中小城镇污水处理工艺选择分析

2015-08-22徐忠厂

资源节约与环保 2015年11期

徐忠厂

（苏州森荣环保处置有限公司江苏苏州 215000）

随着我国城市化进程的加快，以及国家对中小城镇建设扶持力度的增大，大量城镇迅速兴起，截至2014年末，我国的城镇化率已经到达了54.77%，目前我国各种规模和性质的小城镇已经超过了5万个。随着小城镇的快速发展，农村人口越来越朝着城镇集中，乡镇企业的快速发展，城镇污水的排放量也在逐年增加，根据我国每年环境状况公报公布的数据显示，城镇生活污水排放量保持增长趋势，2006年，我国城镇生活污水排放量为296.6×108t，而到2012年生活污水排放量已达462.7×108t，年均增长了8%左右。但由于城镇污水基础设施建设落后，缺少必要的污水收集系统和先进的污水处理设施，生活污水和生产污水无序乱流，既污染的小城镇自身生态环境，也给小城镇周边居民的饮水安全和居民生存环境构成严重威胁，制约了城镇的可持续发展。

1 中小型城镇污水特性及处理工艺特点

1.1 中小型城镇污水处理工程特点

相对于大城市污水处理厂的处理规模相比，由于中小型城镇居民人口少，居民用水量标准低，因此，污水处理的总体规模较小，一般小于10×104m3/d。此外，受区域特性差异和季节因素的影响，水量和水质变化大，水质稳定性差。小城镇污水处理厂管理人员在维护管理经验和技术水平相对不足。由于污水处理的规模小，一般工程建设费和运行费用偏高。鉴于小城镇经济发展水平低，可供选择的实用技术较少。如果简单套用目前我国大中城市所采用的传统污水处理技术和工艺，其基建费一般为1000～1200元/m3·d，处理总成本为0.60～0.70元/m3，许多小城镇受其经济制约而难以承受[1]。

1.2 中小型城镇污水处理厂技术选择原则

中小型城镇污水处理工程的上述特点，决定了中小型城镇污水处理技术的选用必须要遵循投资省、运行费用低、管理维护简便的经济适用型工艺，满足既要建得起，更要用得起的要求。

而工艺往往又决定了小城镇污水处理厂的主要投资和运行费用，也影响了污水处理的运行稳定性，因此，处理工艺的选择至关重要。总得来说，选择适合小城镇的污水处理工艺应该要满足：处理效果好，具有较强的适应冲击负荷的能力[2]，工程投资低、运行成本低、易操作、易维护、易管理、成熟可靠的处理技术。

2 中小城镇污水处理工艺应用分析

目前，国内许多中小型城镇污水处理厂选用的是传统的活性污泥法、氧化沟法、间歇式活性污泥法等等工艺处理污水，但这些工艺水平相对于落后、资金缺乏的中小城镇来说，难以大范围推广。结合中小城镇污水处理的现状特征，提出以下几种处理工艺。

2.1 水解-改进SBR工艺分析

水解-改进SBR工艺是由中科院发明的一种污水处理工艺，该工艺选择水解池代替了传统的污水处理中的初沉池，实践也表明，水解池的选择对于各类有机物具有很好的去除效果，也降低了后继构筑物的负荷，此外，经过水解池处理后，原水中的生化性得到了有效提升，污水有机物的理化性和数量都发生较大变化，便于后期的好氧处理。此外，水解池对污水中的有机物去除率较高，缩短了后继构筑物中的污水停留时间，降低能耗，达到了降低投资成本，节约能耗的良好效果。水解—改进SBR工艺在结构布局中相对较为紧凑，节约了占地面积，运行稳定，工艺结构中的各功能划分清晰，自动化程度高，便于操作管理，适合在中小城镇中推广使用。

2.2 UNITANK工艺

UNITANK工艺是在SBR工艺基础上的改进所提出的一体化污水处理工艺。UNITANK工艺作为SBR改良型工艺，吸收其工艺的优点，实现了污水连续式生化处理和间歇式生化处理的有机结合。UNITANK工艺中，系统的主体被分为左、中、右三个反应池单元，各单元之间水力相通，每一个单元中设有一个曝气系统。污水进入到其中任一个单元，其他两个单元作为曝气时，其中一个池用来沉淀。UNITANK工艺是在SBR工艺基础上的改良型，实现了一体化活性污泥法，省去了单独修建沉淀池，节省了前期投资费用和后期的运行费用。UNITANK工艺采用的是自动控制系统，减少专业技术人员的维护和管理。三个单元中的采用渠道配水，实现了在恒水位下的交替运行，减少了管道、闸门等设备的数量，也减少了水头损失，降低工艺运行成本。UNITANK工艺集科学性、实用性和经济性为一体，该工艺特点具有占地面积少，单位面积比传统氧化沟工艺高25%～80%，布置紧凑，实现污水排放后的回用或就地排放，节省城市基础设施投资，但由于池形限制，在应用中除磷效果有待进一步改进。但，随着中小城镇污水处理的快速发展，UNITANK工艺必将具有广阔的应用前景。

诸暨污水处理厂选择在工艺运行方式、增加内回流、加装填料等方面进行了改良，改良后的UNITANK工艺提高了系统运行的脱氮除磷能力，增加了污泥内回流系统，提升了系统的抗冲击负荷能力。

2.3 生态处理工艺

生态塘污水处理系统在国内外应用广泛，美国用于生态塘处理城市污水和工业废水超过了万座，德国和法国也分别有3000多座和2000多座生态塘处理系统，它们或单独使用，或与其他处理设施组合应用。在我国，独特的中小城镇地理环境优势，可以使其能够充分应用现有的农田灌排渠道以及中小城镇附近的废地、荒地、低洼塘和滩涂等，因地制宜地把城镇生产生活污水处理和利用起来，通过生态系统，在处理污水的同时实现了污水的无害化和资源化，符合倡导的可持续发展理念。适宜中小城镇的生态处理工艺有生态塘处理系统、人工湿地处理系统和蚯蚓生态滤池等等。有研究表明，蚯蚓生态滤池的CODcr去除率达83%～88%，BOD5去除率高达91%～95%，SS去除率为85%～92%，经蚯蚓生态滤池处理后，污泥产率要远低于普通活性污泥法，固体废物少，可以节省剩余污泥处理费用，具有处理效率高、能耗少、产泥率低等优势。

2.4 悬挂链式改良型A2/O工艺

悬挂链式改良型A2/O工艺是对现有传统型A2/O工艺及其各种变型工艺的优势系统集成优化后，在完善泥龄、厌氧/缺氧/好氧段的比例、回流比、溶解氧、碳源等五个因子可调的A2O工艺基础上，实现在一个系统中实现脱氮除磷的效果。与传统的A2O工艺相比（见表1），悬挂链式改良型A2/O工艺则增加了缺氧池，提高了反硝化菌活性，增加内回流比，提高脱氮能力，在低溶解氧状态下，实现同步硝化反硝化，较好地解决了泥龄对脱氮除磷的影响。

表1 悬挂链式A2O工艺改良升级

悬挂链式改良型A2/O工艺充氧效率高，运行管理简便，也便于日常维护管理，悬挂链曝气装置对池体要求低，可以采用碾压土坝砌石结构，对地形的适应性较强。此外，由于维持低溶解氧状态，实现了同步硝化反硝化SND。目前在唐海县污水处理厂、平度市污水处理厂以及滦平县污水处理厂等采用了此种工艺，实际运行效果十分理想。