適合中小城鎮的污水處理工藝

摘 要:隨著我國城鄉經濟的發展，我國農村城市化的速度大大加快，大量的小城鎮將迅速興起。目前絕大多數城鎮沒有排水和污水處理設施，污染嚴重，已經影響到人民的生活和健康。未來一段時間內，我國將會集中在中小城鎮建設一大批污水處理廠，本文主要介紹適合中小城鎮經濟實用的污水處理工藝。

關鍵詞:中小城鎮 污水處理 SBR 氧化溝

中圖分類號:X52文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)12(a)-0128-01

改革開放以來，我國的大部分城市都已經建設了污水處理設施，對于治理水污染起到了很大作用。隨著我國城鄉經濟的發展，我國農村城市化的速度將大大加快，大量的小城鎮將迅速興起，絕大多數沒有排水和污水處理設施，造成一些中小城鎮尤其是經濟比較發達的中小城鎮，污染嚴重，已經影響到人民的生活和健康。從另一方面講，中小城鎮和大中城市在水系上是相通的，而且往往處于大中城市的上游，中小城鎮的污水治理工作做不好，大中城市水環境的質量也不會有明顯改善。未來一段時間內，我國將會集中在中小城鎮建設一大批污水處理廠，這些污水處理廠的規模，小的只有每日幾十噸，大的每日幾萬噸，在規模上和大型污水處理廠相差較大，由于這些中小城鎮和大中城市經濟發展水平、排水體制，基礎資料，融資渠道有很大不同，因此以往建設大型污水處理廠的經驗只有借鑒的意義，不可能也不應該把大中城市的污水治理工藝、技術裝備等搬用到城鎮級的污水處理廠中去，否則目前在大中城市中出現的“建的起，用不起”的局面將會在中、小城鎮更加強烈的表現出來，甚至會演變成“既建不起，更用不起”的局面，因此探索適合中小城鎮的經濟實用的污水處理工藝，以較少的投資建成污水處理廠，以較低的運行費用運轉污水處理廠，達到消除污染、保護環境的目的是擺在給排水工作者面前的一個挑戰。

1 適合中小城鎮的除磷脫氧工藝

A/O工藝、A2/O工藝、各種氧化溝工藝、SBR工藝這些從活性污泥法派生出來的工藝都可以實現除碳、除氮、除磷，都是比較實用的除磷脫氮工藝。由于磷的去除是通過排放剩余污泥實現的。SRT小，剩余污泥排放量也就多，除磷量也就越多。生物硝化工藝需要較低的負荷，較長的泥齡。因此，除磷脫氮對某些工藝參數的要求是互相矛盾的，為實現同時除磷脫氮，研究者開發了不少新工藝，如改良A2/O工藝，UCT工藝，MUCT工藝等，這些工藝克服了除磷脫氮的一些沖突，可以同時取得較好的除磷脫氮效果，但這些工藝的缺點也是顯而易見的，處理單元多，流程長，操作管理復雜，運轉費用高，在應用于中小規模污水處理廠時應該慎重。對中小規模的城鎮污水處理廠來講，比較有發展前途的工藝是SBR工藝、氧化溝工藝。因為這兩種工藝一般都不設初沉地，SBR工藝和合建式氧化溝工藝也不需要二沉地、污泥回流設施，因此，水、泥處理流程大為簡化，可以達到占地少、能耗低、投資省。為運行管理方便的目的，符合當前污水處理工藝合建、簡化發展的總趨勢。

2 氧化溝工藝的特點、各種形式和適用情況

氧化溝實際上是活性污泥法的一種變形，它的水力流態和普通活性污泥法相差較大，是一種首尾相接的循環流，通常采用延時曝氣。氧化溝是荷蘭人二戰后為處理小城鎮污水而開發的，由于氧化溝處理污水經濟、簡單和管理方便，所以它問世以來，發展很快。按照運行方式，氧化溝可以分為連續工作式、交替工作式和半交替工作式。連續工作式氧化溝如帕斯韋爾氧化溝、卡魯塞爾氧化溝。奧貝爾氧化溝在我國應用比較多，這些氧化溝通過設置適當的缺氧段、厭氧段、好氧段都能取得較好的除磷脫氮效果。連續工作式氧化溝又可分為合建式和分建式。交替工作式氧化溝一般采用合建式，多采用轉刷曝氣，不設二沉池和污泥回流設施。交替工作式氧化溝又可分為單溝式、雙溝式和三溝式，交替式氧化溝兼有連續式氧化溝和SBR工藝的一些特點，可以根據水量水質的變化調節轉刷的開停，既可以節約能源，又可以實現最佳的除磷脫氮效果。

3 SBR工藝的特點、各種形式和適用情況

SBR工藝的基本特征是在一個反應池中完成污水的生化反應、沉淀、排水、排泥，處理設施比一般氧化溝還要簡單。SBR工藝的概念和操作靈活性使其易于引入厭氧/好氧除磷過程或缺氧/好氧除氮過程，通過調整運行周期以及控制各工序時間的長短，可實現對氮磷的高效去除。SBR工藝有很多種類型，除了常規SBR工藝之外，還有DAT-IAT工藝，Unitank工藝、CAST及CASS工藝、ICEAS工藝等。ICEAS工藝和DAT-IAT工藝均采用連續進水方式，使進水的控制系統變得簡單，但是因為主反應區前面缺乏一個厭氧段，因此，除磷的效果不夠理想，DAT-IAT工藝的回流比比較大，運行費用偏高。和合建式氧化溝一樣，因為在一個較長停留時間的曝氣系統內，只有50%左右的池容用于曝氣，SBR工藝的容積利用率也不高。

4 SBR工藝和氧化溝工藝的比較

如前所述，SBR工藝和氧化溝工藝都比較適合于中小型污水廠，都可以取得比較好的除磷脫氮效果。但是這兩種工藝又各有優缺點，分別適用于不同的情況。

(1)SBR工藝由于采用合建式，不需要設置二沉地，同時由于采用微孔曝氣，可以采用的水深一般為4～6m，比一般氧化溝的水深(3～4m)要深，因此在同樣的負荷條件下，SBR工藝的占地面積小，如果污水處理廠所在地的征地費用比較高，對SBR工藝有利。(2)SBR工藝中一個周期的沉淀時間是由活性污泥界面的沉速、MLSS濃度、水溫等因素確定的，渾水時間是由潷水器的長度、上清液的潷除速率等因素決定的，對于一個固定的反應系統，沉淀時間和潷水時間的和基本上是固定的，一般都不應小于2小時，因此，每個周期的時間短，反應時間所占的比例就低，反應池的容積利用系數降低。對于對污泥穩定要求不高的污水廠，選擇SBR工藝不利。(合建式氧化溝工藝也有這個缺點)。(3)SBR工藝和交替式氧化溝需要頻繁地開停進水閥門，曝氣設備，潷水器等，因此，對自控設備的要求比較高，目前，某些國產設備的質量尚不過關，如果考慮進口，自控系統所占的投資比例將增加，而且將增大維修費用。(4)在寒冷的氣候條件下，因為表面爆氣器會造成表面冷卻或者結冰，降低污水的溫度，而污水的溫度降低，對生化反應尤其是硝化反應的影響較大，所以，在寒冷地區，采用氧化溝工藝，需要采取一些特殊措施，如將氧化溝加蓋，而這些措施都使氧化溝工藝在和其它工藝競爭中，處于不利的地位。(5)在一些水量非常小的小城鎮，夜間幾乎沒有污水產生，這時候SBR工藝和交替式氧化溝工藝有優越性，曝氣設備可以白天運轉，夜間停止運行。

5 結語

應該提出的是:選擇污水廠的處理工藝，是一件復雜的事情，目前的各種處理工藝，都各有優缺點，只有最適合某個工程的工藝，并不存在最先進的工藝。設計者應該根據進出水水質、污水廠的規模、當地的經濟條件、氣候情況、廠址情況、地質條件、電價等情況，因地制宜地選擇污水處理工藝，努力達到投資少，運轉費用低，運行管理簡單，同時，根據中小城鎮排水的具體特點，也可以大膽地嘗試一些雖然在國內目前應用較少，但比較適合中小城鎮特點的污水處理工藝，如生物膜法和生物接觸氧化法。

參考文獻

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