浅论我国小城镇污水处理工艺选择

摘要：本文根据我国小城镇规模、污水及管网特点，讨论小城镇污水处理目标；结合当前流行的城市污水处理工艺，提出小城镇污水处理的首选工艺是ｓＢＲ系列和氧化沟系列，人工湿地和百乐克工艺。关键词：污水处理氧化沟系列ＳＢＲ系歹ｑ［中图分类号］Ｔｕ９９２．３［文献标识码］Ａ１我国小城镇及水污染概况“小城镇”在我国已为一个通用名词。据统计，我国共有建制镇１９２１６个，其中近６０００个小城镇人口超过２万人，平均镇区人口１．６８万人，镇区常住人口平均为１万人。县府所在地城镇人口的基本规模为３～１０万人，也基本属于小城镇范畴。２００３年，我国城镇人口（含建制镇）己达ｊ．２４／，移城撼圣改●齐崎吴赳赳由国家发改委投资项目评审中心组织和领导编写的钏、城镇污水处理工程技术指南》，其适用范围规定为处理规模≤１万ｍ３／ｄ。按（铖镇给水工程规划规≯酚中小城市单位人口最高日综合用水量指标为２５０～８００１／ｌａｐ·ｄ，折算为平均日（取Ｋｄ＝１．８），再考虑污水最低排放系数为ｏ．７和雨污的不完全分流，反推其相应的小城镇人口应在１０万人以下。因此，刚、城镇污水处理工程技术指南》也适用于人口少于１０万人的县府所在地的污水处理工程。目前我国县城以外的建制镇人口除少数发达地区外，大多在ｏ．３万～１．ｏ万人，其污水量大多集中在１０００～５０００ｍ３／ｄ，其中以小于５０００ｍ３／ｄ占多数。西方国家比较推崇污水分散处理，以避免污水长距离输送。小型污水厂规模大多小于５０００ｍ３／ｄ，中型污水处理厂也仅为要的污水收集和处理系数，污水就近直接排入水体，造成９０％以上小城镇的水体受到污染，７８茗的城镇河段不宜作为饮用水水源。甚至有的已直接威胁到小城镇乃至大中城市的饮水安全。可以说，小城镇污水对环境的污染已成为亟待解决的社会问题。

２小城镇污水的特点小城镇污水与大中城市相比，有共性，更有其特殊性。２．１水量规模小我国小城镇给水普及率低。到２０１０年，全国村镇自来水普及率的目标仅６５％。同时，由于生活水平低和室内卫生设备不够完善，使用水量偏低，人均日生活用水量通常仅１１０一１８０Ｌ。以上两方面的因素都使大多数小城镇污水处理规模很小，以１００—３０００ｍ３／ｄ居多。亿，城镇化水平已达４３菇（广西为２５０００～３５０００ｍ３／ｄ。这也是西方国家２．２水量不均匀性大

３３．５％）。到２０１０年，全国建制镇将达污水处理厂数量较多的原因之一。水量不均匀性主要表现在昼夜

到２５０００～３００００个。我国绝大多数小城镇都缺乏必变化大和圩日平日变化大。小城镇污

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３８即？７．’．ｔ．　万方数据广移城辐建设水主要是生活污水，其次才是来源于乡镇企业的工业废水。居民生活作息时间的一致性和乡镇企业生产的间歇性，使用水量变化系数远远大于城市值。据叫、城镇规划资料集》介绍，小城镇日用水量变化系数可取１．５～２．５，时变化系数可取２．４～４．ｏ。２．３污水水质波动大小城镇的生活污水通常占污水总量的５０％以上，由于生活污水有较大的不均匀性，因而引起水质波动较大，特别是合流制系统。２．４悬浮物浓度较高，有机物浓度低小城镇除新的规划区以外，排水体制一般为合流制，且明渠较多，地表裸露，雨天大量雨水冲刷带来较多泥沙，对原生活污水的有机物产生了稀释作用，降低了污水中有机物的浓度。２．５可能含有超量的有毒有害物质我国小城镇乡镇企业多为小型淀粉加工、造纸、印染、农药、化肥、电镀、废旧电器拆解等，其生产废水中往往含有大量有毒有害物质。如果不强制其自行处理达到排放标准，对小城镇生活污水处理将造成巨大的危害。２．６小城镇污水收集困难由于历史原因，我国大多数小城镇都缺乏科学规划，地形复杂，居住分散，道路狭窄，路网不全，各种用地布局不合理；有排水管（渠）但不形成网，且多为合流制，雨污混流就近排入天然水体。这些都使污水收集比较困难，建设污水收集系统的投资相对较大。２．７受纳水体环境容量小我国小城镇数量多而分散，据资料介绍，环太湖流域内的小城镇多达污容量小、稀释自净能力弱，往往一家排污企业的污水就能污染一条河流。３小城镇污水处理目标我国大部份小城镇社会经济发展相对落后，经济状况较差，而污水处理工程对小城镇而言，不仅建设时耗资巨大，建成后运行维护费用也是一笔沉重的经济负担。如果没有国家和上级的财政扶持，小城镇的污水处理就会处于既建不起也用不起的境地。因此在确定小城镇污水处理目标时，节省投资和降低运行费用，是必须认真考虑的一个重要因素。污水出路是确定小城镇污水处理目标的另一个重要因素。如果处理后的尾水排入封闭和半封闭的水体，为了避免富营养化，应该考虑除Ｐ脱Ｎ的要求；如果排入开放式水体，而受纳水体纳污容量大，稀释自净力强，则可适当降低出水的Ｐ、Ｎ等指标。我国目前执行的（铖镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢｌ８９１８—２００２）是确定小城镇污水处理厂处理目标的主要依据。考虑到资金费用等方面的原因，小城镇污水生化处理厂出水水质一般可以选择二级标准，特殊情况下可选择一级Ｂ标准，一般不选择一级Ａ标准，因为一级Ａ标准的ＴＰ指标通常难以实现。选择二级标准，其ＰＨ值、ＴＰ、ＴＮ、ＮＨ３＿Ｎ等分项指标也可以根据当地的具体情况作适当调整和放宽，但ＢｏＤ５、ｃｏＤｃｒ、ｓｓ和粪大肠菌群等四个主要指标通常不宜放宽。如果小城镇经费紧缺，可以考虑先按一级处理或一级强化处理工艺池或化学凝聚形成一级强化处理，待经济条件许可时再增加后续处理构筑物（生化池、二沉池、消毒池），形成二级生化处理。

４当前流行的污水处理工艺及其选择

随着我国水环境污染日趋严重，有效遏制水环境恶化的社会呼声日益高涨，对水环境恶化的主要污染物ＴＰ和ＴＮ已成为污水处理工作者关注的焦点。鉴于“三江三湖”为代表的许多水体富营养化罪魁是Ｐ，它是藻类繁殖的限制因子，已被列为污水处理的重点控制指标。我国两次修订城市污水排放标准，其焦点也在ＴＰ的标准制订上。２００２年新颁布的（幽￡镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢｌ８９１８—２００２），将一级排放标准分解为Ａ、Ｂ两个等级。一级Ａ标准ＴＰ＜ｏ．５ｍｇ／ｌ，一级Ｂ标准为１．ｏｍｇ／ｌ。对２００３年１２月３１日前建成投产的污水厂一级Ａ标准放宽到１，ｏｍｇ／１，Ｂ标准放宽到１．５ｍｇ／ｌ。因此，凡是能有效去除污水中Ｐ和Ｎ的污水处理工艺就是当前流行的工艺，诸如ＡＢ、Ａ／ｏ、Ａ２／ｏ、ｓＢＲ系列、氧化沟系列等。而ｓＢＲ系列、氧化沟系列、自然净化处理和百乐克（ＢＩｏ－ＬＡＫ）工艺应该是小城镇污水处理工艺的首选。４．１氧化沟活性污泥法系列氧化沟又称为循环曝气池，可以认为是由活性污泥法中延时曝气演化而来。通常为环状沟渠，污水与活性污泥在沟中混合并循环流动，循环９７８个，这些小城镇一般傍小河小溪建设污水处理厂。即先考虑只建粗、流动的动力可以是表曝机、曝气转

而建，而小河小溪水量小、流速慢、纳细格栅和沉砂池，或者增加曝气沉砂刷、转碟或射流曝气器，也可以皇水

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３９；９ｊｉ：７．．　万方数据／，移城辘建设下推进器；在两个曝气装置之间溶解氧沿流程逐渐降低，其状态可以由曝气装置后的好氧状态逐步过渡到下一个曝气装置之前的缺氧状态，因此，可以认为在氧化沟中，好氧厌氧交替出现，达到同步除磷脱氮的目的。氧化沟自问世以来，由于其流程简单、管理方便、处理效果好而被广泛应用，并在实践中发展演化成多种型式，有卡鲁塞尔型、奥贝尔型、双沟式、三沟式、合建式等。４。２ＳＢＲ活性污泥法系列ｓ隙法又称为序批式活性污泥法。是一种古老的污水处理工艺。它由进水、反应、沉淀、排水、闲置等五个交替运行的曝气池组成。污水总停留时间通常为６～８ｈ。ｓ职法工艺简单，对水质ｚＫ量的变化有很强的适应性，可以同步除Ｐ脱Ｎ，出水水质好，污泥量少，污泥沉降性能好，不存在污泥膨胀的危险。而且ｓＢＲ工艺不需调节池、二沉池及污泥回流等设备，具有构筑物少、占地小、造价低、运行费用少等优点。其关键设备滗水器国内已有众多厂家可以生产。管理要求高时可以用ＰＬｃ自动控制，管理要求低时也可以人工手动控制。由于ｓＢＲ法有上述优点，近年来发展很快，并出现许多改进型，形成了ｓＢＲ工艺系列，其中包括改良型三沟式氧化沟、ｃＡｓｓ（ＣＡｓＴ）、ｕＮＩＴＡＮｃ、ＭｓＢＲ等。４．３自然净化处理污水自然净化犹如给水处理中的馒滤池，是最古老而有效的处理工或地下土壤层渗滤过程中去除污染物而得到净化，适于分散的小流量污水处理。稳定圹处理系统也具有悠久的历史。包括好氧圹、兼性圹和厌氧圹。其原理及应用在２０世纪４０年代的原苏联教科书中已有比较深入的论述。此法的处理负荷小，而占地面积大，易散发臭气，其应用受到一定限制。湿地处理系统是基于人类对生存环境的新认识而研究开发的小规模污水处理工艺。湿地是介于水体和陆地的特殊过渡类型生态系统。为水生、陆生生态系统界面相互延伸扩展的重叠空间区域。湿地具有生物多样性特点。湿地中栖生着众多植物、动物和微生物，对污水中的污染物有强烈的氧化作用。湿地分天然湿地和人工湿地。由于人类社会经济发展的趋利性，其聚居地往往距天然湿地很远，用于城市污水处理时污水输送距离长，加之天然湿地大多自成稳定的生态系统，很难再承受大量城镇生活污水侵扰，用于污水处理还必须经过改造。因此，我们在考虑污水的湿地处理时，更多的是模仿天然湿地的生态条件制造人工湿地进行污水处理。其基本原理是在低的稳固地基上铺防渗层，在防渗层上铺装填料（卵石、砾石、矿渣、陶粒、砂、土壤等），在填料上种植特定的湿地植物（挺水植物如水葱、芦苇、美人蕉、蒲草、灯心草；浮水植物如睡莲、浮萍、荷花等），建立起一个人工湿地生态系统，当污水通过系统时，经砂石、土壤过滤和植物根系的多种微生物活动使污水中面水水质标准，处理后的水可以直接排人作为饮用水源或景观水体的湖泊、水库或河流中。无论地表径流型人工湿地（Ｆｗｓ）还是地下潜流型人工湿地（ｓｓＦ），污水在进入人工湿地以前一般要用隔栅和隔油腐化池进行预处理。由于处理目标不同，人工湿地的有关设计参数（如介质水深、水力负荷、有机物负荷等）相差较大，需由试验确定，或参照相似条件的经验确定。４．４百乐克工艺百乐克工艺是２０世纪８０年代由德国冯·诺顿西博士发明，其核心工艺是百乐克生化池。在百乐克生化池中安装悬链式曝气器，工作时曝气器沿水流方向前后摆动，同时向水中充氧，对污水交替地进行好氧与缺氧处理，去除污水中的ＢｏＤ５、Ｔ、Ｐ等污染物，其出水可直接用于农灌或深度处理后回用。百乐克生化池采用悬链式曝气器，池底无曝气设备和构件，可以用土池加ＨＤＰＥ防渗膜修建曝、气池，不必建钢筋混凝土池，价格仅为传统方法的５０％左右。曝气头悬挂于悬链上，置于水深４—５ｍ处，气泡在向上运动过程中受到因悬链摆动而与水流产生的干扰，延长了气泡在水中的停留时间，提高了氧转移效率，减少了耗电量。百乐克处理工艺整体流程短，曝气池与二沉池、除磷池成一体化建设，占地较少。