发展芦苇湿地污水处理绿色生态工程初论

    一、问题的提出
    新疆维吾尔自治区（简称新疆），位于我国西部边陲，地处北纬32°22′－49°33′，东经73°21′－96°21′，面积166万多平方公里，约占全国总面积的六分之一。境内北部为阿尔泰山、南部为昆仑山、天山横亘中部与北部的准噶尔盆地和南部的塔里木盆地形成了“三山夹两盆”的地貌格局。
    新疆地处中温带（温带与暖温带）欧亚大陆腹部极端干旱的荒漠地带。四周高山环绕，远离海洋，自然地理环境封闭，是形成新疆干旱自然生态环境的地理基础。其典型的温带大陆性气候决定了新疆气候干燥、少雨、多大风、日较差和年较差大的特征，全冬季寒冷漫长、复季炎热短促，全年平均降水量为145毫米，降水量稀少，只有全国平均降水量630毫米的23％，而蒸发量约为2000－2500毫米，干燥度在4－16之间。根据干旱指数分区指标，全区除北疆、天山山区、阿勒泰山区和塔城北部山区干旱指数在5以下，属于干旱、半干旱地区外其余地区干旱指数无在5以上，属极端干旱地区。因而在干旱、半干旱的自然生态环境中，水资源的合理开发与芦苇湿地处理污水全部综合利用，保护与改善生态环境显得尤其重要，并也已成为新疆经济可持续发展的必由之路。
    新疆平原绿洲区仅占4％，且以串珠状镶嵌在2万多公里的交通线上，构成了沙漠边缘绿洲经济活动，空间分散的基本格局。城市与工业区均处于水源上游，农村环境均处于水源下游，近年来，随着农村多种经营的不断发展原有的古河床、荒滩均被大量开发，进行种植养殖。夏季部分污水可用于农灌，而冬季近半年的时间污水因处理标准较低，没有出路，故而连年污水污染事故接连发生，并已造成农村部分区域生态环境恶化，可以肯定地说水污染正在向农村蔓延，据不完统计，全疆历年来因污水污染造成的经济损失已高达数亿元，同时也给下游农村生态环境与经济可持续发展带来了无法估量的潜在危害与危机。
    新疆重点城市乌市、昌吉、库尔勒、喀什等自七十年代起就先后对城市污水采取了氧化塘，射流曝气传统工艺和厌氧水解及氧化沟先进的工艺，据现状：氧化塘投资省但处理污水标准低，射流曝气，厌氧水解或氧化沟，投资规模大运行费用高，容量小，远远跟不上发展的需求，加之其可生化工艺，无机污染物及重金属难降解，污水经处理后仅能达到城市污水二级处理标准或农灌标准，达不到全疆绝大部分区域水环境功能（鱼业水质标准）的需求。全疆87个县（市）（含5个州、8个地区所在地）的水环境功能现状，污水处理后水只有达到鱼业水质标准，才能满足辖区的水环境功能的要求（目前，全疆养鱼面积117.3万亩，鱼产量52371吨）。
    水资源短缺和水污染严重是我区水环境面临的两大突出问题。目前，新疆还不能在污水污染治理上投入大量资金，急需寻找高效、节能的污水处理方式，以代替投资及运转费用昂贵的常规处理。国务院水污染防治技术政策明确规定，“中小城镇，干旱、半干旱地区的城镇，应首先考虑采用荒地、废地、劣质地以及坑塘淀洼，积极发展与污水处理相结合的，能有效控制水质和充分利用污水水肥资源的土地处理与利用系统。”国家科技攻关研究成果的结论：“城市水污染治理，必须由分散点源治理转向综合整治，必须结合城市建设，经济建设和水利建设等，因地制宜地部署水污染重点工程”。随着经济与城市规模的不断发展，城市生活污水和工业废水与日俱增，而目前我区城市污水处理率与标准甚低，大部分污水未经处理直接排入下游农村环境，已造成水环境状况日趋恶化，并且水环境的污染又加重了我区干旱、半干旱区域水资源短缺。新疆绝大部分区域自然生长芦苇具有得天独厚的自然条件，生活污水和工业污水采用芦苇湿地生态科学技术集中深度处理：
        BOD5          去除率可达90％以上
        SS            去除率可达91％以上
        NH0－N        去除率可达76％以上
        T－N          去除率可达84％以上
        T－P          去除率可达87％以上
        VAS           去除率可达94％以上
        氯苯          去除率可达81％以上
        氯酚          去除率可达82％以上
        农药类        去除率可达89％以上
        其它本类      去除率可达95％以上
        肠病毒        去除率可达94％以上
        细菌总数      去除率可达99％以上
        蠕虫卵        去除率可达99％以上
        大肠菌群      去除率可达99％以上
        沙门氏菌      去除率可达99％以上
        噬菌体        去除率可达99％以上
    污水中的无机污染物（重金属）和有机物最大限度地被湿地芦苇、吸附、吸收，充分利用自然净化功能，使污水资源化达到鱼业水质标准，一可以彻底消除水污染隐患，二可以改善与恢复自然生态环境，使经济效益，社会效益，环境效益达到最佳的统一。《芦苇湿地处理污水绿色生态工程》其核心是根据本区的实际，即水环境质量功能的要求，使污水经处理被最大限度地综合利用起来，彻底解决本区经济、社会可持续发展中的工业和生活污水污染的困扰，这是新疆“功在当代，利在后世”的跨世纪最优选择。
    二、《芦苇湿地污水处理绿色生态工程》的技术原理
    ⑴、物理作用：
    经过初级处理的污水，在湿地系统中通过物理沉淀、过滤、吸附作用进一步除去可沉淀的固体、胶体、BOD5、氮、磷、重金属、细菌、病毒及难以溶解的有机物质。
    ⑵、化学作用：
    通过氧化－还原作用及化学凝聚、吸附进一步除去磷、重金属及难溶物质。
    ⑶、生物作用：
    通过微生物代谢、氧化作用、植物的吸收及细菌的消化与反消化作用进一步除去BOD5、氮、磷、胶体和难溶有机物质及重金属。