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何瑜锡:用科技让人与自然和谐共生

来源:《中国高新科技》期刊社 时间:2018-07-26

从亲自指挥、建设云南西双版纳原始森林公园、云南野生动物园、贵阳森林野生动物园、双河洞国家地质公园、太行龙泉大峡谷等项目,到先后策划《山东青州全域旅游规划》、《毕节市七星芳香谷旅游度假区》、《遵义鹭岛享老小镇策划、规划》、《古蔺县世界酒城宫旅游度假区总体规划》、《龙里巴士旅游小镇修建性详细规划》、《北京延庆区康庄世盖城策划暨概念规划》、《北京南荒滩休闲园策划暨概念规划》等诸多经典落地项目。何瑜锡,用自己的脚步践行着将中国每寸土地演化为旅游金地的誓言。

何瑜锡,中国“享老产业”创始人,北京华汉旅规划设计研究院常务副院长,北京东方大学国际旅游学院教授,北京东方大学专家委员会委员,北京市旅委“百千万”讲师团讲师,中国文化旅游行业十大金牌策划师,中国工匠精神模范人物,中国品牌影响力十大领军人物,最具国际水准的中国十大旅游管理师,中国中国环境艺术专业委员会高级环境艺术师,实操型旅游产业发展专家,北京享老时代文化发展有限公司董事长,一位纵横于景区规划、建造、运营管理、享老产业等领域引领前沿、实操实做的领军人物,被誉为“能为景区找到灵魂”的能手、“烂尾景区救市主”;德高望重、学识脱俗、点石成金的大师巨匠;富于济世情怀,敢于直揭弊端,善于创造奇迹的新闻人物。如今,他将科技与景区规划相结合,专注于人与自然和谐共生新技术的研究与开发,首创“何氏(生活)污水生态创新利用方法”,为我们共同的“美丽中国梦”加油助力!

生态功能与观赏功能兼备的人工湿地

何瑜锡先生在多年的旅游策划、规划与建设中发现,有一种兼具生态功能和游览功能的地域,那就是人工湿地。所谓湿地,是指天然或人工、常久或暂时性的沼泽地、湿原、泥炭地或水域地带,带有或静止或流动、或为淡水、半咸水或咸水的水体。而人工湿地,则是指人为影响、施工形成的湿地系统。其实,无论是人工湿地,还是天然湿地,都具有十分强大的生态功能。主要原因是其表面常年或经常覆盖着水或充满了水,是介于陆地和水体之间的过渡带,生长着许多挺水、浮水和沉水植物,这些植物能够在其组织中吸附金属及一些有害物质。同时,很多植物还能参与解毒过程,对污染物质进行吸收、代谢、分解,实现水体净化。因此湿地常常被称作“天然污水利用”,几乎不需要添加任何化学药品。

可以说,湿地是自然界最富有生物多样性和生态功能最高的生态系统,在蓄洪防旱、调节气候、降解环境污染、控制土壤、维持生物多样性等方面都发挥着巨大的作用。同时,它也是动植物的重要基因库,为无数依赖湿地的动植物提供水、主要食物和栖息地。湿地被认为是地球上重要的生命支持系统,它与森林、海洋并称为全球三大生态系统,因此被科学家誉为“地球之肾”。

而何瑜锡先生正是借助人工湿地的优势,联想到能否开发一种全新的污水利用方法,从而让人工湿地发挥自身优势,为城市环境保驾护航。

创新技术开发背景

众所周知,地下水是我国重要的饮用水源,国内大概61%的城市以地下水为饮用水源,地方村镇很多以地下水作为唯一饮用水源。但令人遗憾的是,随着城市化和工业化进程加快,日益突出的地下水污染问题严重影响着群众的生产生活,从趋势,地下水污染出现由点状、条带状向面上扩散,由浅层向深层渗透,由城市向周边蔓延的趋势,已经严重波及人体健康。

对此,国家政府高瞻远瞩,对地下水污染防治高度重视,经过八年总结,于2011年国务院批复了《全国地下水污染防治规划(2011~2020年)》,同时发布了《华北平原地下水污染防治工作方案》;2015年,国务院正式发布《水污染防治行动计划》,提出“地下水超采得到严格控制,地下水污染加剧趋势得到初步遏制,全国地下水质量极差的比例控制在15%左右”的要求。而在各部委、地方政府、科研单位、高校、企业中,都在积极推进地下水污染防治管理、技术、工程和产业。然而,因整体起步晚于发达国家20-30年,使我国地下水污染防治面临的地下水问题,具有区域差异性、多样性、隐蔽性、长期性、艰巨性、难以逆转性,这无疑对地下水环境保护提出了极大挑战。

综合评价当前污水利用厂处理污水的方法,无一例外的存在着难以突破的技术瓶颈。究其原因,何瑜锡认为主要是现有的污水工厂化处理没有给污水利用留下足够的空间与时间:

首先,污水处理是需要一定的空间,但我国大多数城市生活污水的处理没有给足处理污水的空间。这也是污水处理失败的第一环节。一座城市的成千上万吨污水集中往污水处理厂排放,大多污水利用厂并没有足够的空间容纳污水,城市污水往往只能在污水处理厂过一遍就直接进入排污管道,通过排污管道排放到江河湖海里去了。

第二:污水处理需要足够的储存时间。充足的时间能让污水减缓流动速度,让它们沉淀下来,从而利用以耗氧有机物和氮、磷等营养物质为主的生活污水,尤其对重金属和酸性有机及无机矿物质污染的污染。

总而言之,开发创新的地下污水处理技术迫在眉睫,利国利民。

何氏(生活)污水生态利用新方法

针对当前污水利用存在的两大主要问题,何瑜锡结合多年来在景区规划与建设中的经验,以及对人工湿地优势的了解,开发了“何氏(生活)污水生态利用新方法”。

一方面,该技术将城市中难以实现的空间问题“埋在地下”。污水处理从源头抓起,以城市中每个居住小区为一个治理单元,该创新方法不用污水处理厂污水处理方法,而是用人工湿地污水利用系统由预利用单元(把空间埋在地下暨四级化粪池)和人工湿地单元(把时间晾在湿地)组成。通过创新合理设计可将BOD5、SS、营养盐、原生动物、金属离子和其它物质利用达到二级和高级利用水平。预利用的目的主要是减少污水中的悬浮物,防止湿地填料堵塞,确保人工湿地生态系统的稳定性,增加湿地利用寿命和利用能力。其设施包括化粪、沉淀池、稳定塘、格栅等。其系统一般工艺流程是:

生活污水→化粪池(沉砂池一级)→ 沉淀池(二级)→ 稳定塘→格栅(三级)→无物清水池(四级)→人工湿地→达标清水→出水(把清水还给河流)。

(BOD5:5天生化需氧量,因微生物氧化过程极其缓慢,在实验室中,测定生化需氧量规定5天消耗的氧气量,作为衡量标准;SS:悬浮物含量。)

在沉砂池和沉淀池这两个环节上做足空间,建立足够的污水储存与沉降空间(四级化粪池的建设)。按小区每组团常住人口1000人计算:人均耗水150升/日,每天耗水150000升即150立方,建四组每个150立方的四级化粪池,每组化粪池将有四天的沉降时间,每个池深三米,四乘以三即十二天,即十二天的沉降时间,可达外观清水,再从第四级(最后一级)化粪池流入人工湿地。附表:

中华人民共和国国家标准 GB/T 50331-2002

城市居民生活用水量标准

3.0.1  城市居民生活用水量标准应符合表3.0.1的规定。

  表3.0.1  城市居民生活用水量标准

80~135

黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古

85~140

北京、天津、河北、山东、河南、山西、陕西、宁夏、甘肃

120~180

上海、江苏、浙江、福建、江西、湖北、湖南、安徽

150~220

广西、广东、海南

100~140

重庆、四川、贵州、云南

75~125

新疆、西藏、青海

 

另一方面,该技术将时间晾在湿地上,从而实现各个击破。例如:以每千人组团(或一个小区,根据实际常住人口量递增或递减)建一个面积20亩(表面积13333.2平方米)深2米的人工湿地即可储存26666.4立方米水。按每天150立方米计算,此人工湿地可将通过四级化粪池出来的水再沉降177.7天,加上四级化粪池的12天沉降共有189.7天,通过189.7天的水生植物的吸收和重金属降解(把空间埋在地下、把时间晾在湿地),这样再从人工湿地排放(绝对水平排水口是技术关键),就完全可以达到排放标准。(节约用地,可建10亩一个人工湿地,表面积6666.66,水深2米,容积13333.2立方米,就可达88.8天的沉降期,加上四级化粪池的12天的沉降共有100.8天的水质降解净化时间),即可达到(把清水还给河流)的效果。

当然,这对人工湿地技术也提出了很高的要求:土塘、泥地、驳岸景观、可净化水质的水生植物(挺水植物、浮水植物、沉水植物),生态景观,严禁城市建造方式建造、城市景观进入。为防暴雨,在人工湿地周边做好雨水排水沟,不让地表雨水进入人工湿地。

另外,在每组化粪池建成后,在化粪池顶部预留操作孔后,还要进行覆土,覆盖1-2米厚有机土壤,可作绿化景观地。

可以说,何氏(生活)污水生态创新利用办法,是在坚持人与自然和谐共生的基础上,既满足民众创造精神与物质财富美好生活的需要,又满足百姓日益增长的优美生态环境的需要。这一创新方法以节约优先,以保护优先,以自然恢复为主,改变中国现行传统污水利用方法,形成美化生活、节约资源、保护环境的自然生态新格局。

前景广阔,助力环保事业

何瑜锡先生表示,在多年忽略人工湿地以后,人们如今已经开始重视它的作用。人工湿地作为一个重要的旅游胜地和娱乐休闲的地方,不仅能为微生物创造生活环境,也能增加水中的含氧量,减少有害细菌的数量。另外,湿地是天然的基因库,它和热带雨林一样,在保存物种多样性方面具有重要意义。据美国湿地生态系统学家E·Malthy报道,每平方米湿地平均每年生产99蛋白质,是陆地生态系统平均值的3.5倍,有的湿地植物的生产量比小麦地的平均产量还高8倍。湿地公园是指生态旅游和生态环境教育功能的湿地景观区域兼有物种及其栖息地保护。它的特点是湿地景观典型,自然风景优美,可供人们观赏、旅游、娱乐、休息或进行科学、文化、教育活动。

开发湿地公园的宗旨是,科学合理地利用湿地资源,充分发挥湿地的生态、经济和社会效益,为人们提供游憩的场所,享受优美的自然景观。目前全世界至少有数千个人工与自然湿地用于污水利用 每个面积从不足200平方米到4000公顷不等。人工湿地利用分散型生活污水的一个重要优势,便是经过人工湿地系统利用净化的污水可做中水回用,以解决目前普遍面临的水资源危机。

在农村地区,可以利用净化后的污水用于当地农业灌溉、水产养殖等;在城镇社区,生活污水集中于人工湿地系统利用后,可直接用于社区的花木浇灌等,兼具了绿化和美化小区环境的作用。此外,在人工湿地系统推广种植用于生产生物质能源的植物,具有很大的经济潜力。目前,多数能源植物的研究尚处于实验和示范阶段,而我国在能源植物作为湿地植物种植方面所开展的工作几乎空白。

另外,虽然人工湿地可以有效解决污水利用问题,但我国人工湿地污水利用技术起步较晚,且目前投入运行试验的人工湿地污水利用系统较少,所以关于人工湿地的设计、建造、运行、维护等过程的相关数据和资料,目前还没有系统的统计和整理,长期运行系统的数据也缺乏可靠积累。湿地利用系统不仅可利用以耗氧有机物和氮、磷等营养物质为主的生活污水,尤其是对重金属和酸性的有机及无机矿物质污染有良好的去除效果。且对负荷变化的适应能力强,能全年运转,管理维护方便。

因此,何瑜锡先生认为,应用何氏(生活)污水生态创新利用办法,可以将城市湿地公园简化为自然保护模式、水生态保育模式、休闲公园模式和废水回用模式四种。而且,这四种营建模式主要是利用城市所辖区域内原有的湖区、水塘、水库、河流等建立的城市湿地公园,主要目的是对水体、水源进行保护管理,并以水体中心或水体界面作为景观兴奋点,岸边建立休闲娱乐设施,开展湿地公园度假、休闲、游览及娱乐活动,被称之为保水模式。该模式一般分类为:城郊型、湖沼型、种植型、城市保留型、自然-恢复-环保休闲型等等。

借鉴多方意见妥善开发

在何氏(生活)污水生态创新利用办法提出后,中国国际科技促进会为何瑜锡先生专门组织了技术专家评议会,希望专家能够群策群力,发挥智慧,实现“他山之石,可以攻玉”的愿望。

评议会期间,张光明、谷庆宝、郑国、邬东璠等专家学者各抒己见,对该项目技术的创新性、实用性和发展前景进行了认真、务实的讨论,大多数专家认为该项目理念先进,值得推广。当然,也存在一些不足之处,包括该技术在城市中建设存在的障碍,该技术与当前相关政策存在不相符之处,以及项目实施中将面临的季节、地域、时间等细节问题。专家组相信,只要能够因地制宜,解决以上相关问题,何氏(生活)污水生态创新利用办法必将在我国建设生态文明的过程中发挥有效作用。

何锡瑜先生认为,将何氏(生活)污水生态创新利用办法应用于旅游景区,一定能够实现景观效果与经济效益的双赢局面,从而真正保护一湾清水,还群众一方净土!

 

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