生態(tài)組合塘系統(tǒng)在城鎮(zhèn)污水處理中的應用

郭威麗

（中鐵第五勘察設計院集團有限公司，北京 102600）

生態(tài)組合塘工藝能夠突顯人工濕地的優(yōu)點，以及彌補人工濕地的缺點，目前已被廣泛地應用于污水處理中。近些年，生態(tài)組合塘憑借基建投資低、運轉費用低、操作簡便、維護和檢修方便等優(yōu)點，在城鎮(zhèn)污水處理方面得到了推廣和使用。

1 城鎮(zhèn)污水處理的現狀及特點

1.1 城鎮(zhèn)污水處理的現狀

隨著我國經濟的快速發(fā)展，一方面，城市化進程不斷加快，城鎮(zhèn)規(guī)模不斷擴大，人口持續(xù)增加；另一方面，城鎮(zhèn)污水量也不斷增加，污水水質也更加復雜。然而，城鎮(zhèn)污水處理并未受到應有的重視，很多城鎮(zhèn)沒有完善的污水收集系統(tǒng)及污水處理系統(tǒng)，污水未經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。如果不改變這種現狀，不對城鎮(zhèn)污水進行治理，不僅會影響居民的生活，還會制約經濟的發(fā)展，甚至會造成生態(tài)環(huán)境的持續(xù)惡化。

1.2 城鎮(zhèn)污水處理的特點

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

（2）污水水質、水量不穩(wěn)定。城鎮(zhèn)人口較少、用水量標準低、產業(yè)結構有差異、用水量變化系數較大，造成了城鎮(zhèn)污水的水質和水量不穩(wěn)定。此外，城鎮(zhèn)排水一般無法使雨水和污水分流，污水水質及水量受雨季影響也比較大。

（3）經濟發(fā)展水平普遍較低，經濟承受能力弱。由于城鎮(zhèn)經濟發(fā)展水平較低，資金籌措困難，其污水處理所能承受的費用較低，需要選擇運營成本較低的污水處理工藝。

（4）維護管理人員的管理經驗不足。許多城鎮(zhèn)對污水處理問題沒有足夠的重視，也沒有在選擇和培訓相關從業(yè)人員問題上下功夫。因此，從業(yè)人員素質良莠不齊、缺乏經驗，制約了污水處理工作的進行。

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

2 污水處理過程中生態(tài)組合塘系統(tǒng)的運用

氧化塘（見圖1）是利用菌類和藻類的協同作用對廢水中的有機污染物進行處理[1]。對于水資源缺乏地區(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間較長、容易造成環(huán)境二次污染、占用面積較大等。人工濕地（見圖2）最主要的問題是無法解決濕地基質堵塞問題，而將池塘和人工濕地結合可以有效地解決這個問題。池塘良好的沉淀性能可以有效地去除污染水體中的有機物及固體懸浮物，從而穩(wěn)定水質。

圖1 氧化塘

圖2 人工濕地

將氧化塘和人工濕地結合在一起，不但可以互相彌補二者的缺點，還可以更好地發(fā)揮各自的優(yōu)點，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合系統(tǒng)對污染河水的處理狀況，研究結果顯示，該系統(tǒng)對于不同狀況下存在的污染物均有很好的去除效果，出水水質均可滿足城鎮(zhèn)污水處理廠的污染物排放標準。萬金保等[4]利用多級氧化塘與人工濕地組合系統(tǒng)對鄱陽湖的水污染問題進行處理，研究結果表明，該系統(tǒng)能夠有效地抵抗高磷負荷，有明顯的去除效果，出水水質達標。

3 生態(tài)組合塘的技術特點

3.1 無異味

傳統(tǒng)的污水處理工藝會產生大批的沉砂、柵渣以及剩余污泥，還有難聞的臭氣。生態(tài)組合塘系統(tǒng)先將大塊雜物進行預處理，將其破碎后跟污水、污砂混合后密閉送入曝氣池，從而避免預處理過程中產生臭味。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，也可以利用現有塘、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備以及構筑物的成本。

3.3 污泥少

系統(tǒng)產生的污泥經過無機化、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程造成的二次污染。

3.4 出水水質好

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

4 構建生態(tài)組合塘系統(tǒng)的關鍵技術要素

4.1 濕地植物的甄選

在生態(tài)組合塘系統(tǒng)中起關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，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通常要考慮植物根系的發(fā)達程度、耐污能力、生態(tài)安全性、經濟價值、生態(tài)適應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，必須強化高等水生植物的優(yōu)化配置[6]。合理配置濕地植物，應該從植物的群落特性、對養(yǎng)分的需求、去污的特點、景觀美學價值等方面考慮，這對提高污水系統(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 增強植物在低溫情況下的修復效率

因為季節(jié)因素會造成生態(tài)組合塘工藝處理效果的波動，所以選擇耐寒植物和喜溫植物搭配交替種植，從而建立一個完善的植物修復系統(tǒng)，這對提高整個系統(tǒng)的處理效率尤為重要。通過比較濕地植物在不同溫度下對氮、磷的處理效果可知，增強植物在低溫情況中的修復效率，可以有效地解決植物修復的周年循環(huán)問題，這是植物修復污染水體過程中亟待解決的問題。

4.3 優(yōu)化不同處理工藝組合的運行參數

要通過總結全年的水質特征，根據濕地植物的生長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荷，根據不同工況調節(jié)工藝參數，進而優(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，以達到最優(yōu)的運營效率[7-9]。在環(huán)境溫度較低時，濕地植物會老化枯萎，這時可以通過增加好氧段的硝化時間等措施，減少低溫對硝化造成的影響，從而保證生態(tài)組合塘系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行。

5 結束語

生態(tài)環(huán)境的保護是一項長期的戰(zhàn)略任務，處于非常重要的地位。目前，我國的城鎮(zhèn)污水處理程度不高，對生態(tài)環(huán)境的保護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，根據城鎮(zhèn)污水處理的現狀，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不僅影響污水處理的效果，還關系基建投資、系統(tǒng)的運營管理費用、管理復雜程度以及對運營人員的素質要求。在污水處理的過程中，生態(tài)組合塘已經得到了普遍的使用，處理效果顯著。因此，生態(tài)組合塘系統(tǒng)的應用課題值得不斷地鉆研與探究。在今后的實施和運用過程中，應根據不同的水質情況采用相應的組合系統(tǒng)，以達到最佳的處理效果，從而實現水資源的循環(huán)利用。