浅议小城镇污水处理厂设计中处理工艺的选择
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摘要：本文针对小城镇污水处理厂设计中工艺选择应考虑的问题，详细介绍了几种适合小城镇污水处理的方法，同时，对几种方法的优、缺点做了较为详细的讨论，为小城镇污水处理厂处理工艺的选择提供参考。
关键词：小城镇污水处理；SBR工艺；A/A/O工艺；
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：
随着“城镇化”的逐步推进，我国小城镇人口增加、经济迅速发展，污水排放量也在不断增加。许多城镇生活污水、工业废水未经任何处理，直接排入水体，对周围的环境造成了严重的污染，成为区域性水环境的重要污染源头，对城镇居民饮用水安全及生存环境构成了严重的威胁，制约了小城镇的可持续发展。建设小城镇污水处理厂，对这些污水进行收集和处理势在必行。需要根据它所处的自然地理环境条件、当地经济结构、产业结构等因素，经过分析比较，选择经济合理的处理工艺。
1 小城镇污水厂的特点
小城镇污水处理厂的规模一般小于20 000m3/d，进厂污水包括生活污水及工业废水。由于水量较少，存在以下特点：
①水量不均匀，昼夜变化大。相对于城市而言，小城镇人口少、社会分工简单，人民的生活规律较一致，污水的产生时段集中在白天，晚上水量较少。
②水质受工业废水影响较大。由于生活水平和习惯的差异，较之城市而言，小城镇生活污水水质较为稳定，且有机物含量相对较低。因水量较少，若当地工业废水量较大，进厂污水水质将随着工业废水水质的变化波动。
③经济效益不明显。相对城市污水处理厂而言，其吨水处理费用相应较高，经济效益不明显。
④管理水平较低，要求设计工艺流程操作简单、便于维护。
2 适合小城镇污水处理的工艺
针对小城镇污水处理的以上特点，结合对现有小城镇污水处理厂工艺选择的调查，介绍几种适合小城镇污水处理的方法，并提出我国小城镇污水处理工艺的发展趋势。
2.1 污水自然净化处理系统
常见的污水自然净化处理系统包括稳定塘和土地处理系统。
2.1.1 稳定塘。稳定塘又称为氧化塘或者生物塘，具有投资少、运行管理简便、节省能耗的特点。稳定塘具有以下几个优点：一是处理成本低。稳定塘的结构简单、施工周期短、处理耗能低、运行维护方便且成本低，因稳定塘的污水处理成本低。二是抗冲击负荷强。稳定塘一般具有较大的容积，能够承受污水水量的波动，适应能力和抗冲击负荷强，满足小城镇污水处理的工艺要求。三是能够充分地利用当地现有的湖泊、池塘等，可以因地制宜，达到污水处理的目的。四是污泥产量少，从而减少二次污染，降低了污泥的处理处置费用。然而，氧化塘也有一些缺点和局限性，主要表现在：占地面积大，处理的效率相对来说比较低，可能产生臭味滋生蚊蝇，不宜建在居民区的附近。
2.1.2 土地处理系统。污水土地处理系统是指利用农田、林地等土壤—微生物—植物构成的陆地生态系统对污染物进行综合净化处理的生态工程。污水土地处理系统的优点有：一是污水土地处理系统可以促进污水中植物营养素的循环，污水中的有用物质通过作物的生长而获得再利用。二是污水土地处理系统的基建费用少，能够充分地利用土地和洼地等。三是污水土地处理系统的运行管理方便，而且能耗低。四是污泥得到充分地利用，二次污染少。同时，土地处理系统也有一些缺点，如果设计不当，会污染土壤和地下水，特别是造成重金属污染、有机毒物污染，导致农产品质量下降。也会散发臭味、滋生蚊蝇，甚至会影响人体的健康。
目前应用最广泛、研究最成熟的就是人工湿地处理系统。人工湿地系统由不可缺少的五个部分构成，分别是具有透水性的基质、在饱和水和厌氧基质中能够生长的植物、水体、无脊椎或者脊椎动物以及好氧或厌氧的微生物种群。它具有土地处理系统的优点，操作简单、投资省、能耗低。但其占地面积相对来说较大，比较适用于用地不太紧张的农业区小城镇。
2.2 SBR工艺
序批式活性污泥法简称SBR，又叫序列间歇式活性污泥法。它通过在运行上的间歇操作，实现了对有机物的有效降解。SBR工艺主要优点有：一是工艺处理设备少，无二沉池和污泥回流系统，运行操作简单、管理方便。二是不受污泥膨胀的困扰。三是抗冲击负荷能力强。四是可以实现好氧、缺氧、厌氧状态交替出现，脱氮除磷的效果好。由于以上特点，SBR 系统更适合水量小、分散点源、污染物间歇排放的小城镇污水处理。但同时，SBR 工艺也有一些不可忽略的缺点，由于滗水深度一般是1~2 m，因此污水提升的说水头损失比较大。设备对自动化控制要求严格，因此对管理人员的要求也比较高。同时由于SBR 工艺不设初沉池，在一定程度上容易产生浮渣。由于采用的是在时间上形成的缺氧、好氧环境，脱氮效果不好。
2.3氧化沟工艺
氧化沟工艺是活性污泥法的一种变型，在结构上是一种首尾相连的循环曝气沟渠，污水处理按照厌氧、兼性厌氧、好氧的组合方式进行。其特点在于混合液循环流动的沟状生物反应器和机械转刷曝气。该工艺具备以下几个优点：一是构筑物少，可不建初沉池以及污泥消化池，因此处理流程简单，操作管理方便。二是能够承受水质水量的冲击负荷，克服了高浓度工业废水抑制活性污泥菌活性的缺点。三是当需要进行脱氮除磷时，相对传统的脱氮除磷工艺，氧化沟具有降低运行费用以及能耗的优点。四是出水水质好，运行稳定。但是，由于一般不建初沉池和污泥消化池，氧化沟工艺增加了反应池的负荷，这在一定程度上会增加部分能耗，同时由于氧化沟的曝气装置比如表面曝气器或者曝气转刷等机械部件需定期维修，因此检修工作量较大。
2.4A/A/O工艺
A/A/O工艺是常规的典型除磷脱氮工艺。通过在生物反应池中人为的造成厌氧、缺氧、好氧的生物环境。该工艺不但能有效的去除磷和氮，而且COD、BOD和SS去除效果也优于常规的活性污泥法，还可以提高污泥的沉降性能。其主要优点：一是出水水质好。池内经缺氧、厌氧、好氧处理，处理效率提高，净化效果好，能有效控制活性污泥膨胀。二是运行效果稳定，耐冲击负荷。池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击，运行稳定。三是高效脱氮除磷，节省化学药剂使用，具有良好的脱氮除磷效果，剩余污泥含磷量高，肥效好，可利用作污泥堆肥。四是没有固定池型，可满足各种规模的污水处理。然而，由于设备数量较多，其管理运营较为复杂，设备检修维护要求较高。
2.5 厌氧水解—高负荷生物滤
厌氧水解—高负荷生物滤池是近年来为了适应小城镇污水处理的特点而产生的处理工艺。该工艺主要是将预处理工艺由传统的初沉池改为厌氧水解滤池，同时在传统高负荷生物滤池的基础上对其工艺构造进行了重要的技术创新。改造后的工艺既具有高负荷、高效率的优点，又通过采用具有高空隙率、高附着面积和高二次布水性能的新型塑料模块填料，取消了滤池出水回流系统，从而大幅度的降低了操作运行的能耗以及建设投资费用。作为新型工艺，厌氧水解—高负荷生物滤池有以下几个突出的优点：一是与普通的活性污泥法相比，该工艺的产泥量大大减少，这就在一定程度上降低了污泥处理、处置费用，也降低了二次污染。二是由于该工艺处理系统集初沉池、曝气池、污泥回流设施以及供氧设施等与一身，因此污水处理流程简单，管理运行简单。三是工艺的抗冲击负荷能力比较强。这些优点都决定了厌氧水解—高负荷生物滤池能够适应我国小城镇污水的要求。
3 结语
通过对上述几种小城镇污水处理工艺的比较，可以得出以下几个结论：小城镇污水处理应从节约成本和管理方便入手来选择污水处理工艺，将经济、环境、社会效益达到最大化。实践证明，人工湿地处理系统不仅投资省、处理效果好，而且有助于美化生态环境，是小城镇污水处理工艺的最优方案之一。从成本出发，氧化沟工艺以及SBR 工艺设备简单，规模在5000m3/d以上的小城镇污水处理厂，可优先考虑。