1、- 1 - 培训教材（内部交流） 生态治 理技术 及工程 案例 环境保护部南京环境科学研究所 二 O 一二年四月 目 录 第一章 生态治理技术 . 4 1.1 基本概念 . 4 1.2 生态治理技术原理 . 4 1.3 生态治理在污染防治中的地位 . 4 1.3.1是工业化治污必要的深化补充 4 1.3.2是农村面源污染控制的主要手段 5 1.3.3是污染水体净化和生态修复必由之路 5 1.4 国内外生态治理技术现状与发展趁势 . 5 1.4.1布置于水体之外的生态治理技术 5 1.4.2布置于水体的生态治理技术 7 第二章生态治理工程 . 10 2.1 我国生态治理实践 . 10 2.1.1
2、我国生态治理工程实践的定位 10 2.1.2我国生态治理工程实践的发展过程 10 2.2 生态治理工程类型 12 2.3 生态治理工程特点 12 2.4 生态治理工程存在问题 14 2.5 生态 治理 工程 适用 范围 15 第三章 典型案例 . 17 3.1 生活 污水 生态 处理 技术 . 17 3.1.1南京市中心村生活污水处理生态工程 17 3.1.2无锡市严巷村生活污水处理生态工程 20 3.1.3浙江省报福镇石岭村生活污水处理生态工程 22 3.1.4扬中市三茅镇生活污水处理生态工程 24 3.1.5红螺寺生物通道及生物泳动床工程 27 3.1.6武汉东西湖区慈惠农场生活污水人工湿
3、地工程 29 3.1.7深圳白泥坑人工湿地 31 3.1.8 云 南省 萍乡 市芦 溪县南 坑 人工 湿地 污水 处理 工程 34 3.2 污水 处理 厂尾 水深 度处理 生 态工 程 . 36 3.2.1无锡城北污水处理厂尾水人工湿地处理示范工程 36 3.2.2宁夏银川中冶美利纸业林纸一体化高浓废水循环利用工程 40 3.2.3观澜河高效垂直流人工湿地 42 3.3 降雨 径流 污染 控制 生态工 程 . 45 3.3.1长广溪湿地公园人工过滤系统 45 3.3.2深圳市洪湖公园景观改善工程 49 3.4 低污 染水 体净 化生 态工程 . 51 3.4.1河流综合治理工程-林庄港河道水质
4、强化净化与生态修复工程 . 51 3.4.2昆明大清河高效生物稳定塘 65 3.4.3滇池入湖河流水环境治理工程 68 3.5 富营 养化 控制 生态 工程 . 70 3.5.1水源地生态修复工程-梅园水厂取水口生态修复工程 . 70 3.5.2云南省玉溪市江川县九溪人工湿地 75 3.6 区域 面源 污染 综合 整治生 态 工程 . 79 3.6.1面源污染的生态工程控制平原河网区污染强化净化前置库工程 79 3.6.2三角湖人工湿地工程 89 第四章 生态 治理 工程 应用的 对 策建 议 . 93 4.1 生态 治理 工程 应用 范围选 择 对策 . 93 4.2 生态 治理 工程 应用
5、 对象选 择 对策 . 94 4.3 生 态治 理工 程政 策保 障措施 94 4.4 生态 治理 工程 技术 保障措 施 . 95 4.5 生态 治理 工程 运行 管理对 策 . 96 4.6 生态 治理 工程 推广 运用对 策 . 97 4.7 生 态治 理工 程宣 传教 育对策 98 第一章 生态治理技术 1.1基本概念 “生态治理”是利用生态技术净化污水、 改善水质以及控制污染的一项重要措 施。是人们利用自然生态系统净化环境污染能力或应用生态学基本原理和方法， 借助自然条件，构建污染治理设施，进行的环境污染治理的行为。生态治理涉及 污水处理、面源污染控制、污水处理厂出水深度处理、受污染
6、水体的治理、自然 生态系统自净能力的提升、遭受破坏的生态环境的修复、重建。 “生态治理” 按两个层次分类：第一层次根据“生态治理”使用目的不同分 成两类：一类是陆上治污，用于直接处理污水、控制面源污染或对污水处理厂出 水进行深度处理等；另一类用于净化受污染的水体，或提高水体的自净能力，促 进其生态系统重建与稳定。 第二层次按生态治理工程类型分类， 可分成人工湿地、 氧化塘、砾石床、土地处理系统、生态河道、生态沟渠、生物操纵等。 1.2生态治理技术原理 生态治理主要包括直接利用自然生态系统的功能治理环境污染和按照生态 学原理构建污染治理设施治理环境污染两种方式。 直接利用自然生态系统的功能治理环
7、境污染是指充分发挥自然生态系统物 质循环、能量流转、信息传递功能和自组织作用与自我修复功能，使进入生态系 统的污染物被分解、消化、循环利用，环境污染最终得到治理。 按照生态学原理治理环境污染是指在生态学原理指导下，利用天然材料和 自然能源，仿照自然生态系统物质循环、能量流转、信息传递的过程和方式，构 建污染治理设施或处理系统，治理环境污染。 1.3生态治理在污染防治中的地位 1.3.1是工业化治污必要的深化补充 在我国现有的社会、经济、技术背景下，“生态治理”与污水处理厂等传统污 水处理方式相比，在进一步净化污水处理厂尾水、处理分散生活污水、处理畜禽 养殖废水等方面具有一定优势，具备投资少、能
8、耗低，设施简单、运行管理方便， 生态环境效益显著的优点，不但是工业化治污的必要补充、深化，有时也能发挥 工业化治污不可替代的作用。 1.3.2是农村面源污染控制的主要手段 农村面源由于受降雨径流影响，具有随机性、分散性、广域性，很难用工业 化治污方法处理面源污染。生态治理技术多种多样，可以因地制宜设计和技术组 合，对于不稳定的污水浓度和冲击性的污染负荷具有普适性，是农村面源污染治 理的主要手段。 1.3.3是污染水体净化和生态修复必由之路 生态治理是受污染的天然水体（湖泊、河流）治理的必由之路，是实现水体 生态恢复和水质根本性好转的重要措施。在外来污染得到有效控制、污染底泥得 以清除之后， 由
9、于水体原有的良好生态在遭受污染过程中已经严重退化或者彻底 破坏，自净能力微弱，水体生态和水质仍然难以自动恢复。通过生态措施重建河 流、湖泊合理生态结构，可以在短期内实现水质和生态景观的实质性转变，恢复 良好的生态功能和水体环境质量，实现水环境保护目标。 可见“生态治理”在城市污水处理方面能够起到辅助作用， 在面源污染控制方 面可以发挥重要作用，在湖库河流综合整治方面具有重要的不可替代的作用。它 作为工业化治污的有效补充，已成为我国水污染防治的重要手段和发展方向。 1.4国内外生态治理技术现状与发展趁势 1.4.1布置于水体之外的生态治理技术 1）人工湿地生态系统 人工湿地始发于 20世纪 60
10、年代德国，继而发展起来的一种污水处理技术， 污染物通过土壤、微生物及植物组成的稳定生态系统的良好净化作用而得以降 解。人工湿地按布水类型可分为 4类： 地表流湿地。废水在填料表面漫流，与 自然湿地最为接近。这种湿地不能充分利用填料与植物根系的净化作用； 潜流 湿地。污水在湿地床的内部流动，一方面利用填料表面生长的生物膜、丰富根系 及表层土的填料截流等作用提供处理能力和效果， 另一方面由于水流在地表下流 动，保温性能好，处理效果受气候影响小，卫生条件较好，是目前采用较多的一 种类型。该工艺利用了植物根系的输氧作用，又称为污水处理的根区方法； 垂 直流湿地。结合了地表流湿地和潜流湿地的特点，对于有
11、机物和氮有更好的净化 效果，但是建造要求高； 潮汐流湿地系统。通过交替的进水和空气运动，氧的 传速速率和消耗量大大提高。 2）稳定塘技术 稳定塘技术是利用天然水体的自净能力， 将被污染的河水在一种类似于池塘 的处理设备内经长时间缓慢流动和停留， 通过生物的代谢活动降解有机污染物的 修复技术，适用于富营养化河流。用于河水处理的稳定塘可以利用河边的洼地构 建，对于中小河流，还可以直接在河道上筑坝拦水，这时的稳定塘称为河道滞留 塘。一条河流，可以构建一级或多级滞留塘。 国内外在传统稳定塘的基础上开发了处理效果更好的变形稳定塘工艺， 例如 美国的高级综合稳定塘、我国的串联结构式综合生物塘等。 3）人工
12、水塘技术 人工水塘是利用天然低洼地进行筑坝或人工开挖而成，它通过污染物沉降、 反硝化作用、植物吸收等方式降低水体的 N、P 负荷。人工水塘通常具有适当的 体积、水深、水力负荷，以保证污染物得到有效沉降。在自然环境中，天然水塘 也是一种可以加以利用的条件。水塘与河流不断进行物质交换，滞留污染径流、 沉降悬浮物，是面源污染控制的一种十分有效的方法。 欧美国家控制面源污染的主要生态方法是修建暴雨滞留池， 利用天然低洼地 进行筑坝或人工开挖而成。塘的体积、水深、水力负荷应与控制区域的径流量和 必要的停蓄时间相适应，使污染物得到有效截留和降解；应该有适当的有机物负 荷为微生物提供有机质，以加强反硝化过程
13、塘中大型植物群落生长，有利于悬浮 物和养分的去除。影响污染物在滞留池内去除效果的主要因素有两个：水文学因 素-入流的空间分布，水力学因素-降雨过程中水流的流动状态。美国环保局建议 控制降雨径流的滞留池应考虑降雨径流的可变性和间断性，即降雨强度、持续时 间、时间间隔；湿地排水时间、植物的耐旱性、蒸腾量等因素，以免系统功能降 低或丧失。 美国在滞留池的设计、 管理等方面积累大量的经验， 已制定国家规范。 人工水塘技术对 N、P 的处理效率较高，而且设计简单，但是其处理效率不 稳定，常受降雨量影响，在多雨季节易使水塘的负荷超过其蓄水容量从而大大降 低截留效率。 4）高效藻类塘技术 美国加州大学伯克利
14、分校的 Oswald 提出并发展的高效藻类塘（High Rate Algae Pond，HRAP），是对传统稳定塘的改进，其充分利用菌藻共生关系，对 污染物进行处理。正因其最大限度地利用了藻类产生的氧气，塘内的一级降解动 力学常数值比较大， 故称之为高效藻类塘。 不同于传统稳定塘的特征主要表现在： 较浅的塘的深度。一般为 0.30.6m，而传统的稳定塘的深度根据其类型塘内深 度一般在 0.52m；有一垂直于塘内廊道的连续搅拌的装置；较短的停留时间， 比一般的稳定塘的停留时间短 710倍；宽度一般较窄。高效藻类塘的这些特点 就使得它与传统稳定塘相比有运行成本低、维护管理简单等优点，又克服了传统
15、稳定塘停留时间过长，占地面积大等缺点，在处理农村及小城镇污水方面具有广 阔的应用前景。 5）快速渗滤处理系统 将污水投配到渗透性能的土地表面，污水在向下渗滤的过程中，经过一系列 物理、化学及生物作用下，得到净化处理。其特点为污染物去除率较高，水力负 荷较高。中国地质大学吴永锋进行了生活污水快速渗滤处理现场试验，华南农业 大学的崔理华在北京西郊进行了长达 2年的现场试验。 6）地下渗滤处理系统 将经过预处理后的污水通入设于地下的渗滤田，污水向四周扩散中通过过 滤、沉淀、吸附和微生物作用的降解作用，使污水得到净化的土地处理工艺。清 华大学张建等人在实验室内做了试验性研究， 南京大学孔刚等也进行了中
16、试规模 的毛细管渗滤沟系统研究。北京某小区的土壤毛细管渗滤系统建成运行 6年，处 理结果良好。 1.4.2布置于水体的生态治理技术 1）植被缓冲带技术 农田缓冲带 缓冲带是指邻近受纳水体、有一定宽度、具有植被、在管理上与农田分割的 地带。 其作用在于避免污染源与河流、 湖泊贯通， 减少侵蚀迁移的土壤进入水体， 截持土壤侵蚀的养分污染物，改善水质。在截留粗沙颗粒和颗粒吸附物、促进水 流下渗、截持黏土及可溶性污染物方面，缓冲带具有显著功效。 单一缓冲带类型在实际中的应用很少见， 为了达到防治农村面源污染的更好 效果，应把各种类型的缓冲带进行合理配置。如在杭州污染较严重的富春江、千 岛湖流域内，把缓
17、冲草地带和缓冲林带有机地结合起来。缓冲带在控制面源污染 的同时，还可以增加生物多样性和植被覆盖率，从而改善区域环境。 在美国农村及边远地区， 面源污染控制重点是中小型畜禽养殖场及农药污染 区，采取的主要生态措施是建立不同类型的缓冲带，并将这些措施与限定化肥、 农药施用时间结合，从而控制和减少地表径流造成的营养物流失和农药污染。国 外研究结果表明农田与水体间 50m 宽的沿岸植被缓冲带能减少进入地表水 89% 的氮和 80%的磷，另有试验表明，与免耕相结合的缓冲草地带可以减少约 47%N 流失和 63%的磷流失。 在农田与水体之间增加湿地面积或在坡耕地等高线种植植物篱笆、 或建造植 被缓冲带，将
18、会有效控制坡耕地和平原农田面源污染的形成。这是控制地表径流 的有效手段。植被缓冲带一方面对地表径流起到阻滞作用，调节人河洪峰流量； 另一方面有效地减少地表和地下径流中固体颗粒的养分含量。 水陆交错带 所谓水陆交错带就是内陆水和陆地的边界，包括湖周交错带、河岸边交错带 等，属于湿地系统的一部分。水陆交错带具有较强的缓冲能力，对污染物质有一 定的储存和截留作用。 水陆交错带中丰富的生物资源尤其是根际微生物的旺盛活 动，能截留大量的营养物质，降解相当数量的有机污染物，并过滤和消灭大部分 有害微生物和寄生虫，水陆交错带中还有物理和化学的其他净化功能，其复合效 应是使进入水体的污染物大量减少。重力流动是
19、通过水陆交错带物流的主要载 体，所以利用水陆交错带过滤来自陆地的径流。其缓冲容量受交错带的宽度、植 被及土壤中腐殖质含量影响。 2）前置库技术 前置库技术是联合国推荐的流域面源处理和湖泊、 水库富营养化控制的成功 技术。在主体水库、湖泊入水口建造小型水库，称为前置库。利用前置库的调蓄 和人工增强净化功能， 将因流域无组织排放、 面源冲刷和表层土地中的污染物 （营 养物质） 淋溶而产生的污染径流截留在前置库中， 经物理、 生物作用强化净化后， 排入所要保护水体。其功能主要包括蓄污放清、净化水质：首先，通过减缓入库 水流速度，使径流污水中的泥沙沉淀，同时，颗粒态的污染物（营养物质）也随 之沉淀；其
20、次，利用前置库内的生态系统，吸收去除水体和底泥中的污染物（营 养物质）。一般的前置库通常由 3部分构成，即沉降系统、导流系统和强化净化 系统。 3）生物操纵技术 生物操纵就是用调整生物群落结构的方法改善水质， 主要原理是调整鱼群结 构，保护大型牧食性浮游动物，从而控制藻类过量生长。通过捕捞鱼类等水生生 物把氮磷等营养物质转移出湖（库）。鱼群结构调整的方法是在湖泊中投放、发 展某些鱼种，而抑制或消除另外一些鱼种，使整个食物网适合于浮游动物或鱼类 自身对藻类的牧食和消耗，从而改善湖泊环境质量。这种方法不是用直接减少营 养盐负荷的办法改善水质， 而是采用减少藻类生物量的途径达到减少营养盐负荷 的效果
21、， 效益可持续多年。 生物操纵比较适用于小而浅的、 相对封闭的湖泊系统， 由于在浅水湖泊生物分布垂直空间差异较小， 因而生物调控在一定时间内对某些 浮游植物控制的效果较好。 对应于传统的营养盐削减技术，生物操纵是管理生物组成，通过管理湖泊内 较高层次的消费者生物而控制藻类，实现水质管理目标。主要采用捕获、毒杀鱼 类以增加浮游动物以及直接投放肉食性鱼类来控制浮游动物食性鱼类， 进而促进 大型浮游动物发展，借以控制水华发生。 4）水生植物修复技术 水生高等植物在水生生态系统中对污染物的净化作用， 近年来已受到国内外 众多研究者的广泛关注和重视。 研究的热点主要集中在植物对营养盐等污染物的 净化作用
22、和对藻类的控制作用两方面。重建水体中挺水、沉水、浮叶和漂浮植物 群落可以吸收、吸附和降解大量营养盐等污染物质，对改善湖泊水质、控制和降 低湖泊富营养化状况，促进湖泊生态系统的恢复具有重要作用。其中应用微生物 技术和重建水生植物群落是比较普遍和便于利用的方法， 尤其在是利用植物对水 体污染物的去除进行水体的净化方面，被广泛用于对陆地和水体的恢复，国内外 进行了大量的研究工作。 5）生物浮床技术 在湖泊、水库的水面上，用栽植水/陆生植物或充填生物载体的系统浮于水 面以净化水质。 通过植物的吸收、 吸附作用和物种竞争相克机理， 削减水体中氮、 磷及有害物质，同时创造适宜多种生物生息繁衍的环境条件，在
23、有限区域重建并 恢复水生态系统。在削减流入负荷的过程中，要强制性地构筑湖内的处理场所， 以期有效地进行水质净化。这种湖泊水质修复方法，在日本的霞浦湖已取得实际 成效。在我国太湖的水环境修复中，也通过技术合作方式在梅梁湾、五里湖区进 行了研究与示范，取得了初步成效。 第二章生态治理工程 2.1我国生态治理实践 2.1.1我国生态治理工程实践的定位 生态治理工程实践在我国主要是针对河流湖泊水体污染的现状，结合各地 区的气候、水文和生态特征等条件，将控制点源、面源污染和水体原位污染的各 种生态技术，运用到特定水体污染治理的工程中，同时，在治污过程中调整各种 技术的工艺参数，形成成熟的技术工程成果，并
24、在一定区域范围内加以推广，使 受到不同程度污染和生态破坏的水体污染得到控制，水质得到改善，生态得到恢 复，使流域水体恢复原有的自然和生态功能，保障城乡居民用水安全和工农业生 产的有序进行，维持社会稳定，加快国民经济持续健康的发展。 2.1.2我国生态治理工程实践的发展过程 我国从“六五”期间就开始研究利用生态工程处理污水和净化受污染的河 流、湖泊水体，至今已有大量工程应用的实例。我国生态治理工程的发展经历了 从点源污染治理到面源污染治理，从小范围实验示范到大范围推广，从单元到集 成化等发展过程，期间取得很多有益的经验。 我国自“七五”开始对人工湿地研究，并已建成一些示范工程。在 1990年 7
25、 月，深圳建成我国第一个人工湿地污水处理工程白泥坑人工湿地处理系统，其 所在地区属海洋性气候，湿地占地面积 189亩，形式为芦苇、大米草、茫茶构成 的并联潜流湿地，以处理村镇生活污水与企业的混合废水为主，处理能力为 3100m 3 /d。经过两年的试验运转，出水效果较好。除氨氮指标不明显外，其余指 标均能达到国家规定的二级处理排放标准。该湿地工程无动力消耗，管理方便， 运行费用为 0.02元/m 3 ，为传统活性污泥法的 10%。 此后，在具有天然条件的地区，人工湿地与其他物化处理工艺相结合，应 用于污水的处理，并且规模也有所扩大。山东胶南市在大片的盐碱荒滩上建设污 水处理厂，采用芦苇表面流湿
26、地为主体的技术工艺，处理工业废水和生活污水的 混合污水，该湿地占地面积 44.33hm 2 ，处理规模 610 4 m 3 /d，运行效果良好，出 水指标均达到或优于国家标准。此外，湿地内鸥鹭、燕鹊栖息苇田，行人游客驻 足观光，治污同时产生了良好的生态效益。 随着湖泊河流的富营养化进程加快，人工湿地工程被运用到湖库富营养化 的治理中。以山东南四湖人工湿地为例，介绍人工湿地用于湖泊富营养化控制中 的实践成果：在南四湖生态治理的工程设计中，以湖泊周围湿地生态系统的人工 重建为重点， 特别是在与陆地生态系统物质能量交换频繁的河流入湖泊处开展人 工生态系统重建，利用不同植物种类对水生生活的适应性状不同
27、，吸收水体中的 特定污染物质；不同植物种类构成的生物群落共同作用，提高系统的稳定能力和 自净化能力，为湖泊水质达到标准提供可靠的保障。该工程采用湿地三级处理污 水工艺，以浮游植物作为污水的初级处理设施，采用挺水植物芦苇、菖蒲作为污 水的二级处理设施，采用沉水植物做末端处理设施，其中，一级浮游植物区利用 浮水植物光合作用强，氧气产生量大，阻滞水中漂浮物、吸附水中悬浮颗粒进行 污水的初级净化。挺水植物区利用其对悬浮物颗粒沉降性能好，扩散沉积营养物 质， 矿化吸收有机物的功能进行主体净化。 三级沉水植物区起到缓冲调节的作用， 增加系统水体停留时间，提高营养负荷，滤去悬浮物，增加水体富氧性，提供鱼 类
28、大量的饵料，产生经济效益。对人工湿地进行的模型除污效果分析结果中，正 常运转下， 人工湿地对污染物具有较好的净化作用， 可达到： BOD 处理率 90.8%， COD80.9%，悬浮物 91.1%，N80%和 P75%的好效果，且出水水质稳定，除污能 力和对环境的适应性较强，与周围环境协调发展 人工湿地的污水处理效果与许多条件有很大关系，例如气温、土壤情况、 水流、芦苇的生长情况、土壤中的微生物种类、各地生物群落的特异性以及周围 环境对此生态系统的影响等。人工湿地处理污水的效果季节变化会很大，而且在 不同地点系统处理的效果也有变化，因此，不同的湿地得出的污水处理结果可能 会相差很大。随着生物群
29、落的演替，系统会发展成为使系统可自我更新的定向产 出系统。随着生物群落的不断发展，结构简单，季节性存在的生物群落逐渐被层 次复杂、结构完善、时间覆盖长的稳定生物群落取代，使系统本身的结构和功能 更加完善，最后随着经济价值高、生长能力强的植物群落结构布局的形成，系统 自身发育成一个产投比高，去污能力强的生态系统。 “十五”以来，为解决突出水环境问题、改善水环境质量，我国各级政府规 划安排了大量生态治理和生态修复工程。由于国家对环境污染治理的及时决策， 重视程度日益增加，人力财力投入大幅度提升，各类生态治理技术被引入、发展 和革新，如异位处理的稳定塘技术，人工水塘技术，高效藻塘技术，土地渗滤处 理
30、技术；原位处理的植被缓冲带技术，前置库技术，生物操纵技术，生物浮床技 术等技术逐渐被开发应用到水体污染治理中，并从小型实验发展成为工程实践， 取得了良好的治污效果，为各种区域环境下的水体修复提供了宝贵的工程经验， 并逐渐发展成为集成高效的生态技术工程，生态治理工程实践已经进入全面开 花、迅猛发展时期。 2.2 生态治理工程类型 生态治理工程按工程应用效果，生态治理工程分为三类：一种是生态减污 工程，是以削减水体污染物负荷为目的的治污工程；一种是生态净化工程，以最 终排水回归自然为目的的工程。 三种生态修复工程， 是以建立健康水体生态系统， 进行生态系统修复为目的工程。 按照工程中应用的载体类型
31、可将生物工程分为三类：一类是土壤渗滤治污 工程，是以土壤为载体；第二类是以水为载体的生态稳定塘治污工程，第三种是 以人工构建物为载体的人工湿地治污工程。 按参与对象分类，可分为以植物为主体，以动物为主体，以微生物为主体 和藻类为主体生态治理工程。 按技术类型可分为人工湿地工程、生态沟渠工程、生态浮床工程、生态稳 定塘工程、土壤渗滤系统工程和湖滨带生态修复工程。 2.3 生态治理工程特点 （1）利用天然或半天然反应器，规模大小不一。 生态治理提倡因地制宜，利用天然或半天然的设施作为反应器。如湖泊生 态修复工程在湖滨带进行；生活污水处理生态工程、污水处理厂尾水深度净化生 态工程和降雨径流生态净化工
32、程等均选取工程附近天然河道、 水塘作为天然反应 器，或对天然水塘进行简单改造后使用。由于生态工程基本使用天然或半天然反 应器，这就造成了生态治理工程规模的多样性。本报告提及的太湖湖泊生态修复 案例，区域面源污染综合整治案例、 低污染水体净化案例、降雨径流污染控制 生态工程案例的工程规模比较大；而生活污水处理工程、污水处理厂尾水处理工 程的工程规模相对前一类工程小了很多，而且处理模式更加灵活，如生活污水处 理工程的处理模式有分散式处理模式、集中式处理模式、统一处理模式等，可以 分别以户、村等不同规模进行建设和管理。 （2）单位面积负荷小，进水污染负荷变化较大。 由于生态治理工程主要利用生物-生态
33、工程提供能量进行污染物的降解， 污 染物降解速率无法达到普通污水处理厂的水平， 工程的污染物负荷和水利负荷均 远低于污水处理厂。如生活污水处理生态工程水力负荷为 0.1-0.6m 3 /m 2 之间，污 水处理厂尾水深度处理工程水力负荷为 0.1-0.5 m 3 /m 2 之间。同时，由于生态治理 工程污水来源不稳定， 污水种类较复杂， 造成生态工程污水污染物浓度变化较大， 污染负荷变化也较大。 （3）投资少，技术简单，维护简单，处理成本低。 由于生态治理工程建设遵循因地制宜的原则，且污染物降解能源基本为自 然能源，污水处理成本极低。如南京钱仓村生活污水处理生态工程服务人口 520 人，总投资
34、仅 9.6万元，相当于户均投资 640 元，且无设备运行费；无锡市城北 污水处理厂尾水人工湿地处理工程直接运行费用仅为 0.062 元/m 3 ；仅需要投入 少量的资源进行系统维护即可，处理成本远低于一般污水处理厂。 （4）就地消纳，不需要大规模建设及维护高于城市污水厂投资数倍的管 道网络系统 生态治理工程主要利用现有的沟渠和河道作为集水管道，或者污水在污染 源附近就近处理，不需要进行远距离的污水收集。这样就节约了污水收集管网的 建设和日常维护。 如本报告的生活污水生态处理工程就是以农户或村庄为处理单 元进行处理，管网系统简单甚至根本不需要建造污水收集系统；污水处理厂尾水 深度处理生态工程则选
35、择污水处理厂附近的水塘作为污水净化反应器； 降雨径流 污染控制生态工程则主要以天然河道和沟渠作为地表径流收集系统， 最终将其收 集到湿地公园进行处理。 （5）生态治理工程可以美化环境，改善景观，为当地经济增长注入新的 活力。 生态治理工程中多半以高等水生植物作为生态系统的主要生产者。高等水 生植物除了净化水质，还可以美化环境。如五里湖生态修复工程实施后，改变了 昔日西五里湖几乎无挺水植物与沉水植物的状况，今日的西五里湖生长有芦苇、 香蒲等挺水植物，生长有睡莲、荇菜、金银莲花等浮叶植物，生长有马来眼子菜、 狐尾藻、菹草、黑藻、苦草等沉水植物，整体西五里湖水生植被覆盖率达到 25.8%-30%，工
36、程区内水生植被覆盖率已达 70%以上。五里湖沿岸景观的改善为 当地旅游业发展注入了新的活力； 长广溪湿地公园人工过滤系统以湿地公园作为 水质净化的反应器，不仅净化了区域降雨径流，更美化了区域环境；无锡太湖梅 山水厂取水口富营养化生态工程实施后， 不仅净化了水质， 同时改善了自然景观， 避免了蓝藻爆发后发出的难闻异臭和油漆状水面，改善了水色，提高了水体透明 度，保证了自来水厂的正常供水，有利于经济的发展、社会的稳定，有利于市民 身体健康、生活安定。 （6）生态治理工程不仅可以净化水质，还可以增加水体生物多样性。 生态治理工程实施后，水生高等植物的生长为其他水生动物和微生物提供 了良好的生存环境，
37、增加了水生生物多样性，保护了当地的生物资源。如南四湖 新薛河河口湿地建成后的第二年，湿地植物种类由原先的 16 科 25 种提高到 24 科 47 种，Shannon-Wiener 指数达到 1.619，远高于工程实施前的 0.060，湿地系 统的物种多样性明显提高；太湖梅梁湾小湾里取水口富营养化防治工程实施后， 高等水生植物、底栖动物、附着生物等明显增加，有效提高了生态系统的自净能 力，并最终将促进良性生态系统的形成。 2.4 生态治理工程存在问题 （1）工程资金投入机制不完善 开展生态工程治污工作单靠财政资金是不够的，因此，要在“ 谁投资、谁 受益” 的原则下，建立以财政资金为导向，银行资
38、金为配套，民间资金为主体， 企业资金为补充的多元化资金投人机制，进一步拓宽生态治理工程的筹资渠道， 增加生态治理工作的筹资力度。 （2）生态治理工程缺乏相应的工程规范 由于生态治理工程涉及工程种类繁多，工艺流程多种多样，即使类型的工 程，都没有统一的设计参数，无设计规范，无技术标准，无管理规范，也很难对 其处理效果进行定量预测，所以无法纳入减排系统，这也限制了生态治理技术的 发展和应用。 （3）生态治理工程处理效果季节波动较大 生态治理工程主要利用植物-微生物的新陈代谢实现对污染物的降解和吸 收。但是我国大部分地区属于亚热带和温带气候区，一年四季气温变化明显，冬 季植物和微生物的生命活动受到低
39、温的限制，降低了工程的处理效果。这种现象 在本项目调研的多处生态治理工程都或多或少的存在。 （4）生态治理工程的长效运行管理机制不健全。 生态治理工程投资比较低，管理比较简单，但仍需要管理和维护，因为毕竟 是模拟自然净化的治污工程，需要一定的人为干预和管理，而很多地方生态治理 工程建成后管理不善，造成处理效果不佳，甚至造成体系崩溃，恢复难度较大。 （5）生态治理工程有一定的局限性，不是“万金油”，因地制宜、因时制宜 不够。 生态治理工程需要的空间较大，单位面积负荷较低，而且抗冲击负荷能力有 限，但有些地方将生态治理工程看成是“万金油”，很多高污染负荷的工业废水没 有经过预处理也进入系统，造成系
40、统崩溃。因为生态治理工程主要依赖的是一个 生态循环净化系统，生态循环净化系统有自身的承受能力范围，生态治理工程并 不是全能的， 而且生态治理工程处理最好倾向于低浓度或中浓度的生活污水或经 过预处理的类似生活污水性质的工业废水。 生态治理工程工艺较多，而且植物 的品种或者填料介质的品种都各异， 需要因地制宜、 因时制宜， 而不能一概而用。 2.5 生态治理工 程适用范围 （1）生活污水处理生态工程 目前该技术已广泛适用于生活污水、垃圾渗滤液、屠宰废水、食品工业废 水、农场动物养殖径流废水处理、饮用水源保护、景观用水的处理、河道、湖泊 水质和生态环境的恢复等各种水体的处理。 （2）污水处理厂尾水深
41、度处理 适用于布局分散的村庄，在该村庄内视情况布置一个或多各占地面积小的 整体式地埋设施，即可达标排放；适用于远离城市污水管网、对景观要求较高的 高级宾馆或别墅小区；适用于水资源缺乏的地区；适用于经济条件较好的村庄。 （3）富营养化控制生态工程 富营养化水体控制的生态工程主要是利用生态学原理，遵循并应用生态系 统中物种共生、物质循环和结构与功能协调的原理，用生态系统拦截富营养化水 体的营养盐，抑制单一物种的过度生长，达到净化水体，恢复水体应有的经济、 环境和社会效益。 适用于受富营养化和蓝藻水华影响严重的湖泊水源地净化和生 态保护；适用于大型水体的湖滨带、小型湖泊和河道的生态修复。 （4）低污
42、染水体净化生态工程 低污染河流的生态修复应包括物理环境、生物环境的恢复，以及不同时空 尺度上的恢复，将缓冲区域、洪泛平原等均列入河流生态系统的恢复范围。低污 染河流生态系统恢复首先要恢复河流的形态、结构和自然特征，而河流水质指标 的恢复是首要条件。其次是河流生态系统结构和功能的恢复，这里包括物种多样 性的恢复，重新建立原有结构，以逐步恢复原有功能，以抵御外界干扰和增强系 统恢复力，实现生态系统的自我维护，自我发展。此项技术主要适用于低污染的 河道或者水塘、湖泊等。低污染水体（或轻污染水体），是相对高浓度污水而言， 通常污染物浓度范围一般为：COD150mg/L，BOD 5 50mg/L，NH
43、4 - -N30mg/L， TP3.0mg/L。 (5) 区域面源污染综合整治生态工程 本项技术是以“减源控污截留修复”为总体思路，一般以小流域为基 本治理单元，综合多项水污染处理技术而形成的流域面源水污染综合治理工程。 此项技术适用于面源污染严重的区域， 如农业面源污染或者农村生物污染引起的 水体富营养化的流域综合整治等。 第三章 典型案例 3.1 生活污水生态 处理技术 因生态治理技术投资少、管理简单等优势，生态治理技术用于生活污水处理 方面，主要是用在农村生活污水处理。由农村生活污水生物生态组合处理技术所 构成的针对农村地区不同发展状况、 不同地形条件和不同排水特征的复合型农村 生活污水
44、处理系统，充分利用低洼地，池塘、及水田等地形资源，把农民的生产 活动、农业生态系统的生产功能结合到农村生活污水的治理中，体现出农村生活 污水处理“资源化利用、因地制宜、低运行与低建设成本”的可持续研发原则，同 时也达到了“高效除磷脱氮”的治理和保护的技术要求。 其核心思想是采用生物生 态组合工艺处理农村生活污水，并尽可能实现资源化利用。 治理模式分成分散处理模式、相对集中处理模式和统一处理模式三种，其中 分散处理模式即将单户或多户农户污水进行收集， 采用无动力的厌氧生物生态 工艺进行处理。适用于农村布局分散、规模较小、地形条件复杂、污水不易集中 收集的农村污水处理。通常在农村布局较为分散的地区
45、采用。相对集中处理模式 即将某一区域内农户产生的污水集中收集， 统一建设不消耗动力或微动力的相对 集中处理设施。污水处理采用厌氧生物好氧生物生态处理工艺形式。适用于 农村布局相对密集、规模较大、经济条件好、村镇企业或旅游业发达、位于水源 保护区内的农村污水处理。 统一处理模式即农村内所有农户污水经污水管道集中 收集后，接入邻近的市政污水管网，利用城镇污水处理厂统一处理。该处理模式 具有投资省、施工周期短、见效快、管理统一等特点。适用于距离市政污水管网 较近、符合高程接入要求的农村污水处理。 3.1.1南京市中心村生活污水处理生态工程 （1）工程概况 南京市江宁区禄口街道石埝中心村充分利用自然地
46、形条件，利用沼气池-氧 化塘-生态渠技术于 2007 年建设污水处理工程。服务对象为该村集中居住区 150 户村民，服务人口约 520人，设计水量 52.5m 3 /d。目前正常运行，效果良好，出 水水质达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级 B标准。 各处置单元详见下图。 氧化塘 水培植物净化渠 跌 水 生态渠 （2）技术原理与流程 污水首先经厌氧沼气池与兼氧滤池处理，尽量去除水中有机污染物，但出水 中还含有较高浓度的氨氮、总磷以及一定浓度的 COD。 氧化塘是一种天然或人工的池塘，塘中的生物种类主要有细菌、藻类、原生 动物、水生维管束植物等，依靠藻、菌共生原理来充
47、分调动水体的自净能力，利 用微生物的吸附作用以及代谢功能等生化反应使污水中的有机物氧化分解， 变为 稳定无机物，使污水得到净化。 水培植物净化渠直接利用原有的砖砌水渠，采用水培法，在其中种植有经济 价值的水生花卉和水生蔬菜， 通过水生植物的净化作用进一步去除污水中的污染 物，同时具有景观效应和经济效应。水培植物净化渠出水经跌水进入生态渠。 生态渠是对原有的农灌渠进行生态化改造。 主要利用新型材料生态混凝 土对渠道的护坡进行改造。普通混凝土由于是无孔的介质，阻断了水体和近岸陆 地土壤之间的联系，不具有植被生长所必需的土壤环境，近岸生物和微生物失去 了生存空间，水生植物难以在坚硬密实、无连续空隙的
48、普通混凝土表面上生长， 水生动物也因此失去了生息空间。生态混凝土护坡主要利用其中的连续空隙，为 岸边植物提供相应的生存空间， 同时为微生物提供栖息附着场所。 重建沿岸陆生、 湿生、水生植物群落，绿化堤岸护坡，保持绿色自然景观，进而恢复水体的生物 多样性，达到水质净化效应、生态效应和景观效应并举的效果。 工艺流程： （3）技术指标 工艺参数：厌氧沼气池水力停留时间为 48 小时，氧化塘水深 1 米，水力停 留时间 18 小时，水培植物净化渠与生态渠表面负荷 0.6m3/(m 2 d)，总水力停留 时间为 30 小时。水培植物净化渠与生态渠表面种植水生蔬菜，通过定期收割可 获得一定经济效益。 处理
49、效果： 出水水质达到 城镇污水处理厂污染物排放标准 （GB18918-2002） 一级 B标准 （4）建设及运行维护成本 工程于 2007 年 11 月建成并投入运行，污水处理设施总投资 10 万元（包含 周边绿化），每月电费约 30 元，指定一名环卫工人不定期兼职维护。系统户均 建设成本约为 800-1000元（不含管网）。 （5）技术优点 利用现场条件，采用生态方法进行污水的深度处理。管理十分简便，运行费 用极低，仅在氧化塘间歇充氧时须耗电。 水培植物净化渠中种植有经济价值的水生花卉和水生蔬菜，充分利用水中的 氮、磷资源，同时具有景观效应和经济效应。 生活污水 灌溉 沼气池 水培植物 净化渠 氧化塘 定期清掏 出水 生态渠 化粪池 生态渠采用生态混凝土护坡，重建植物群落，绿化堤岸护坡，保持绿色自然 景观，进而恢复水体的生物多样性，达到水质净化效应、生态效应和景观效 应并举的效果。 （6）适用条件 适用于拥有自然池塘或闲置沟渠且规模适中的村庄，处理规模不宜超过 200 吨/天。 3.1.2无锡市严巷村生活污水处理生态工程 目前在无锡宜兴市大浦镇、无锡市惠山区、无锡市滨湖区等 16 处采用厌氧 池-脉冲滴滤池-人工湿地技术建设了污水处理工程。本报告以无锡市滨湖区胡埭 镇严巷村为例。 （1）工程
