張立秋， 王寶貞， 王 琳， 張捍民， 何圣兵， 王欣澤， 封 莉?
（哈爾濱建筑大學(xué) 市政環(huán)境工程學(xué)院， 黑龍江 哈爾濱 150008）

　　摘　要：介紹了生態(tài)塘系統(tǒng)在東營市污水處理中的應(yīng)用情況，并與A²/O活性污泥法和氧化溝法進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)對比。
　　關(guān)鍵詞： 生態(tài)塘系統(tǒng)； 城市污水； A²/O活性污泥法； 氧化溝
　　中圖分類號： X703
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼： C
　　文章編號： 1000-4602(2000)02-0038-03

　　采用氧化塘系統(tǒng)處理生活污水和城市污水具有良好穩(wěn)定的處理效果。生態(tài)塘是將污水處理與利用相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)污水資源化的一種廢水生物處理設(shè)施，它具有基建投資省、年運(yùn)行費(fèi)用低、管理維護(hù)方便、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)，不足之處就是占地面積比較大。東營市有大面積的低洼鹽堿荒地和廢棄的水庫、魚塘可供利用，這些水庫、魚塘以前是從黃河引水，但由于近些年來黃河的水量逐年減少，在干旱月份甚至發(fā)生斷流，其中一些水庫、魚塘已經(jīng)干涸。將這些水庫、魚塘等加以改造利用，剛好解決了占地面積大這一矛盾。在生態(tài)塘處理系統(tǒng)中，既可以養(yǎng)殖魚蝦、水禽等，又可以種植藕、葦?shù)人参铮纬蓮?fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，同時(shí)處理后的水可灌溉農(nóng)田，改良土地，或經(jīng)進(jìn)一步處理后回用于某些工業(yè)用水，具有很好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。?

1 生態(tài)塘處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 水量及水質(zhì)

　　東營市西城2000年及2010年廢水排放總量預(yù)測見表1。?

表1　　廢水排放總量預(yù)測　　　10⁴　m³/d 項(xiàng)目 2000年 2010年 生活污水排放量 4.30 6.30 工業(yè)廢水排放量 4.46 6.34 合計(jì) 8.76 12.64

　　根據(jù)表1，確定污水設(shè)計(jì)流量為10×10⁴m³/d。?
　　西城污水處理廠的污水主要來自西三路、泰山路 、五臺山路、勝華路和濟(jì)南路等五座泵站，根據(jù)其水質(zhì)檢測結(jié)果確定進(jìn)廠水質(zhì)(見表2)。

表2　　進(jìn)廠水質(zhì) 參數(shù) 濃度（mg/L） COD 150 BOD₅ 70 SS 70 TN 30 NH₃-N 20 TP 5

1.2 工藝流程
　　東營市西城污水生態(tài)處理工程的流程見圖1。

1.3 各單體構(gòu)筑物的設(shè)計(jì) ?
1.3.1 細(xì)格柵間
　　采用機(jī)械自動清污格柵，共設(shè)3臺，兩用一備。?
　　 主要技術(shù)參數(shù)：?
　?、?單組柵寬為1.40m；?
　?、?柵條寬度為10mm；?
　?、?柵條間隙為8mm；?
　?、?柵前有效水深為0.8m；?
　　⑤ 流速為0.9m/s；?
　?、?安裝角度為75°。?
1.3.2 旋流沉砂池
　　旋流沉砂池共兩座，池內(nèi)設(shè)攪拌機(jī)，污水由流入口切線方向流入沉砂區(qū)，在離心力的作用下，污水中的砂粒被甩向池壁，滑入斗中，沉砂用壓縮空氣經(jīng)砂提升管提升和分砂機(jī)分離后運(yùn)走。?
　　 主要技術(shù)參數(shù)：?
　　① 每座沉砂池直徑?D＝4.87m；?
　　② 有效水深?H＝2.11m；?
　?、?有效容積?V＝39.28 m³；?
　?、?集砂斗直徑為1.5m，深度為2.2m。
1.3.3 高效復(fù)合厭氧塘
　　 高效復(fù)合厭氧塘由W.J.Oswald教授開發(fā)的帶有污泥發(fā)酵區(qū)高效厭氧塘和王寶貞教授開發(fā)的生物膜強(qiáng)化厭氧塘組合而成。通過精心設(shè)計(jì)的進(jìn)出水系統(tǒng)，使污水在厭氧塘中進(jìn)行上向和下向折流，與底部污泥層和上部生物膜層充分接觸，使污水中有機(jī)物得到有效的厭氧生物降解。高效復(fù)合厭氧塘共分為四組，并聯(lián)運(yùn)行，每組又分兩格，串聯(lián)運(yùn)行。?
　　主要技術(shù)參數(shù)：?
　　① 每組厭氧塘平均長約為138.88m，寬約為65.87m；?
　?、?有效水深為5.0m；?
　　③ 水力停留時(shí)間為1.68d。
1.3.4 曝氣塘
　　曝氣設(shè)備采用國際上新一代高效曝氣機(jī)，HEX—Ⅰ型雙螺旋軸提輻射式高效曝氣混合機(jī)和HEX—Ⅱ型螺旋抽筒式真空抽吸曝氣機(jī)。曝氣塘共分四組，每個(gè)單元塘中安裝4臺高效曝氣機(jī)，共16臺。
　　主要技術(shù)參數(shù)：?
　?、?每組曝氣塘平均長約為133.37m，寬約為66.31m；?
　　② 有效水深為3.6m；?
　?、?水力停留時(shí)間為1.29d。
1.3.5 曝氣養(yǎng)魚塘
　　藻類通過光合作用所產(chǎn)生的氧氣只能提供1～1.5m水體表層的魚類生存所需，而1.5m以下處于缺氧或厭氧狀態(tài)，魚類難以生活，因此需采用機(jī)械曝氣充氧，曝氣養(yǎng)魚塘分兩組并聯(lián)運(yùn)行，每組又分為兩格串聯(lián)運(yùn)行，使塘中水上下混合充氧，保證魚能在整個(gè)塘中自由活動，完成其凈化功能。?
　　主要技術(shù)參數(shù)：?
　　① 總有效面積為23.24hm²；?
　　② 有效水深為3.5m；?
　?、?水力停留時(shí)間為8.13d。?
1.3.6 養(yǎng)魚塘
　　是在原有養(yǎng)魚塘基礎(chǔ)上進(jìn)行的改造工程。原有的養(yǎng)魚塘形狀近似矩形，分格均勻，只需對其進(jìn)行修整加固，就可以利用。?
　　主要技術(shù)參數(shù)：?
　?、?總有效面積為12.09hm²；?
　?、?有效水深為2.5m；?
　?、?水力停留時(shí)間為3.02d。?
1.3.7 藕塘
　　藕塘是在原來的稻田基礎(chǔ)上進(jìn)行的改建工程。藕能吸收沉積于池底的藻類及魚類排泄物，荷的莖、葉能吸附水中的懸浮物，形成生物膜，生物降解去除水中有機(jī)物。?
　　 主要技術(shù)參數(shù)：?
　?、?總面積為7.56hm²；?
　?、?有效水深為1.2m；?
　?、?水力停留時(shí)間為0.91d。?
1.3.8 蘆葦塘
　　 蘆葦塘也是在稻田的基礎(chǔ)上進(jìn)行的改建工程。分為Ⅰ、Ⅱ兩組串聯(lián)。蘆葦塘中茂密生長的蘆葦，其莖、葉是生物膜生長的活載體，污水流經(jīng)時(shí)與生物膜充分接觸，水中的有機(jī)物得以進(jìn) 一步降解去除。同時(shí)，蘆葦能有效地吸收去除重金屬(如汞、鎘、鉻、銅、鉛、鋅等)。?
　　 主要技術(shù)參數(shù)：?
　?、偬J葦塘Ⅰ、Ⅱ組面積分別為18.09、19.09hm²；?
　?、谟行罹鶠?.5m；?
　?、墼谔J葦塘Ⅰ、Ⅱ組中的水力停留時(shí)間分別為0.9、0.95d。?
　　 蘆葦塘的出水經(jīng)提升泵站提升后，進(jìn)入貯水庫。灌溉農(nóng)田或經(jīng)進(jìn)一步處理后回用。?
1.4 設(shè)計(jì)出廠水質(zhì)
　　生態(tài)塘處理系統(tǒng)不僅能有效地去除有機(jī)污染物，還能有效地去除營養(yǎng)物(N、P等)、重金屬和細(xì)菌等，出水水質(zhì)較好(見表3)。

表3　　出水水質(zhì) 參數(shù) 濃度（mg/L） COD 40-50 BOD₅ 10-20 SS 10-20 TN 7-10 NH₃-N 3-5 TP 1-2

2 工程設(shè)計(jì)的特殊考慮

2.1 除油裝置
　　 由于所處理污水除生活污水之外，還有很大一部分工業(yè)廢水，而工業(yè)廢水主要來自勝利油田，污水中含油量較大。為了有效地去除漂浮于水面的油，在高效復(fù)合厭氧塘第一格中的擋流墻上設(shè)一集油槽，集油槽頂高出水面0.05m，通過兩條輸油管將集油槽中收集的油送至貯油井，定期運(yùn)走。?
2.2 噴泉設(shè)計(jì)
　　 在曝氣養(yǎng)魚塘中設(shè)計(jì)八座噴泉，作為人工景點(diǎn)，為生態(tài)塘處理系統(tǒng)增加了生氣，同時(shí)也有助于曝氣養(yǎng)魚塘中溶解氧的增加。?
2.3 壩體和道路設(shè)計(jì)
　　 與國內(nèi)以往的生態(tài)塘系統(tǒng)不同，本工程中各塘體之間以及塘體內(nèi)部的分隔壩均采用毛石護(hù)坡，并在壩上鋪設(shè)道路，設(shè)置欄桿。這樣的設(shè)計(jì)既為管理人員提供了安全保障，同時(shí)大大增強(qiáng)了視覺效果。?

3 工程的經(jīng)濟(jì)分析

　　生態(tài)塘處理系統(tǒng)的基建投資和運(yùn)行費(fèi)用都比較低，選擇A²/O活性污泥法、氧化溝進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)對比。比較結(jié)果見表4。

表4　　與A2/O活性污泥、氧化溝的經(jīng)濟(jì)對比 名稱 A²/Ｏ活性污泥法 氧化溝法 生態(tài)塘處理系統(tǒng) 工程總投次（萬元） 2490.05 24577.36 6880.18 年經(jīng)營成本（萬元／a） 1640.73 1902.62 420.76 單位經(jīng)營成本（元／m³） 0.448 0.520 0.115

　　從表4中可以看出，生態(tài)塘處理系統(tǒng)的工程總投資和年經(jīng)營成本僅為A²/O活性污泥法和氧化溝法的1/4左右。同時(shí)，生態(tài)塘系統(tǒng)中每年的水產(chǎn)品(魚、蝦)、農(nóng)產(chǎn)品(藕、葦?shù)?也都具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益，每年的總收入大約為200萬元。?
　　 按照年成本法計(jì)算出的理論水價(jià)大約為0.29元/m³。若按此水價(jià)收取排污費(fèi)，則在生產(chǎn)期的第9年可收回全部投資。若不考慮收回總投資，只收取少量的排污費(fèi)以維持處理廠的年經(jīng)營費(fèi)，則排污費(fèi)僅為0.057元/m³。也就是說，每排放1t污水，只要收取0.057元的費(fèi)用，就可以維持污水廠的運(yùn)行，這是其他處理方法無可比擬的。

4 結(jié)論

　　在東營市，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，采用生態(tài)塘處理系統(tǒng)處理城市污水是恰當(dāng)?shù)摹Ｉ鷳B(tài)塘系統(tǒng)處理效果穩(wěn)定，出水清澈，不僅改善了當(dāng)?shù)鼐用竦纳瞽h(huán)境，而且保護(hù)了黃河河口及渤海近海水域的水環(huán)境，具有很好的環(huán)境效益。同時(shí)處理后的污水實(shí)現(xiàn)回收與利用，由此獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)：
　　［1］ 王寶貞，王琳等.生態(tài)塘——簡易高效的污水處理技術(shù)設(shè)計(jì)應(yīng)用［J］.城市環(huán)境與城市生態(tài)，1998，11(2)：1-5.
　?。?］ 王寶貞.水污染控制工程［M］.北京：高等教育出版社，1990.

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收稿日期： 1999-10-07