中小型城市污水处理厂适用工艺研究

张兴波

（淮安市环境科学研究所江苏淮安223001）

中小型城市污水处理厂适用工艺研究

张兴波

（淮安市环境科学研究所江苏淮安223001）

随着我国经济社会的快速发展和城镇化进程的加快，国家每年都在不断增加对城镇污水处理厂的建设数量和规模。污水处理厂的建设既需要一定的资金投入，也需要引入相应的处理工艺。就中小型城市来说，污水处理厂的建设既要考虑其建设规模，也要选择合适的工艺，以确保建成的处理设施能够有效应对中小型城市每年所产生污水量以及污水类型，对提高污水处理效率，改善中小城市人居环境都具有积极地现实意义。

城市污水处理厂；中小型；适用工艺

近年来，随着国家对基础设施投入的不断递增，作为我国环境基础建设的项目之一，在各级政府的重视下，各级污染处理厂都在建设。截止到2014年上旬，县城（简称城镇）、设市城市建设污染处理厂三千多座，污水处理能力较上一年年底新增约430× 104m3/d，污水处理能力达1.53×108m3/d。全国城市中除西藏日喀则市、海南三沙市外，全部建成城镇污水处理厂，有1381个县城建成了污水处理厂，占县城总数的85%，形成污水处理能力为2758×104m3/d，较2013年年底新增了约90×104m3/d。但，从这些污水处理厂的整体运行情况来看，与美国、日本等发达国家相比处于较为落后水平。

以江苏省为例，江苏省属工业化和城镇化水平较高的城市，截至2014年年底，城镇化率为65.2%，较上一年度提高了1.1%。从全省水质我污染指标分析来看，主要是TN、BOD5、氨氮、粪大肠菌群。就全省来说，污水处理率较高，但一些中小城市污水处理率相对较低，江苏省内是长江、太湖等主要水系流经地，如果不加以治理势必会影响到下游区域的水环境状况。因此，探讨复合中小城市发展现状、易管理、经济负担较小的处理工艺显得尤为迫切。

1 污水处理厂规模划分

我国的污水处理厂目前为止，划分为三大类：大型、中型、小型。日处理规模小于1×104m3的适合于小型污水处理厂，小城镇一般建设小型污水处理厂，其投资规模也需要几百万到千万之间，小型污水处理厂的日常维护费用一般也在几十万到百万不等，小型污水处理厂大多建设于经济实力较为雄厚的沿海地区。中型污水处理厂的规模一般在日处理污水能力在1×104m3～10×104m3，这也是目前我国建成的污水处理厂中的主体部分，主要分布在中小城市，以及一些大城市的郊区附近，中型污水处理厂的建设费用一般在上千万到亿元不等，中型污水处理厂的日常运行和维护费用也多达几百万到千万之间。还有一类是大型污水处理厂，这一类的污水处理厂一般建设在一线大型大城市，由于该类污水处理能力较强，一般是规模在日处理污水在10×104m3以上，但日常的运行维护费用较大，每年动辄数千万元。

2 中小城市污水处理工艺选择

中小城市的经济发展状况、人口规模与大城市相比来说相差较大，因此，在后期的污水处理厂的建设和维护方面要结合中小城市的自身实际，选择合理、可靠的处理技术，并结合污水处理厂所在地的具体情况合理设计日常运行的工艺参数，坚持选择那些造价低、用地面积少，易于管理的技术工艺。

2.1 中小型污水处理性质及工艺特点

中小型城市污水的排放量每日在1000m3～5000m3，跟大城市相比，中小城市的污水主要是以生活污水，约占到整个污水量的一半左右，工业废水中的重金属和有毒有害等物质含量相对较少，氮磷含量相对较高，从水质的稳定性来看，无论是水量还是水质都表现出时间上的不均匀性和水质的不稳定性，而且不同区域由于自然环境因素的影响，污水成分存在较大差异。例如有的地区污水有机物指标悬浮物浓度高，而江南一些小城镇，由于排水系统不健全，雨水渗入到地下水，也降低了污水中的部分有机物浓度。

2.2 处理工艺类型和选取

目前，我国许多中小城镇的污水处理厂采用的是低负荷活性污泥法，这些工艺普遍存在基建投资大、运行费用高、占地面积大、反应时间长等缺点，因此，在实际运行过程中，常常是建成之后由于后期运营费用较高难以维系而得不到正常运行[1]。因此，要满足中小城市的污水处理厂适合的工艺至少应具备：后期的维护管理方便，日常的管理简便易行，基建投资和日常的维护费用较低，污水的处理效果好，能够具备较强的抗冲击负荷能力等特点。

从我国目前中小型城市污水处理厂的工艺选型来看，也有很多选择的是二级生物处理工艺，采用活性污泥法和生物膜法，来处理日常污水。相对于生物膜法，污水处理厂大多采用活性污泥法，这种处理方法处理效率高，活性污泥法有多种方式：AB工艺、A/O、A2/O、SBR工艺[2]（具体见表1）、氧化沟工艺。根据环保工作实践证明：对于中小城市来说，设计污水处理规模不会太大，一般在每天101×104m3/d以下。由于考虑技术和经济等因素，中小城市大多采取氧化沟和SBR工艺，处理出水能达到排放标准的一级标准。

表1 不同处理规模工艺技术方案比选表[3]

2.3 改进型氧化沟工艺

氧化沟（oxidation ditch）又叫连续循环反应器，是上个世纪50年代最早由荷兰开发出来，这是一种在常规活性污泥法的基础上的技术改良和发展，与其他工艺相比，改进型氧化沟法的工艺流程简单，易于操作，构筑物较少，便于日常的管理，如果不设初沉池，可以不单设二沉池，这样在运行过程中就省去了污泥回流的装置，节省一定的费用。改进型氧化沟工艺在处理中小型城市污水中得到了有效的推广和快速的发展，其中较为代表的是奥贝尔氧化沟和A2/C氧化沟工艺。改良型氧化沟在构造上，其外形呈封闭环状沟，其显著特点是混合液在沟内连续循环流动，形成厌氧、缺氧和好氧段，将传统的鼓风曝气改为机械曝气。大体又分为卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、交替式工作氧化沟（双沟式、三沟式、半交替工作式）、一体化氧化沟等等。（1）改良型奥贝尔氧化沟工艺，是由厌氧及选择池和奥贝尔氧化沟共同组成，与传统的奥贝尔工艺相比，改良后的工艺是由三个同心环形沟组成，即便在不设内回流的条件下，也能取得较好的脱氮效果。改良的奥贝尔氧化沟工艺构造紧凑，工艺也较为成熟，流程简单，在实际运行中产生的剩余污泥稳定等明显优势，在出水水质、耐水质及水量冲击负荷以及运行维护费用方面都具有较强的技术优势。康定县污水处理厂选择工艺便是这种改良的奥贝尔氧化沟工艺，实际运行效果良好。（2）A2/C氧化沟工艺。该工艺是把厌氧、缺氧与好氧等过程全部集中在一个池内完成，各部门在工艺设计时需要用隔墙分开，各自自成体系，彼此也有一定联系，四川邛崃市污水处理厂便选择的是该工艺，处理规模在日处理量4×104m3左右。它是充分利用流经沉砂池的生活污水和二沉池回流污泥在A2/C氧化沟工艺内设置的圆形混合井进行充分混合后进入厌氧区。厌氧区又分为3格，每一个格中都设有水下搅拌器，当污水经厌氧反应后进入缺氧区，再与由好氧区的回流液经回流通道，从而实现反硝化脱氮和除磷的效果。

2.4 改良型SBR工艺

SBR工艺又叫序批式活性污泥法，这种处理方法是时间顺序时进行活性污泥处理的，分为五个基本工序：进水、曝气、沉淀、排水和待机，又称为SBR法，它的特点是在于采取间歇曝气方式来运行。改良的SBR工艺，采用了时间分割操作模式，在运行上有序和间歇操作，其中，较为典型的是改良型UNITANK，该工艺集合了传统SBR和活性污泥法的优点，实现了一体化设计。

3 结语

我国大多数污水处理厂采用改良型SBR工艺和改良型氧化沟法，但是两者既有相同点，又有不同点。两者的差异在于基建投资不同，其中合建式是改良型SBR工艺采用的投资方式；从曝气来说，选择机械曝气是氧化沟采用的曝气方式，鼓风曝气是改良型SBR工艺采用的曝气方式；从运行费用来说，改良型SBR工艺运营费用相对少一些；从运行方式看，改良型SBR工艺是周期间歇运行，可以自动控制，并且工序较为频繁，而改良型氧化沟可以连续运行，并且易于管理，它是静态沉淀。因此，综合以上因素，SBR工艺出水的水质较好，沉淀工艺也比氧化沟高。总之，对于中小型城市来说，具体选择何种工艺，都应结合本地实际合理选取适合本地发展需要的技术工艺。

[1]张国伟.适用于中小城镇污水处理工艺的探讨[J].西南给排水, 2010,32（5）：13-15.

[2]刘学圃.中小城市污水处理厂设计的几个问题[J].广西节能, 2007（4）：36-37.

[3]常淑平.中小城市污水处理厂的处理工艺比选[J].山西建筑, 2006,32（14）：166-167.

张兴波（1975—）男，汉族，江苏淮安人，本科，工程师，主要从事环境影响评价及环境管理工作。