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浅谈中国河湖水处理的理论和实践的融合

来源:233网校 2008年5月28日
  半个世纪前中国很落后,但山清水秀,那个时代欧洲很发达,但污染十分严重,许多河湖发臭;今日的中国异军突起,迅猛发展,却也带来了河湖的严重污染,看来任何国家都不能摆脱这样的发展规律。可喜的是,欧洲这半个世纪来在经历痛苦后深深地吸取了教训,投入了大量的人力和巨额的物力,虽然远谈不上根本解决所有河湖水污染,但基本上已经取得了骄人的成绩,大部分河湖已经还清,或基本还清,有的已经着手或准备着各项巨大的还清工程。我国党和政府十分重视环境工程,已经投入极大的人力物力治理河湖,不要半个世纪,而是在20年内,中华大地将可以基本根除污染,达到生态平衡,那时国力空前强盛,山更清,水更美。
  实际上我国对河湖污染的处理早在半个世纪前也已经开始了,如对天津市的海河实行“咸淡分家,清浊分流”工程,使殖民地时代列强造成的黑臭海河,次年已经变清。可见对河湖水治理的首要关键是“清浊分流”,截断所有入河的污水,使其流向污水处理厂进行处理,再由上游引入清水或依靠大气降水来补充河水,使河水恢复,达到生态平衡,,这也是欧洲等其它国家的做法。
  但是我国人口众多,严重缺水,已经出现无水可引的局面,在这种严峻条件下,如何保持河湖永远清澈、永远秀美,就全世界来说,并无前车之鉴,历史的重担落在当代中国水处理专家的肩上。
  我们对深圳华侨城的所有天然和人工水系几乎都作了处理,如世界之窗的美洲湖、澳洲湖、锦绣中华的翠湖、欢乐谷湖泊和各水系,波托菲诺的燕栖湖,华侨城生态广场的河湖,以及北京的菖蒲河、万泉河,还有玉泉山的九大湖水系的水处理,使用了仿生学的原理,开创了世界上处理景观河湖的先例,取得了巨大的成功。鉴于国际上对于细菌处理景观水尚处于研究阶段,实施过程中出现的问题很难解决,不像人们想象的那么容易,故没有任何国家处理过任何大型河湖的成功先例。我们摒弃了拿处理污水的思路来处理河湖景观水。特别是去年SARS病毒流传全球,向人类敲起了警钟,用细菌来处理景观河湖的研究带有一定的危险性,因为细菌和病毒的变异是无法预测的,也是无法阻止的。此外菌种皆由温室中培植,很娇嫩,在自然界中迅速死亡,存活期太短,周而复始地向天然河湖中布撒均匀并非易事,反倒不如向河湖中投撒混凝剂来得快捷、彻底和廉价。
  众所周知,地球的水实际是有限的,生物链形成这十几亿年来,每一滴水不知进入生物体循环往复有多少次,但人类工业污染之后,才形成了不可逆反应,自然界本身对其水体的污染是可以自行修复的,亿万年的地球与地球上的生物发展史告诉人们,只要不对它进行化学污染,依靠地球本身的水系是会自行修复的,天然水体本身有个自净过程,通常我们所说的水体自净,就是这个过程。什么叫水体自净,要讲叙清楚这个问题得分开来说。
  关于河水的自净。先举一个实际例子。北京的官厅水库,由于上游桑干河和沩河的水带有大量有机物质,总氮、总磷严重超标,使得官厅水库的库水严重污染,变成了不能使用的五类水体。从泄水闸下放出的库水水质比五类水更差,但经过83km行程,流至三家店水库时,水质得到大大改善,明显提高到了三类水体。水质这种自净的原理是什么呢?
  1、呼吸的作用——曝气:瀑布、跌水、湍流、漩涡、急流,使某些气体挥发又使某些气体溶入水中,最有效的是溶入氧气,使可以氧化的有机物和无机物质得以氧化,使水活化。不变质,溶解氧使水得以鲜化的根本原因。
  2、沉淀过滤作用——平流和潜流。水在河里流动,河道有时窄有时宽,在宽阔处流速很慢,往往能起到沉淀作用。有时又渗入地下(如河床的含砂层)经过一段潜流,再流出来的时候,将水中杂质截流下来,不断改善着水质。
  3、生化作用——在水生动植物和细菌的生命过程中参与了水的净化过程。这就是河水所客观存在的“免疫”能力。
  关于湖水的自净
  一、有汇入的河流和流出的河流的湖泊自净与河水的自净相同。
  二、无汇入河流和流出河流,但有地下潜流,此类湖水和地下潜水不断地交换,水质自然不会变坏。三、既无汇入和流出的河流,有无地下水的交换的湖泊,如粘土湖底、各种人工防渗层的湖底,这种湖就是死湖。湖本身没有任何自净能力,人若创造生态条件是极为困难的,人们无法阻止腐败菌的繁殖,无法使水保持充分的溶解氧,这就是为什么当今世界上对死湖湖水束手无策的原因。大型死湖湖水使用人工培植的生态法,并不能以人的粗浅片面认识可以解决,自然界的生态并不以人的意志而转移。对于当代来说,期待死湖真正的自然生态完全形成是不可能的。地球上的一切生物都在重复和模拟着地球的规律,一切生物都离不开水,水是一切生命(动物、植物、细菌、孢子、病毒)之源,它们是如何保持它们体内这个微小世界的水质不变坏呢?仍然是模拟了地球水质不坏的三大要素。
  一、呼吸、排走有害气体,吸入氧气,吐故纳新。动物靠肺呼吸,植物、细菌、病毒靠气孔呼吸,无一例外。
  二、排除水中有害成分和渣滓。动物靠肾、肠过滤排除,植物靠半透膜,微小生物也是靠半透膜的作用来过滤。
  三、生化作用。生物体的生化作用就是它的免疫力,我们的世界实际上是充满了细菌、病菌和病毒的世界,任何生命体一旦失去免疫力,它的生命便会结束。
  我们对河湖的水处理也必须遵循这样的规律,当前国际上的三类作法,都带有人们的主观片面性,与地球的自然规律不相吻合,自然不会十分成功。当前国际上的四类作法是:
  一、曝气法;
  二、过滤法;
  三、细菌法;
  四、生物法。把它们有机地结合起来,再加以根本地改变,将成为模拟肺的呼吸+模拟肾的排泄+免疫功能或者叫做:吐故纳新器+过滤器+消毒杀菌器,以这样的环节处理河湖水,将使河湖水永远清澈,永远鲜化、永远活化,永不变质。在这一思想认识的指导下,我们经过数十年的努力,成功设计制造出了一种水力自动化全塑水处理系统,也就是我们理解的三大要素:模拟肺,模拟肾,模拟免疫力,才保证了河湖自行更新,永远清澈,有几乎接近饱和的溶解氧,并根本地抑制了细菌和病毒的生长和繁殖,使河湖永远秀美,因此获得了国际发明专利。
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