第一篇:环境生态工程实习报告
《基础综合实习》
——《生态工程学》
学号: 姓名: 专业:
实习时间:
实习成绩:
实习报 告
2012年10月19日——12月20日
目录
典型环境生态工程的调查与评价
一、实习目的-----------------------------3
二、环境生态工程的概念--------------3
三、环境生态工程的内容--------------3
四、环境生态学的概念及研究内容---4
五、生物降解------------------------------6 环境生态工程设计调查和评价
六、污水土地处理系统------------------15
七、氧化塘-20
八、人工湿地------------------------------22
九、固体废物处理------------------------24
十、总结-----27
典型环境生态工程的调查与评价
一、实习的目的
本实习的目的是通过理论联系实际,使课堂的理论教学与生产实践中的生态工程学问题密切结合,让我们加深理解已学过的生态工程学基础知识;在实习中培养学生认识问题、分析问题和解决实际问题能力;增强我们的生态设计理念。
本实习要求学生在教师指导下,完成易门县生态示范区建设模式的实地调研工作,包括相关资料的查询、调查方案设计、野外实地调研记录、室内分析和总结等环节,并在实地调查的基础上,总结相关生态工程模式(生态园林、生态城市景观、生态农业、生态工业等模式)设计的原则、理念以及技术路线,并对相应的生态工程模式进行评价与分析,最后完成一份调研报告。通过实习,使学生基本达到:
1.初步学会对资料的收集、整理和分析的基本方法。
2.了解生态工程调查评价的主要内容、基本步骤,初步掌握其主要方法。
3.在调研报告的编写等方面得到一次较为系统的训练。4.进一步树立生态设计理念和可持续发展观。
二、环境生态工程的概念
环境生态工程是在生态学原理的指导下,为使受损生态系统恢
复,进行重建和保护的生态工程。运用生态控制论原理去促进资源的综合利用,环境的综合整治及人类的社会的综合发展是环境生态工程的核心。
三、环境生态工程的内容
(一)污染生态工程
1、污水土地处理系统
2、污水稳定塘处理系统
3、固体废物处理生态工程
(二)湿地生态工程
四、环境生态学的概念及研究内容
(一)环境生态学的概念
环境生态学是研究在人为干扰下生态系统内在的变化机制、规律等,寻求受损生态系统恢复、重建和保护对策的科学。即运用生态学理论,阐明人与环境的相互作用及解决环境间的相互作用及解决环境问题的生态途径。所以,环境生态学不同于以研究生物与环境之间相互关系为主的经典生态学,也不同于只研究污染物在生态系统的行为规律和危害的污染生态学或研究社会生态系统结构、功能、演化机制以及人的个体和组织与周围自然、社会
环境和相互作用的社会生态学。
(二)环境生态学研究的内容
1、人为干扰下生态系统内在变化机制和规律
自然生态系统受到认为的外界干扰后,将会产生一系列的反应和变化。环境生态学研究的问题包括:在这一过程中,有哪些内在的规律;干扰效应在系统内不同组分间是如何相互作用的;出现了哪些生态效应以及如何影响人类,包括各种污染物在给类生态系统中的行为变化规律和危害方式。
2、生态系统受损程度的判断
物理、化学和生态学方法是环境质量评价和预测常用的三个最基本的手段。科学的评价应该是三者的结合,而生态学判断所需要的大量信息来自生态监测。实际上,生态监测就是利用生态系统生物群落各组分对干扰效应的应答来分析环境变化的效应程度和范围,包括人为干扰下的种群动态和群落演替过程。
3、给类生态系统的功能和保护措施的研究
各类生态系统在生物圈中执行着不同的功能,被破坏后产生的生态效应也不同。环境生态学要研究给类生态系统受损后的危害效应及方式,给类生态系统的保护对策,包括生物资源的保护和科学管理、受损生态系统的恢复和重建措施。
4、解决环境问题的生态对策
采用生态学方法治理环境和解决生态破坏问题,尤其在区域环境的综合整治上已初见成效,前景令人鼓舞。所依据环境问题的特
点采取适当的生态学对策,并辅之其他方法来改善和恢复恶化的环境质量,包括各种废物的处理处置和资源化的技术等,是环境生态学的研究内容之一。
综上所述,维护生物圈的正常功能,改善人类的生存环境,并使两者得到协调发展,这是环境生态学的根本目的。运用生态学理论,保护和合理利用自然资源,治理被污染和被破坏的生态环境,恢复和重建生态系统,以满足人类生存和发展的需要,是环境生态学的主要任务。
五、生物降解
生物降解通过细菌或其他微生物的酶系活动分解有机物质的过程,生物降解一般指微生物的分解作用,有可能是微生物的有氧呼吸,有可能是微生物的无氧呼吸。
生物降解塑料
是指一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌(真菌)和藻类的作用而引起降解的塑料。理想的生物降解塑料是一种具有优良的使用性能、废弃后可被环境微生物完全分解、最终被无机化而成为自然界中碳素循环的一个组成部分的高分子材料。“纸”是一种典型的生物降解材料,而“合成塑料”则是典型的高分子材料。因此,生物降解塑料是兼有“纸”和“合成塑料”这两种
材料性质的高分子材料。发展现状和趋势
根据日本生物降解塑料研究会的资料,2002年日本生物降解塑料生产量约1万吨,2003年约2万吨,2005年约4万吨,到2010年预计达到10~20万吨左右。
根据欧洲生物塑料协会资料,2001年的数字显示,欧盟可生物降解产品的消费量为2.5~3万吨,而传统聚合物的用量高达3500万吨。欧洲生物塑料协会预计2010年传统聚合物的用量将达到5500万吨,而生物降解塑料的用量届时会达到50~100万吨。可生物降解材料最终可能会占据10%的市场份额。在生物降解材料中原料采用可再生资源的比例将占到90%以上。
按照中国塑协降解塑料专业委员会的统计,我国2003年生物降解材料的用量约15000吨,其中不添加淀粉的生物降解聚合物约1000吨。2005年从事生物降解塑料的企业约30家,生产能力6万吨/年,实际生产约3万吨,国内市场需求约5万吨,国外进口1万吨,出口2万吨。预计2010年产能将达到25万吨左右。国内外政策
一些发达国家还以循环经济思想为指导,使用可降解一次性用具,如瑞典在20世纪80年代末就试制马铃薯和玉米制的一次性快餐盒,韩国用法律强制性规定使用用糯米做的牙签等。欧洲制定了有关可生物降解堆肥塑料的标准EN13432《利于堆肥和生
物降解来回收的包装物试验和最终评价的要求》,而其他有关推进有机废弃物堆肥处理的政令在积极制订和准备中。美国政府从1996年起设置了总统绿色化学挑战奖,鼓励发展生物降解塑料产业。纽约州1989年开始禁止使用非生物降解蔬菜袋,对生产降解塑料的厂家给予补贴,并要求市民将可再生与不可再生垃圾分开,否则罚款500美元。
其他一些国家也采取了类似对策:印度已经立法禁止在奶制品行业使用塑料包装;南非法律已经全面禁止使用塑料包装袋。随着各国立法的发展,可生物降解的新型包装材料可望日益普及。
在我国,随着对降解塑料理解的加深,已充分认识到这种材料及其产业对我国可持续发展的战略作用。可生物降解塑料的普及应用已是众望所归。我国人大于2004年通过了《可再生能源法(草案)》和《固废法(修订)》,鼓励再生生物质能的利用和降解塑料推广应用。在国家发展和改革委员会2005年的40号文件中,也明确要鼓励生物降解塑料的使用和推广。2006年,国家发展和改革委员会又启动了关于推广生物质生物降解材料发展的专项基金项目。
生物降解塑料发展面临的问题和困难
但是,目前尽管有关降解塑料的研究和报道较多,但许多具体问题不能解决,推广异常困难,前景不容乐观。原因是:一是
因为可降解塑料袋承重能力低,不能满足顾客多装东西和反复使用的要求;二是可降解塑料袋色泽暗淡发黄,透明度低,给人一种不够清洁和难看之感,用起来不放心;三是价格偏高,由于商家是免费赠送,所以成本难以接受。
又如,为解决EPS快餐饭盒对环境的污染问题。试图用纸饭盒或可降解塑料饭盒代替。但是由于存在下述原因,极难推广:一是EPS强度高、质轻、保温性好;二是纸饭盒价格是EPS的1.5~2.5倍;三是即使采用降解PP饭盒,其性能也比不上EPS。最近,我国有关部门要求使用植物纤维制作一次性餐具代替EPS。然而,由于在这种植物纤维餐具的成型过程中使用了高分子热溶胶,所以仍然存在处理问题及残留在植物纤维餐具中的农药含量控制问题。
因此,开发研究降解塑料仍有很长的路要走。生物降解塑料产业发展正面临五大难题。
第一是技术不够成熟,降解塑料制品的性能还无法完全满足各种消费需求。尽管市场上已有的生物降解塑料品种众多,但每种材料本身的机械和加工性能只在某一方面突出,综合性能还存在这样或那样的不足。目前国内在降解塑料制品加工研究方面的力量尚显薄弱,大部分企业将关注的重点集中在材料合成上,忽略了制品加工开发,一些生物降解塑料制成的餐饮用具在耐热、耐水及机械强度方面与传统塑料制品相差较远。
第二是成本问题。生物降解塑料产品的价格目前尚难与石油基产品竞争,这就需要通过技术进步不断降低生产成本和产品价格。
第三是缺乏有力的政策或法律法规支撑。在国外,政府通过设立专项发展基金、税收优惠等政策支持生物降解塑料产业发展,目前我国在这方面的支持力度逐渐加强,宏观政策支持也越来越多,但缺少细则,不利于生产型企业的发展。
第四是企业资金不足和融资难问题。我国生物降解塑料企业规模还不够大,而生物降解塑料行业回报周期又超出了预期设计,产生了企业资金不足和融资难问题。
第五是评价体系尚不完善。生物降解塑料是新兴产业,许多材料及制品开发出来后,没有自己的产品标准,给贸易带来许多不便和纠纷。我国虽然早期由全国塑料制品标准化技术委员会专门成立了生物质和生物降解塑料工作组,2008年国家标准委又成立了全国生物基材料及降解塑料相关标准制定机构,但由于经费支持不够,相关工作进展缓慢。为此,与会专家建议,国家要在法律上明确生物降解塑料在现代循环经济体系中的地位和重要性,在政策上给予大力支持,对生物降解塑料制品的应用和发展采取补贴政策,在税收上细化优惠措施,并设立国家专项发展基金,引导各种资金进入,以推动降解塑料产业发展。
专家还建议政府有关部门协助企业和科研机构技术创新,推
动成熟技术的研发和推广;积极开发廉价且来源广泛的原料,使用成熟技术和加工工艺;对微生物合成塑料,要积极寻找高效的菌种和低成本培养基,开发最佳发酵工艺和成型工艺设备,将生产成本降低;加强在生物降解塑料标准、测试技术等方面的投入,完善产品标准。
此外,从应用领域考虑,对不可回收的医用塑料制品、垃圾袋、堆肥袋、农药瓶、化妆品容器等一次性塑料制品,可采取食用淀粉或无机矿物质填充的方法,开发高质量、价格更加低廉的完全生物降解塑料制品。产业发展的政策和措施建议
加快产品应用研发和产业化
目前,生物降解塑料制品的性能还无法完全满足消费者需求,尽管目前市场上已有的品种众多,但每种材料本身的机械和加工性能只是某一方面有突出的特性,综合性能还存在这样或那样的不足,这一点将是制约其市场应用推广的瓶颈之一。在开发生物降解塑料制品的同时,国内企业应该注意加快有自主知识产权、创新型产品和用途的开发。由于,国外对生物降解塑料制品研发和生产应用相对较早,已经申请了许多专利,从而给国内企业开发新产品时,造成了一定的技术壁垒。拿聚乳酸的专利来举例子,2005年,国外有关聚乳酸专利有1700多项,而我国公开的专利
只有145项,而其中还有一半以上是国外公司的专利。因此,国内企业应该加强有自主知识产权的产品的开发。
加强制品加工开发研究
其次是目前国内从事制品加工研究的力量尚显薄弱,大部分企业将关注的重点集中在材料合成上,而忽略了制品加工开发,一些生物降解塑料做成的餐饮具在耐热、耐水及机械强度方面与传统塑料制品相差较远,而这一点恰恰是生物降解塑料能否大规模市场化的关键。
完善垃圾回收处理体系
缺乏配套完善的回收处理体系也制约着产品进一步推广。所以一定要对降解塑料进行明确标识,再加以回收。能再利用的,收集后再进行成型加工成制品;对不能再利用的要考虑合理处理的办法。针对传统塑料添加淀粉等再生资源的降解塑料,可以采用热能回收的垃圾处理系统。对生物降解塑料,可着重考虑堆肥的处理办法。
加快制订相关政策和法规 1.专项资金支持
对生物降解塑料制品的应用和发展采取补贴政策,包括中央 12
政府补贴和地方政府补贴。中央财政可通过科技攻关资金、贴息等进行补贴,如奥运一次性生物降解塑料制品示范和推广工作等。
国家可以考虑对利用生物质原料生产生物降解塑料的企业采用低息贷款政策、技术改造专项贷款、信用担保政策等来鼓励产业发展。2.税收政策
目前没有关于生物降解塑料的产品进口采用低税率的明文规定,为促进行业发展应该制定关税优惠税率。
为鼓励和扶持一些企业的发展,可以按照新的企业所得税条例规定减免优惠政策,如:一是民族区域自治地方的企业需要照顾和鼓励的,经省级人民政府批准,可以实行定期减免和免税;二是法律、行政法规和国务院有关规定给予减税免税的企业依照规定执行。
3.对传统塑料加强回收再利用,增收回收税
国外对塑料制品使用后的回收再利用非常重视,如根据欧盟委员会修订过的指导性法律,欧盟成员国应在2008年至2015年间将本国包装垃圾的再利用率提高到55%以上,其中玻璃包装再利用率达到60%,金属包装达到50%,塑料包装达到22.5%,木制包装达到15%。欧盟委员会指出,2001年,仅包装垃圾再利用一项就使欧盟二氧化碳气体排放减少了0.6%,这表明提高包
装垃圾再利用率不但可以减少包装材料对能源的消耗,节约建设焚烧处理场的费用,而且可以降低包装材料生产过程对环境的污染,对减少温室气体排放、保护环境是一个非常切实有效的措施。因此必须加强传统塑料强制回收工作。而对回收成本较高的一次性的塑料包装制品,加收10%~100%的回收税。对不能回收的一次性塑料包装制品,规定必须使用可生物降解塑料。
对传统塑料一次性用品进行征税国外很早就有先例。2002年3月,爱尔兰政府开始征收塑料袋增值税,根据爱尔兰政府的规定,顾客在市场上购物时,每使用一个塑料袋将征收15欧分的税款。爱尔兰使用塑料袋的数量却是惊人的,每年免费发放给购物者的塑料袋高达12亿个,加起来重达1.4万吨。平摊下来,每人平均一年大约要消费325个塑料袋。塑料袋增值税生效后一个月内,塑料袋的消费就骤减90%以上。
4.适当限制某些传统塑料制作的一次性非降解包装产品
适当限制甚至分期分批禁止某些传统塑料制作的一次性非降解包装产品,如一次性垃圾袋、购物袋、日用品外包装、一次性快餐具、一次性塑料杯、一次性食品包装容器、一次性食品包装膜、一次性工业包装等。
5.分期分批推广降解塑料
按照行业生产能力和制品生产技术,逐步推进降解塑料的推广进度。在2010年以前,以推动生物降解塑料为主线,辅以淀粉
等天然材料共混传统塑料的产品,对这两类产品分别给予政策支持,但前者力度要大于后者。在2010年以后,全面推广生物降解塑料,对淀粉添加传统塑料类型制品不再享受优惠政策。
6.加强行业协会桥梁作用
加强中国塑料加工工业协会降解塑料专业委员会的行业桥梁作用,给与行业协会资金支持,利用行业协会加强对企业投资、生产方向、产品定位等的引导,促进行业内外交流,促进国内外交流和贸易,以及充分的政策调研和行业统计工作等
环境生态工程设计调查和评价
六、污水土地处理系统
污水土地处理技术概念及组成
土地处理系统是全年性的污水处理与利用的系统。它与季节性的污水灌溉不同,在作物非生长季节仍能对污水进行处理与储存,以防止对水环境的污染。污水土地处理系统属于污水自然处理范畴。可以定义为:利用土壤-------植物系统的自我调控机制和对污染物的综合净化功能处理城市污水及某些类型的工业废水,使水质得到根本的改善。污水土地处理系统,能够经济有效的净化污水,能够充分利用污水中的营养物质和水,强化农作物、牧草和林木生产、促进水产和畜产的发展,能够绿化大地,整治国土,建立良好的生态环境,是一种环境生态工程。
土地处理系统与传统的污水人工处理技术和污水灌溉农业的主要区别在于:它坚持处理与利用相结合的方向,在实现废水资源化的过程中自始至终把环境效益和环境质量控制问题放在首位,它在设计、运行和管理方面遵循生态学三大原则:整体优化、合理布局、循环再生。
在严格控制重点污染源的基础上,可通过降低费用、低能耗、的生态工程措施,达到社会经济、生态环境效益的统一。
土地处理系统机理:
物理过滤:废水经土壤时,悬浮物被表层土壤团粒间的空隙过滤截留。
物理和化学吸附:土壤中的粘土矿物颗粒能吸附水中的中性分子,废水中的各种离子则因离子交换作用被置换吸附并固定在矿物晶格中。
络合反应和化学沉淀
微生物的氧化分解:土壤中种类繁多的大量微生物,能与被截留、吸附的污染物一起形成生物膜,对有机物有很强的讲解能力。
污水土地处理系统中的4种主要处理工艺
(1)慢速渗滤系统
慢速渗滤系统将污水缓慢灌溉至种有农作物的土地表面,其主要利用了地表的土壤和植物根系对污水进行净化。与其他土地处理系统不同的是,慢速渗滤系统一般不往外排水,其投配的水量一部分被农作物吸收,一部分由于蒸发而散失,另一部分渗入地下。慢速渗滤系统的设计水流方向需要与地块内地下水水流方向相同。慢速渗滤系统是一种将污水作为资源进行利用的系统,其在处理生活污水的同时可以为地块种植的农作物提供营养,从而获得一定的经济效益。
同时,由于采用了慢速渗滤的设计,水力停留时间长,污水的处理效果非常好,且由于不往外排水,受场地坡度的限制较小。但慢速渗滤系统也存在一些缺点,首先,由于水力负荷小,处理相同量污水需要的土地量就较大,限制了其在地价较高的地区的应用。其次,渗滤系统的处理效率与场地种植的农作物有很大的关系,作物的营养需求及水量需求通常是设计该系统的关键因素,同时也对该系统的处理能力起着限制性作用。
(2)快速渗滤系统
快速渗滤系统是一种将污水投配到具有良好渗滤性能的土壤中进行处理的方法。与其他渗滤系统不同的是,该渗滤系统对土壤的渗滤性要求较高,且污染物主要依靠渗滤过程去除。在渗滤的过程中除了发生着物理的过滤和沉淀作用以外,同时也发生着生物的氧化、硝化、反硝化等作用。快速渗滤系统在处理期间通常处于水淹、干化交替进行的过程中,干化期的目的是为了恢复土壤的好氧环境,这也可加强水往下渗透的效果。快速渗滤系统的优点如下:
首先,由于渗滤速度快,停留时间短,其相对占地面积较小,单位面积负荷高。其次,该渗滤系统对氨氮、有机物及悬浮物都具有较高的去除效率,且整套系统投资省,管理简单,运行受季节性影响较小。但快速渗滤系统也存在一些缺点,其对场地土壤条件及水文条件较其他工艺要求较高,总氮的去除率低,同
时也容易造成地下水的污染。
(3)地表漫流系统
地表漫流系统是将污水控制于地表,使其在缓慢流动的过程中得到进化的污水土地处理系统。与其他污水土地处理系统相比,该系统需要在具有缓坡和低渗透性土壤的场地内运行,场地内常以种植牧草为主,由于水力停留时间短且土壤的渗透率低,污水由于蒸发和渗漏而损失的部分较少,大部分污水经过处理后汇入排水沟中。该种处理系统对土壤的渗透性要求较低,处理过程简单且对预处理要求低,适用于多种污水。经过其处理的污水可以达到二级排放标准,处理后的污水也适用于回用。但其容易受到气候和水量的影响,且对坡面设计的要求较高。(4)地下渗滤系统
地下渗滤系统是指利用预先的埋置将污水投配至一定深度的土层中,污水经过缓慢的渗滤作用得到净化。地下渗滤系统的特点在于其土层需要具有一定的构造和良好的渗透性,通常需要对场地进行人工改造。通过布水管的污水缓慢渗入周围的碎石和砂土层中,在土层中由于毛细管作用进行着扩散,同时土壤中的过滤、吸附以及一些生物作用对污水起到了净化作用。
其作用与慢速渗滤系统类似,同样具有水力停留时间长、处理效果好的特点,运行简单稳定,氮磷去除率高。且由于是采用地下布水的设计,不会影响地面的景观,可与原本的绿化和生态景观相结合,具有更强的适用性。缺点在于工程建设较复杂,较其他几种系统需要更多的前期投资,且对前处理要求较高,负荷较小,否则容易造成土壤堵塞。
七、氧化塘
稳定塘旧称氧化塘或生物塘,是一种利用天然净化能力对污水进行处理的
构筑物的总称。其净化过程与自然水体的自净过程相似。通常是将土地进行适当的人工修整,建成池塘,并设置围堤和防渗层,依靠塘内生长的微生物来处理污水。主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。
优点:
(1)能充分利用地形,结构简单,建设费用低。
(2)可实现污水资源化和污水回收及再用,实现水循环,既节省了水资源,又获得了经济收益。
(3)处理能耗低,运行维护方便,成本低。
(4)美化环境,形成生态景观。(5)污泥产量少。
(6)能承受污水水量大范围的波动,其适应能力和抗冲击和能力强。
缺点:
(1)占地面积过于多。
(2)气候对稳定塘的处理效果影响较大。(3)若设计或运行管理不当,则会造成二次污染
应用:稳定塘除了用于处理中小城镇的生活污水之外,还被广泛用来处理各种工业废水,此外,由于稳定塘可以构成复合生态系统,而且塘底的污泥可以用作高效肥料,所以稳定塘在农业、畜牧业、养殖业等行业的污水处理中也得到了越来越多的应用。特别是在我国西部地区,人少地多,氧化塘技术的应用前景非常广泛。
八、人工湿地
人工湿地是一个综合的生态系统,它应用生态系统中物种共
生、物质循环再生原理,结构与功能协调原则,在促进废水中污染物质良性循环的前提下,充分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的最佳效益。
人工湿地处理系统可以分为以下几种类型: 1)自由水面人工湿地处理系统(2)人工潜流湿地处理系统。(3)垂直水流型人工湿地处理系统。
优点 :
①建造和运行费用便宜;②易于维护,技术含量低;③可进行有效可靠的废水处理;④可缓冲对水力和污染负荷的冲击;⑤可提供和间接提供效益,如水产、畜产、造纸原料、建材、绿化、野生动物栖息、娱乐和教育。
缺点:
①占地面积大;②易受病虫害影响;
③生物和水力复杂性加大了对其处理机制、工艺动力学和影响因素的
应用:人工湿地以其建设运营成本低、去污能力强、使用寿命长、工艺简单、组合多样化等优势,近年来在世界各地得到了广泛的应用,其应用范围主要集中在褐煤热解、油砂废水、矿山废水、奶品加工、食品工业、造纸废水、烃类废水和垃圾场渗滤液净化处理等方面,但应用人工湿地对农田污水灌溉前的净化处理的报道却少见。
九、固体废物处理
固体废物的概述:
固体废物一般指被丢弃的固体和泥状物质,以及从废水、废气中分离出来的固体颗粒等。固体废物是指物质在某一利用过程中或在某一方面没有利用价值,而绝非在一切过程或一切方面无利用价值。固体废物主要来源于人类生产和消费活动。固体废物按性质可分为:有机废物、无机废物;按危害状况可分为:有害废物和一般废物;按形状可分为:固体状(颗粒状、粉状、块状),泥状。通常根据某来源将其划分为矿生固体废物、工业固体废物、农业废弃物、城市垃圾与污水处理厂固体污泥等。
固体废物对环境的污染主要通过(地下水和地表水),气和土壤形成化学物质型和病原体型污染。固体废物的主要危害包括:侵占土地,不断需求堆放场地,堆放场地离市区越来越远,污染土壤、水体及大气,污染源不断增加;影响环境卫生。
固体废物的处理:
固体废物的处理主要包括物理处理、化学处理、生物处理、热处理和固化处理。
物理处理:通过浓缩或相变化来改变固体废物的结构,使之成为运输、储存、利用或处置的型态。包括:压实、破碎、分选等,作为回收固体废物中有价值物质的重要手段。
化学处理:采用化学方法破坏固体废物中有害成分而使其达
到无害化包括氧化、还原、中和、化学沉淀和化学溶出等。经化学处理产生富含毒性成分的残渣,还需解读处理或安全处置。
生物处理:利用微生物分解固体废物中可降解的有机物,从而使其达到无害化或综合利用。包括:好氧处理、厌氧处理和兼性厌氧处理。
热处理:通过高温破坏和改变固体废物组成和结构,同时达到减容、无害化和综合利用的目的。包括焚化、热解以及焙烧、烧结等。
固化处理:采用固话基材将废物固定或包覆起来以降低其对环境的危害。从而能较安全的运输和处理,主要处理对象是危险固体废物。
固体废物处置是固体废物污染控制的末端环节,是解决固体废物的归宿问题。处置方法分为;海洋处置和陆地处置。海洋处置包括深海投弃和海上焚烧,陆地处理包括土地耕作、土地填埋和深井灌注等。
控制固体废弃物污染技术政策包括减量化、资源化、无害化。处理处置技术发展方向最终实现资源化。
减量化:通过便宜手段减少固体废物的数量,减小其容积。包括源头:通过改革工艺,产品设计或改变社会消耗结构和废物发生机制来减少固体废物的发生量;末端:通过压缩、打包、焚烧和处理利用来减容。
资源化:通过各种方法从固体废物中回收有用组分和能源,旨在减少资源消耗,加速资源循环,保护环境。
无害化:将固体废物通过工程处理,达到不损害人体健康,不污染周围自然环境的目的。如垃圾焚烧、卫生填埋、堆肥、粪便的厌氧发酵、有害废物的热处理和解毒处理等。
固体废物处理生态工程模式
固体废物的无害化与资源化,是地球资源可持续利用的重要途径之一。已成为当前研究的热点问题,而运用生态环境工程技术处理固体废物,又是实现固体废物无害化和资源化 的重要手段。目前,这一技术的研究与运用主要集中在农业废弃污染物,城市垃圾及污水处理厂污泥等。
固体废弃物处理生态工程目前已经具有多种模式,但通常可概括为四种方式:
(1)肥料化,指通过直接利用或加工利用的方式,将固体废物转化为肥料或土壤改良剂。
(2)饲料化,将固体废物转化为养殖业所必须的饲料。(3)原料替代化,利用固体废弃物可替代部分生产活动中的宝贵资源。如利用米糠、蔗渣等可代替木材生产木腐性食用菌。
(4)能源化,即利用工业废物生产沼气,其发酵残余物又可在农业生产中广泛运用。
固体废物资源化的生态工程,往往具有资源多层次综合利用的特色,以最大限度提高资源的利用效率并取得理想的效益。
在固体废弃物处理生态工程当中,生物起着极为重要的作用,他们一方面可改变固体废物的物理、化学和生物学特性,使的固体废物的潜在价值转变为现实价值,同时又是实现固体废物减量化与无害化的基本手段,可以肯定生物工程与生物技术特别是新型工程菌的开发运用将在固体废物处理生态工程中越来越重要的作用。
固体废物的肥料化饲料化处理最终都将导致其进入食物链,因此对于其长期运用的生态效应必须引起足够重视,对固体废物原料的选择,运用范围以及运用数量均制定严格的控制标准。
十、总结
纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行.“在短暂的实习过程中,我深深的感觉到自己所学知识的肤浅和在实际运用中的专业知识的匮乏,刚开始的一段时间里,对一些工作感到无从下手,茫然不知所措,这让我感到非常的难过.在学校总以为自己学的不错,一旦接触到实际,才发现自己知道的是多么少,这时才真正领悟到”学无止境"的含义.实习的日子我们收获了大学的课堂里没有的许多东西,学到了为人处世的许多道理与方法,学会了怎样学习,也学会了把一根警醒自己的惰性、使自己始终保持自强不息良好心态.我觉得收获真是非常的大。可能使我从家两点一式的生活所致,还有我
对社会的渴望了解。
最后我的感谢我的老师对我的教导,让我有颇多的收货,谢谢你,老师!
参考文献:白晓慧.《生态工程原理与应用》.高等教育出版社,2008年
第二篇:环境生态工程报告
对农村水污染治理的分析与看法
2015年4月出台的“水十条”里面对农村的水污染治理提出“推进农业农村污染防治”、“控制农业面源污染”、“调整种植业结构与布局”以及“加快农村环境综合整治”等要求,对农村生活污水、养殖污水处理以及河道治理都提出了明确整治要求。对于农村水污染的治理,我觉得现阶段的开展进度以及管理效果是不乐观的。
第一,农村污水排放的不确定性。农村污水处理的一大难点就在于管理的难度大。在农村没有像城镇一样的规划布局,居民的住房、养殖、种植区域相互交错,零散分布,而污水的排放渠道大部分是年代久远,有些是直接将污水排放至就近河道里面,有些是将污水由各点输送到面,直接导致面源污染。因此,在确定污水的排放源头方面的工作难度就已经很高了。并且,农村的排水渠道并没有区分雨水、生活污水、养殖废水以及灌溉出水的不同,往往都是同一管道排放所有污水。各类污水的无序排放、排水管道的落后与分散造成了污水排放的不确定性,需要花费大量人力物力进行普查与记录。
第二,污水集中的设施建设成本高、难度大。在给排水管道的建设方面,相比城镇的市政管道系统,农村的污水收集排放系统的建设大多数还是停留在纸面上。要对农村污水进行处理,必先对农村污水进行集中,铺设污水管网。在广东,农村大多位于山地丘陵地区,地形地势的条件差异使管网建设的难度增大,加上污水排放的分散性和污水总量小的特征,无论是铺设管网统一收集污水还是设置多个污水处理设施分开处理都是成本较高的。
第三,农村环境管理的难度高。在这方面,我觉得农村的环保意识相较城镇要比较淡薄,相关的环保技术的应用少,并且农村的公共卫生基础设施的建设进度落后,这些问题的存在无疑增加了环境管理的难度。梅州某地的农村垃圾集中点的设置与完善的工作是在2009年左右才开始的,垃圾的分类意识方面的缺乏是普遍性的。在农村,对于秸秆和其他农作物肥料的处理还停留在焚烧堆肥的阶段,农药化肥的过度使用现象依然存在。一些农村地区尚未连接自来水管道或洁净水管道,生活用水的卫生状况堪忧。
尽管有一些治理难题存在,但农村的水污染治理是必需且势在必行的。我觉得在农村污水的处理方面,技术上已经有很多方法可供解决,也有一些环保公司专注于农村污水这一块的治理,重点在于推动农村污水的处理工作,产生需求,发挥市场机制的作用。同时,加大对环保与环保政策的推广力度,只有农村居民的主动参与与支持,才能使农村的环境建设工作顺利开展。基于农村环境现状以及环境管理问题,我觉得农村的污水排放和处理的整治、农村环境的改善需要的是“几步走”的政策规划,而不是“一步到位”!
第三篇:生态工程实习报告
《基础综合实习》
——《生态工程学》
实习报 告
学号:XX 姓名:XX 专业:环境科学
实习时间:2012年12月17日——21日
实习成绩:
XX大学环境科学与工程系
2012年12月
目录
一、实习日程安排............................................................................3二、实习目的和要求........................................................................3三、实习前的准备............................................................................4四、实习内容....................................................................................4五、实习步骤....................................................................................4六、调研报告....................................................................................5七、主要参考资料..........................................................................11
一、实习日程安排
2012年12月17日:指导老师示范讲解
根据本班学生各自的2个调研题目,给学生提供一些基础资料。教师讲解一个实例示范。教师指导学生如何进行资料的收集工作。
2012年12月18日:资料搜集
学生根据实习内容,查找相关的各种资料,并制定出相应的调查方案和调研提纲;同时教师安排第三天野外调查及实习报告事宜。
2012年12月19日:野外调查
教师带领学生根据制定的调查方案,对所选的一种典型生态工程模式进行实地参观、调查和分析,要求学生了解该模式的设计原则、思路,并对该模式的结构和效益(经济效益、生态效益和社会效益)进行评价。
2012年12月20日:继续野外调查
2012年12月21日:室内分析总结,学生根据所搜集的文献资料和野外调查记录,进行数据分析,撰写实习报告。同时,每组选出一个代表以PPT的形式汇报该组的调查研究情况。
二、实习目的和要求
本实习的目的是通过理论联系实际,使课堂的理论教学与生产实践中的生态工程学问题密切结合,让学生加深理解已学过的生态工程学基础知识;在实习中培养学生认识问题、分析问题和解决实际问题能力;增强学生的生态设计理念。
本实习要求学生在教师指导下,完成XX县生态示范区建设模式的实地调研工作,包括相关资料的查询、调查方案设计、野外实地调研记录、室内分析和总结等环节,并在实地调查的基础上,总结相关生态工程模式(生态园林、生态城市景观、生态农业、生态工业等模式)设计的原则、理念以及技术路线,并对相应的生态工程模式进行评价与分析,最后完成一份调研报告。通过实习,使学生基本达到:
1.初步学会对资料的收集、整理和分析的基本方法。
2.了解生态工程调查评价的主要内容、基本步骤,初步掌握其主要方法。
3.在调研报告的编写等方面得到一次较为系统的训练。4.进一步树立生态设计理念和可持续发展观。
三、实习前的准备
教师根据教学要求及选题,提出实习指导意见。内容包括:实习的目的和任务,调研对象、内容和方法,调研报告的编写要求,时间安排,注意事项和参考文献等。学生在教师指导下,明确研究的专题和区域,熟悉和收集相关研究专题与区域的基本资料,编写调研提纲。
四、实习内容
1.XX大学生态绿化工程调查与评价。
2.典型环境生态工程的调查与评价,以太湖流域农村生活污水处理工程为例。
五、实习步骤
1.确定调研的生态工程模式类型
主要内容包括该典型生态工程模式设计的原则、理念以及技术路线,以及对该生态工程模式的评价与分析。
2.确定研究内容
要求学生根据所选定的实习内容,明确该选题要求,调查收集相关的资料及图片,收集积累调研资料(数据表格、图片、文字资料等),调研资料应整理归类。资料收集途径如下:
(1)通过相关政府部门(农业、环保、园林、统计局等)和研究机构,获取研究专题的资料。
(2)查阅相关文献资料,如统计年鉴、地方志、期刊、学报等。(3)通过图书馆的CNKI、万方、维普等中文数据库、互联网查阅相关文献资料、研究文章和研究成果。
3.实地考察
对所选典型生态工程模式进行实地调查,现场查勘,获取第一手资料,做好实习调查记录。
六、调研报告
1.XX大学绿化生态工程调查与评价
1.1XX大学概况
XX学院位于云南省昆明市东北部。昆明市区坐落于中国西南云贵高原中部,位于东经102°10′~103°40′,北纬24°23′~26°22′,市中心海拔1891m,绝大部分地区海拔在1500~2800m之间。年均气温14.5℃,最热月(-L月)的平均气温19.7℃,最冷月(一月)的平均气温7.5℃,年温差12~13℃。无霜期达230d,年降水量为1075mm,最集中的降水季节是6~8月的雨季,干湿季分明。昆明属高原红壤地区,土壤主要有红壤、紫色土和水稻土。年平均相对湿度74%。常年以西南季风为主,平均风速2.2m/s,由于温度、湿度适宜,日照长,霜期短,能见度良好,鲜花常年不谢,草木四季长青,故有“春城”美誉。目前为我国西部地区唯一一所高等林业本科院校,全国4所林业大学之一。校园为“全省绿化优秀高校”、“全国绿化先进集体”、“全国绿化模范单位”。1.2校园绿化规划原则
自然优先原则 因地制宜原则 整体性原则 动态性原则、 实用性原则 1.3绿化情况
实地调查掌握XX大学植物种植情况、体量大小、生长状况、空间分布、建筑和道路排水及表 5
面反射率等相关数据。XX大学绿化面积广阔,为校园文化氛围创造了优美的学习环境和生活环境。树木种类繁多,据资料显示,XX大学校园内共有园林植物167种。分属于73个科,106个属。常绿82种,落叶63种;乔木85种,灌木82种;常绿乔木44种,落叶乔木41种;常绿灌木38种,落叶灌木23种。以木兰科(14种5个属)、蔷薇科(15种13个属)、豆科(13种10个属)、柏科(10种5个属)为主。
XX学院教学区四块主要园林绿地总的碳储存量为162.36t,2006年当年碳吸收总量为3.43t,释放氧气9.14t,清除大气污染物211.72kg。XX学院教学区四块主要园林绿地的生态效益研究所得数据表明城市绿地的生态效益并不完全与绿地覆盖率成正比。XX学院教学区的绿地系统具有较高的生态效益,对改善校园环境起到了良好的作用。如果后期能够开展及时有效地养护管理,将有助于发挥其更大的生态效益和景观效果。1.4绿化功能划分评价
根据不同的功能分区,XX大学的绿化按照分区的不同分别进行规划设计,主要分为教学区,生活区。
教学区的绿化以乔木、灌木、草地的高低层次设计出不同形态的景观设计,配以樱花、玉兰花等树木,突出了景观生态的设计理念,为教学科研活动提供了优美安静的环境。前门绿化以高大的乔木为主,在道路两侧起到遮荫效果,以及主教学楼前的小树林,可以隔离尘土,调节温度、空气湿度。东门树木以桉树等高大乔木为主,可以阻挡三环尘土,吸收汽车尾气,隔离噪音,使校园环境不受外界所污染。乔灌草结合较好,高大树木的冠幅覆盖会对低矮乔、灌木的采光造成一定影响,因此植物的综合生长环境条件只能达到中等水平。
生活区的绿化根据已有树木再以常绿乔、6
灌木为主,可为学生生活学习提供了安静卫生的环境。植物种类丰富,乔灌草结构搭配基本合理,又是学生宿舍区域,因此较好的绿化对于改善同学们的生活环境和调节心情等方面都起到了较好的作用。可以阻挡过多的灰尘进入宿舍,提高空气质量,能较好地吸收和分解城市空气中有如S02、03、CO、NOx等各种有害气体;通过枝叶阻滞尘埃、分泌杀菌素类物质减少城市范围内空气中的病原微生物等有害于人体健康的各种成分,同时可以遮挡部分阳光,可以起到遮荫、降温的作用。
2太湖流域的农村生活污水处理工程
2.1太湖概况
太湖,位于江苏省南部,与浙江省相连,长江三角洲的南部。它是中国东部近海区域最大的湖泊,也是中国的第二大淡水湖。太湖地处平原地区,是一个浅水湖,太湖水位较稳定,平均水深1.94米,至深处2.6米,正常水位3公尺时湖面积2,250平方公里,蓄水27.2亿立方米。
太湖现有鱼类107种,由于受自然环境的改变以及人类经济活动的干扰,致使洄游和半洄游性鱼类及沿岸带产卵的定居性鱼类资源数量减少,而湖泊敞水性低龄鱼种群数量在人为繁殖保护措施下逐步增加,形成目前以刀齐鱼、银鱼等为主体和年变幅较大的太湖鱼类资源格局。
2.2太湖流域农村污水现状
随着农村经济的迅速发展和城镇化的不断推进,我国农村生活污水排放量也在不断增加,对周边自然水体造成了严重污染,因此农村生活污水处理也迫在眉睫。
农村生活污水是指农村生活区内小型加工业、服务业以及家庭日常生活产生的综合性污水,其中以家庭日常生活中产生的污水为主。家庭生活设施是生活污水的主要来源,而且不同生活设施对生活污水的质量和数量影响也有很大不同。根据用水设施的不同,生活污水主要分为以下几类:厕所污水、厨房污水、生活 7
洗涤污水和其他污水。农村生活污水基本无有毒有害物质,但是村民生活作息规律相似造成排水呈现较强的波动性,早、中、晚均出现高峰时段,而白天其他时段以及夜晚水量则很小。伴随水量的波动,农村生活污水的水质波动也大。
农村生活污水治理任重而道远,面临许多政策和技术问题,可喜的是人们已越来越多地关注和研究这个问题,本工程立足于太湖流域农村的具体情况,对农村治污工作起到一定的推进作用。该工程设计进水水质如下:COD=400mg/L, BOD5=200mg/L, SS=250mg/L, NH3-N=30mg/L, TN=40mg/L, TP=3.0mg/L, pH=6-9。
2.3工程概况 2.3.1工程概述
太湖流域某农村生活污水处理工程,根据进水水量小、水量与水质波动大的特点,提出了合理的生物处理和生态治理相结合的污水处理技术,达到了污水治理和美化环境的双重目的。2.3.2工程背景
随着太湖流域城镇污水处理厂的发展,城镇水污染逐步得到控制,农村水污染的问题则逐渐凸现出来。建设农村污水处理设施成为保护农村地下水和周边水体环境、全面减少太湖纳污量的一项重要环节。
因农村地区经济水平、产业格局以及居住布局与城市不同,不宜采用集中式污水处理方式,根据农村生活污水水量小、分散性强等特点,分片区收集,建立小规模的污水处理工程。2.3.3工程试点
宜兴市杨巷镇某村居民为180户,常住人口为580人,该村被列为社会主义新农村示范先进村,经济水平和村民生活水平较好。污水主要为村民生活排水,均接自各户化粪池,处理规模为60m3/d。该项目于2009年11月建成。
2.4 生态工程原理
生态工程涉及生态学、生物学、工程学、环境科学、经济和社会等领域,原理众多。孙铁珩,周启星等提出污水生态工程是指运用生态学原理,采用工程学手段。8
把污水有控制地投配到土地上,利用土壤一植物一微生物复合系统的物理、化学等特征对污水中的水、肥资源加以回收利用,对污水中可降解污染物进行净化的工艺技术。是污水治理与水资源利用相结合的方法。
2.5工艺选择
农村地区经济力量相对薄弱,技术水平相对落后,专业管理人员缺乏。因此,工艺选择应充分考虑当地自然、经济、社会条件,因地制宜地采用投资小、运行费用少、能耗低、维护管理简单方便以及处理效果好且抗冲击负荷能力强的处理工艺。根据农村人口的文化素质水平和经济水平,采用的工艺应简单易懂、操作维护方便、成本低、能耗低、效率高。
该工程污水可生化性较好,B/C可达到0.4-0.5,无毒物,结合景观要求,设计通过生物/生态的方式进行治理。主体生物工艺采用技术成熟可靠的A/O工艺,其中O段分两级接触氧化,该流程不仅能高效降解COD等有机污染物,而且具有较好的脱氮除磷功能。通常采用的生态处理技术包括人工湿地、稳定塘、土壤渗滤等。A/O生物法处理的设计出水水质为一级B标准,后续生态处理负荷低,因此采用两级表流人工湿地/自然塘组合式生态处理技术,以起到进一步脱氮除磷、净化水质的作用。
2.6工程设计
该工程污水处理系统为全埋地式,其中调节池、初沉池和缺氧生化池均采用钢筋混凝土结构,一体化处理设备采用碳钢结构。2.6.1调节池
前段设置粗格栅井,格栅间隙为20mm,用以去除来水中较大的漂浮物和悬浮物,格栅上部预留清渣口,人工定期清渣。一方面起到初沉池的作用,使污水中粒径较小的无机和有机 9
颗粒沉降下来;另一方面起到了调节水量和布水的作用。污水先经过格栅处理,去除树枝、塑料等较大杂质;然后自流进入缺氧池,将大分子有机化合物转化为小分子有机物,提高污水的可生化性设计停留时间为4.8h,有效水深为1.5m,L×W=3.2m×2.5m。2.6.2竖流式初沉池
污水中含有大量粗格栅无法去除的细小颗粒物,这些物质在后续工艺池体中随时间推移而最终导致沉淀物大量淤积,考虑池体结构紧凑减少占地面积,故选用竖流式初沉池。初沉池平面尺寸为2.5m×2.5m,有效水深为1.35m,采用静压气提装置排泥,由电磁阀控制进气,间歇运行,6h排泥1次,每次5min。污泥排入污泥池(污泥池集成于一体化设备中)。2.6.3缺氧生化池
A段缺氧生化池接受O段接触氧化池回流的硝化液,利用初沉池来水的碳源完成反硝化脱氮,池底布置的曝气系统可实现微量曝气,达到搅拌和微充氧的目的。该工程有调节池和缺氧池两级提升。缺氧生化池设计水力停留时间为8.1h,池体尺寸为3.7m×2.5m×2.2m。2.6.4一体化处理设备
一体化处理设备是本工程去除有机污染物的主要场所,采用碳钢结构,直径为2.8m,L=6.0m,内部依次集成了接触氧化池(一级接触池,二级接触池)、二沉池、污泥池以及清水池。该工艺有池容小、对水质适应性强、耐冲击、不会产生污泥膨胀、出水水质稳定等优点。接触氧化池中采用弹性立体填料,易于挂膜。二沉池为竖流式沉淀池,表面负荷为1.0m3/(m2·h),沉淀时间>2h,排泥采用空气气提至污泥池,与初沉污泥一并由市政环卫车定期抽吸外运。3.6.5设备间
设备间采用轻钢结构,占地面积为3.4m2,设于调节池上方,内置回转式鼓风机2台和污水处理系统控制柜等。鼓风机每4h交替使用,单台Q=0.85m3/min,P=0.3MPa,N=1.1KW。3.6.6表流人工湿地/自然塘
经生物法处理后,尾水污染物浓度大大降低,负荷也相应降 10
低,因此选用投资少、操作运行简单、运行费用低的表流人工湿地。表流人工湿地共分两级,总面积为755m2,有效水深为0.4m,底层铺垫300mm厚压实粘土层,上层为400mm厚种植土层,两级湿地之间用过水堰隔开,水流由堰上堆放的石块缝隙间溢流到下一级。表流湿地内种植有香蒲、醉鱼草、水葱、茨实、芦苇、梭鱼草、千屈菜、荇菜、水生鸢尾、藻类,并根据各种水生植物的生长习性和形态特点有机组合。农村生活污水没有规范的集中排放设施,因此常受农田灌溉排水影响,使其具有相对浓度较低、水量大的特点。
为了给鱼类等水生动物提供一个良好的生存环境,对综合生态塘进行了人工清淤,放养了泥鳅、田螺等,这些水生动物可吞食湿地中的底泥,间接消耗水体中的氮、磷等营养物质。茂盛的水生植物以及生长在其中的鱼、青蛙、蛇及水鸟等构成了一个良性的湿地生态系统。
试验表明,人工湿地处理农村生活污水效果较好,维护费用低和投资低的特点,无需污泥处理就可以实现污水资源化,在经济相对落后的农村具有很好的应用价值具有较高的生态效益和经济效益,具有一定的推广性。
3.6.7景观构筑
为营造美丽的公园场景,人工湿地水岸线呈曲线婉转变化,将生态和景观设计纳入到湿地系统,是该污水处理工程的一个新思路,水面收放自如,自然驳岸,四周配以小块休憩场地,绿地坡度优美自然,环水铺修鹅卵石小径,按照“红、黄、绿”三种颜色协调搭配、植物高低错落有致的设计原则,对湿地周边进行了绿化,从远处看去给人以美的享受。另外,预留了供人们活动的场所,供人们活动观赏。
路旁则疏密得当、错落有致地栽种各种常绿乔木、落叶乔木、球类、灌木等植物,如榉树、水杉、垂柳、桂花、红花继木球、鸡爪槭、迎春、夹竹桃等。污水处理与自然景观有机结合,达到了治污和美化环境的双重目的。
七、主要参考资料
1.白晓慧.《生态工程原理与应用》.高等教育出版社,2008年
1.盛连喜、许嘉巍、刘惠清,《实用生态工程学》,高等教育出版社,2005年 2.钦佩、安树青、颜京松,《生态工程学》,南京大学出版社,2002年 3.杨京平主编,《生态工程学导论》,化学工业出版社,2005年 4.李维炯等,《农业生态工程基础》,中国环境科学出版社,2004年
5.(美)劳爱乐, 耿勇编著,《工业生态学和生态工业园》,化学工业出版社,2003年
6.郭迎庆,黄翔峰,张玉先,等.太湖地区农村生活污水示范工程处理工艺的选择[J].中国给水排水,2009年
7.王世和.人工湿地污水处理理论与技术[M].北京:北京科学出版社,2007年
8.刘超翔,胡洪营,张健人工复合生态床处理低浓度农村污水[期刊论文]-中国给水排水 2002(07)9.孙文娴.杨海真污水生态工程处理技术进展[期刊论文]-净水技术-2007(01)10.程璞,李多松,张雁秋城市小区分散式生态污水处理[期刊论文]-能源环境保护-2004(06)11.孙铁珩污水生态处理技术体系及发展趋势[期刊论文]-水土保持研究-2004(03)
第四篇:农业生态工程实习报告
目录
一、绪论........................................................3
二、农业生态工程的原理............................3
三、我国农业生态工程的主要技术............4
四、农业生态工程案例及分析....................5
一、绪论
农业生态的实质是利用与调节生物与环境关系生态过程,研究环境、气候和土壤对农作物遗传、发育、产量和质量关系。生态工程是应用生态系统中物种共生与物质循环再生原理,结构与功能协调原则,结合系统分析的最优化方法,设计的促进分层多级利用物质的生产工艺系统。农业生态工程以综合农业发展(包括农林牧副渔及加工)为框架,合理配置资源,进行全面规划、相互协调的整体农业,是优化了的农业,兼顾经济、社会和生态效益。
农业生态工程的含义 农业生态工程,就是在一定的区域范围内因地制宜应用生态农业技术,将多种农业生物生产进一步组装为合理的生态农业系统。农业生态工程有效地运用生态系统中各生物种充分利用空间和资源的生物群落共生原理,多种万分相互协调和促进和功能原理以及物质和能量多层次多途径利用和转化的原理,从而建立能合理利用自然资源,保持生态稳定和持续高效功能的农业生态系统。我国已涌现一批典型的农业生态工程,促进了生态农业的发展。农业生态工程主要有三大类:区域整体规划的农业生态工程、生产自净农业生态工程、庭院经济农业生态工程等。
其目标是在促进自然界和农业生态系统良性循环的前提下,充分发挥物质的生产潜力,防止环境污染,达到经济效益与生态效益同步发展。农业生态工程的设计,必须遵循以下基本原则:①保持农业生态系统的整体性。即在一定的地域条件下,设法使光、热、水、气、土、肥料、种子等多种成份在质和量上相互协调,使种植、养殖和加工同山、水、田相互补充、形成一个不可分割的生产整体;②维持物质和能量的正常代谢。掌握合理的种养、灌溉、施肥等的时间和质与量,通过适当的结构组合及多层次利用,使物质循环与能量交换正常进行,实现生物资源的有效再生和良性循环;③维持输入与输出的生态平衡。考虑生物体从环境中获得营养元素输出一定的产品必须同输入的物质能量相适应,及时补充环境中失去的物质,并根据生物体内的需要增加物质与能量的投入,使生物体正常增殖和繁衍。
二、农业生态工程的原理
(1)生态学原理
农业生态系统的生物成分必须与环境条件相适应,要因地制宜地进行经营类型的选择和系统的辅助设计。农业生态系统的各生物成分之间,不是孤立的,是互相联系、互相作用的,在引入物种时要谨慎从事,要考虑到该物种对其他物种和整个系统的影响。必须保证物流与能流的通畅,通过提高第一性生产力和提高生态效率(能量转化率)来提高整个系统的生产力;又通过多层级地利用物质和能量,减少外流浪费,提高系统的综合效益。
(2)生态农业原理:1.整体性原理2.生态位原理3.食物链原理4.物质循环与再生原理 5.生物种群相生互克原理。(3)生态经济学原理
增产与增值原则: 打破单一经营,保证生态系统自身的稳定和持续发展;合理有效地人工调控(如桑基鱼塘中鱼环的增加,农牧系统中粪肥先生产沼气再 做肥料将生产转化链拉长等)。
供求法则: 在提高系统物种多样性的同时,顺应市场供求形成的价格导向,进行不同作物品种的时空配置,力争向市场提供丰富多样、适销对路的产品
充分利用自然资源和劳动力资源: 如桐农间作,利用泡桐秋冬的落叶及初夏的开花生叶与小麦基本不争光;合理安排农业劳力(季节性)和农村劳力(多种就业),以提高系统的效益和农民的经济收入。
长效与短效相结合:农林牧渔复合经营中,农业项目一般周期较短,畜牧业相差较大,从几个月到2~3年,林业则较长,但若干年后年年会有效益;应长短结合,以短养长地安排多种经营项目,优先发展“短平快”的项目,积极安排中长期项目,以利于经济综合健康发展。
风险最小原则:农林牧渔受自然生态环境影响很大,合理配置可减少灾害带来的损失;市场价格和需求对生产结构影响也很大,因地制宜发展多元化经营,做到物种多样化,产品多样化,结构系列化,分散市场风险,提高系统竞争性。
发展资源节约型和技术密集型系统:发展立体生产结构,使光、热、水和土地等资源得到充分利用,提高系统总产出;尽量减少生产转化链中废弃物的排出,将其解决在重新利用、再生的增值环中;加大科技的参与和投入,使复合生态系统结构更合理、效益最佳,保持经济的持续增长
三、我国农业生态工程的主要技术(1)物质良性循环技术
是利用不同种类生物存在相互作用、相互促进关系的特性,建立起来的分级利用和各取所需的生态工程系统。
生产结构上,我国应由以猪为主的单一结构向禽、蛋、猪、水产多元结构转变。加快发展家禽。次级生产精料转化效率低主要原因是饲料资源高度分散和蛋白质饲料短缺。我国应大力提高饲料转化率,发展高蛋白质饲料。
(2)生物立体布局技术
生物立体布局技术是利用自然生态系统中不同物种的特点,通过合理组合,建立各种形式的立体结构,以达到充分利用空间,提高生态系统光能利用率和土地生产力,增加物质生产的目的。
平原立体农业有:林木与作物间作、旱粮分带轮作和蔗田棚式蘑菇立体农业;山地立体农业;水域立体农业有:淡水立体养殖、浅海滩涂立体农业和低湿地立体农业。
(3)资源综合开发技术
是充分利用生态系统中的各种能源,通过工程措施与生物措施,将生态系统中的能源转化为可以被人类直接利用的能量形式。(4)水土流失综合治理技术
主要是利用各种农业耕作方法,减少表层土壤伴随降水的冲刷而产生的流失,保持水土。主要包括作物栽培耕作技术(如作物在同一水平面上耕种)、农业工程改造技术(如梯田)等。
四、农业生态工程案例及分析
(1)“桑基鱼塘”生态工程模式
桑基鱼塘,是我国珠江三角洲地区,为充分利用土地而创造的一种挖深鱼塘,垫高基田,塘基植桑,塘内养鱼的高效人工生态系统。桑基鱼塘是池中养鱼、池埂种桑的一种综合养鱼方式。桑基鱼塘的发展,既促进了种桑、养蚕及养鱼事业的发展,又带动了缫丝等加工工业的前进,逐渐发展成一种完整的、科学化的人工生态系统。桑基鱼塘系统中物质和能量的流动是相互联系的,能量的流动包含在物质的循环利用过程中,随着食物链的延伸
逐级递减。
能量的多级利用及物质的循环利用:
桑叶用于喂蚕,蚕可以生产蚕丝;桑树的凋落物和蚕沙(粪)落到鱼塘中,作为鱼的饲料,经过鱼塘内的食物链过程,可以促进鱼的生长;甘蔗可以榨糖,糖渣用来喂猪,猪的排泄物也进 入鱼塘;鱼的排泄物及其他未被利用的有机物和底泥经过微生物的分解,又可以作为桑和甘蔗的有机肥料。
桑基鱼塘巧妙地利用了很难利用的大片低湿地,发展了多种经营,为农民创造了多种收入的门路,完全符合“无废弃农业”的要求。
(2)以沼气为纽带的农业生态工程
沼气池可消化人畜粪便、生活污水、植物秸秆等废弃物,而产生的沼气可用作生产、生活燃料,同时它的剩余物沼肥又是种植业所需的优质有机肥料。通过“三沼(沼气、沼渣、沼液)”的综合利用,实现农业资源的高效利用和生态环境的改善,提高农产品质量、增加农民收入等目的。
在我国北方地区,由于冬天气温很低,会导致农作物不能生长,家畜生长缓慢,甚至停止,沼气池不能正常产气;而农民要解决蔬菜的不间断生产问题。)“四位一体”生态工程模式:是适合我国北方农村的一种新型复合生态模式。“四位”指沼气池、猪禽舍、厕所及日光温室四部分,是庭院经济与生态农业相结合的一种生产模式。:“四位一体”生态工程模式应用物质循环和生物多样性等原理,提高了单位面积的产出,同时减少了环境污染,大大提高了农业 6 综合效益。
运行原理:日光温室的增温效应使蔬菜等作物在冬天也能正常生长;使猪禽免受严寒而快速生长;温室内的植物为动物提供氧气,同时吸收二氧化碳;人、猪、禽的粪尿及蔬菜废弃物和秸秆等物质投入沼气池产气,同时温室的高温也提高了沼气在冬天的产气稳定性;沼液和沼渣又是蔬菜的良好肥料,有助于减少蔬菜的病虫害,提高蔬菜的产量和质量。
在这一物质循环的系统中,沼气起到一个枢纽的作用,把系统中的各个部分都有机地联系起来。畜牧生产中的禽畜粪便进入沼气池后,经发酵产生沼气,用于农民生活的炊事、照明及取暖,甚至用于发电,还可用于孵育雏鸡的保温;沼气池底下的沼渣可用于培养食用菌或作为肥料,用于农田和果园;沼气池内的沼水可作为优质饵料来喂鱼,亦可作为速效肥料,用于大田作物或果树、蔬菜的施肥。甚至经发酵后的沼渣和沼水也能用于喂猪。因此,沼气是连接种植业、养殖业和人类生活各个方面的一个中心环节。由于种植作物和养殖动物的种类差异很大、沼气池发酵材料来源也很不一致,加上系统组分的复杂程度也不尽相同,因此,该物质循环利用系统也有若干模式。
(3)稻田养鱼 水稻种植与水产养殖技术相结合生态工程新模式,实现了“千斤稻田百斤鱼”,稻、鱼、菜、果、花卉、禽、畜配种养的综合经营,收到了“一地两用,一水两用,一季 7 多收”,仅养鱼每亩就收入100~150元,高的可达千元。云南省2002年投资380多万元施行稻田养鱼、养虾、养蟹,面积150多万亩,产量3.6万多吨,创产值3.65亿元,参与养殖的农民人均收入大大提高。云南省财政投资100多万元实施稻鱼示范工程,在506个贫困村实施连片稻田养鱼扶贫工程示范面积3.4万多亩,平均亩产鱼78.7千克,参与项目农户人均增收275元。
(4)稻田养鸭
(5)甘蔗田套种蘑菇
(6)间作、套作、复种
间作:是指两种以上的在同一季节成行间隔种植。
套作:是指在前一作物的生长后期,于株间或行间种植后一作物。复种:是指在一块地上一年内种植、收获两季以上作物的种植方式。玉米、豆类间作模式
套种 枣粮间作
农杨间作
胶茶间作(5)牛、鸡、猪、鱼循环养殖
(6)生态养猪
第五篇:农业生态工程实习报告
实习目的:
现代农业一方面提高了农业生产效率,但是在另一方面又造成了各种各样的污染,对土壤、水体、人体健康带来了严重的危害。同时还面临着不仅是环境资源问题,还有人口增长,资源不足与遭受破坏的综合作用问题。面对这些问题,就需要使用生态工程的方法,合理规划结构,调配资源。
实习材料:
卷尺,铅笔,记录本等
实习原理:
生态工程是从系统思想出发,按照生态学、经济学和工程学的原理,运用现代科学技术成果、现代管理手段和专业技术经验组装起来的,以期获得较高的经济、社会、生态效益的现代农业工程系统。
在生态工程的设计中,还必须要考虑地理环境、效率、资源、技术、社会因素等条件。只有把一切考虑当中,才能提前对不利情况做出预测并制定应对措施,以避免实际生产中的损失。
实习步骤:
1.对生态农场进行实地考察,记录。
2.听取技术人员的讲解,学习生态农场经营者的经验。
3.产生给自己的想法,发现别人在生产中的不足或可以改进之处。
4.通过调查、对比、论证设计并提出自己的方案。
农业生态工程设计方案—生态农业城镇化:
1.背景介绍与前景展望
随着城市化的发展,可耕作土地越来越紧张,在有限的空间里,最大限度的利用资源是一个不可绕过的课题,或者说是一个解决此类问题的有效思路。
与此同时,在物质基本丰裕的前提下,人们对精神文化的生活的需求不断提高,枯燥、乏味、一层不变的生活与工作令人厌倦,人们对自然的追求与加强烈。因此,将部分农业生产高效、集约地搬入城镇,充分利用城镇闲置空间,无乱从经济角度还是从提高人们生活质量角度,都将是一个不错的选择。
我并非想要设计一个高度专一的生产模式,而是希望在人们日常生活中构建一种更加协调,更加宜于人们生活的模式。当然,在幻想的乌托邦之前,首先要考虑在经济上采取此类模式集体或个人能否接受。而其中要牵涉的问题,就是我下面要讨论的。
2.生态农业城镇化的风险与利益
2.1.风险及考虑因素
在城镇中利用节余空间和人力,其基础是必须是人们在脑海中建立一个集约、高效的意识。另外,一系列措施的实行不能靠行政力量,不能靠公益号召,如果不能从市场的角度打开出路,并使之成为人们生活的一部分。一切在最初的建设之后将会陷入僵局。
在公共场所,要建立完善的规章制度,避免不文明行为对作物的破坏,避免人们为自己利益对作物的破坏。
完善市场。农业行为不可能离开生产资料的供应,种子、肥料、药剂以及必需的工具,并且参与者可能并不具备专业的知识和技术。在这样的前提下如果市场不能规范,充斥假冒伪劣商品,将会迅速破坏整个产业,一旦出现这种情况,前期的一系列建设将顷刻被荒废,一切努力将化为乌有。所以我在讨论其技术和方案之前首先将建议:①产业最初的建设必须公开透明,可以以地方为单位成立经销商商会,建立信誉,互相监督。对以次充好、恶性竞争的商家坚决逐出商会。②当产业发展到较高级的阶段,生产商要积极树立品牌,保证信誉。③政府监督商会,媒体也要积极介入监督官商关系。④商家可通过网络对客户进行指导与帮助,如果必要应派遣技术人员上门服务,建立融洽的市场关系。⑤压缩产业链,从生产商直接到面向用户的经销商之间,尽量压缩代理商的层次。这样不仅可以使各单元获得更多利益,还能压低产品市价,使消费者更易接受。
2.2利益的预估
2.2.1种植与栽培
①家庭小区栽培
城镇家庭在冬季有较好的供暖保温设施,可视为小型的温室。一户空出一平方米的空间,采用立体分层种植,假设为5层,则可以视为5m2。一年温室种菜产值可以达到10k元~15k(1k=1000)元/亩。为便于计算,可设为13.34k元,1亩≈667m2,那么按比例可粗略估算这一户可在工作之余额外产出20元。但事实还不止如此。由家庭种植的蔬菜从安全性上起码可以达到无公害标准,而市场无公害蔬菜价格在普通蔬菜两倍以上,且伪冒居多。并且除种菜外,还可以选择高经济价值的作物,并且可以为栽培腾出更多空间。另外,如一栋楼,如果做好预备工作,如排水、防虫,那么在楼顶栽培也是一个好的方向。这样算来,一个小区、一个街道、一个城镇乃至整个城市都这样做的话,产生的社会效益相当可观。
②单位企业栽培
不仅可以创造价值,还能优化人们在工作同时的环境,改善心情。在学校、医院等公益单位利用集体的闲暇时光进行栽培,更是有着积极的意义。
③公共露天种植
如公园,其管理措施可更接近规模化生产。例如在北方种植梨树、桃树,不仅有着经济价值,在花季还提供宜人的景观。再如公园走廊可以种植能搞攀爬的葡萄、豆角、番茄等,都能达到经济与景致的双赢。
④城市绿化
考虑到城市污染,建议不要种植以取食为目的的作物,例如在马路的绿化带中,可以种植棉花等以非进食为目的作物。
⑤消费休闲场所栽培
如图书馆、书店、咖啡厅等,这些地方一般环境较为优越,因而可选择的余地就更大,也更能创造价值。可以选择经济作物为主,当然配合环境,也可由不同的搭配。
2.2.2工程学的介入
城镇中人口密度较大,因而会有大量的排泄废物,将这些资源加以收集利用,由此发展出的生产链会带来更好的社会效益。这点具体的运作在下一部分“支持技术与操作路线”中会详细阐述。
3.生态农业城镇化的支持技术与操作路线
3.1立体栽培技术
立体栽培也叫垂直栽培是立体化的无土栽培,这种栽培是在不影响平面栽培的条件下,通过四周竖立起来的柱形栽培向空间发展,充分利用温室空间和太阳能,以提高土地利用率3-5培,可提高单位面积产量2~3倍。
3.1.1立体栽培的类型
①柱状栽培
栽培柱采用杯状石棉水泥管、硬质塑料管、陶瓷管或瓦管,在管四周按螺旋位置开孔,并做成耳状突出,,以便种植作物,栽培容器中装入基质(张高远注:基质也可以使用土壤,配备足够的肥料),重叠在一起形成栽培柱。也可采用专门的无土栽培柱,栽培柱由若干个短的模形管构成,每一个模形管有几个突出的杯状物,用以种值作物。
②长袋状栽培
栽培袋采用直径15cm、厚0.15mm的聚乙烯筒膜,长度一般为2m,底端结紧以防基质落下,从上端装入基质成为香肠的形状,上端结扎,然后悬挂在温室中,袋子的周围开一些2.5-5cm的孔,用以种植作物。考虑起段设施成本、栽培效果和对温室大环境的要求等因素,立柱式无土栽培具有一定的观赏价值,且投资少、效益高,在我国各地应用较多。下面就以立柱式栽培为例,介绍其设施结构与管理。
(张高远注:除此外还可以进行墙体栽培)
3.1.2立柱式无土栽培设施结构
立柱式无土栽培设施由营养液池、平面dft系统、栽培立柱、立柱栽培钵和立柱栽培的加液回液系统等几部分组成。
①营养液池容积按667m2的水培面积需要15-20t水的标准设计。具体建造方法同前。
②平面dft系统。
③栽培立柱立柱是用来支撑和固定栽培钵和滴液盒的载体,立柱使各栽培钵中穿于一体,通向空中立柱由水泥墩和铁管两部分组成。水泥墩的规格为15cm见方,中间有一直径30mm,深10cm的圆孔,埋在水培床的两边地下用以固定立柱铁管,墩距为90cm。铁管直径为25-30mm,长约2m,材料用薄壁铁管或硬质塑料管均可,管下端插入水泥墩的孔中。
④栽培钵栽培钵是立柱上栽植作物的装置,形状为中空、六瓣体塑料钵,高20cm,直径20cm,瓣间距10cm钵中装入粒状岩棉或椰子壳纤维。瓣处定植6株作物,根据温室的高度将8-9个和滴液盒4部分组成。栽培钵错开花瓣位置叠放在立柱上,串成柱形。
⑤加液回液系统立柱栽培的加液系统由水泵加液主管、加液支管。加液主管为φ40~50mm硬质滴液管,加液支管为φ16mm无孔硬质滴管,滴液盒为一圆形塑料盒,盒的两端有两截空心短柄,用于连接加液支管,盒的底部四周有6个小孔,使营养液能下流。滴液盒的底部中心固定在立柱上方。
供液时营养液由水泵从液池中抽出,经加液主管、加液支管进入滴液盒,从滴液盒流入栽培钵,再通过栽培钵底部小孔,流入第2个栽培钵,依次顺流而下到达最下面一个栽培钵然后流入平面水培床,再流回营养液槽,完成一个循环。
3.1.3立体式无土栽培注意事项
①栽培蔬菜的选择
立柱式栽培并不适于所有蔬菜,扬长避短才能发挥立柱的作用,一般矮生型叶菜类适宜柱式栽培,其向上生长的高度一般不宜超过45cm,目前已试验成功的品种有紫背天葵、草莓、大叶筒蒿、散叶生菜、油菜、三叶芹等小株型的叶菜类。株型较高的蔬菜会因空间限制和重力作用茎秆倒下,影响生长,果菜类对光照条件要求较高一般不宜立柱栽培,但可以采取立柱最上部2-3层种植矮生型果菜,如草莓,下部种植叶菜的方法。由于立柱的特殊构型,蔬菜不能前后左右对称生长,结球蔬菜因外型不美观、商品性差而不适宜立柱式栽培。
②光照
光照是影响立体栽培产量和品质的重要环境因子。在柱式栽培下,光照强度随着栽培钵层数的下降而递减,并且立柱阳面植株获得的光照好于阴面。据测定,从立柱上到下,每下降一层,光照强度平均减少15%,除最高一层阴面与阳面光照接近外,其余各层的阴面只有阳面光照的50%左右。为了弥补光照的不足和差异,需要定期对立柱进行旋转,使每一层的6株作物都能接受足量的阳光,这是保证作物整齐生长和提高产量的重要方法,另外也可以采取人工补光的方法。
3.2排泄物的循环利用—垃圾分类,利用废弃有机物养殖蚯蚓
蚯蚓饲料的调制和发酵工作,是蚯蚓养殖的重要物质基础和技术关键。蚯蚓的饲料来源很广,凡是无毒的有机物质,如畜禽的粪便、各种植物器官、果皮、蔗渣、烂水果等,经过发酵腐熟后,均可作为蚯蚓的饲料。蚯蚓的生长繁殖,需要多种营养物质,主要的营养指标是碳氮比例。氮素饲料和碳素饲料不宜单独使用,必须适量搭配,使其比例调整在20—30之间。蚯蚓是杂食性动物,要求营养丰富的有机物质。
3.3蚯蚓粪便作为肥料供给城市栽培
蚯蚓粪呈黑灰色粒状,无臭、无毒,结构疏松,保湿、保肥、透气性均好,是花卉栽培中一种较好的有机肥.经测试,蚓粪含全氮2.5%,磷酸1.12%,氧化钾0.7%,分别是一般园土的5倍、7倍、11倍,比一般家畜粪所含养分高.此外还富含多种酶、激素和微生物,有益于营养物质的分解,极易被植株根系吸收.其偏酸性,是栽植茶花、月季、菊花、松柏类、白兰、米兰及培养树桩盆景的理想有机肥。
3.4整体结
4.成本分析
对于一户居民而言,设施估计售价100元,肥料由于用量细微,参考市场花卉蚯蚓粪肥料的价格可估算一年约使用15元,如果能够接受,也可以在自己的栽培器皿中养殖蚯蚓节约成本。
对于企业,由于各种原材料获取渠道不同,盈利难以具体就估计。但是这种路线能够衍生很多相关产业,带动一套产业链。