生态塘系统在污水处理中的应用

白立军

(吉林工业职业技术学院，吉林 吉林 132013)

相较于其他类型的水处理技术，生态塘系统有助于在污水处理中，实现人与自然和谐共生的目的。本项技术兼具现代水处理技术之优点于一身，并具备融入环境修复效果的生态学原理污水处理工艺，从污水处理结构设计中、整体构造中均可得以体现。生态塘系统无须占用土地，同时可促进周围农田恢复的特点，有助于实现游憩、生产、绿化与生活污水处理的效果。用户无须投入较多的成本，就能建造一个满足使用要求的生态塘。

1 生态塘设计基本原则

(1)初期基础设施投资投入少，系统运维人力物理投入低，污水处理系统发生故障概率低，可持续性长期运行，且处理后的污水不污染土地；(2)污水处理工程布局要与新农村发展相协调，基础设施配备不影响正常农业种植的开展，且污水处理产生部分物质也可应用于农业；(3)污水处理成效满足农业灌溉用水要求，且不会对农作物正常生长产生影响。

2 常用生态塘简介

2.1 人工湿地系统与生物稳定生态塘相融合

湿地被称为地球之肾，足可见其对生态环境净化功能有多强大。当前人们发现了湿地之于环境的重要价值，广泛开展了人工湿地的建设。人工湿地与天然湿地在结构上类似，但增加了污水处理的功能。用户通过在其中加入特定微生物，创设一非自然形成的人工复合生态系统，只要调控得当，同样能够起到污水特定成分净化作用。生态塘中最常见的生物类型如各种藻类、高低等生物、水生大型植物及尚处于分解状态的基质等，均能起到维持整个系统有机运行的目的。正是由于在人工干预条件下，此类湿地系统在种群、群落结构上更为简单，但污水处理厂处理效率更高。通过调动湿地内生物链有机运行，让生物链各环节都起到调节作用。传统上人们认知的污水，在此处则成为了推动生物链运行的动力，污水中的成分正是分解者需要的营养物质。经由小型生态系统中各环节新陈代谢产物的积累下，污水中的产物经过分解，产生新物质，被水生生物吸收，光合作用下又会产生氧气、二氧化碳等气体，供水生大型植物生长所需，整个系统由此往复，真正地实现了污水的变废为宝。综上，人工湿地与生物稳定塘结合系统，满足了多种类生物生长需求，不论是厌氧、兼氧生物、好氧微生物都能在此系统中健康生长。高等水生植物生长的同时，也可促进土壤砂层的同化、污水的吸附、分解、截流、吸收等特点，将生态链中各单元视为一个环节，各环节互动互补，最终实现了生态塘的有机运行。在这样一个有机塘床系统中，污水层层分解、利用、过滤，能从根本上改善出水水质[1]，对于影响水质的氮、磷元素等其处理效果显著，当前在工业、生活、农业污水处理中均有着广泛应用。

2.2 园林景观与生态塘相融合

随着我国低碳理念的践行，生态塘及其相关技术的发展越来越迅猛，多元化的生产工艺也使得生态塘可实现的功能不再局限，回收资源与污水处理仅仅是其最基本的功能。若与园林景观相结合，既能促进当地市容市貌建设，又能起到促进园林生态系统运行的作用，人与自然和谐共处的理念在此处也体现得淋漓尽致。经由生态系统将诸如园林池塘中鱼类所产生的各类物质分解利用后，将清水、清鱼还给自然，既优化了人们的生活环境，也实现了生物质能的有效利用，将尊重自然、可持续发展的理念全方位展现。

2.3 水生植物塘与生物稳定塘相融合

水生植物一般分为沉水植物、深水植物、浮水植物3类。生态塘运行最需要的营养物质——氧气，则可以由食物链末端生物浮水生物产生。浮游生物通过吸收水中游离态营养物质，一方面改善水质，另一方面在新陈代谢作用下水中造氧。几乎所有的水生植物在维持生态系统运行中都有着重要的作用，系统运行的效率越高，污水处理的效果就越佳。如种植1hm2荷花，在24h内能吸附34kgNa+、22kgCa2+、17kgP5+、4kgMn4+。不仅如此，荷花也能够在恶劣环境下长时间生长，在10mg/LNa+离子环境下可持续生长达38d，相较于其它常见水生生物，其体内锌含量高出130%以上[2]。通过利用诸如此类植物，促进生态系统的高效运行。人工干预抑制低等藻类植物生长，以起到抑制池中富营养化的目的。在当前条件下，污水处理中最常利用的水生大型植物主要涉及：挺水植物类、浮水植物类及沉水植物类。将水生植物塘与生物稳定塘有机融合，水生植物塘中的芦苇生长时可提升水中诸如P、N、SS、BOD、COD物质的处理效果。实践表明，这类生态系统运行时，一方面能起到恢复生态环境的作用，另一方面也可收获大量水生植物产品。如芦苇，用于生产药材、编织物品、造纸等。浮萍与凤眼莲经加工后制成饲料，多余的部分也可用于发酵沼气，取得的经济效益也是较为可观的。

2.4 水产养殖塘与生物稳定塘的融合

水产养殖塘正是水生植物塘的衍生产物，实践方法即为在水生植物养殖塘内配置多种水产生物，诸如鹅、鸭、蚌、虾、鱼的饲养等。事实上，这种操作有效地延伸了食物链涉及的范围，显著提升了系统的稳定性与抗干扰性，整个系统运行时会形成天然的平衡，水污染物质分解也能变得更全面。系统内消费者、生产者、分解者在食物网中各承担着不同作用，三者分工协作，对污染物进行三阶段净化，深度处理。考虑到系统资源最终需被用于农业，对处理后水质要求较高，因此，这类生态塘更适合应用于高浓度污水及城镇综合污水的处理。

3 生态塘系统应用实例

3.1 铁路小区污水处理

从实例调研可知，此区域污水排放量小且不均衡，水质呈高污染状。鉴于上述特点，应用常规污水处理方法效果不佳，推荐应用新型生态系统诸如沼气池、厌氧塘等，处理无须过多人工干预，故在经济效益与环保效益方面成效显著[3]。

3.2 石油废水处理

石油废水中包含的氮磷元素及高度有害元素量是惊人的，应用复合生态塘，分层分解，分层处理效果更佳。针对难以被分解的油类物质，采用了孔类结构予以吸附，并借助水生植物浮床、填料、生态混凝土护坡以增强吸附效果。最终的污水处理成效也满足生活污水排放要求，证明其净化效果满足实际生产要求。

3.3 农村生活污水的处理

农业生态塘更追求生物利用率，能否产生肥料，污水处理后是否对当地环境造成影响等。故本实例中应用复合式生态塘，越是高浓度污水，其处理效果就越为喜人，因其中富含的元素可供复合式生态塘多次利用。在水量存留率较高的时间、梅雨季节等其也能取得较好的净化效果[4]。

3.4 在城市景观中的应用

成都活水公园是世界上第一座城市环境教育公园，其中重点展示国家最新的生态污水处理工艺。活水公园，以活水为主，故其重点以建立绿色生态系统为手段，让市民亲眼见证污水变清，环境修复的效果。污水取自府河水，依次流经养鱼塘、植物床、植物塘、兼氧池、流水雕塑、厌氧池。其中种植的漂浮植物，浮叶植物、沉水植物与自然生长的多类鱼、两栖动物、昆虫等可以起到净化水体与水中污染物的作用。

4 结语

现阶段，生态塘特别适合应用于我国的农村地区，城镇地区或工厂周边地区，净化后的污水可以用于养鱼塘、芦苇塘、菜园及农田的灌溉，一方面能提升用户的经济效益，另一方面也可促进周围生态环境的修复。综上，生物稳定塘与人工湿地系统、水产养殖塘、水生植物塘、天然湿地相组合的生态塘工艺，是一套利用价值极高的良性循环系统，是资源化与生态化的综合体。若加以合理规划，可获得较为喜人的处理与维护管理效果，推广应用价值较高。