常用城镇污水处理技术：人工湿地处理方法

1.稳定塘技术

稳定塘旧称氧化塘或生物塘，是对利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。稳定塘一般是经人工修整、设置有围堤和防渗层的池塘，其净化过程主要依赖塘内生长的微生物。稳定塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点。稳定塘是以太阳能为初始能量，利用生态系统自身的功能，实现污染物的降解和转化，达到净化污水的目的，同时净化的污水也可作为再生资源予以回收再用，使污水处理与利用结合起来，实现污水处理资源化。

按照塘内微生物的类型和供氧方式来划分，稳定塘可以分为厌氧塘、兼性塘、好氧塘、曝气塘。不同种类稳定塘之间的对照如表8-2所示。

此外，还有一些其他类型的稳定塘，如种植纤维管束水生植物的水生植物塘，加入养殖水产和水禽，与原生动物、浮游动物、底栖动物、细菌、藻类等共存的生态系统塘。

近年来，稳定塘用于净化城镇污水处理厂尾水的研究越来越多，如赵安娜等（2010）通过小试实验研究了沉水植物氧化塘对污水处理厂尾水深度净化效果，发现沉水植物氧化塘对尾水中总氮和TP的去除率分别为19.44%～64.71%和28.13%～98.33%。李旭宁等（2013）通过研究发现，以一级A排放标准排放的污水处理厂尾水，经中试规模的缺氧/好氧生物塘处理后，出水中CODMn和硝态氮可达到《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅲ类水标准，TP可达到Ⅴ类水标准。闻学政等（2018）发现工程规模（总容积7 500 m3，日均接纳生活污水处理厂《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A标准尾水1 024.5t）的深度净化塘能够将城镇污水处理厂尾水净化至《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）Ⅲ类水标准。

表8-2　不同类型稳定塘对照表

2.人工快渗处理技术

人工快渗处理系统是污水土地处理系统的一种，是将污水有控制地投配到人工构筑的渗滤介质表面，在污水向下渗透过程中，通过物理、化学和生物作用，使污水得以净化。人工快渗处理系统在保留了传统土地处理系统优点（如处理效果良好、投资少、操作简便）的同时，明显增大了水力负荷，是一种崭新的污水土地处理技术。人工快渗处理系统在运行过程中，通常采用干湿交替的运转方式，即各渗滤池里淹水和落干相互交替，该方式通过不断切换系统内好氧—缺氧状况，保证了硝化反硝化反应的进行，从而有利于氮的去除。

近年来，人工快渗处理系统在国内外得到了广泛的运用，越来越成为污水资源化的重要手段。如石国玉（2011）系统地研究了人工快渗系统去除污染物的可行性、系统稳定性的影响因素、污染物降解归趋机制等内容，发现人工快渗系统处理污水处理厂尾水，在系统进水CODMn保持在100 mg/L左右时，系统表现出良好的去污能力，其对CODMn去除率平均为62.87%，对NH3-N的平均去除率为51.78%。

3.砾间接触氧化技术

砾间接触氧化技术是一种模仿生态、强化生态自然净化作用的技术（图8-3），该技术的核心是在反应池中放置大量的砾石，砾石一方面可以吸附、过滤污染物，另一方面可作为生物膜附着生长的载体，增加污水与生物膜的接触面积，当污水流经砾石层时，发生在砾石间的物理、化学、生物作用能够完成污水的净化。(www.xing528.com)

砾间接触氧化技术开发于20世纪70年代，该技术对污水尤其是低污染水的处理效果显著。在我国台湾地区，砾间接触氧化技术已被广泛运用到河流水质净化当中，并取得了良好效果。如Juang et al.（2008）发现在较短的水力停留时间情况下，尽管处理效果波动较大，但砾间接触氧化系统对BOD5，SS，NH3-N的平均去除率分别为33.6%，56.3%，10.7%。另外，有研究发现，1 930 m2的砾间接触氧化系统（日处理量水10 000 m3）对雨污混合水中BOD5、SS和NH3-N的平均去除率分别达到了为90%，85%和80%。以上这些研究表明，砾间接触氧化技术对受污染水体具有较好的净化效果，具有被用于处理城镇污水处理厂尾水的潜力。

图8-3　砾间接触氧化技术基本结构及机理示意图

4.生态浮床技术

生态浮床是以水生植物为主体，以高分子材料为载体和基质，运用生态工学原理，基于无土栽培技术，建成的充分利用水体生态位、依赖植物根系吸收、用以削减水体污染负荷的高效人工生态系统（图8-4）。

图8-4　生态浮床净化机理图

生态浮床具有直接利用水体水面而不占有土地、植物易于栽培、管理方便、净化效果好等优势，已被广泛用于被污染河道、湖泊的治理当中。

近年来，生态浮床技术在城镇污水处理厂尾水净化方面的运用案例也日益增多。如2012年报道的，崔德才等（2012）研究了采用曝气复合式生态浮床修复污水处理厂尾水，发现在水力停留时间为1.5d和水温为17.8～21.5℃的条件下，曝气复合生态浮床对CODMn、NH3-N、TN和TP的去除率分别为33.9%～53.1%（平均值44.0%）、37.97%～64.45%（平均值50.8）、33.46%～57.25%（平均值44.9%）和去除率5.43%～72.62%（平均值50.97%），出水CODMn浓度远低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A标准。

另外，戴谨微等（2018）研究了复合生态浮床净化污水处理厂尾水的效能，研究发现当水力停留时间为2 d时，复合生态浮床系统对NH3-N，TN，TP的平均去除率分别为86.89%±13.18%，22.19%±6.57%，76.10%±24.31%，面积负荷去除率分别达到了664.29±100.71 mg/（m2·d），638.97±178.97 mg/（m2·d），61.71±15.12 mg/（m2·d）。

以上结果表明，生态浮床对城镇污水处理厂尾水具有显著的净化效果，未来必将在尾水净化领域发挥更重要的作用。但生态浮床也存在一些问题，如栽培不易进行标准化推广应用、难以推行机械化操作、制作施工周期长、难以越冬等，相信经过不断地实验和探索，生态浮床的发展将越来越迅速。