由于在園內建設了全國最大的生態排水及建筑污物資源化循環系統,位于北京的奧林匹克森林公園真正實現了公園內的生活污水對園外體系的“零排放”。北京奧林匹克森林公園設計專家組市政及機電、環境工程專家何偉嘉說,實現“零排放”的關鍵,是采用了“源分離”的技術,并研制出新型馬桶。
何偉嘉說,在奧林匹克森林公園的建設過程中,專家們通過調查發現,常規生活污水中氮總量的70%—80%都是由尿液帶來的,而氮、磷嚴重超標是水體富營養化,包括太湖藍藻爆發的主要原因之一。同時,將污水中所含的氮去除則是污水處理技術中的國際性難題。以‘源分離’為基本理念的‘糞尿分離’等新技術,不但可以從源頭減少向水體排放氮、磷,還能將氮、磷變成有機肥料,實現生態的良性循環。
據何偉嘉介紹,在遇到技術難題的時候,奧森公園的建設者們向清華大學環境系求助,得到了他們的大力支持。他們及時提供了信息,介紹國際上流行的一種做法,即“源分離”技術。
據悉,1994年瑞典科學家就已經提出“源分離”的概念,他們在全世界50多個國家推廣推廣這個理念。清華大學在意大利政府出資建造的環境系大樓里面采用了這一技術,做源分離項目。清華大學所做的“源分離”項目跟歐洲的情況是一樣的,證明源水中的糞尿可以被分開,也有節水效果,但是后端出現了問題。因為沒有一個很好的循環措施,所以分完了以后,尿液又回到自己學校的水體系里面。因此,清華大學的研究只是走了一步,但不完善!霸捶蛛x”的設備就是前面一個尿桶,后面一個糞坑,是以一種原生態的方式實現源分離。
何偉嘉說,專家們發現源分離能解決問題的時候,都感到極大的興奮。當氮源從污水中被剝離以后,污水里面的指標就變合理了,這是他們想要的結果。反之,如果糞和尿混合到一起以后就很難處理。如果在源頭上使它各走各的路,各回各家,污水處理就能夠達到“源分離”的效果。
“當我們把這個指標告訴污水處理技術供應商的時候,所有的人都大出一口氣,甚至有人說,源分離我舉四只手贊成。因為他們都知道這個問題如果不做源分離,是誰都解決不了的。包括美國的一位科學家也談過,我請他給我出一個方案。他說,按照常規來講應該加甲醇。當時我就開了一個玩笑:‘加甲醇是不是意味著一泡尿要倒進去一杯二鍋頭?’他說:‘什么是二鍋頭?’我說:‘就是你們的威士忌!麄兪且粋發達國家,但是在我們這里,沒有能力做到!焙蝹ゼ螌@個過程的描述很生動。
他說,他們想找一個辦法,可以在馬桶上把大便、小便要分開。通過向各方求助,終于設計出一種蹲便器,專門按照人的生理特征進行設計,前面多了一個排水孔,專門收集人的尿液。通過這樣的蹲便器,人的尿液就可以在前端部位得到有效的分離。這種結構的馬桶在西方都是實驗品,更多的是直落型的。他們沒有辦法在工程上用。而在中國,馬桶的研制和生產單位專門按照專家組的意見進行加工,結合奧運工程,跟我國的便器標準,包括外形外觀,以及沖水形式,進行設計生產,最終在奧森公園上首次使用。在這種新型馬桶的設計生產過程中,產學研都進入了,施工單位、設計方、專家組、生產單位,都介入了。大家共同獻計獻策,最后做出現在的產品。這些產品將在場館里面大量使用。
何偉嘉說,糞尿分開以后,這些黃水(即含尿液的污水)怎么辦?常規意義上來講,這還是一個污染,是一個廢物。但是,按照幾千年的農耕文明來講,我們的祖先都沒有把它當做廢物,而是當成了肥料。它會按照一定的形式回歸自然,而且以它的構成形式作用到了生活本身。人類的現代文明卻造成這方面的割裂。我們拿水沖尿液,稀釋以后排到所謂的污水處理管道中去。所謂“污水處理”是干什么?就是要使黃水的指標小于、小于……。我們要付出成本,要用能量,付出代價,把它割裂了。另外,氮肥就是尿素,尿素就是人仿造尿的成分做的化肥。我們現在把我們的尿處理了,又去拿礦石做化肥,做石化產品。把臟東西運走,還要把化肥運進來。整個過程就是一種割裂。
何偉嘉說,換了一個思路,我們不把它當作負擔,不把它當成污染物看,而是把它當作資源,黃水就變成寶了。它就是肥料。怎么用呢?專家們說:冬天把它取出來澆在土上,一結凍,干了,或者跟土結合以后,拿去做肥料就可以了。但是考慮到在森林公園還不能這樣做,還得把它再精品化。通過研究發現,尿變成肥料的過程不是很復雜。只要放在那兒,靜止一段時間,再采取簡單的工程做法,就能變成肥料,而且也沒有沼氣。如果封閉情況好的話,對環境沒有危害。這些肥料對公園特別有價值。因為奧森公園是人造公園,大部分的土是從外地運來的,不是原來的土,經檢查,從指標來看都是肥力很差的,如果把這些肥料放到土里,就有很好的作用。目前,在國家科技部和北京市科委的支持下,針對這方面的研究正在進行,研究的主要目的是對黃水轉化成肥料的過程和技術做更細致的量化,以便為把污染物變成資源的過程提供更強的理論依據。
何偉嘉說,從問題的提出,到攻關課題的設立,朝陽區領導、朝陽區科委、北京市科委直至國家科委都給予了高度重視。專家組是在2007年5月份碰到這個問題的,6月份提出解決方案,到7月份這個方案就能形成循環了。到8月份,北京市已經報科委立項,9月份報到國家科委,10月份這個課題的研究就被確認了。這中間經過了大量的專家,以及業內人士的討論、研究,還得到了國際上的環保和生態、衛生界的很多先行者的幫助。他們無私地把很多資料,以及他們的實驗成果提供給奧森公園的專家組。
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