楊魯豫1，王琳2，王寶貞2
(1.建設(shè)部城市建設(shè)司 2.哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院) 摘要： 中小城鎮(zhèn)在我國(guó)環(huán)境保護(hù)和確保經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中的作用越來(lái)越大，由于歷史的原因和經(jīng)濟(jì) 發(fā)展的不均衡，造成了中小城鎮(zhèn)水環(huán)境和水污染控制的特殊性。根據(jù)小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)水平不高的 特點(diǎn)，介紹了在中小城鎮(zhèn)易于推廣的、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能和簡(jiǎn)便易行的水污染控制技術(shù)。
關(guān)鍵詞：中小城鎮(zhèn)；水污染控制；水質(zhì)特性
中圖分類(lèi)號(hào)：X505
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
文章編號(hào)： 1000-4602(2001)01-0023-03 1 中小城鎮(zhèn)的污水特點(diǎn) 中小城鎮(zhèn)污水主要為生活污水和以農(nóng)產(chǎn)品為原料的工業(yè)廢水（有機(jī)廢水）的混合污水，水量與大城市相比較小，而且在量與質(zhì)上都不夠均勻和穩(wěn)定。
至1999年5月，我國(guó)中小城鎮(zhèn)已發(fā)展到19 216個(gè)，不僅在數(shù)量上有很大增加，而且已有 相當(dāng)?shù)囊?guī)模。建制城鎮(zhèn)的城區(qū)人口平均1.68萬(wàn)人，占全鎮(zhèn)總?cè)丝诘?5.5%；鎮(zhèn)區(qū)常住人口平 均1萬(wàn)人，其中非農(nóng)業(yè)人口占48.8%?？h級(jí)城鎮(zhèn)的基本人口規(guī)模在3～10萬(wàn)人，自來(lái)水普及率為68%。小城鎮(zhèn)的人口規(guī)模、自來(lái)水的普及率和工農(nóng)業(yè)發(fā)展的結(jié)構(gòu)與水平，決定了小城鎮(zhèn)的污水排放量大都在(1～5)×104 m3/d的規(guī)模范圍內(nèi)，其中生活污水量占50%以上。由于 生活污水占的比重較大，造成污水有較大的時(shí)不均勻性，同時(shí)也引起水質(zhì)的波動(dòng)。
中小城鎮(zhèn)與城市的城鄉(xiāng)關(guān)系隨著改革開(kāi)放變得越來(lái)越密切，城鄉(xiāng)的傳統(tǒng)差別開(kāi)始縮小，地域 組織和空間結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了農(nóng)業(yè)活動(dòng)和非農(nóng)業(yè)活動(dòng)的農(nóng)工混合、非城非鄉(xiāng)的“城鄉(xiāng)銜接地帶”， 這就決定了其污水的主要成分是生活污水和一定量的工業(yè)廢水，而工業(yè)廢水是以農(nóng)產(chǎn)品加工 業(yè)廢水為主。中小城鎮(zhèn)生活水平也決定了污水的組成成分，如污水中懸浮濃度較高，有機(jī)物濃度較低，尤其是一些小城鎮(zhèn)的排水系統(tǒng)不健全，采用明渠排水的較多，致使大量的雨水流入和地下水滲入，也降低了污水中的有機(jī)物濃度。表1是一些中小城鎮(zhèn)的污水水質(zhì)情況調(diào)查表。 表1部分中小城鎮(zhèn)的污水水質(zhì)特性 mg/L| 中小城鎮(zhèn) | SS | BOD5 | COD | TN | NH3-N | TP | 黑
龍
江 | 大慶乘風(fēng)莊
綏化城關(guān)鎮(zhèn)
安達(dá)城關(guān)鎮(zhèn) | 78.1～168.5
118.2 ～213.4
103.2～185.3 | 46.3～89.4
86.2～102.1
112.6～136.5 | 112.1～205.6
207.3～235.6
234.6～311.8 | 23.2～28.6
25.7～32.5
35.6～48.7 | 15.6～23.4
21.2～28.9
30.2～36.9 | 4.5～7.3
5.1～8.4
5.6～9.1 | 山
東 | 廣饒城關(guān)鎮(zhèn)
東營(yíng)西城
膠州城關(guān)鎮(zhèn) | 158.6～290.3
56.4～89.5
268.5～389.5 | 86.3～125.1
36.4～74.5
223.4～356.7 | 183.1～313.2
83.5～154.3
458.3～693.1 | 39.6～36.8
26.5～31.4
50.3～62.4 | 18.4～24.5
16.4～24.2
32.5～43.1 | 3.2～6.8
3.9～7.2
4.9～10.5 | 廣
東 | 番禹市石橋鎮(zhèn)
佛山鎮(zhèn)安 | 61.4～142.6
55.4～96.5 | 43.2～80 .1
38.6～73.2 | 89.4～135.2
78.5～146.8 | 8.4～38.3
27.5～32.3 | 222.5～ 31.2
20.6～28.4 | 3.8～7.8
4.5～7.2 | 內(nèi)
蒙 | 集寧市城關(guān)鎮(zhèn) | 180.5～255.3 | 78.4～110.2 | 486.3～210.5 | 29.2～36.4 | 21.2～26.5 | 4.6～8.2 | 河
南 | 嵩山城關(guān)鎮(zhèn) | 121.5～156.3 | 68.2～102.1 | 150.1～232.4 | | 18.6～23.2 | 4.5～7.5 | 2 工藝選擇的考慮 在資金上，由于我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，財(cái)力有限，用于基礎(chǔ)設(shè)施上的資金在大城市和中小城鎮(zhèn) 之間的分配嚴(yán)重不平衡，如近期國(guó)家、省、市把投資的重點(diǎn)放在支持城市污水處理廠的建設(shè)上，對(duì)縣及以下建制鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)扶持較少。另一個(gè)中小城鎮(zhèn)有別于大城市的特點(diǎn)是從業(yè)人員的技術(shù)水平和管理水平較低，這在一定程度上對(duì)污水處理廠運(yùn)行操作的難易程度提出了要求。
這些因素就決定了在中小城鎮(zhèn)建設(shè)的污水處理廠首先必須經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能和簡(jiǎn)便易行。經(jīng)濟(jì)即占地面積少以節(jié)省征地費(fèi)，必要的處理設(shè)施少以減少總投資的第一部分費(fèi)用從而減少總投資；高效即出水在去除有機(jī)污染物的同時(shí)還能部分地脫氮除磷，防止水體的富營(yíng)養(yǎng)化；節(jié)能即盡量采用經(jīng)濟(jì)節(jié)能型設(shè)備和減少處理設(shè)施的數(shù)量，如取消初沉池和污泥回流等，或采用適當(dāng)?shù)奶幚砉に嚋p少甚至無(wú)剩余污泥排放，從而減少運(yùn)行費(fèi)用，以克服我國(guó)許多城市建得起 污水廠但運(yùn)行不起的弊端；簡(jiǎn)便即對(duì)操作運(yùn)行人員的水平要求不高以適應(yīng)中小城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行人員特點(diǎn)，同時(shí)減少運(yùn)行人員的數(shù)量，這也在一定程度上減少了運(yùn)行費(fèi)用。
污水處理工藝的選擇是污水處理廠建設(shè)的關(guān)鍵，處理工藝選擇是否得當(dāng)，不僅影響處理廠的 處理效果，而且還影響整個(gè)處理工程的基建投資多少、處理工藝運(yùn)行的可靠程度、運(yùn)行費(fèi)用高低、管理操作的復(fù)雜程度。因此，必須結(jié)合當(dāng)?shù)匚鬯乃?、水質(zhì)以及溫度、氣候、氣象、地理、經(jīng)濟(jì)等實(shí)際情況選擇適宜的處理工藝，使出水符合排放標(biāo)準(zhǔn)。
根據(jù)中小城鎮(zhèn)水質(zhì)、水量的特點(diǎn)，同時(shí)考慮到發(fā)展趨勢(shì)，結(jié)合中小城鎮(zhèn)的地理環(huán)境即“城鄉(xiāng)銜接地帶”，附近有可利用農(nóng)田，可進(jìn)行污水灌溉和污泥用作農(nóng)肥等便利條件，在污水處理工藝流程的選擇上可將污水處理與利用相結(jié)合，與保護(hù)和改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境和水資源相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)小城鎮(zhèn)區(qū)域性的生態(tài)環(huán)境和水資源的良性循環(huán)。 3 簡(jiǎn)易高效的污水處理技術(shù) 國(guó)家九五攻關(guān)項(xiàng)目研制開(kāi)發(fā)的淹沒(méi)式污水處理技術(shù)與設(shè)備經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、簡(jiǎn)易、高效，具有適用于中小城鎮(zhèn)的優(yōu)勢(shì)。以2×104 m3/d的污水廠為例，采用的工藝流程見(jiàn)圖1。 
圖1中小城鎮(zhèn)污水廠的工藝流程 該工藝的特點(diǎn)：預(yù)處理中的格柵用以去除污水中的大塊污物，曝氣沉砂浮渣池用以去除顆粒 直徑＞0.25 mm的砂粒及其他無(wú)機(jī)雜粒以及通過(guò)鼓泡上浮去除油脂等浮渣，以保證后續(xù)處 理單元的管道和設(shè)備免受沙粒的磨損，改善污泥的流動(dòng)性能，防止管道堵塞，提高污泥有機(jī) 組分的含量，以供作有機(jī)肥料或土壤改良劑。去除浮渣也有助于防止其后曝氣池和二沉池的 泡沫產(chǎn)生。
在污水處理流程中，取消初沉池，以保證復(fù)合生物反應(yīng)池有足夠量和適當(dāng)比例的C、N、P源 ，使活性污泥和生物膜得以正常增長(zhǎng)和同化，否則BOD5濃度太低，將導(dǎo)致活性污泥的負(fù)增長(zhǎng)，難以維持生物反應(yīng)池的正常運(yùn)行。此外，取消初沉池有助于改善二沉池的污泥沉淀 效果和剩余污泥的脫水性能。
淹沒(méi)式生物膜反應(yīng)池中設(shè)置淹沒(méi)式生物膜缺氧區(qū)和好氧區(qū)，在生物膜的外至內(nèi)層中形成好氧、缺氧和厭氧的微環(huán)境，有助于污水在其中進(jìn)行硝化、反硝化和生物除磷等反應(yīng)，由此能部分地去除總氮和總磷。由于生物膜的食物鏈和在厭氧、缺氧環(huán)境中的酸化、水解等因素，剩余污泥有良好的穩(wěn)定性和脫水效果，產(chǎn)量也大幅度減少，大約僅為活性污泥法的1/5～1/3，而不必再進(jìn)行污泥厭氧或好氧消化，故取消了污泥消化池。采用新型曝氣機(jī)取代鼓風(fēng)機(jī)房，減少設(shè)備費(fèi)用，這樣使污水和污泥處理流程大為簡(jiǎn)化，既節(jié)省了基建費(fèi)，也節(jié)省了運(yùn)行和維 護(hù)費(fèi)，并且可以結(jié)合實(shí)際需要增設(shè)FeSO4投加系統(tǒng)，以進(jìn)一步去除水中的磷。
采用國(guó)際上90年代最先進(jìn)的豎流式沉淀池，即采用穿孔管及在出水端接可調(diào)水位的溢流系統(tǒng)，克服了溢流堰出水不均勻及受風(fēng)力影響等缺點(diǎn)，水力流態(tài)更均勻穩(wěn)定。對(duì)處理流量較小的污水處理廠，采用豎流式沉淀池有利于泥水分離，運(yùn)行工況良好。它的優(yōu)點(diǎn)是直徑小，沉淀污泥不必借助吸、刮泥機(jī)便可自動(dòng)沿其底部的截頭圓錐形集泥斗的斜壁(50°)滑至最底部，并借助水頭靜壓力11.8～14.7 kPa通過(guò)排泥管排入集泥井，又經(jīng)污泥濃縮池最后排入污泥干化床中。
整套工藝流程簡(jiǎn)短(無(wú)初沉池、污水回流系統(tǒng)、鼓風(fēng)機(jī)房及污泥消化池等)，節(jié)省占地、基建及運(yùn)行費(fèi)用，管理維護(hù)簡(jiǎn)便，可以實(shí)現(xiàn)BOD5去除率在90%以上，NH3-N去除率在90%以上，磷的去除率在40%以上(不投加FeSO4)或90%以上(投加FeSO4)，達(dá)到國(guó)家二級(jí)處理 出水的排放標(biāo)準(zhǔn)。
與相同規(guī)模的傳統(tǒng)二級(jí)處理系統(tǒng)(活性污泥法)相比，處理1×104 m3/d污水，其基建費(fèi) 僅500～600 萬(wàn)元(是常規(guī)活性污泥法污水處理廠基建投資的40%～50%)，運(yùn)行費(fèi)單價(jià)為0.1～0.15 元/m3(比常規(guī)活性污泥法節(jié)省40%～50%)。 4 因地制宜的生態(tài)環(huán)境綜合治理技術(shù) 作為城鄉(xiāng)結(jié)合的“城鄉(xiāng)銜接地帶”，小城鎮(zhèn)的污水回用是實(shí)現(xiàn)小城鎮(zhèn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境治理的 有效措施之一。小城鎮(zhèn)的污水中50%以上是生活污水，工業(yè)廢水也以農(nóng)產(chǎn)品加工的廢水為主 ，水中基本上不含重金屬和有毒有害物質(zhì)，但氮、磷含量較高，是植物和農(nóng)作物發(fā)育所必須的養(yǎng)分，如能有效地利用與回用，則能產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。小城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境綜 合治理推薦工藝流程見(jiàn)圖2。 
圖2小城鎮(zhèn)綜合治理推薦工藝流程 這套處理與利用結(jié)合的系統(tǒng)，首先利用格柵和沉砂池進(jìn)行預(yù)處理，去除大塊的污染物和無(wú)機(jī)雜質(zhì)。之后進(jìn)入高效兼性塘，這是一種底部帶有污泥厭氧發(fā)酵孔的新型塘，水中懸浮有機(jī)污 染物沉于塘底的發(fā)酵坑中，形成厭氧污泥，當(dāng)原水自下而上流經(jīng)厭氧污泥坑時(shí)，形成UASB 式的厭氧處理，厭氧的中間產(chǎn)物進(jìn)入上部的好氧區(qū)進(jìn)行好氧降解。新型兼性塘的B OD5和COD去除率分別在70%～80%和60%～70%，出水進(jìn)入曝氣養(yǎng)魚(yú)塘，水中剩 余的有機(jī)物和 營(yíng)養(yǎng)物促進(jìn)了浮游生物的生長(zhǎng)，放養(yǎng)適量的魚(yú)類(lèi)可有效控制水中的藻類(lèi)和浮游動(dòng)物。在水生 植物塘中，水中懸浮物沉淀而形成的底泥可作為水生植物生長(zhǎng)的肥料，出水即可用作農(nóng)業(yè)灌 溉用水，也可用作景觀用水。在這系列塘系統(tǒng)中，以太陽(yáng)能為初始能源，通過(guò)在塘內(nèi)形成人 工生態(tài)系統(tǒng)，在太陽(yáng)能的推動(dòng)下，通過(guò)生態(tài)系中多條食物鏈的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和能量的逐級(jí) 傳遞、轉(zhuǎn)化,將進(jìn)入塘中的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物進(jìn)行降解和轉(zhuǎn)化,最后不僅去除污染，而且以水產(chǎn) （水生作物)資源形式進(jìn)行回收，使污水處理與利用結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了污水的資源化 。由于沒(méi)有污水、污泥的回流系統(tǒng),使運(yùn)行維護(hù)管理十分簡(jiǎn)便，節(jié)省了能源和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，是實(shí)現(xiàn)小城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境綜合治理的有效工藝。該工藝的出水水質(zhì)優(yōu)良：SS ≤20 mg/L、BOD5≤10 mg/L、COD≤50 mg/L、TN≤10 mg/L、NH3-N≤2 mg/L、TP≤2 mg/L、細(xì)菌≤2×103 MPN，再經(jīng)農(nóng)田灌溉后(污水經(jīng)過(guò)土壤的過(guò) 濾、吸附和生物化學(xué)作用)，又能進(jìn)一步凈化，滲濾水水質(zhì)可達(dá)到：SS≤5 mg/L 、 BOD5≤5 mg/L、COD≤30 mg/L、TN≤10 mg/L、NH3-N≤1 mg/L、TP≤ 0.1 mg/L、細(xì)菌≤2×103 MPN。滲入地下的處理水又補(bǔ)充了地下水，有助于緩解中小城鎮(zhèn) 在經(jīng)濟(jì)發(fā)展初期對(duì)地下水的過(guò)度開(kāi)采而造成的水資源短缺［4］。 參考文獻(xiàn)：
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收稿日期：2000-09-30 | 
