生态理论在土地利用方面的应用

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摘要：根据我国目前水资源状况和对城市污水特点的分析，同时结合现有的城市污水处理现状，提出了城市污水生态处理工程――土地处理系统将会成为我国今后城市污水处理的发展主方向，阐明了该生态工程在我国的应用前景，并对在我国应用该技术所存在的问题进行了探讨。

关键词：城市污水;生态工程;土地利用

1.我国城市水资源现状

众所周知，我国是一个贫水国家，淡水资源非常短缺，人均占有量2000m3/a左右，为世界人均占有量的1/5，居世界第110位。到2000年底，全国已有310个城市建立了污水处理设施，建设污水处理厂417座，污水处理能力3110万m3/d，大量的污水未经处理直接排入江河、湖泊、海洋。据统计，我国80%的水域和45%的地下水已被污染，90%以上的城市水域严重污染。其中，因水环境污染导致的水质型缺水是当前社会经济发展中急需解决的重大问题之一。

2.城市水资源存在的问题

我国水资源管理缺乏系统性，城市水资源管理体制不顺，管理权限分散，地表水、地下水、供水、排水和污水处理及回用在绝大多数城市中均属于多机构管理，城市之间的水资源划地为界，分属不同部门管理，因而缺乏系统规划、系统优化和系统决策，难以提高城市水资源的综合利用效率和整体效益。

3.城市污水资源化

实现城市污水资源化的途径

城市污水的再生利用技术通常有三类：（1）通常先进行常规的二级生化处理，再将处理后的出水排入水体的下游，补充自然水体，经过水体自净再为下游城市利用;（2）利用混凝、活性炭吸附、臭氧氧化、膜分离等物理―化学方法进行二级处理后再经深度处理为城市或地区利用;（3）直接利用土地渗滤去除污水中的污染物实现城市污水的再生利用。事实证明，常规二级生化处理技术虽然对水污染控制起到了一定的积极作用，但是在严峻的水资源形势下，单纯依靠传统的污水处理技术并不能从根本上解决水污染问题和改善城市现有的环境，也无法实现城市污水资源化。

4.城市污水资源化生态工程――土地处理系统

我国目前土地处理的研究现状

到目前为止，我国在北京、天津、内蒙、沈阳、新疆、广东、昆明等地都成功地应用了土地处理系统。特别是中国科学院沈阳应用生态研究所与北京市科学研究院、天津市环境保护科学研究院等单位在中国科学院与国家环保局的支持与组织下，针对我国水污染防治的情况，积极研究并吸收美、日、澳等国的先进经验，提出了采用土地处理代替二级处理并同时去除污水中氮、磷的技术路线，突破了国外土地处理通常代替三级处理的局限，而出水可以达到三级处理水平与回用标准。“九五”期间对该项工程进行了改进，并在辽河油田茨榆坨采油厂家属区主持成功地修建了处理规模为300m3/d的土地处理回用示范工程。其一次性资相当于二级生化处理工程的1/2，运转费仅为1/5，实现了污水回用。

土地处理系统的概念

土地处理系统是一种污水处理的生态工程技术。其原理是通过农田、林地、芦苇地等土壤―微生物―植物系统的生物、化学、物理等固定、降解作用对污水中的污染物实现净化并对污水中氮、磷等资源加以利用。同时由于土地处理系统从土表层到土壤内部形成了好氧、缺氧和厌氧的多项系统，有助于各种污染物质在不同的环境中发生作用，最终达到去除或削减污染物的目的。物理作用主要有土壤的过滤、截留和物理吸附作用。悬浮固体物的去除主要是土壤的过滤及截留作用，部分BOD也能由物理作用去除。化学作用主要表现在脱氮过程中的硝化和反硝化反应，以及除磷过程中发生的化学吸附沉淀过程。根据处理对象的不同，土地处理系统可以分为快速渗滤、慢速渗滤、地表漫流、地下渗滤和湿地系统五种类型。土地处理系统的工艺流程是将污水经通常的沉淀或稳定塘等预处理后，投配到土地处理系统中，再经土壤、微生物、植物的过滤及其他机制处理而达到预定的出水水质后回收利用或排放。以土地处理系统为核心的城市生态工程系统，应该对成分较复杂的工业废水先进行预处理后才能与生活污水、雨水混合，然后再由土地处理系统进行处理，最终实现回收利用。

土地处理系统在我国的应用前景

土地处理系统具有一次投资小（相当于二级生化处理的20%～30%）、运行费用低、操作管理方便、出水水质可以再生利用等优点，发达国家已经普遍采用，如美国在1981～1987年就建设了近700个土地处理场，现在共有1000多个土地处理场在正常运行。由于我国发展水平不高对该项技术推广不够，制约了城市污水的处理及回收利用，只要予以重视，在技术可行的地区，生态处理工程一定能够加快城市污水资源化的进程。总之，土地处理系统是一个完整的生态系统，它形成了内部闭合的良好性循环并具有较好的经济效益和生态效益，是正在不断得到研究应用和发展的污水处理实用新技术，具有投资低、操作简单、维护和运行费用低廉、出水水质好、增加绿地面积、改善和美化生态环境等优点。

污水资源化生态工程一方面给城市污水处理带来了新的机遇，但如果场地选址不当，设计不合理，缺乏科学的实验基础，将会造成工程性土壤、农作物甚至地下水的严重污染。实现城市污水资源化过程中，应用土地处理系统替代常规二级污水处理，必须要保证出水水质，否则其回用的范围将受到限制，回用率也势必降低。在有条件的地区和城市应充分考虑该地区及城市发展的长远利益，以经济和环境效益“双赢”为目标，建立和完善城市污水资源化生态工程配套。因此，土地处理系统在我国有着极其广阔的应用前景。（作者单位：成都理工大学）

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