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基于水环境生态修复的城镇生活污水处理模式构建

张冉

荆州市荆江环境科技有限公司,434000

摘要: 随着城镇化进程的加速,城镇人口数量急剧攀升,生活污水排放量不断增加。大量未经有效处理的污水肆意排放,其中含有的有机物、氮、磷等污染物进入水体,对水环境造成了严重的污染,使得水体质量下降,生态平衡遭受破坏。对此,本文针对城镇生活污水处理存在的问题、基于水环境生态修复的城镇生活污水处理模式构建进行研究。
关键词: 水环境生态修复;城镇生活污水;处理模式
DOI:10.12721/ccn.2024.159359
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城镇生活污水是水环境污染的主要来源之一,其含有大量的有机物、氮、磷等营养物质以及病原体等污染物。传统的污水处理方法主要侧重于去除污染物,但往往忽视了对水环境生态系统的修复和保护。随着人们对生态环境保护意识的提高,基于水环境生态修复的污水处理模式逐渐受到关注。这种模式不仅能够有效处理污水,还能促进水环境生态系统的恢复和改善,实现人与自然的和谐共生。

一、城镇生活污水处理存在的问题

(一)污水处理设施建设滞后

在部分城镇,污水处理设施建设存在明显不足。一方面,规划不够合理,没有充分考虑城镇发展速度和人口增长情况,导致污水处理设施规模偏小。另一方面,资金投入有限,一些先进的处理设备无法配备齐全。这使得污水处理能力难以跟上污水产生的速度,大量污水得不到及时处理,只能直接排放。这不仅污染了周边水体,还对土壤等环境要素造成不良影响,破坏了生态平衡,进一步影响了城镇的可持续发展和居民的生活质量。

(二)处理技术单一

许多城镇污水处理厂仅采用一种处理技术。比如,单纯依赖生物处理技术,而这种技术对于某些特殊污染物的去除能力有限。由于处理技术单一,当污水成分复杂或污水排放标准提高时,就难以达到要求。例如,对于一些新兴的微量污染物,单一技术无法有效去除。而且,在去除营养物质方面,如氮、磷等,效果欠佳。这使得处理后的污水可能仍含有较高浓度的营养物质,排放后可能导致水体富营养化,引发藻类大量繁殖等问题,影响水生态系统的健康。

(三)缺乏生态修复理念

传统污水处理模式往往只聚焦于污染物的去除,却没有全面考虑污水处理过程对生态环境的综合影响。在处理过程中,可能会产生二次污染,如污泥的不当处置等。同时,忽视了通过生态修复手段改善水环境质量的重要性。生态修复可以促进水生态系统的自我净化和恢复能力,例如利用水生植物吸收营养物质等。但由于缺乏这种理念,污水处理仅仅停留在达标排放的层面,无法从根本上改善水环境质量,难以实现水生态系统的良性循环和可持续发展。

(四)运行管理成本高

污水处理厂的正常运行和维护需要大量资金和人力。设备的更新、维修,化学药剂的采购等都需要资金支持。同时,专业技术人员的配备也必不可少,以确保处理工艺的正确运行。然而,一些城镇受经济条件限制,无法提供足够的资金。这就导致污水处理设施难以得到良好的维护,设备老化加速,处理效率下降。而且,由于资金不足,无法吸引和留住专业人才,进一步影响了污水处理设施的运行效果,使得污水治理陷入困境,难以保证污水处理设施的长期稳定运行。

二、基于水环境生态修复的城镇生活污水处理模式构建

(一)总体思路

构建一种综合的污水处理模式,对于实现污水高效处理与水环境生态修复至关重要。在物理和化学预处理环节,通过设置格栅等设备,能有效拦截污水中较大颗粒的杂质,如树枝、塑料等,防止其对后续处理设备造成损害。同时,利用化学沉淀等方法去除部分污染物,如一些重金属离子等。这一步为后续处理奠定了基础,减少了大颗粒杂质和部分易处理污染物的干扰。采用生物处理技术。例如利用活性污泥法,让微生物群体与污水充分接触,微生物通过自身的代谢作用将有机物分解转化,从而去除污水中的有机物。对于氮、磷等营养物质,通过特定的微生物如硝化细菌和反硝化细菌等进行转化和去除,使污水中的营养成分大幅降低。利用生态修复技术进一步净化水质。

例如,建设生态湿地,种植各类水生植物,如芦苇、香蒲等,水生植物的根系可以吸收剩余的营养物质和微量污染物,同时微生物在湿地环境中继续分解有机物。还可以投放合适的水生动物,构建完整的水生生态系统,促进水体的物质循环和能量流动,从而恢复水环境生态功能,实现水环境的自我修复和长期稳定,为生态平衡和可持续发展提供有力保障。

(二)具体模式

1. 预处理阶段

格栅作为重要的物理处理设施,它能有效地拦截污水中较大尺寸的固体颗粒悬浮物,如树枝、布条、塑料片等。这些大颗粒物质若不及时去除,会对后续的处理设备造成损坏和堵塞。而沉砂池则主要用于去除污水中的砂粒等较重的颗粒物质。污水进入沉砂池后,由于流速降低,砂粒等在重力作用下沉淀到池底,定期对其进行清理。之后,污水会流入调节池。调节池的作用在于调节污水的水质和水量。在水质方面,它可以起到一定的均质作用,使不同时段进入的污水水质差异减小。

例如,当某一时段污水中污染物浓度过高时,调节池可以将其与其他时段相对较清的污水混合,使其浓度趋于平稳。在水量方面,能均衡不同时间段污水的流量,为后续处理提供稳定的进水条件。当污水量过大时,调节池可以暂时储存部分污水,待处理设备有足够能力时再进行处理,保证整个污水处理过程的平稳运行。

2. 生物处理阶段

在生物处理阶段,活性污泥法发挥着重要作用。污水与含有大量微生物的活性污泥混合,微生物以污水中的有机物为食,通过自身的代谢作用将其分解转化。这些微生物在适宜的环境中不断繁殖生长,持续对有机物进行降解。同时,生物膜法也有着独特优势。在载体表面形成的生物膜中,微生物群落丰富多样,污水流经生物膜时,膜中的微生物能有效摄取污水中的有机物等营养物质。对于污水中的氮、磷等营养物质,微生物同样有着关键的处理作用。

例如,通过硝化细菌将氨氮转化为硝态氮,再通过反硝化细菌将硝态氮转化为氮气排出。结合生物强化技术,向处理系统中添加特定的微生物菌群。这些菌群经过筛选和培养,具有高效分解特定污染物的能力,能与原有微生物协同作用,进一步提高污水处理效率,使有机物和氮、磷等营养物质更彻底地被去除。

三、结语

综上所述,基于水环境生态修复的城镇生活污水处理模式是一种符合可持续发展理念的污水处理方式。通过将传统污水处理技术与生态修复技术相结合,能够实现污水的高效处理和水环境的生态修复。