如何利用柳樹進行生物能源生產(chǎn)和環(huán)境治理的方
更新時間：2021-08-10 點擊次數(shù)：450次
當用于植物整治時，短周期柳樹矮林具有優(yōu)勢，如生物產(chǎn)量高，通過頻繁的采伐清除有害化合物。高蒸騰速率和根系耐水淹特性使得可以采用較高的灌溉率。另外，短周期柳樹矮林可以通過吸收大量的鎘等重金屬來清理被污染的土地，而且它們還能在土壤-植物系統(tǒng)中保留大量的養(yǎng)分。短周期柳樹矮林植物整治系統(tǒng)成功地清除瑞典各種廢棄物中含有的有害化合物，利用生物量生產(chǎn)中施用的養(yǎng)分和水分。大規(guī)模營造這樣的系統(tǒng)可以提供有利于生態(tài)而又廉價的廢物處理措施，同時又促進了生物能源的生產(chǎn)。
1．城市廢水處理城市廢水含有氮和磷，多數(shù)情況下是可以用作植物肥料的均衡營養(yǎng)液。然而出于衛(wèi)生原因，它只被用于非糧食、非飼料作物，如短周期柳樹矮林。20世紀90年代，瑞典在廢水處理廠附近營造了大面積具有滴灌和噴灌系統(tǒng)的柳樹人工林，以便提高廢水中氮處理的效率和利用廢水進行生物量生產(chǎn)。在瑞典中部一個約有2萬居民的城鎮(zhèn)Enk ping，有一種全新的城市廢水處理系統(tǒng)，利用從污泥中脫出的富氮廢水（每升含800mg氮）澆灌周圍75hm2的柳樹林。廢水在冬季被抽至有管道的蓄水池中，夏季（5～9月）用于短周期柳樹矮林的灌溉，每年灌溉120天。該系統(tǒng)每年的廢水灌溉量為20萬m3，為柳樹林提供11t氮和0.2t磷，其中2萬m3廢水是來自污泥的沉淀和離心過濾。在雨季灌溉自動停止。灌溉速率在生長季為平均每天2.5mm。
該系統(tǒng)可能的環(huán)境影響包括氮淋失和向空氣中釋放一氧化二氮，但目前的監(jiān)測結(jié)果表明，這種廢水利用方式對環(huán)境的影響最小。
2．垃圾瀝出液處理垃圾瀝出液（即垃圾過濾出的廢水）在廢水廠處理的費用通常比較昂貴，因為瀝出液必須從垃圾掩埋地運到廢水處理廠。因此，垃圾掩埋工作人員越來越傾向于就地處理垃圾瀝出液。一個辦法是先在曝氣塘中對垃圾瀝出液進行曝氣處理，而后用于澆灌垃圾掩埋廠恢復區(qū)上的柳樹矮林或周圍可耕地上的柳樹矮林。這樣做既能促進柳樹生長，又能降低垃圾瀝出液中高離子濃度的不良影響（瀝出液中氯化物的濃度通常達到1000mg/L），其成本亦低于傳統(tǒng)的工程措施。
通過營造柳樹人工林來恢復垃圾掩埋地，有利于通過柳樹林的高蒸發(fā)速率減少垃圾瀝出液的形成。短周期柳樹矮林的廢水利用功能可以使垃圾掩埋場的瀝出液排放量接近于零，即使在北歐潮濕氣候條件下也如此。同時，瀝出液中有害化合物（如銨和一系列具有潛在毒性且難于分解的有機物）被柳樹吸收或保留在土壤-植物系統(tǒng)中。水中高濃度的銨離子對環(huán)境有害，但只要對其加以認真監(jiān)測，那么銨也可以成為柳樹生長的氮源。
目前瑞典約有20個地方已經(jīng)通過滴灌和噴灌系統(tǒng)用垃圾瀝出液灌溉短周期柳樹矮林。例如，瑞典中部H gbytorp地區(qū)Ragnsells Avfallsbehandling AB公司有一個這樣的系統(tǒng)，在池子中對垃圾瀝出液進行貯藏和曝氣處理，然后輸送到一個5hm2的短周期柳樹矮林，該矮林在生長季中每天都灌溉，灌溉量約為2～3mm。
在設計和管理短周期柳樹矮林灌溉的垃圾瀝出液處理系統(tǒng)時，需要對不同土壤和氣候條件下不同垃圾的瀝出液成份差異，以及不同柳樹無性系植物材料的吸收情況的差異加以考慮。
3．貯木場廢水利用在瑞典鋸材廠和紙漿廠，夏季為了防止木材遭受蟲害和真菌危害，以及木材干燥引起的開裂，需要對貯藏的木材噴水。噴澆木材后流走的水中含有一系列的來自樹皮的有機物，也含有大量的磷，這些磷來自樹皮以及粘在原木和貨車輪胎上的土壤顆粒。瑞典的一個中型鋸材廠每年約消耗10萬m3水用于噴撒貯藏木材；因此大量的廢水需要處理。另外，貯木場的廢水如果不加以收集和處理，在降雨和融雪后會污染周圍集水區(qū)和地下水。以前，多數(shù)情況下這種水都被排放到河流和湖泊中。
廢水的成份因貯藏的木材和貯木場的貯藏條件而異。主要的環(huán)境問題是因酚酸、總有機碳、重金屬和磷濃度增加而引起的。
在瑞典中部的Heby鋸材廠，每年約有6萬m3的貯木場廢水經(jīng)由1hm2的短周期柳樹矮林進行循環(huán)利用。柳樹林地在生長季采用噴灌方式進行灌溉，每年灌溉量為4000～4500mm（在120天的灌溉期內(nèi)每天灌溉量為33～38mm），這種灌溉量與城市廢水和經(jīng)處理的垃圾瀝出液相比是很高的。
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