城镇污水处理设施的技术特点与研究

【摘 要】虽然我国城镇污水处理事业发展很快，但是许多中小城镇还没有污水处理设施，污水处理设施的建设还有很长的路要走。城镇污水处理设施的建设要考虑到当地的自然和经济条件，还要结合污水处理设施的技术特点。本文分析和讨论了城镇污水处理设施的现状、技术选择依据和常用的城镇污水处理技术。
【关键词】城镇；污水处理；设施
　　城镇的人口规模一般在2000人以上，10万人以下，按此规模兴建的污水处理设施，既要满足环境保护排放标准的要求，也要“建的起”和“用的起”，选择适合的技术和工艺就非常关键了。据住建部统计，截至2011底，全国已建成城镇污水处理厂3135座，正在建设中的城镇污水处理项目1360个；36个大中城市建有污水处理厂422座，但是有3%的城市和28.4%县城没有污水处理厂[1]。另据世界银行研究，目前中国共有城镇（towns）19322个[2]。可见，虽然城镇污水处理设施的建设已经取得很大成就，但主要集中在大中城市，一部分县城和大量的中小城镇没有污水处理厂，将来仍将有大量的城镇污水处理设施需要建设。很明显，研究并探讨适合城镇的污水处理技术具有深远的现实意义。
　　1.城镇污水处理设施现状分析
　　1.1 发展不平衡
　　表现在以下几点：⑴东西部地区污水处理能力相差较大。东部沿海省份经济发展较快，污水处理能力比中西部地区高，如东部地区的城市和县级单位污水处理能力分别比西部高出5%～6%和44%[3]。⑵大中城市和县城、小城镇的污水处理能力也有明显差别，2009年污水处理率城市为75%，县城只有42%；小城镇虽没有统计数据，但可以推断要低很多。
　　1.2 配套污水排水管网建设拖后腿
　　一些城市、县城为完成指标建设了污水处理厂或设施，但未能配套相应的管网，并且已建成的管网中雨污合流情况比较多，这为污水处理厂的运作增加难度。
　　1.3 水质水量不符合要求
　　有规划设计方面的原因，如调研不细致，造成实际运行水质与设计水质不符，或者工业废水未经处理排入市政管网等，这些问题影响到处理的效果[4]。
　　1.4 污泥处理存在不足
　　污泥处理方面的问题是：⑴设备问题，如脱水机容易出现故障，导致脱水后的污泥得不到妥善处理。⑵处置方式不完善，有近70%的污泥未实现稳定化处理和安全处置，存在二次污染的隐患。⑶污泥处理能力不匹配，这既有规划设计的问题，也与一些地方片面追求指标，顾水不顾泥的原因有关。
　　1.5 污水处理再生利用不够
　　据统计，2009年底全国再生水利用量不到全国城镇污水处理总量的10%。但同时却有400座城市供水不足，110座城市严重缺水。
　　2.城镇污水处理设施的技术选择
　　2.1 确定污水处理规模
　　污水处理规模与城镇人口、社会经济水平、排水体制、工业废水量、规划年限、进水水质、出水水质、污水排放与再生利用、污泥的综合利用等因素有关，在确定污水处理规模时要进行全面详细的调研，要将实际情况调查清楚，不留盲点。
　　2.2 考虑污水管网
　　前面已经讨论了一些地方污水管网不配套的问题，要让污水处理设施真正发挥实效，就必须充分考虑管网的建设。新建城镇的污水管网应优先选择分流制；旧城镇改造时可考虑采用截流式合流系统；只有在雨量极为稀少的地区，才考虑采用合流制排水系统。
　　2.3 污水处理的工艺选择原则
　　污水处理的工艺要充分考虑城镇的自然条件、地理环境、经济实力以及城镇人口、排水体制、进出水质等因素，选择经济、高效的处理工艺，而不是盲目追新求异。
　　3.常用污水处理设施的技术特点
　　3.1 生物接触氧化法
　　工艺流程是：进水→调节池→接触氧化池→消毒池→出水。氧化池中充填填料，通过曝气，污水在填料生物膜上的微生物作用下，去除污染物，污水得到净化。工艺优点是池内充氧条件好，容积负荷率高；采用高效悬挂填料时不容易堵塞；不需要污泥回流系统，没有污泥膨胀问题；运行管理简单，能除氨氮；抗冲击能力强；有节能效果，是应用广泛的污水处理技术。不足之处曝气难以做到分布均匀。一般多用于中小规模的污水处理[5]。
　　3.2 氧化沟法
　　工艺流程是：进水→氧化沟→二沉池→消毒池→出水。污水在氧化沟中与活性污泥接触，并在转刷处曝气，在环形沟内完成生化反应和污水的净化。氧化沟法有Carrousel沟、三沟式、一体化式、Orbal沟等多种形式。优点是：工艺简单，可省去调节池、初沉池和污泥消化池；管理方便；处理效果好，一般能除氮磷；抗冲击能力强；采用延时曝气，污泥量少，污泥容易脱水等。一般用于大中规模的污水处理。
　　3.3 SBR法
　　工艺流程是：进水→格栅→沉沙池→SBR反应池→消毒池→出水。主要工艺设备是SBR反应池，在池中完成进水、反应、沉淀、排水、闲置五个交替进行的周期。优点是工艺简单；处理效果好，能除氮磷；没有污泥膨胀；有抗冲击能力；占地少。缺点是自动化设备要求高，投资较大。SBR法适合中小规模污水处理以及土地紧张，但经济条件较好的地区。SBR法已发展出了各种新的形式，如ICEAS法、CASS法、DAT-IAT法、CAST法等。
　　3.4 AB法
　　工艺流程是：进水→格栅→沉沙池→A段曝气池→中沉池→B段曝气池→二沉池→出水。AB法不设初沉池，A段为高负荷，B段是低负荷，两段污泥分别回流，充分利用了污水管道中的微生物，为不同时期的微生物种群创造良好的生长环境。优点是抗冲击能力强；处理效果稳定，可去除氮磷。不足之处是需要两次出泥，增加了回流系统；另外A段去除较多BOD时，可能造成后面碳源不足，影响脱氮。一般用于大中规模的污水处理。
　　3.5 人工湿地系统
　　工艺流程：进水→格栅→沉砂池→沉淀池→稳定塘→湿地系统→出水。这种方法是将沙、石、土壤、煤渣等材料按一定比例组成基质，然后栽种湿地水生植物，形成湿地系统。污水流经湿地系统过程中，与土壤、植物根茎部的生物膜接触，经过物理、化学和生物的共同作用，完成净化过程。优点是建设和运行费用低，节能；维护非常简单；设计良好的湿地系统可获得很好的处理效果。不足之处是占地面积较大，适合土地资源丰富的地区。
　　3.6 再生水回用系统
　　前面讨论了我国一些地区少水和严重缺水的现实，世界上许多国家成功的经验表明，利用再生水是解决少水和严重缺水的一个非常有效的办法。采用再生水的一个思路是强化一级处理，将污水经10mg/L的硫酸铁和0.15mg/L阴离子聚合物混合条件下沉淀处理，可去除80%以上的TSS和50%以上的[6]。强化一级处理后，再与人工湿地系统结合，出水可用于农田灌溉和园林绿化等用途。
　　4.结语
　　城镇污水处理是解决解决水环境污染的重要措施，由于污水处理设施种类繁多，需要根据城镇的实际情况，按照污水处理设施的技术特点和运营管理要求，选择工艺简单，维护容易，运行费用低的技术，以便得到良好经济和社会效益。
　　参考文献
　　[1]中华人民共和国住房和城乡建设部. 关于全国城镇污水处理设施2011年第四季度建设和运行情况的通报[EB/OL]. 
　　[2]The World Bank. China Small and Medium Towns Overview [R]. Washington：International Bank for Reconstruction and Development / The World Bank，April 2012.
　　[3]彭树恒等.“十二五”全国城镇污水处理设施建设发展思路与建议[J].中国工程咨询，2011（8）.
　　[4]何强等.东部小城镇污水处理技术的适用性分析[J].三峡环境与生态，2009，2（5）.
　　[5]温元洪.污水处理工艺方案技术分析[J].城市建设理论研究（电子版），2011（32）.
　　[6]赵丽君.小城镇污水处理与再生回用——《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》标准的解读[J].建设科技，2008（14）.