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170 生 态 区域治理 ECOLOGY 基于生态环保的城市污水治理研究 刘莹莹 赣州同创环境技术有限公司 摘要：随着城市化进程的加快和人口的快速增长，城市污水治理问题日益凸显。城市污水治理成为生态环保的关键课题之一。传统的污水处理方法主要包括生物处理、物理化学处理以及膜技术等。然而，这些方法在能源消耗、处理效果和排放水质方面存在一些局限性。本论文以生态环保为基础，从工程角度探讨了城市污水治理的问题，阐述了基于生态环保的城市污水治理的积极作用，通过分析和比较不同的技术和策略，旨在为城市污水治理提供一些有益的启示和指导，以实现可持续的城市发展和生态环境保护。关键词：城市污水治理；生态环保；可持续发展 中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：2096-4595(2023)27-0170-03 作者简介：刘莹莹，生于 1984 年，女，汉族，江西吉安人，硕士研究生，工程师，研究方向为生态环境保护。引言 城市化的快速发展和人口的持续增长给城市污水治理带来了巨大挑战。传统的污水处理方法往往存在能耗高、处理效果不佳以及排放的二次污染等问题。为了实现城市污水的高效处理和生态环境的保护，迫切需要探索基于生态环保的城市污水治理研究。生态环保在城市污水治理中扮演着重要的角色。通过引入生态系统和自然过程，可以提高污水处理的效率和质量，并降低对环境的负面影响。一、城市污水治理的问题（一）处理设施的规模与布局问题 由于城市规模的不断扩大和污水排放的分布不均，处理设施的规模和布局常常无法满足需求。一些城市可能存在设施容量不足、设施分布不合理等问题，导致处理能力不足和水质不达标。首先，设施规模的问题是影响城市污水治理的关键因素之一。城市的人口增长和经济发展会导致污水排放量的增加，因此，污水处理设施的规模需要与污水产生量相匹配。然而，在一些城市中，处理设施的规模往往无法满足日益增长的污水处理需求。设施容量不足会导致处理效果下降，水质不达标，甚至造成环境污染和健康风险。其次，处理设施的布局问题也对城市污水治理的效果产生重要影响。合理的设施布局应考虑到城市污水的产生源头、排放位置以及运输成本等因素。然而，在一些城市中，处理设施的分布不合理，导致污水传输距离过长、管道容易堵塞、运维成本增加等问题。此外，设施布局也应考虑到环境因素，如地形、水文条件等，以最大程度地降低对自然环境的影响。（二）能源消耗与运营成本问题 城市污水处理过程中，能源消耗和运营成本是一大挑战。传统的污水处理方法中，曝气池和活性污泥工艺通常需要通过空气曝气系统来提供氧气，以促进有机物的降解和污染物的去除。这些曝气设备耗能较高，消耗大量电力。此外，一些处理工艺如混凝剂投加、除磷剂投加等也需要能源支持。因此，传统处理方法在能源消耗方面存在一定的问题。传统处理方法的运营成本通常包括能源消耗、化学药剂投入、设备维护和人力成本等方面。大量的能源消耗和化学药剂投入会增加处理厂的运营成本。此外，设备的维护和修复也需要一定的经费支持。人力成本方面，处理厂需要足够的操作人员来监控和维护处理设施的正常运行，这也增加了运营成本。（三）排放水质与环境影响问题 污水处理过程中，通过物理、化学及生物等处理步骤去除污染物，使得排放水质得以提升。然而，如果处理设施设计不当或操作不善，可能导致污染物去除效果不理想，排放水质不达标。主要的污染物包括有机物、悬浮物、营养物质和微生物等。这些污染物如果进入环境水体，可能对水体质量和生态系统产生负面影响，如水体富营养化、水生生物死亡和生态系统崩溃等。城市污水处理过程中，处理设施的建设和运行可能对环境造成一定的影响。首先，处理设施的建设需要占用土地资源，可能导致土地利用变化和生态系统退化。其次，处理过程中产生的污泥和副产物需要妥善处理，以防止对土壤和水体造成二次污染。此外，如果 171 生 态 区域治理 ECOLOGY 处理设施的噪声、气味和震动等无法得到有效控制，可能对周边居民和生态环境造成困扰。二、基于生态环保的城市污水治理的积极作用（一）水质保护 基于生态环保的城市污水治理方案可以有效保护水质。通过采用先进的处理技术和工程措施，污水中的有害物质和污染物被有效去除或降解，减少对自然水体的污染。处理后的污水可以达到排放标准，不仅保护了水源的质量，也维护了生态系统的健康。（二）能源回收利用 生态环保的城市污水治理工程方案可以实现能源的回收利用。在污水处理过程中，有机物通过厌氧消化产生沼气，其中主要成分为甲烷。这种沼气可以被捕获并用于发电或供应城市能源需求。通过生物气体发电技术，污水处理厂能够将有机废料转化为可再生能源，减少对传统能源的依赖，并降低温室气体排放。除了发电，沼气还可以用于其他用途。例如，将沼气直接用作燃料供应城市煤气管道系统，或用于取暖和烹饪等民生需求。这种沼气回收利用方式有助于降低化石燃料消耗，减少碳排放，同时提供可持续的能源选择。污水处理过程中产生的废热也可以回收利用。通过热交换技术，将污水处理过程中的余热转移到其他需要加热的环节，如供暖系统、温室或工业过程中。这样可以减少额外的能源消耗，提高能源利用效率，并降低对传统能源的需求。（三）环境保护 基于生态环保的城市污水治理方案有助于保护环境。通过减少污水对自然水体的直接排放，降低水体富营养化、生物毒性和化学物质的累积风险。同时，减少污水对土壤和地下水的污染，保护土壤的肥力和地下水的可持续利用。这有助于维护生态系统的平衡，促进生物多样性的保护。（四）可持续发展 生态环保的城市污水治理工程方案是可持续发展的重要组成部分。通过优化污水处理工艺和系统设计，减少资源消耗和能源消耗，提高污水处理效率和运行稳定性。同时，该方案还注重社会经济效益与环境效益的平衡，促进城市的可持续发展。这有助于建设资源节约型、环境友好型的城市，并为未来的发展提供可持续的基础。三、基于生态环保的城市污水治理工程方案（一）构建湿地处理系统 湿地处理系统是一种利用湿地生态系统的功能进行污水处理的方法。它通过自然的沉淀、吸附和生物降解过程，去除污水中的悬浮物、有机物和营养物质。湿地处理系统可以分为人工湿地和自然湿地两种类型。1.人工湿地 人工湿地是通过人工构建湿地来模拟自然湿地的处理功能。它包括人工湿地池、湿地花坛以及湿地过滤带等。人工湿地的设计和构建可以根据不同的水质要求和处理效果进行调整。例如，在城市污水处理中，人工湿地可以根据需要设置不同的处理单元，如预处理单元、主处理单元和后处理单元，以实现更高效的水质净化。在人工湿地中，水流通过湿地系统，与植物根系和湿地介质接触。悬浮物和有机物通过沉积和吸附作用被去除，而湿地植物的根系和微生物则参与生物降解过程。湿地介质可以提供表面附着面积和滞留时间，促进微生物的附着和有机物的分解。同时，湿地植物的根系还可以增加氧气供应，提供氧化还原环境，促进有机物的降解和氮的去除。2.自然湿地 自然湿地是利用自然湿地生态系统进行污水处理。它利用湿地沼泽、湿地草地及湿地森林等自然湿地生态系统的功能来吸附和降解污染物。自然湿地通常具有丰富的植物和微生物群落，以及复杂的水文和土壤条件，这些因素共同作用，形成了高效的污水处理过程。自然湿地通过植物根系、湿地土壤和水体之间的相互作用来实现污水的净化。湿地植物的根系提供了吸附和生物降解的能力，可以有效去除污水中的有机物和营养物质。湿地土壤中的微生物群落参与了有机物的分解和转化过程。此外，湿地的水文条件，如水位变化和氧化还原环境，也对污水处理起到重要的影响。（二）利用植物处理 植物处理利用植物根系的吸附和生物降解能力来去除污水中的有机物和营养物质。常见的植物处理方法有植物滞留池等。植物滞留池是一种构建在污水流经的地面或人工容器中的处理系统，通过植物的生物吸附和生物降解作用来净化污水。这种工程方案通常包括植物根系、湿地介质和水体三个主要部分。植物根系是植物滞留池的关键组成部分。植物根系具有丰富的根毛和根围气孔，可以吸收污水中的营养物质和有机物，从而起到净化水质的作用。植物根系还能通过根系分泌物和微生物共生作用来加速有机物的降解过程。常用的植物包括芦苇、香蒲、菖蒲等，这些植物具有较强的适应性和生物降解能力。湿地介质是植物滞留池中的填料材料，它能提供生物附着表面和过滤功能，增加污水与植物根系的接触面积。湿地 172 生 态 区域治理 ECOLOGY 介质通常采用河沙、碎石、椰糠等材料，具有较大的比表面积和较好的通水性能，有利于微生物附着和有机物的生物降解。水体是植物滞留池中污水的流动介质，通过植物根系和湿地介质的共同作用，水体中的有机物和营养物质被吸附和降解，从而实现污水的净化。在植物滞留池中，污水经过逐段的滞留和处理，逐渐净化，并最终排入自然水体或进一步处理。（三）发展分布式污水处理系统等 分布式污水处理系统是将处理设施分散设置在城市各个区域，以降低污水传输距离和提高处理效率的工程方案。1.小规模污水处理设施 在城市各个区域建设小规模的污水处理设施，如生物膜反应器、膜分离系统和活性污泥工艺等。这些设施具有占地面积小、处理效率高和灵活性强的特点，可以根据需求进行规模化布局。以下是几种常见的小规模污水处理设施。（1）生物膜反应器 生物膜反应器利用附着在固定载体上的微生物膜对污水进行降解和处理。它具有较高的有机物去除效率和较小的占地面积。生物膜反应器可以采用填料式反应器、旋转生物膜反应器或固定床生物膜反应器等形式，适应不同规模和处理要求。（2）膜分离系统 膜分离系统利用微孔膜或超滤膜等过滤装置对污水进行固液分离和颗粒物去除。它可以有效去除悬浮物、细菌和病毒等微粒，提高排放水质。膜分离系统具有高效、稳定和易于操作的特点，适用于小规模污水处理。（3）活性污泥工艺 活性污泥工艺是一种常用的生物处理方法，通过将污水与含有活性微生物的混合液进行接触，使微生物吸附、吸收和降解有机物。活性污泥工艺可以根据处理需求选择不同的工艺形式，如 SBR（序批式反应器）和 MBR（膜生物反应器），并且可以灵活调节和控制。2.蓄滞洪系统 在城市排水系统中加入蓄滞洪系统，通过控制排水速度和提高沉淀效果，减少污水排放对自然水体的冲击。蓄滞洪系统可以与其他处理设施结合使用，提高处理效果。首先，蓄水池是蓄滞洪系统的核心组成部分，用于暂时储存雨水和污水。蓄水池通常设置在城市下游的低洼地带或河道旁边，可以收集并储存来自降雨和污水排放的水流。通过合理的蓄水池设计，可以调节排水速度，避免雨洪冲击，减少污水的直接排放和水体的污染。其次，雨水花园是一种结合了景观设计和蓄水功能的绿色空间。它通常设置在城市的公园、广场和道路绿化带等地方。雨水花园通过设计适当的植被和土壤结构，可以有效吸收和滞留降雨水分，并在植被和土壤的共同作用下实现水质的净化和降解。这样的系统可以降低城市排水系统的压力，减少污水排放对水环境的影响。最后，可以建设绿色屋顶，这是一种在建筑物屋顶上种植植被的技术。它可以通过植物的吸收和蒸腾作用，延缓降雨水流的形成和排放。绿色屋顶的植物层和土壤层可以吸收雨水中的营养物质，并通过生物和物理过程净化雨水。同时，绿色屋顶还能降低建筑物的冷暖负荷，改善城市的气候环境和空气质量。蓄滞洪系统可以与其他处理设施结合使用，以提高污水处理效果。例如，将小规模污水处理设施与蓄滞洪系统相结合，可以在处理污水的同时减少对排水系统的压力，确保污水得到充分处理。此外，蓄滞洪系统还可以与湿地处理系统或植物处理系统结合使用，通过湿地植被和微生物的作用，进一步净化和降解污水。结束语 基于生态环保的城市污水治理方案通过采用先进的处理技术和工程措施，以保护水质、回收能源、保护环境和实现可持续发展为目标。这些方案能够有效去除或降解污水中的有害物质和污染物，使处理后的污水达到排放标准，从而保护了水源的质量，维护了生态系统的健康，并为城市提供可再生能源和环境友好型的解决方案。未来，我们需要不断推动技术创新和工程实践，加强政策支持和管理监督，以实现更高效、更环保的城市污水治理。只有在生态环保的基础上，我们才能建设出可持续、更宜居的城市，保护珍贵的水资源，保障人民健康，实现人与自然和谐共生的目标。让我们共同努力，为未来的城市污水治理作出贡献。参考文献 1 王勋宇.浅析城市污水治理工程的问题与对策J.皮革制 作 与 环 保 科 技,2023,4(04):171-173.2 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