微生物繁殖。这也是为什么它们要在地面上露出一截的缘故。
死水坑经常长满苔藓,蚊蝇滋生,这两个常年湿漉漉的人工湿地会不会也遇到这个问题呢?潘涛说,这早就想到了,所以才建了两个功能完全一样的滤床和污泥滤床。就是说,一个滤床工作,另一个休息令其干燥。两个滤床每星期“轮休”一次,避免上述的弊端。
装置运行几个月来,根据监测结果,出水效果理想。氨氮去除率达93%,总磷去除率达86%,出水水质已达到城镇污水处理厂一级排放B标准。根据国际经验,随着生化反应器状态日趋稳定,各项指标将越来越好,最终设计达到一级排放A标准。
这个工程包括科研费用、征地、在小区内重铺管网等在内总计180万元人民币,管理也很简单。
常州的这项工程是我国国内首次运用垂直潜流人工湿地技术整合生活污水和污泥稳定化处置,受到高度评价。常州市科技局组织的科学技术成果鉴定认为,此课题研究整体达到了国际先进水平。