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百炼老师说的水动力,是指人工湿地的水动力,而非海绵城市的

已有 646 次阅读 2018-1-1 15:33 |系统分类:观点评述

 

 

在人与自然和谐的生态发展:未来新经济? http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=210336&do=blog&id=1092289 一文中,存在着诸多理解有误的地方,其中最直接的是水动力问题,他说的是人工湿地的水动力,而非海绵城市的水动力问题。

 

这里不专业地科普一下:

                                                                  一

      人工湿地,是模拟湖泊湿地而构建的一种类似衰亡期湖泊的水域,把污染程度不超过一定阈值的无害废水排进去,就可以对其进行净化,常见的有表流湿地(类似一个池塘,水在里边无序地流啊流)、潜流/垂直流湿地(类似化厕,水在下面充满填料和微生物的地方流动,后者类似折板沉降池,水在里边上折下折地流)、潮汐流湿地(类似SBR池,间歇地进水退水),实际上还好几种没报道的。不管哪种,里边都有很多的微生物、挺水植物和湿生植物、藻类等。与人工湿地匹配的另外一极是土地渗滤,土地渗滤是模拟土地能净化水体的功能,同样大略可以看做是漫灌土地渗滤、潜水土地渗滤、潮汐性土地渗滤这样,当然学名绝对不是这么叫,有兴趣大家查一下? 依靠矿物、微生物、湿生植物、喜湿植物等进行水的净化。

      人工湿地容易缺氧而土地渗滤很爱污染地下水,人工湿地冬天不好使但应急治理容易,土地渗滤反过来且主要缺点是容量太小了。俩都因为净水成本低廉而在土地资源较为丰富的地方被大量使用,工厂土地紧缺,一般贵一点就贵一点去使用生化设备去了。

    但是不管使用什么鬼办法:

     首先废水要先进行预处理,通常是物化沉淀——絮凝,加上生化预处理,不然污染负荷或者沙子废料之类太严重了进入湿地或者土地渗滤,很快就堵塞了。很多人工湿地或者土地渗滤使用不到两年就作废的主要原因就是什么都跑进去了,不幸的是土地渗滤大不了沙壤土变成重壤土使用,反正一平方米几十元的填料,懂得配的话挖走就是园林土卖不亏本,而湿地堵上了就不三不四了,挖走?潜流和垂直流湿地一平方米100元成本重建呢,不挖走?沼泽可长蚊子和臭味了。

     其次是微生物和植物要及时收集,不然枯枝落叶了、沉一堆“类似污水处理厂的生活污泥”了之类的,这就要求植物能有经济价值,不然谁帮你折腾这活啊?

      使用湿地还是土地渗滤,如何变通改造,是环境和生态高级工程师的事情,实际上在高手设计的时候,要综合考虑到景观基质数据、人居聚落景观数据、自然景观数据,在此基础上根据进水污染的具体情况进行很灵活的选择、变形、组合,以期获得最优的综合效益。 很简单的例子比如说你那些水是洗煤酚水高油废水,你敢进湿地? 你的水是高总氮的废水,你敢用土地渗滤? 进而在北方你轻易上湿地,南方你轻易上土地渗滤看看?

    另外尚未报道我自己还有一类半湿地,要啰嗦也可以分为好几种分类,做湿地用做土地渗滤用做设备用都行,我有案例用于诸如养猪废水等极重污染水体的治理,这个另外说了,机理不一样,暂时我不想公布。总之,没必要局限于标准用词和学术界怎么说,大道至简,三生万物,机理推导一切,仿生规避风险。

 

                                                      二

      对于人工湿地,水动力是最关键的因素, 污染物质在水——底泥——填料介质——植物四个界面来回迁移变化,其载体就是水,主要涉及的四个动力模型是:植物生长——衰亡——演替模型;底泥营养物质迁移转化模型;填料介质界面矿化、催化和微生物生化模型,水质水动力模型。 生物人眼光总盯着植物生长——衰亡——演替模型,实际上这是一个慢反应动力学系统,且有其他办法削弱其比例,通常“优后考虑”;环境人眼光通常盯着底泥营养物质迁移转化模型,他们怕堵,实际上堵不堵是化工人的事情,环境人在物料移运方面没必要去和化工人拼,且这个依然是慢反应动力学系统;填料介质界面矿化、催化和微生物生化模型是环境材料与工艺学人的事情,这个领域是新兴领域,懂的人很少,且是快反应动力学系统,玩斑块为主,我就不卖弄了;水质水动力系统是典型的快反应系统。

      这四个模型中有两个快反应动力学系统是关键,但是其中更主要的是水质水动力模型,水作为污染物载体,玩有限元+斑块的,分配不佳的话后面什么都不用做了。这部分大家请详细看动力学模型研究的论文,或者化工的一些论文。但我更建议大家看看李百炼先生的研究成果,因为这个物化生共轭体系是比化工中物化系统更为复杂的复杂巨系统,阈值、节点的梳理难度超高,我自己化工和材料底子的都吃得晕头转向的,毕竟我数学太差,专攻工艺和机理。

     

                                                               三

      城市海绵和人工湿地对水动力的敏感性大不一样,没那么要命,而湖泊河流系统中,应对水文变动的措施是首要的。请回头看本贴前面那博文的跟帖。 

李百炼.pdf

 



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