小型污水處理廠實(shí)用技術(shù)分析及實(shí)例

隋軍，汪傳新，周建華，陳貽龍

(廣州市市政工程設(shè)計(jì)研究院，廣州，510060)

　　摘要：分析小城鎮(zhèn)污水處理的現(xiàn)狀與特點(diǎn)，對適合小城鎮(zhèn)的污水處理工藝進(jìn)行分析。指出小城鎮(zhèn)污水處理廠應(yīng)綜合考慮水量和水質(zhì)特點(diǎn),根據(jù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度采用不同的處理工藝。在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的小城鎮(zhèn),優(yōu)先考慮采用穩(wěn)定塘系統(tǒng)、土地處理系統(tǒng)等因地制宜的自然凈化工藝,或先采用強(qiáng)化一級處理工藝待條件成熟后再過渡到二級處理工藝；在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的小城鎮(zhèn)可以采用曝氣生物濾池、MBR為主的處理工藝。
　　隨著環(huán)境保護(hù)要求的提高，小型污水廠普遍建設(shè)。由于受經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、處理要求、運(yùn)營管理經(jīng)驗(yàn)和水平等的影響，大中型城市污水處理工藝難以適應(yīng)中、小城鎮(zhèn)污水廠，尋找適合中、小城鎮(zhèn)污水廠的污水處理工藝顯得十分重要。

　　1城鎮(zhèn)發(fā)展?fàn)顩r及污水處理廠規(guī)模劃分　　

　　改革開放以來，我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，1978～2000年建制鎮(zhèn)由2178個(gè)增至20312個(gè)，目前各種規(guī)模和性質(zhì)的小城鎮(zhèn)已近48000個(gè)。隨著“新農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展”，農(nóng)村經(jīng)濟(jì)社會進(jìn)入了新的發(fā)展階段，對小城鎮(zhèn)建設(shè)也提出了新的任務(wù)和要求。黨國家在“九五”“十五”期間都將發(fā)展小城鎮(zhèn)作為一項(xiàng)重大任務(wù)來實(shí)施。按照我國政府有關(guān)部門新制定的小城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃，到2010年，全國城鎮(zhèn)人口達(dá)到5.6億人左右，城市化水平達(dá)到40%左右。全國設(shè)市城市達(dá)到1200個(gè)左右，建制鎮(zhèn)達(dá)到2.5～3萬個(gè)；到2010年，全國村鎮(zhèn)自來水普及率達(dá)到65%，小城鎮(zhèn)人均日用水量180L/cap.d、村莊110L/cap.d,依此計(jì)算村鎮(zhèn)年廢水量可能達(dá)到270億m³。
　　按照相關(guān)部門制定的小城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃，我國將在一定區(qū)域內(nèi)按照“城市--區(qū)域中心鎮(zhèn)--重點(diǎn)小城鎮(zhèn)--一般集鎮(zhèn)”的梯度結(jié)構(gòu)，有步驟地分層次逐步推進(jìn)發(fā)展，中心鎮(zhèn)人口應(yīng)達(dá)到5萬人以上，重點(diǎn)鎮(zhèn)人口達(dá)到3萬人以上；一般鎮(zhèn)人口達(dá)到１萬人以上；平均人口規(guī)模20萬人的為小城市；平均人口規(guī)模達(dá)到10萬人，成為微型城市。
　　 對于小型污水處理廠規(guī)模的劃分，不同國家和地區(qū)有不同的標(biāo)準(zhǔn)。在歐洲國家一般認(rèn)為服務(wù)于小區(qū)、賓館等日處理能力在100　　-　　2000　　人口當(dāng)量污水的處理廠為小型污水處理廠。我國大陸和臺灣地區(qū)則認(rèn)為小型污水處理廠的規(guī)模應(yīng)在10000人口當(dāng)量以下或4000m³/　　d　　以下。理所當(dāng)然，服務(wù)于單戶家庭、單體建筑物、社區(qū)等分散地區(qū)的污水處理設(shè)施應(yīng)屬于小型污水處理范疇。根據(jù)我國實(shí)際情況，按規(guī)模大體可劃分為大型、中型和小型污水處理廠。規(guī)模超過10萬m³/d是大型污水處理廠，一般建設(shè)在大城市；中型污水處理廠一般規(guī)模在（5～10）萬m³/d，一般建于中小城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的大城市郊縣。小型污水處理廠一般規(guī)模小于5萬m³/d，建于小城鎮(zhèn)。
　　根據(jù)上述城鎮(zhèn)的人口規(guī)模計(jì)算，一般城鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模在5萬m³/d以下，屬于小型污水處理廠范疇。

　　2　城鎮(zhèn)污水處理廠的現(xiàn)狀與特點(diǎn)　　

　　2.1小城鎮(zhèn)水環(huán)境污染現(xiàn)狀　　

　　近年來，隨著我國城鎮(zhèn)化水平加快，我國的小城鎮(zhèn)得到了迅速發(fā)展。與此同時(shí)，小城鎮(zhèn)的水環(huán)境污染問題日益突出，特別是在一些環(huán)境容量小、人口密度高、工業(yè)相對集中的小城鎮(zhèn)里，水環(huán)境問題的嚴(yán)重程度不亞于大中城市或工業(yè)區(qū)，水污染狀況非常嚴(yán)重。隨著農(nóng)村人口城鎮(zhèn)化趨勢的發(fā)展,小城鎮(zhèn)人口大量增加，居民生活污水排放量逐年增加。小城鎮(zhèn)各種企業(yè)的發(fā)展導(dǎo)致不少河流、湖泊等水體的污染極為嚴(yán)重。目前全國約95%以上的小城鎮(zhèn)均未建污水處理廠(設(shè)施)，城鎮(zhèn)生活污水處理率不足10%，鄉(xiāng)鎮(zhèn)或村辦工業(yè)企業(yè)污水處理達(dá)標(biāo)率不足30%。

　　由國家建設(shè)部、國家環(huán)境保護(hù)總局以及科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合發(fā)布的《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》對我國的城市污水處理提出了明確的目標(biāo)與原則，規(guī)定到2010年全國設(shè)市城市和建制鎮(zhèn)的污水平均處理率不低于50%，設(shè)市城市的污水處理率不低于60%，重點(diǎn)城市的污水處理率不低于70%。

　　小城鎮(zhèn)在城鎮(zhèn)總數(shù)中所占比例大，且呈分散型，是繼大中城市污水治理后的一個(gè)新的戰(zhàn)略目標(biāo)。有關(guān)資料介紹太湖流域建有不同規(guī)模的7座污水處理廠，而該流域內(nèi)的小城鎮(zhèn)就達(dá)978個(gè)，并且分布范圍很廣。如果只注重大、中城市污水處理工程的建設(shè)，而忽視數(shù)量多、分布廣的小城鎮(zhèn)的污水治理，其結(jié)果必然是太湖流域污染防治不可能達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。根據(jù)有關(guān)報(bào)導(dǎo)，預(yù)計(jì)今后我國70％以上的生活污水將來自城鎮(zhèn)及小區(qū)。由此可見小城鎮(zhèn)的污染治理關(guān)系到我國環(huán)境狀況和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，是十分重要和必要的，也是非常有前途和極具生命力的。

　　2.2　小城鎮(zhèn)污水廠的特點(diǎn)　　

　　小型污水處理廠除了規(guī)模較小外,還具有如下特點(diǎn):

　　（1）排水納污面積小，污水量少，因此變化系數(shù)大，進(jìn)水水質(zhì)、水量波動都較大，沖擊負(fù)荷大，在選擇污水處理工藝時(shí)需要選擇耐沖擊的污水處理工藝。

　　（2）多數(shù)小城鎮(zhèn)的工業(yè)廢水、生活污水合流排放，且由于受到小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)條件的制約，部分工業(yè)企業(yè)超標(biāo)排放，給水質(zhì)造成一定沖擊。

　?。?）污水、雨水沒有完全分流，收集的污水還帶有一定的雨水入流和地下水的入滲，水質(zhì)濃度偏低。

　?。?）所在城市的發(fā)展可能出現(xiàn)跳躍式的發(fā)展，近期污水量比較少，規(guī)劃遠(yuǎn)期污水量較大。

　?。?）由于小城鎮(zhèn)的基礎(chǔ)設(shè)施不完善,政府財(cái)力不足,技術(shù)力量薄弱,以往建設(shè)大型污水處理廠的工藝不能照搬到小城鎮(zhèn)的污水處理中去。因此,小城鎮(zhèn)污水處理應(yīng)滿足經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能和簡便易行的處理要求。

　　2.3　小城鎮(zhèn)污水處理面臨的問題　　

　　1)我國部分小城鎮(zhèn)已經(jīng)建成了一些污水處理廠,但大部分小城鎮(zhèn)沒有污水治理專項(xiàng)規(guī)劃,部分城鎮(zhèn)僅僅在總體規(guī)劃上簡單的進(jìn)行描述或在總體規(guī)劃上有個(gè)污水處理廠位置的選擇,一般沒有污水收集系統(tǒng)規(guī)劃，導(dǎo)致污水處理規(guī)模存在一定程度的不確定性。

　　2)小城鎮(zhèn)污水水質(zhì)受工業(yè)污水的沖擊大，部分工業(yè)企業(yè)以已交納污水處理費(fèi)為由,超標(biāo)、超總量排污,而小城鎮(zhèn)污水處理廠難以接納。據(jù)全國城市污水處理廠運(yùn)行調(diào)查COD濃度超標(biāo)的占40%,總磷、總氮超標(biāo)占60%,已成為主要污染因素。這給小城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計(jì)運(yùn)行帶來了一定難度。

　　3)污水收集管網(wǎng)建設(shè)滯后,雨污不分,生活與工業(yè)污水不分,使污水處理廠系統(tǒng)的整體效率低下，處理難以達(dá)標(biāo)。

　　4）簡單地模仿大中型污水廠的處理工藝，但有些工藝不一定適于小規(guī)模的水質(zhì)、水量特點(diǎn)；設(shè)計(jì)與建設(shè)中盲目攀比先進(jìn)工藝、自動化程度高等，造成資金、資源的浪費(fèi)，且有時(shí)導(dǎo)致處理效果不佳。

　　5）建設(shè)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不足，技術(shù)力量薄弱，導(dǎo)致部分污水處理廠建成后難以正常運(yùn)行。

　　6)小城鎮(zhèn)污水處理廠的運(yùn)營缺乏有效約束機(jī)制,環(huán)境監(jiān)管難到位。已建成的小城鎮(zhèn)污水處理廠95%以上仍由政府包辦,半數(shù)以上污水處理廠未按規(guī)定安裝在線監(jiān)測裝置。

　　7)小城鎮(zhèn)污水處理工藝設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范不配套。我國現(xiàn)有的《污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)》最小規(guī)模為在1～5萬m³/d,而部分小城鎮(zhèn)污水處理規(guī)模在1萬m³/d以下,所以現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)不配套，給設(shè)計(jì)帶來了一定的不確定性。

　　8)小城鎮(zhèn)污水處理缺乏資金來源。小城鎮(zhèn)污水處理工程建設(shè)往往使當(dāng)?shù)刂鞴懿块T“望而生畏”,因?yàn)樾〕擎?zhèn)污水處理工程建設(shè)缺乏資金來源。個(gè)別地方存在污水處理廠建成后，沒有資金維持運(yùn)行的情況，導(dǎo)致雖建有污水處理廠但污水仍未經(jīng)處理直接排放。

　　9)污水處理廠污泥處理問題嚴(yán)重。小城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥最終處理往往不落實(shí),一些污水處理廠隨意堆放污泥,無害化處理能力不足,使污水處理廠本身成為污染區(qū)。

　　2.4國內(nèi)建設(shè)小型污水處理廠的必要性

　　2000年5月29日,建設(shè)部、國家環(huán)?？偩?、科技部聯(lián)合頒布了《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》,提出我國近期污水處理的目標(biāo):2010年全國設(shè)市城市和建制鎮(zhèn)污水平均處理率不低于50%,設(shè)市城市的污水處理率不低于60%,重點(diǎn)城市污水處理率不低于70%,并規(guī)定對不能納入城市污水收集系統(tǒng)的居民區(qū)、旅游景點(diǎn)、度假村、療養(yǎng)院、機(jī)場、鐵路車站、經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)等分散的人群聚居地排放的污水和獨(dú)立工礦區(qū)的工業(yè)廢水應(yīng)就地處理達(dá)標(biāo)排放。這就為我國的水污染治理工作,對小城鎮(zhèn)的污水治理提出了更高要求。

　　我國《水污染防治法》第19條規(guī)定:“城市污水應(yīng)當(dāng)集中處理”。但隨著小城鎮(zhèn)和農(nóng)村的快速發(fā)展,小型污水處理也提到了議程上來。在歐洲和北美有20～30%的人口利用小型污水處理系統(tǒng)，而我國有80%的人口分布在農(nóng)村，城市郊區(qū)也有很多城市管網(wǎng)難以延伸的地方，在人口密度較低的城鎮(zhèn)地區(qū)，發(fā)展小型污水處理更具現(xiàn)實(shí)意義。

　　3小型污水廠的處理工藝選擇　　

　　從環(huán)境保護(hù)的技術(shù)資源分布角度而言，中小城鎮(zhèn)的環(huán)境保護(hù)技術(shù)和專業(yè)人員相對有限，因此在技術(shù)上需要找到一個(gè)操作管理相對比較簡單、安全的有效方法；從經(jīng)濟(jì)角度而言，中小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)能力有限；從環(huán)境保護(hù)的質(zhì)量角度而言，需要保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，防止污泥等的二次污染。由于受經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平偏低、處理要求高、運(yùn)營管理經(jīng)驗(yàn)嚴(yán)重缺乏等多方面問題的影響，與大中城市相比，中小城鎮(zhèn)的小型污水處理廠的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)營更加困難，小城鎮(zhèn)污水治理技術(shù)與設(shè)備的研究開發(fā)是當(dāng)前急需解決的問題。尋找投資低、運(yùn)行費(fèi)用省、工藝流程簡單、處理效果好、運(yùn)行管理方便的工藝是我國小型城鎮(zhèn)污水處理廠致力于研究與尋求的方向。

　　3.1污水處理工藝選擇原則　　

　　污水處理所用的方法是基于物理、化學(xué)、物理化學(xué)、生物等原理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。物理方法主要包括有:過濾、離心、沉淀和浮上?；瘜W(xué)方法主要包括有:混凝、中和、化學(xué)沉淀和氧化還原。物理化學(xué)方法主要包括有:吸附、離子交換、萃取和膜析。生物方法主要包括有:好氧、兼性和厭氧生物處理。中小城鎮(zhèn)污水主要是生活污水，一般其水質(zhì)為COD<500mg/L，pH=6.5～7.5，BOD5<250mg/L，SS<500mg/L，色度(稀釋倍數(shù)法)<100，含有一定量的氮和磷且水質(zhì)水量的波動較大，可生化性好。

　　污水二級生化處理工藝發(fā)展較快，如活性污泥法發(fā)展出了AB工藝、A/O工藝、A2/O工藝、UCT工藝、氧化溝工藝系列、SBR工藝系列、BIOLAK、LINDOX工藝、OCO工藝等。氧化溝工藝又衍生出Pasveer氧化溝、Carrousel氧化溝、Orbal氧化溝、D型氧化溝、T型氧化溝、DE型氧化溝、一體化氧化溝等。SBR工藝又衍生出UNITANK、ICEAS、CASP、CASS、IDEA、DAT-IAT、MSBR等新工藝。生物膜法技術(shù)發(fā)展出生物轉(zhuǎn)盤、普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池、曝氣生物濾池、BIOSTYR濾池、BIOFOR濾池、生物接觸氧化工藝、生物流化床工藝等。我國自主知識產(chǎn)權(quán)的城市污水處理新工藝—水解-好氧生物處理工藝也得到了發(fā)展，根據(jù)后處理工藝的不同，它又分為水解-活性污泥處理工藝、水解-氧化溝處理工藝、水解-接觸氧化處理工藝、水解-土地處理工藝和水解-氧化塘處理工藝等；另外，活性污泥法與生物膜法相結(jié)合發(fā)展出LINPOR工藝。生態(tài)處理技術(shù)由過去單獨(dú)使用穩(wěn)定塘、土地處理、濕地處理，向這幾種工藝進(jìn)行合理組合、綜合利用的方向發(fā)展。

　　適應(yīng)小城鎮(zhèn)的、處理這種類型的污水工藝很多，可分為五類：一級強(qiáng)化處理工藝、二級生化處理工藝、精細(xì)化工藝、人工強(qiáng)化自然工藝、簡易工藝。

　　城市污水處理工藝應(yīng)根據(jù)處理規(guī)模、水質(zhì)特性、受納水體的環(huán)境功能及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和要求，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后優(yōu)選確定。

　　工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括:處理單位水量投資、削減單位污染物投資、處理單位水量電耗和成本、削減單位污染物電耗和成本、占地面積、運(yùn)行性能可靠性、管理維護(hù)難易程度、總體環(huán)境效益等。

　　應(yīng)切合實(shí)際地確定污水進(jìn)水水質(zhì)，優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)參數(shù)。必須對污水的現(xiàn)狀水質(zhì)特性、污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測定，作出合理的分析預(yù)測。在水質(zhì)構(gòu)成復(fù)雜或特殊時(shí)，應(yīng)進(jìn)行污水處理工藝的動態(tài)試驗(yàn)，必要時(shí)應(yīng)開展中試研究。

　　積極審慎地采用高效經(jīng)濟(jì)的新工藝。對在國內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝，必須經(jīng)過中試和生產(chǎn)性試驗(yàn)，提供可靠設(shè)計(jì)參數(shù)后再進(jìn)行應(yīng)用。

　　3.2一級強(qiáng)化處理工藝　　

　　強(qiáng)化一級處理是在普通一級處理的基礎(chǔ)上，通過增加較少的投資采取強(qiáng)化處理措施，能較大程度地提高污染物的去除率，削減總污染負(fù)荷，降低去除單位污染物的費(fèi)用。它適應(yīng)于水環(huán)境狀況亟待改善而經(jīng)濟(jì)尚欠發(fā)達(dá)的地區(qū)，是一種高效而低投入的新型技術(shù)，有著較高的實(shí)用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。它既可以單獨(dú)用于城市污水的一級處理，又可以用于現(xiàn)有二級污水處理廠的強(qiáng)化改造。

　　我國《城市污水處理及污染物防治技術(shù)政策》建議非重點(diǎn)流域和非水源保護(hù)區(qū)的建制鎮(zhèn)，根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件和水污染控制要求，可先行一級強(qiáng)化處理，分期實(shí)現(xiàn)二級處理。一級強(qiáng)化處理是用較少的投資削減當(dāng)前嚴(yán)重的污染負(fù)荷，部分解決污染問題，待有能力時(shí)再續(xù)建二級處理，實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。這為在我國開展一級強(qiáng)化處理工藝提供了政策依據(jù)，對全面實(shí)現(xiàn)我國水環(huán)境徹底改善的目標(biāo)具有重大意義。

　　一級強(qiáng)化處理的主要技術(shù)有吸附生物降解法（AB法）的A段技術(shù)、厭氧（水解）技術(shù)和高負(fù)荷活性污泥法技術(shù)等，但一般采用物理化強(qiáng)化一級處理。

　　一級強(qiáng)化處理工藝運(yùn)行雖然投資省，但處理效果差、運(yùn)行費(fèi)用高、污泥量大且后續(xù)處理有難度，因此采用較少。一般僅用于生化性較差的污水處理或當(dāng)作二級生化處理的補(bǔ)充。

　　3.3二級生化處理工藝　　

　　3.3.1A/O（厭氧/好氧）工藝

　　A/O（Anaerobic/Oxic）工藝（有硝化）即厭氧/好氧工藝是厭氧區(qū)和缺氧區(qū)組成的最簡單的強(qiáng)化生物除磷工藝，“二部一局”印發(fā)的《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策》將A/O法列入首選技術(shù)之列，其工藝流程見圖。

　　回流活性污泥被回流至厭氧區(qū)中，污泥中的聚磷菌在厭氧條件下，受到壓抑而釋放出體內(nèi)的磷酸鹽，產(chǎn)生能量用以吸收快速降解有機(jī)物，并轉(zhuǎn)化為PHB（聚β羥丁基酸）儲存起來。然后混合液進(jìn)入好氧區(qū)，聚磷菌在好氧條件下降解體內(nèi)儲存的PHB產(chǎn)生能量，用于細(xì)胞的合成和吸磷，形成高濃度的含磷污泥，隨剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達(dá)到生物除磷的目的。

　　在具有足夠的泥齡的條件下，BOD5在好氧池內(nèi)被降解的同時(shí)，也完成硝化反應(yīng)。

　　因?yàn)榛亓骰钚晕勰啾换亓髦羺捬鯀^(qū)，在好氧區(qū)按硝化設(shè)計(jì)時(shí)，該系統(tǒng)也同時(shí)具有脫氮功能，其脫氮效率取決于活性污泥回流比。

　　A/O工藝設(shè)備復(fù)雜、運(yùn)行管理要求高，對于資金短缺和運(yùn)行管理水平落后的小城鎮(zhèn)來說不適合采用。

　　3.3.2　鼓風(fēng)曝氣氧化溝工藝

　　3.3.2.1工藝介紹

　　氧化溝法工藝是五十年代初期發(fā)展起來的一種污水處理工藝形式，是傳統(tǒng)活性污泥工藝的一種變形。與傳統(tǒng)工藝相比，其特點(diǎn)是：將“池”改為“溝”，氧化溝為封閉的環(huán)狀溝，也稱為連續(xù)循環(huán)曝氣池，其流態(tài)具備推流式和完全混合式的雙重特點(diǎn)，因而抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。氧化溝的曝氣形式主要以表曝為主，常見的曝氣設(shè)備有水平軸轉(zhuǎn)刷、轉(zhuǎn)碟、垂直軸葉輪表爆機(jī)等。除此以外，氧化溝工藝還具備構(gòu)造簡單、操作管理簡便、出水水質(zhì)好、處理效率穩(wěn)定等特點(diǎn)。從運(yùn)行方式上，可分成三大類：連續(xù)工作式、交替工作式和半交替工作式。較典型的連續(xù)工作式氧化溝有Carrousel及Orbal氧化溝，較典型的交替工作式氧化溝為T型氧化溝，DE型氧化溝為半交替工作式氧化溝。

　　實(shí)際上，Carrousel　2000氧化溝的除磷脫氮原理與A/A/O工藝是一致的，只是Carrousel　2000氧化溝不需設(shè)置專門的混合液回流設(shè)備而已，因此比A/A/O工藝運(yùn)行費(fèi)用略低，投資更省，故在我國得到了廣泛的應(yīng)用。將氧化溝的機(jī)械曝氣設(shè)備換成微孔曝氣設(shè)備，形成氧化溝型的鼓風(fēng)曝氣氧化溝工藝。氧化溝內(nèi)設(shè)置水下攪拌機(jī)和非滿布的微孔曝氣器，既保留了氧化溝沿水流方向間斷曝氣和循環(huán)流的特點(diǎn)，又克服了氧化溝因采用表面曝氣機(jī)而占地面積大、充氧效率低、動力效率低、水流斷面流速不均、池底易沉淀等不足，同時(shí)也可滿足氧化溝除磷脫氮的要求，且只需污泥回流而不需混合液回流。

　　因此，鼓風(fēng)曝氣氧化溝投資小、管理方便，并克服了傳統(tǒng)氧化溝曝氣效率低的缺點(diǎn)，適應(yīng)于小型污水處理廠；對規(guī)模更小的污水處理廠，可考慮采用轉(zhuǎn)刷等機(jī)械曝氣方式。

　　3.3.2.2　廣東省開平市逕頭污水處理廠工程

　?。?）規(guī)模

　　本工程規(guī)模為5.0萬m³/d。

　　（2）進(jìn)出水水質(zhì)

　　進(jìn)水水質(zhì)

　　BOD₅=120mg/L；COD=240g/L；SS=150mg/L；TP=3.0mg/L　　

　　NH₃-N=25mg/L;　TN=30mg/L

　　出水水質(zhì)：

　　BOD₅=20mg/L；COD=40g/L；SS=20mg/L；TP=0.5mg/L　　

　　NH₃-N=10mg/L　　TN=10mg/L

　?。?）處理工藝

　　采用厭氧池＋鼓風(fēng)曝氣氧化溝工藝工藝，主要參數(shù)如下：

　　設(shè)計(jì)平均水溫：22.5℃（最不利水溫15℃，最高水溫30℃）

　　泥齡：11.4d

　　混合液濃度MLSS：3.5g/L

　　污泥負(fù)荷：0.0968kgBOD₅／kgMLSS·d

　　總停留時(shí)間：8.5h，其中厭氧池0.96h，缺氧池1.24h，氧化溝池6.30h（缺氧區(qū)1.0h，好氧區(qū)5.3h），

　　有效水深：6.0米

　　剩余污泥產(chǎn)量：6000kgSS/d（含水率99.2%）

　　采用微孔鼓風(fēng)曝氣，供氣量為146Nm³／min，氣水比為4.2:1

　　污泥回流量回流比為50~100%

　?。?）工程投資以及運(yùn)行費(fèi)用

　　工程費(fèi)用為3912.0萬元，基建指標(biāo)為782.40元/m³，單位經(jīng)營成本為0.32元/m³。

　　3.3.2.3　廣東省韶關(guān)第一污水處理廠工程實(shí)例

　　（1）規(guī)模

　　本一期工程規(guī)模為1.50萬m³/d，規(guī)劃二期規(guī)模為3.0萬m³/d。

　?。?）進(jìn)出水水質(zhì)

　　進(jìn)水水質(zhì)

　　BOD₅=150mg/L；COD=250g/L；SS=200mg/L；TP=3.5mg/L　　

　　NH₃-N=25mg/L

　　出水水質(zhì)：

　　BOD₅=20mg/L；COD=40g/L；SS=20mg/L；TP=0.5mg/L　　

　　NH₃-N=15mg/L

　?。?）處理工藝

　　采用厭氧池＋鼓風(fēng)曝氣氧化溝工藝工藝，主要參數(shù)如下：

　　厭氧池+氧化溝按1.5萬m³/d處理量建2組，每座尺寸為18×42.5×5m。

　　容積負(fù)荷Fv=0.60kgBOD/m³.d

　　污泥負(fù)荷0.17kgBOD/kgMLSS.d

　　水力停留時(shí)間t=7.0h　　

　　厭氧段1.0h,缺氧段1.0h,好氧段5.0h

　　MLSS=3500mg/L

　　污泥齡θc=12d

　　污泥回流比30~100%

　　剩余污泥產(chǎn)量2875kgDS/d

　　氣水比3.7:1

　?。?）工程投資以及運(yùn)行費(fèi)用

　　估算工程費(fèi)用為1112.0萬元，基建指標(biāo)為741.00元/m³，單位經(jīng)營成本為0.33元/m³。

　　3.3.3傳統(tǒng)SBR法

　　在同一容器中進(jìn)水時(shí)形成厭氧（此時(shí)不曝氣）、缺氧，而后停止進(jìn)水，開始曝氣充氧，完成脫氮除磷過程，并在同一容器中沉淀，再加上撇水器出水，完成一個(gè)程序。這種方法與以空間進(jìn)行分割的連續(xù)系統(tǒng)有所不同，它不需要回流污泥，也無專門的厭氧、缺氧、好氧分區(qū)，而是在同一容器中，分時(shí)段實(shí)行攪拌、曝氣、沉淀，形成厭氧、缺氧、好氧過程。

　　SBR工藝的特點(diǎn)如下：

　　*生物反應(yīng)、沉淀均在一個(gè)構(gòu)筑物內(nèi)完成，節(jié)省占地，造價(jià)低。

　　*承受水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷能力較強(qiáng)。

　　*污泥沉降性能好，不易發(fā)生污泥膨脹。

　　*對有機(jī)物和氮的去除效果好。

　　但傳統(tǒng)的SBR工藝用于生物除磷脫氮時(shí)，效果不夠理想。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：對脫氮除磷而言，為了考慮進(jìn)水基質(zhì)濃度、有毒有害物質(zhì)對處理效果的影響，傳統(tǒng)SBR工藝采取了靈活的進(jìn)水方式（如非限量曝氣等），雖然提高了抗沖擊負(fù)荷能力，但由于這種考慮與脫氮或除磷所需的環(huán)境條件相左，因而在實(shí)際運(yùn)行中往往削弱了脫氮或除磷效果。就除磷而言，采用非限量或半限量曝氣進(jìn)水方式，將影響磷的釋放；對脫氮而言，將影響硝態(tài)氮的反硝化效果。

　　這種方法厭氧池的氧化還原電位較高，除磷效果差，總?cè)莘e利用率低，一般小于50%，適用于污水量較小場合。

　　3.3.4　CAST工藝

　　3.3.4.1　工藝介紹

　　CAST法工藝即連續(xù)進(jìn)水、間歇操作運(yùn)轉(zhuǎn)的活性污泥法，與傳統(tǒng)SBR法不同之處在于設(shè)置了多座池子，盡管單座池子為間歇操作運(yùn)行，但整個(gè)過程為連續(xù)進(jìn)出水。

　　CAST生物處理池的選擇區(qū)不僅可抑制絲狀菌的增長，改善污水性能，而且其有機(jī)物基質(zhì)高，相應(yīng)的溶解性BOD濃度高，這樣聚磷菌可迅速吸收這部分有機(jī)物中低分子有機(jī)物并將其轉(zhuǎn)化成PHB（聚β羥基丁酸），同時(shí)將細(xì)胞內(nèi)聚磷經(jīng)水解成正磷酸鹽釋放到水溶液中，這一環(huán)境條件使聚磷菌在微生物生存競爭中占優(yōu)勢并得以大量繁殖。在主反應(yīng)區(qū)的好氧狀態(tài)下，聚磷菌發(fā)生PHB的降解和磷的貪婪吸收，形成聚磷污泥，通過剩余污泥的排放實(shí)現(xiàn)污泥中磷的去除。CAST工藝即連續(xù)進(jìn)水、間歇操作運(yùn)轉(zhuǎn)的活性污泥法，與傳統(tǒng)SBR法不同之處在于設(shè)置了多座池子，盡管單座池子為間歇操作運(yùn)行，但整個(gè)過程為連續(xù)進(jìn)出水。

　　進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和待機(jī)在一座池子中完成，常用4座池子組成一組，輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，一池一池地間歇處理。ICEAS法可在一組池中完成脫氮、去除BOD5全過程，但每座池子都需安裝曝氣設(shè)備、出水潷水器及控制系統(tǒng)，間歇排水、水頭損失大，設(shè)備的閑置率較高、利用率低，設(shè)備投資較大，要求自動化度高

　　CAST工藝的特點(diǎn)如下：流程短、占地省、投資低；運(yùn)行費(fèi)用低；適應(yīng)水質(zhì)、水量變化的能力強(qiáng)；自動化程度高；出水水質(zhì)好。

　　3.3.4.2　四川省彭州污水處理廠工程實(shí)例

　　（1）規(guī)模

　　本期工程規(guī)模1萬m³/d，遠(yuǎn)期規(guī)劃規(guī)模3萬m³/d

　　（2）進(jìn)出水水質(zhì)

　　納污區(qū)域?yàn)楹狭髦?，遠(yuǎn)期將改造為分流制。近期污水處理的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：

　　BOD₅=130mg/L；COD=260g/L；SS=150mg/L；TP=5mg/L　　

　　TN=40mg/L

　　彭州市污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)為：

　　BOD₅≤20mg/L；CODcr≤60mg/L；SS≤20mg/L；TP=1mg/L　　

　　NH₃-N≤10mg/L，TN≤15mg/L

　?。?）處理工藝

　　采用cass工藝，主要參數(shù)如下：

　　設(shè)計(jì)流量：1萬m³/d，分兩組，每組設(shè)計(jì)流量0.5萬m³/d。

　　設(shè)計(jì)平均水溫22.5℃（最不利水溫15℃，最高水溫30℃）

　　泥齡：12d

　　混合液濃度MlSS：3.5g/l

　　污泥負(fù)荷：0.079kgBOD₅／kgMLSS·d

　　容積負(fù)荷：0.276kgBOD₅／m³·d

　　總停留時(shí)間：13.6h

　　有效水深5.5米

　　剩余污泥產(chǎn)量：1500kgSS/d（含水率99.2%）

　　氣水比：4.2:1

　?。?）工程投資以及運(yùn)行費(fèi)用

　　本工程總投資為810.52萬元，工程費(fèi)用為684.58萬元，基建指標(biāo)為684元/m³，經(jīng)營成本0.236元/m³，處理總成本為0.32元/m³。

　　3.3.4.3　佛山市三水區(qū)驛崗污水處理廠工程實(shí)例

　?。?）規(guī)模

　　本期工程規(guī)模5萬m³/d，遠(yuǎn)期規(guī)劃規(guī)模10萬m³/d

　　（2）進(jìn)出水水質(zhì)

　　設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：

　　BOD₅=130mg/L；COD=250g/L；SS=150mg/L；TP=3.0mg/L　　

　　NH₃-N≤30mg/L，TN=40mg/L

　　排放標(biāo)準(zhǔn)為：

　　BOD₅≤20mg/L；CODcr≤40mg/L；SS≤20mg/L；TP=1mg/L　　

　　NH₃-N≤10mg/L，TN≤20mg/L

　?。?）處理工藝

　　采用CAST工藝，主要參數(shù)如下：

　　設(shè)計(jì)流量：5萬m³/d。

　　設(shè)計(jì)平均水溫24℃（最不利水溫15℃，最高水溫32℃）

　　總泥齡：20d

　　混合液濃度MlSS：3.0g/l

　　污泥負(fù)荷：0.10kgBOD₅／kgMLSS·d

　　總停留時(shí)間：11.97h，其中選擇區(qū)2.09h，主反應(yīng)區(qū)9.88h。

　　有效水深5.0m

　　剩余污泥產(chǎn)量：5000kgSS/d（含水率99.4%）

　　氣水比：5.2:1

　　3.3.5　UNITANK工藝

　　UNITANK工藝，又稱單池系統(tǒng)，是比利時(shí)史格斯清水公司（SEGHERS　ENGINEERING　WATER　NV）于80年代末開發(fā)的專利技術(shù)。UNITANK池一般由A、B、C三個(gè)矩形池組成，三個(gè)池水力相通，每個(gè)池內(nèi)均設(shè)有供氧設(shè)備，在外邊（A、C池）兩側(cè)矩形池設(shè)有固定出水堰和剩余污泥排放口，既可作為曝氣池，又可作為沉淀池。連續(xù)分池進(jìn)水，具有脫氮除磷效果。

　　UNITANK的特點(diǎn)在于一體化，布置緊湊，能較好地利用土地面積，節(jié)約用地效果明顯；不需混合液回流及活性污泥回流，流程簡單，利于管理；設(shè)置不同的循環(huán)時(shí)間，適應(yīng)性較強(qiáng)，序批式控制，易于實(shí)現(xiàn)處理過程的自動控制。其運(yùn)行方式類似于T型氧化溝。

　　在UNITANK成功地運(yùn)用于澳門凼仔污水處理廠后，國內(nèi)也曾經(jīng)掀起一股UNITANK熱潮。目前在上海和廣州分別已經(jīng)建成了規(guī)模為40和22萬m³/d的采用類似工藝的石洞口污水處理廠，但從規(guī)模上講，UNITANK工藝更適用于中小型污水處理廠。

　　3.4精細(xì)化工藝　　

　　3.4.1　曝氣生物濾池工藝

　　3.4.1.1工藝介紹

　　BAF主要用于生物處理出水的進(jìn)一步硝化，以提高出水水質(zhì)，去除生物處理中的剩余氨氮。近幾年又開發(fā)出多種形式，使此工藝適用于對原污水進(jìn)行硝化與反硝化處理。它通過內(nèi)設(shè)生物填料使微生物附著其上，污水從填料之間通過，達(dá)到去除有機(jī)物、氨氮和SS的目的。而除磷則主要靠投加化學(xué)藥劑的方式加以解決。

　　曝氣生物濾池充分借鑒了污水處理接觸氧化法和給水快濾池的設(shè)計(jì)思路，集曝氣、高濾速、截留懸浮物、定期反沖洗等特點(diǎn)于一體。其主要特征包括：采用粒狀填料作為生物載體，如陶粒、焦炭、石英砂、活性炭等；區(qū)別于一般生物濾池及生物塔濾，在去除BOD、氨氮時(shí)需要曝氣；高水力負(fù)荷、高容積負(fù)荷及高的生物膜活性；具有生物氧化降解和截流SS的雙重功能，生物處理單元之后不需再設(shè)二沉池；需要定期進(jìn)行反沖洗，清除濾池中截流的SS，同時(shí)更新生物膜。

　　BAF的主要優(yōu)點(diǎn)是：

　　◆　占地面積小，基建投資省。

　　◆　出水水質(zhì)高，SS一般不會超過10mg/L。

　　但是該工藝也有一些缺點(diǎn)：

　　◆　對進(jìn)水的SS要求較嚴(yán)，最好是控制在60mg/L以內(nèi)，因此往往采用混凝沉淀進(jìn)行強(qiáng)化一級處理。

　　◆　水頭損失較大，每一級生物曝氣濾池的水頭損失為1~2m。

　　雖然取消了二沉池，但是在反沖洗過程中，短時(shí)間水力負(fù)荷較大。為了避免反沖洗排水對初沉池造成較大的沖擊負(fù)荷，一般需要設(shè)置專門的緩沖池。

　　◆不具有生物除磷功能，在出水磷指標(biāo)有要求的場合，需要加藥進(jìn)行化學(xué)除磷，這無疑會加大投藥量和剩余污泥量，增加運(yùn)行成本。

　　◆如果采用強(qiáng)化一級處理雖然降低了進(jìn)入濾池的SS濃度，同時(shí)也去除了大量有機(jī)物，可能會造成后面反硝化碳源不足的危險(xiǎn)。據(jù)國外資料報(bào)道，有時(shí)還要外加碳源，否則不能有效脫氮。

　　目前國外采用的BAF工藝類型很多，有兩家公司推出的工藝較為成熟：一種是法國德利滿開發(fā)的BIOFOR工藝，采用的是比重大于1的陶粒濾料，污水的過濾水流方向?yàn)樯舷蛄?，反沖洗水流方向也是上向流；另一種是Vivendi公司開發(fā)的BIOSTYR工藝，采用的是比重小于1的輕質(zhì)濾料，污水的過濾水流方向?yàn)樯舷蛄?，反沖洗水流方向?yàn)橄孪蛄鳌?p>　　在國內(nèi)的市政污水處理領(lǐng)域，BIOFOR曝氣生物濾池工藝已在大連市馬欄河污水處理廠成功應(yīng)用，其設(shè)計(jì)規(guī)模為12萬m³/d，并且其陶粒濾料已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。BIOSTYR曝氣生物濾池工藝目前在國內(nèi)還無應(yīng)用實(shí)例，并且采用的是比重小于1的輕質(zhì)濾料，需要進(jìn)口。

　　3.4.1.2　擬建的廣州開發(fā)區(qū)黃陂污水處理廠工程實(shí)例

　　（1）規(guī)模

　　本期工程規(guī)模5萬m³/d

　?。?）進(jìn)出水水質(zhì)

　　設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：

　　BOD₅=200mg/L；COD=400g/L；SS=250mg/L；TP=5.0mg/L　　

　　NH₃-N≤25mg/L，TN=40mg/L

　　排放標(biāo)準(zhǔn)為：

　　BOD₅≤10mg/L；CODcr≤40mg/L；SS≤10mg/L；TP=0.5mg/L　　

　　NH₃-N≤5mg/L，TN≤15mg/L

　?。?）處理工藝

　　采用曝氣生物濾池工藝，主要參數(shù)如下：

　　6格同時(shí)硝化／反硝化曝氣生物濾池,

　　反沖洗水周期24h

　　每次反沖洗水量　551m³

　　反沖洗水強(qiáng)度65m³/m².h

　　反沖洗氣強(qiáng)度12Nm³/m².h

　　2格后反硝化生物濾池：

　　反沖洗水周期24h

　　每次反沖洗水量245m³

　　反沖洗水強(qiáng)度70m³/m².h

　　反沖洗氣強(qiáng)度12Nm³/m².h

　　曝氣生物濾池反沖洗,

　　同時(shí)反沖洗濾池單元數(shù)1u

　　反沖洗廢水池容積700m³

　　反沖洗水的回程時(shí)間2h

　　反沖洗水泵數(shù)量2u

　　反沖洗水泵流量280m³/h

　　反沖洗水泵揚(yáng)程15h

　?。?）工程投資及運(yùn)行費(fèi)用

　　項(xiàng)目估算總投資為12791.61萬元，其中工程費(fèi)用9308.39萬元。平均單位總成本1.50元/m³，單位經(jīng)營成本0.83元/m³。

　　3.4.2　MBR工藝

　　3.4.2.1工藝介紹

　　膜生物反應(yīng)器（Membrane-Bioreactor，簡稱MBR）是一種將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)污水生物處理工藝有機(jī)結(jié)合的新型高效污水處理與回用工藝，其中膜分離工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的活性污泥法中的二沉池，起著把生物處理工藝所依賴的微生物從生物培養(yǎng)液（混合液）中分離出來的作用，從而微生物得以在生化反應(yīng)池內(nèi)保留下來，同時(shí)保證出水中基本上不含微生物和其他懸浮物。

　　膜生物反應(yīng)器根據(jù)生物處理的工藝要求，一般建有三個(gè)生物反應(yīng)區(qū)（池），分為厭氧區(qū)（除磷）、好氧區(qū)（硝化池）缺氧區(qū)（反硝化池）。膜組件浸沒于好氧區(qū)中，各區(qū)之間通過潛水推進(jìn)器來循環(huán)混合液。污水先進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)與缺氧區(qū)回流的污泥及在厭氧條件下聚磷菌對磷的釋放，使污水中磷的濃度升高；厭氧區(qū)出水與膜區(qū)回流污水先進(jìn)入缺氧區(qū)，在此將大分子量長鏈有機(jī)物分解為易生化的小分子有機(jī)物，然后污水進(jìn)入好氧區(qū)進(jìn)行有機(jī)物生物降解，同時(shí)進(jìn)行生物硝化反應(yīng)，并通過回流到缺氧區(qū)進(jìn)行反硝化，完成脫氮功能，缺氧區(qū)中置有潛水?dāng)嚢杵?，達(dá)到混合的作用。

　　從技術(shù)的可行性的角度考慮，所有可能使用傳統(tǒng)的生物處理方法的場合都適用MBR。在下列場合，MBR更加適用：

　　·污水的深度處理或再生利用；

　　·對排放水質(zhì)（濁度、細(xì)菌、有機(jī)物、氨氮等指標(biāo)）要求嚴(yán)格的場合；

　　·土地供應(yīng)緊張的場合；

　　·現(xiàn)有水廠的擴(kuò)容或升級改造；

　　·容易發(fā)生污泥膨脹的場合。

　　在MBR工藝中，由于用膜組件代替了傳統(tǒng)活性污泥工藝中的二沉池，可以進(jìn)行高效的固液分離，克服了傳統(tǒng)工藝中出水水質(zhì)不夠穩(wěn)定、污泥容易膨脹等不足，從而具有下列優(yōu)點(diǎn)：

　　（1）高效地進(jìn)行固液分離，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定，可以完全去除SS，對細(xì)菌和病毒也有很好的截留效果，出水可直接回用；

　?。?）由于膜的高效截留作用，可使微生物完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)器水力停留時(shí)間（HRT）和污泥齡（SRT）的完全分離，使運(yùn)行控制更加靈活穩(wěn)定；

　?。?）生物反應(yīng)器內(nèi)能維持高濃度的微生物量，可高達(dá)10g/L以上，處理裝置容積負(fù)荷高，占地面積可減少到傳統(tǒng)活性污泥法的1/3到1/5；

　?。?）有利于增殖緩慢的微生物如硝化細(xì)菌的截留和生長，系統(tǒng)硝化效率得以提高。也可增長一些難降解有機(jī)物在系統(tǒng)中的水力停留時(shí)間，有效地將分解難降解有機(jī)物的微生物滯留在反應(yīng)器內(nèi)，有利于難降解有機(jī)物降解效率的提高；

　?。?）MBR一般都在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運(yùn)行，剩余污泥產(chǎn)量低，降低了污泥處理費(fèi)用；

　?。?）可以實(shí)現(xiàn)完全的自動控制，操作管理方便。

　?。?）系統(tǒng)出水水質(zhì)穩(wěn)定且優(yōu)于傳統(tǒng)的污水處理設(shè)備。

　?。?）生物膜反應(yīng)器可以濾除細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)，可節(jié)省加藥消毒所帶來的長期運(yùn)行費(fèi)用。

　?。?）使用壽命長，單位體積膜面積高，膜具有自修復(fù)能力，從而減少了設(shè)備維護(hù)工作。

　　通過獨(dú)特的運(yùn)行方式，膜表面不易堵塞，膜清洗間隔時(shí)間長，洗膜方式簡單易行。

　　3.4.2.2擬建的廣州開發(fā)區(qū)蘿崗污水處理廠

　　（1）規(guī)模

　　本期工程規(guī)模5萬m³/d

　?。?）進(jìn)出水水質(zhì)

　　設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：

　　BOD₅=200mg/L；COD=400g/L；SS=250mg/L；TP=5.0mg/L　　

　　NH₃-N≤25mg/L，TN=40mg/L

　　排放標(biāo)準(zhǔn)為：

　　BOD₅≤10mg/L；CODcr≤40mg/L；SS≤10mg/L；TP=0.5mg/L　　

　　NH₃-N≤5mg/L，TN≤15mg/L

　?。?）處理工藝

　　采用MBR工藝，主要參數(shù)如下：

　　其中厭氧區(qū)+缺氧區(qū)容積：900+1800m³

　　設(shè)計(jì)單池處理能力：25,000m³/d；

　　設(shè)計(jì)MLSS：8～10g/l

　　生化池總有效容積：18000m³

　　水力停留時(shí)間：8.99h（含膜池容積）

　　設(shè)計(jì)MLSS：8.00g/L

　　設(shè)計(jì)污泥COD負(fù)荷：0.110kgCOD/kgMLSS.d

　　設(shè)計(jì)污泥BOD負(fù)荷：0.060kgBOD/kgMLSS.d

　　剩余污泥濃度：9.33g/L

　　剩余污泥體積：685.71m³/d

　　混合液回流比：500％，從膜池回流

　　需氣量280Nm³/min(按5萬m³/d計(jì))，氣水比8.0:1。

　　（4）工程投資及運(yùn)行費(fèi)用

　　本項(xiàng)目估算投資22479.25萬元，其中工程費(fèi)用13960.91萬元，。單位經(jīng)營成本0.83元/m³，處理總成本1.56元/m³。

　　3.5人工強(qiáng)化自然工藝　　

　　在有條件的地區(qū)，可利用荒地、閑地等可利用的條件，采用各種類型的土地處理和穩(wěn)定塘等自然凈化技術(shù)。城市污水二級處理出水不能滿足水環(huán)境要求時(shí)，在條件許可的情況下，可采用土地處理系統(tǒng)和穩(wěn)定塘等自然凈化技術(shù)進(jìn)一步處理。采用土地處理技術(shù)，應(yīng)嚴(yán)格防止地下水污染。

　　3.5.1穩(wěn)定塘

　　穩(wěn)定塘是利用天然湖塘、洼地,適宜的氣溫、日照,通過塘內(nèi)生長的微生物凈化污水。穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)可以劃分為兼性塘、厭氧塘、好氧塘、曝氣塘等多種形式。不同形式的單塘可以不同的組合方式形成多級串聯(lián)塘系統(tǒng)。多級串聯(lián)塘系統(tǒng)不僅有很高的COD、BOD去除率和較高的氮、磷去除率,還有很高的病原菌、寄生蟲卵和病毒去除率。穩(wěn)定塘系統(tǒng)不僅在發(fā)展中國家廣泛應(yīng)用,而且在發(fā)達(dá)國家應(yīng)用也很普遍。我國也建造了越來越多的污水處理穩(wěn)定塘,如黑龍江省齊齊哈爾穩(wěn)定塘系統(tǒng)、山東省東營穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)、廣東省尖峰山養(yǎng)豬廠穩(wěn)定塘、內(nèi)蒙古集寧市穩(wěn)定塘系統(tǒng)等。

　　穩(wěn)定塘處理工藝具有基建投資省、工程簡單、處理能耗低、運(yùn)行維護(hù)方便、成本低、污泥產(chǎn)量少、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn),不足之處就是占地面積大。穩(wěn)定塘適用于土地資源豐富,地價(jià)便宜的城鎮(zhèn)污水處理,尤其是有大片廢棄的坑塘洼地、舊河道等可以利用的小城鎮(zhèn),可考慮采用該處理系統(tǒng)。

　?。?）特點(diǎn)

　　a、優(yōu)點(diǎn)

　　*　便于因地制宜，基建投資少。

　　*　運(yùn)行維護(hù)方便，能耗較低。

　　*　能夠?qū)崿F(xiàn)污水資源化，對污水進(jìn)行綜合利用，變廢為寶。

　　b、缺點(diǎn)

　　*　占地面積過多。

　　*　氣候?qū)Ψ€(wěn)定塘的處理效果影響較大。

　　*　若設(shè)計(jì)或運(yùn)行管理不當(dāng)，則會造成二次污染。

　　3.5.2人工濕地

　　人工濕地系以人工建造和監(jiān)督控制的、與沼澤地相類似的地面，通過自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物三者協(xié)同作用以達(dá)到對污水的凈化。濕地能凈化污水，是自然環(huán)境中自凈能力很強(qiáng)的區(qū)域之一，它利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學(xué)和生物的三重協(xié)同作用，通過過濾、吸附、共沉、離子交換、植物吸收和微生物分解來實(shí)現(xiàn)對污水的高效凈化。

　　從水力學(xué)角度劃分，人工濕地分為表面流人工濕地、潛流人工濕地和垂直流人工濕地。表面流濕地由反應(yīng)池或渠、土或其他基質(zhì)（填料）、生長在基質(zhì)上的挺水植物、有自由水面的較淺的細(xì)水流等要素組成，該濕地的特點(diǎn)是反應(yīng)池或渠一般較細(xì)長，以保證近似的推流狀態(tài)。潛流濕地包括一個(gè)裝有基質(zhì)的池和長在基質(zhì)上的挺水植物，濕地的基質(zhì)可以是碎石、卵石以及各種土壤，也可以是它們的組合，該濕地的特點(diǎn)是較表面流濕地具有更高的負(fù)荷、占地面積小、效果可靠、耐沖擊負(fù)荷和不易滋生蚊蠅等。垂直流人工濕地是在表面流和潛流人工濕地基礎(chǔ)上開發(fā)出來的人工濕地系統(tǒng)，與表面流和潛流人工濕地相比，其處理效果更好、更穩(wěn)定，但其構(gòu)造相對復(fù)雜。

　　3.5.3　普通生物濾池

　　普通生物濾池是生物濾池早期出現(xiàn)的類型，由池體、濾料、布水裝置和排水系統(tǒng)組成。污水通過噴嘴式布水系統(tǒng)均布水在濾料上，排水系統(tǒng)設(shè)于池底部，以便保證濾池的良好通風(fēng)。處理生活污水或以生活污水為主題的城市污水時(shí)，水力負(fù)荷一般為1～3m³/m².d，BOD容積負(fù)荷為0.15～0.30kg/m³.d

　　普通生物濾池一般適用于處理日污水量不高于1000m³的小城鎮(zhèn)污水或有機(jī)性工業(yè)廢水。其主要優(yōu)點(diǎn)：（1）處理效果良好，BOD5的去除率可達(dá)95％以上；（2）運(yùn)行穩(wěn)定，易于管理，節(jié)省能源。主要缺點(diǎn)：（1）占地面積大，不適合處理量大的污水；（2）濾料易堵塞，當(dāng)預(yù)處理不夠充分或生物膜季節(jié)性大規(guī)模脫落時(shí)，都可能使濾料堵塞；（3）產(chǎn)生濾池蠅，惡化環(huán)境衛(wèi)生；（4）噴嘴噴灑污水，散發(fā)臭味。

　　3.5.4高負(fù)荷生物濾池

　　高負(fù)荷生物濾池式在解決、改善普通生物濾池在凈化功能和運(yùn)行中存在的實(shí)際弊端的基礎(chǔ)上開創(chuàng)的，它大幅度提高了濾池的負(fù)荷，其BOD容積負(fù)荷率高于普通生物濾池6～8倍，水力負(fù)荷率則高達(dá)10倍。

　　高負(fù)荷生物濾池設(shè)有處理水回流措施，可以均化穩(wěn)定進(jìn)水水質(zhì)、加大水力負(fù)荷、抑制濾池蠅的過渡滋長、減輕散發(fā)的臭味。

　　在構(gòu)造上，高負(fù)荷生物濾池與普通生物濾池基本相同，也采用自然通風(fēng)，但高負(fù)荷生物濾池多采用旋轉(zhuǎn)式的布水裝置，表面多采用圓形。

　　高負(fù)荷生物濾池克服了普通生物濾池的缺點(diǎn)，但也存在環(huán)境影響較大的問題。

　　3.6簡易工藝

　　3.6.1　水解—好氧生物處理工藝

　　水解—好氧生物處理工藝20世紀(jì)80年代在我國出現(xiàn)，它將厭氧和好氧有機(jī)地結(jié)合起來，但在厭氧段摒棄了厭氧消化過程中對環(huán)境條件要求嚴(yán)格、且降解速度較慢的甲烷發(fā)酵階段，控制厭氧段在水解階段，不但可減少反應(yīng)器的容積，而且同時(shí)省去了沼氣回收利用系統(tǒng)，從而使基建費(fèi)用大幅度降低。另外，經(jīng)水解，原廢水中易降解物質(zhì)減少較少，而一些難以生物降解的大分子物質(zhì)可被轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)（如有機(jī)酸等），從而使廢水的可生化性和降解速度大幅度提高。因此，后續(xù)好氧生物處理可在較短的水力停留時(shí)間內(nèi)，達(dá)到較高的COD去除率。該工藝已在城市污水，特別是在工業(yè)廢水處理得到廣泛應(yīng)用。水解處理既可采用厭氧活性污泥法（如厭氧接觸法、升流式厭氧污泥床等），也可采用厭氧生物膜法（如厭氧濾池等）。后續(xù)的好氧生物處理可采用好氧活性污泥法（如普通活性污泥法、SBR、氧化溝等）、生物膜法（如生物接觸氧化、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤等）、穩(wěn)定塘、土地處理等。

　　水解-好氧工藝有如下所述的幾種工藝類型：

　　1）水解酸化-活性污泥工藝

　　采用水解-好氧工藝流程，后續(xù)的活性污泥工藝設(shè)計(jì)參數(shù)較傳統(tǒng)的活性污泥工藝有所不同，主要是水力停留時(shí)間縮短、曝氣量減少，不采用傳統(tǒng)污泥消化系統(tǒng)。

　　該類工藝的工程實(shí)例有北京密云縣污水處理廠、新疆昌吉市水質(zhì)凈化廠等。

　　2）水解酸化-接觸氧化工藝

　　此工藝在工業(yè)廢水處理中應(yīng)用較多，如印染廢水、染料污水、焦化污水處理等。山東濰坊印染廠就采用的是此工藝，處理規(guī)模50000m3/d。

　　3）水解酸化-氧化塘處理工藝

　　采用水解作為預(yù)處理工藝，氧化塘的設(shè)計(jì)參數(shù)將有較大的變化，主要體現(xiàn)在水力停留時(shí)間縮短、池塘水深較淺，同時(shí)基本解決了淤塞問題。新疆昌吉污水處理廠就采用的是此工藝。

　　4）水解酸化-土地處理工藝

　　采用水解-土地處理工藝，其效果相當(dāng)于水解-氧化塘工藝。污水土地處理系統(tǒng)是利用“土壤-植物-微生物”系統(tǒng)的天然自凈能力，也就是利用土壤的物理、化學(xué)和生物化學(xué)過程，使污水得到凈化，土地處理的場地相對較大，目前山東安丘市3000m³/d污水處理工程已采用此工藝流程。

　　3.6.2　污水凈化沼氣池

　　生活污水凈化沼氣池工藝流程如圖所示。污水首先經(jīng)格柵沉砂后進(jìn)入A區(qū)。A區(qū)參照厭氧污泥床設(shè)計(jì)，分成兩室、嚴(yán)格密封且隔絕空氣，保持厭氧環(huán)境。其功能是分離截流懸浮物，吸附降解膠體及溶解有機(jī)物。A區(qū)污染物去除率占全部的40%。污水經(jīng)A區(qū)后，其污染物濃度已降低，B區(qū)采用厭氧生物濾池工藝，隔絕空氣，利用填料上巨大表面的厭氧生物膜，進(jìn)一步代謝降解有機(jī)質(zhì)，B區(qū)分三至四室，其中兩室設(shè)置填料，另一至兩室為沉淀澄清池。B區(qū)的功能是進(jìn)一步截流降解污染物質(zhì)，分離沉淀污泥回流至A區(qū)，以增加A區(qū)污泥濃度。B區(qū)雜志去除率約占全部的30%。

　　經(jīng)凈化沼氣池處理的污水，一般能達(dá)到糞便無害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB7959-87）、污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（CJ18-86）和污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978-88）。

　　4　結(jié)語

　?。?）隨著小城鎮(zhèn)的快速發(fā)展,為避免重復(fù)“先污染、后治理,先破壞、后保護(hù)”的老路,必須先行治污,恢復(fù)和保持良好的生態(tài)環(huán)境,促進(jìn)小城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展，小城鎮(zhèn)的污染問題日益受到重視。在80%的人口分布的小城鎮(zhèn)和農(nóng)村、城市郊區(qū)等人口密度低、管網(wǎng)難以延伸的地方，發(fā)展小型污水處理更具現(xiàn)實(shí)意義。

　?。?）由于受小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、處理要求、運(yùn)營管理經(jīng)驗(yàn)和水平等的影響，大城市的污水處理工藝難以適應(yīng)小城鎮(zhèn)污水處理的需求，需要優(yōu)選小城鎮(zhèn)污水處理工藝。

　?。?）結(jié)合不同類型的小城鎮(zhèn)自身的特點(diǎn)，綜合考慮小城鎮(zhèn)的水量和水質(zhì)特點(diǎn),根據(jù)小城鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度采用不同的處理工藝。如在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的小城鎮(zhèn),可優(yōu)先考慮采用穩(wěn)定塘系統(tǒng)、土地處理系統(tǒng)等因地制宜的自然凈化工藝,或先采用強(qiáng)化一級處理工藝待條件成熟后再過渡到二級處理工藝；在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的小城鎮(zhèn)可以采用曝氣生物濾池、MBR為主的處理工藝。

　　參考文獻(xiàn)：

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