生態(tài)組合塘系統(tǒng)在城鎮(zhèn)污水處理中的應(yīng)用

郭威麗

（中鐵第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，北京 102600）

生態(tài)組合塘工藝能夠突顯人工濕地的優(yōu)點(diǎn)，以及彌補(bǔ)人工濕地的缺點(diǎn)，目前已被廣泛地應(yīng)用于污水處理中。近些年，生態(tài)組合塘憑借基建投資低、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)便、維護(hù)和檢修方便等優(yōu)點(diǎn)，在城鎮(zhèn)污水處理方面得到了推廣和使用。

1 城鎮(zhèn)污水處理的現(xiàn)狀及特點(diǎn)

1.1 城鎮(zhèn)污水處理的現(xiàn)狀

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，一方面，城市化進(jìn)程不斷加快，城鎮(zhèn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，人口持續(xù)增加；另一方面，城鎮(zhèn)污水量也不斷增加，污水水質(zhì)也更加復(fù)雜。然而，城鎮(zhèn)污水處理并未受到應(yīng)有的重視，很多城鎮(zhèn)沒(méi)有完善的污水收集系統(tǒng)及污水處理系統(tǒng)，污水未經(jīng)處理就排放到自然環(huán)境中，造成了生態(tài)環(huán)境的破壞。水生態(tài)環(huán)境日趨惡劣，這已經(jīng)成為制約生態(tài)環(huán)境發(fā)展的一大要素。如果不改變這種現(xiàn)狀，不對(duì)城鎮(zhèn)污水進(jìn)行治理，不僅會(huì)影響居民的生活，還會(huì)制約經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，甚至?xí)斐缮鷳B(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化。

1.2 城鎮(zhèn)污水處理的特點(diǎn)

（1）污水里氮、磷、固體懸浮物含量較高。城鎮(zhèn)污水主要來(lái)源于居民日常生活產(chǎn)生的污水，這些污水的主要特點(diǎn)就是氮、磷、固體懸浮物含量較高。

（2）污水水質(zhì)、水量不穩(wěn)定。城鎮(zhèn)人口較少、用水量標(biāo)準(zhǔn)低、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有差異、用水量變化系數(shù)較大，造成了城鎮(zhèn)污水的水質(zhì)和水量不穩(wěn)定。此外，城鎮(zhèn)排水一般無(wú)法使雨水和污水分流，污水水質(zhì)及水量受雨季影響也比較大。

（3）經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平普遍較低，經(jīng)濟(jì)承受能力弱。由于城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低，資金籌措困難，其污水處理所能承受的費(fèi)用較低，需要選擇運(yùn)營(yíng)成本較低的污水處理工藝。

（4）維護(hù)管理人員的管理經(jīng)驗(yàn)不足。許多城鎮(zhèn)對(duì)污水處理問(wèn)題沒(méi)有足夠的重視，也沒(méi)有在選擇和培訓(xùn)相關(guān)從業(yè)人員問(wèn)題上下功夫。因此，從業(yè)人員素質(zhì)良莠不齊、缺乏經(jīng)驗(yàn)，制約了污水處理工作的進(jìn)行。

綜上所述，選取處理效果好、運(yùn)營(yíng)投入低、運(yùn)營(yíng)管理方便的污水處理方法是做好城鎮(zhèn)污水處理工作、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要因素。

2 污水處理過(guò)程中生態(tài)組合塘系統(tǒng)的運(yùn)用

氧化塘（見(jiàn)圖1）是利用菌類(lèi)和藻類(lèi)的協(xié)同作用對(duì)廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行處理[1]。對(duì)于水資源缺乏地區(qū)的污水治理工作，氧化塘污水處理系統(tǒng)能夠取得很好的成效。但是也存在一定的欠缺，如需要的水力停留時(shí)間較長(zhǎng)、容易造成環(huán)境二次污染、占用面積較大等。人工濕地（見(jiàn)圖2）最主要的問(wèn)題是無(wú)法解決濕地基質(zhì)堵塞問(wèn)題，而將池塘和人工濕地結(jié)合可以有效地解決這個(gè)問(wèn)題。池塘良好的沉淀性能可以有效地去除污染水體中的有機(jī)物及固體懸浮物，從而穩(wěn)定水質(zhì)。

圖1 氧化塘

圖2 人工濕地

將氧化塘和人工濕地結(jié)合在一起，不但可以互相彌補(bǔ)二者的缺點(diǎn)，還可以更好地發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，從而使污水得到更好的處理。莫文銳等[2-3]探索了氧化塘與人工濕地的復(fù)合系統(tǒng)對(duì)污染河水的處理狀況，研究結(jié)果顯示，該系統(tǒng)對(duì)于不同狀況下存在的污染物均有很好的去除效果，出水水質(zhì)均可滿足城鎮(zhèn)污水處理廠的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。萬(wàn)金保等[4]利用多級(jí)氧化塘與人工濕地組合系統(tǒng)對(duì)鄱陽(yáng)湖的水污染問(wèn)題進(jìn)行處理，研究結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠有效地抵抗高磷負(fù)荷，有明顯的去除效果，出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

3 生態(tài)組合塘的技術(shù)特點(diǎn)

3.1 無(wú)異味

傳統(tǒng)的污水處理工藝會(huì)產(chǎn)生大批的沉砂、柵渣以及剩余污泥，還有難聞的臭氣。生態(tài)組合塘系統(tǒng)先將大塊雜物進(jìn)行預(yù)處理，將其破碎后跟污水、污砂混合后密閉送入曝氣池，從而避免預(yù)處理過(guò)程中產(chǎn)生臭味。污泥的硝化區(qū)域在系統(tǒng)的底層，污水的處理區(qū)域在系統(tǒng)的上層，上層可以對(duì)下層起到一定封閉的作用，從而徹底地消除臭味。

3.2 投資少

相比傳統(tǒng)污水處理系統(tǒng)，生態(tài)組合塘工藝投資可以節(jié)省三分之一。生態(tài)組合塘系統(tǒng)既可以在平地上建設(shè)，也可以利用現(xiàn)有塘、坑、溝。生態(tài)組合塘系統(tǒng)底層的污泥硝化區(qū)與傳統(tǒng)的工藝相比可以省去污泥處置設(shè)備以及構(gòu)筑物的成本。

3.3 污泥少

系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥經(jīng)過(guò)無(wú)機(jī)化、穩(wěn)定化，且污泥量很少，只需25年左右清理一次，可以有效地避免污泥處置過(guò)程造成的二次污染。

3.4 出水水質(zhì)好

采用生態(tài)組合塘系統(tǒng)處理污水，其出水水質(zhì)可滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）中的一級(jí)A、B標(biāo)準(zhǔn)。

4 構(gòu)建生態(tài)組合塘系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)要素

4.1 濕地植物的甄選

在生態(tài)組合塘系統(tǒng)中起關(guān)鍵性作用的是高等水生植物。比較常用的高等水生植物有四類(lèi)，包括浮葉根生植物、沉水植物、挺水植物、漂浮植物[5]。選擇人工濕地植物時(shí)通常要考慮植物根系的發(fā)達(dá)程度、耐污能力、生態(tài)安全性、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、生態(tài)適應(yīng)能力及其景觀效果等因素，為了避免人工濕地系統(tǒng)季節(jié)性功能降低，必須強(qiáng)化高等水生植物的優(yōu)化配置[6]。合理配置濕地植物，應(yīng)該從植物的群落特性、對(duì)養(yǎng)分的需求、去污的特點(diǎn)、景觀美學(xué)價(jià)值等方面考慮，這對(duì)提高污水系統(tǒng)的處理效率以及系統(tǒng)的氮、磷去除效率具有重要的意義。

4.2 增強(qiáng)植物在低溫情況下的修復(fù)效率

因?yàn)榧竟?jié)因素會(huì)造成生態(tài)組合塘工藝處理效果的波動(dòng)，所以選擇耐寒植物和喜溫植物搭配交替種植，從而建立一個(gè)完善的植物修復(fù)系統(tǒng)，這對(duì)提高整個(gè)系統(tǒng)的處理效率尤為重要。通過(guò)比較濕地植物在不同溫度下對(duì)氮、磷的處理效果可知，增強(qiáng)植物在低溫情況中的修復(fù)效率，可以有效地解決植物修復(fù)的周年循環(huán)問(wèn)題，這是植物修復(fù)污染水體過(guò)程中亟待解決的問(wèn)題。

4.3 優(yōu)化不同處理工藝組合的運(yùn)行參數(shù)

要通過(guò)總結(jié)全年的水質(zhì)特征，根據(jù)濕地植物的生長(zhǎng)狀況和處理單元的工藝特征，合理分配不同工藝組合的污染處理負(fù)荷，根據(jù)不同工況調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，進(jìn)而優(yōu)化處理效果、提高生物處理活性、降低能耗、穩(wěn)定出水水質(zhì)，以達(dá)到最優(yōu)的運(yùn)營(yíng)效率[7-9]。在環(huán)境溫度較低時(shí)，濕地植物會(huì)老化枯萎，這時(shí)可以通過(guò)增加好氧段的硝化時(shí)間等措施，減少低溫對(duì)硝化造成的影響，從而保證生態(tài)組合塘系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)束語(yǔ)

生態(tài)環(huán)境的保護(hù)是一項(xiàng)長(zhǎng)期的戰(zhàn)略任務(wù)，處于非常重要的地位。目前，我國(guó)的城鎮(zhèn)污水處理程度不高，對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)工作造成了很大的影響，加快發(fā)展城鎮(zhèn)污水處理工作迫在眉睫。在這種情況下，根據(jù)城鎮(zhèn)污水處理的現(xiàn)狀，選擇適合的污水處理工藝就顯得尤為重要。污水處理工藝選取是否得當(dāng)不僅影響污水處理的效果，還關(guān)系基建投資、系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理費(fèi)用、管理復(fù)雜程度以及對(duì)運(yùn)營(yíng)人員的素質(zhì)要求。在污水處理的過(guò)程中，生態(tài)組合塘已經(jīng)得到了普遍的使用，處理效果顯著。因此，生態(tài)組合塘系統(tǒng)的應(yīng)用課題值得不斷地鉆研與探究。在今后的實(shí)施和運(yùn)用過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)不同的水質(zhì)情況采用相應(yīng)的組合系統(tǒng)，以達(dá)到最佳的處理效果，從而實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。