3　该系统工程设计的基本原理

该系统的功能就是利用各种各样的生态作用将污染物尽可能多而快地转化为可供人们利用的高等生物后脱离水体，依此，整个系统工程应按以下原理、原则进行设计。

3.1　毒性污水（包括重金属、放射性元素等）与一般污水分开排放

该处理系统是利用生态网（链）逐步将适当浓度的有机污染物转化为菌类、藻类、原生动物、后生动物、直至高等水生动植物，因此，对于毒性污染物必须事先分开作预处理，无毒化后才能进入一般的有机污水系统，这是生化处理的先决条件。例如污水中含有汞时，会使水葫芦致死，或通过食物链富积，使最后的高等水生物失去利用价值。

3.2　按有机污水特点，设置不同类型的生态池

生态池处理有机污水可分为三种情况，即厌氧池、兼氧池和好氧池。当污水浓度很高时，例如BOD5大于1000mg/L，一般采用厌氧池处理，此时有机污水在产酸菌作用下转化为羧酸、醇，又经甲烷菌作用变为CH4、CO2、NH3等，甲烷还可作为燃料被利用。有机污水浓度较低时，如一般生活污水和厌氧处理后的污水，可像南溪山医院污水站那样，分级按兼氧池或好氧池处理（图1）。

图1　南医污水处理站总体构筑物及流程示意图

3.3　依当地环境状况，对各类生态池选择最佳的生态网（链）系统

单纯的厌氧池，生态系统比较简单，那里生存的主要菌落为产酸菌和甲烷菌。兼氧池中的生态网，靠近池底为厌氧菌及耐污性鱼虾，中上部为好氧性菌类、浮游微生物、高等水生动植物。高等水生植物视污染物情况，选择吸收能力大，易于管理和利用的植物，如水葫芦，每平方米每天可吸收氮613mg和磷182mg；水葱可在浓度高达600mg/L的含酚废水中正常生长，每100g水葱可在100小时间净化一元酚202mg；芦苇能去除水中的氯化物90%；菖蒲、水葱、田蓟可使污水中的细菌总数和大肠杆菌大幅度降低，且有些高等水生植物具有重要的应用价值，如水葱入药，有清凉利尿除湿之效，菖蒲入药为芳香健胃剂。好氧池一般较浅，适宜深度约为透明度的2倍，为藻类垂直分布的下界。该池的生态系统主要为菌、藻、原生和后生微型动物、鱼鸭组成的捕食链，可通过控制鱼鸭密度，使食物链达到最佳配置。该池也可根据营养盐状况放置一些高等水生植物，吸收捕食链剩余的营养盐。

3.4　为生态网正常繁衍创造适宜的生境

适宜的环境条件包括营养盐的适量搭配、光照、温度、pH值、水力因素等。大家知道氮、磷都是控制藻类生长的重要元素，若比配不当，就会抑制其增长，使某种元素得不到充分利用和去除，若在污水中适量加入另一元素，则可使两者都得以吸收，但绝不能加得过量，而使水质受到污染。另外，光照和温度也是很重要的因素，因为没有光照、光合作用就无法进行，所以好氧池和兼氧池都应选在阳光充足的地方。温度过低，菌藻会停止生长或死亡，因此，对于长江流域，越冬保湿措施将是一个值得研究的问题。

3.5　工程设施合理、紧凑，并有一些强化技术措施

生态池中的水流应尽可能均匀，避免死角，充分发挥每点水体的净化功能，并通过一些先进的技术，如污水磁化强化自净作用，只有如此，才能占地小，处理效率高，节省能耗，降低投资和运行费用。

3.6　过滤系统应能持续稳定地发挥作用

过滤系统是该系统的最后环节，也是最重要的一个环节，如果失效，将会使出水含有大量的菌类和藻类，水质达不到排放标准。为此，在渗滤设施周围建立生物清理机制是非常必要的，例如南溪山医院污水站在金鱼池中建立的垂直滤管，其上附着的生物膜和藻类，将被金鱼不断啃食而清除，从而有效地保证了过滤系统的稳定运行。

3.7　系统工程园林化

南溪山医院污水站被命名为六和山庄，即是按园林化要求设置整个系统工程，在预沉调节池种植的水葫芦，很大程度上屏蔽和吸收了厌氧分解的臭气、各池中的食蚊鱼、有效地抑制了蚊蝇滋生，池周围种植的果树，药材，常年翠绿，净化空气，给人们以回归自然之美感。