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適合小城鎮(zhèn)污水處理的工藝

我國大城市的污水處理工藝已經發(fā)展的比較成熟，同大城市相比，小城鎮(zhèn)受到經濟實力和自身地域的限制，在污水處理工藝的發(fā)展方面比較緩慢。由上述情況可知，小城鎮(zhèn)污水處理的核心要點是：工藝流程操作簡單、便于維護。現介紹幾種適合小城鎮(zhèn)污水處理的工藝，并提出我國小城鎮(zhèn)污水處理工藝的發(fā)展趨勢。

2.1污水自然凈化處理系統

常見的污水自然凈化處理系統包括穩(wěn)定塘、土地處理系統以及濕地處理系統。

2.1.1穩(wěn)定塘。穩(wěn)定塘又稱為氧化塘或者生物塘，是一種天然的或經一定人工構筑的污水凈化系統，具有投資少、運行管理簡便、節(jié)省能耗的特點。世界各國從20世紀初開始了對穩(wěn)定塘的研究，在20世紀50年代以后迅速發(fā)展[3]。我國對穩(wěn)定塘的研究始于20世紀50年代末，到目前為止，已經建成并投入運行的穩(wěn)定塘幾乎遍布全國各個地區(qū)。穩(wěn)定塘按照塘水中微生物類型可以分為：好氧塘、兼性塘、厭氧塘、曝氣塘、深度處理塘[4]。與其他工藝相比，穩(wěn)定塘具有以下幾個優(yōu)點：一是處理成本低。穩(wěn)定塘的結構簡單、施工周期短、處理耗能低、運行維護方便且成本低，因穩(wěn)定塘的污水處理成本低。二是由于穩(wěn)定塘的容積大，因此能夠承受污水水量的波動，適應能力和抗沖擊負荷強。適合小城鎮(zhèn)污水處理的工藝要求。三是穩(wěn)定塘能夠充分地利用當地現有的湖泊、池塘等。因此，可以因地制宜，達到污水處理的目的。四是穩(wěn)定塘的污泥產量少，從而減少二次污染，降低了污泥的處理處置費用。由于氧化塘具有以上優(yōu)點，所以氧化塘工藝得到了廣泛的應用。但是氧化塘也有一些缺點和局限性：占地面積大，處理的效率相對來說比較低，可能產生臭味滋生蚊蠅，不宜建在居民區(qū)的附近。

2.1.2土地處理系統。污水土地處理系統[4]是指利用農田、林地等土壤―微生物―植物構成的陸地生態(tài)系統對污染物進行綜合凈化處理的生態(tài)工程，它能夠在處理城鎮(zhèn)污水的同時，實現污水的資源化與無害化。目前，常用的工藝有慢速滲濾系統、快速滲濾系統、地表漫流系統、濕地處理系統和地下滲濾系統。而在土地處理系統中應用廣泛、研究成熟的就是人工濕地處理系統[5]。人工濕地系統*的5個部分分別是具有透水性的基質、在飽和水和厭氧基質中能夠生長的植物、水體、無脊椎或者脊椎動物以及好氧或厭氧的微生物種群[6]。土地處理系統便是利用這些部分通過物理過濾、物理吸附與沉積、物理化學吸附、化學反應與沉淀、微生物代謝與有機物的生物降解等過程來處理污染物質。污水土地處理系統的優(yōu)點有：一是污水土地處理系統可以促進污水中植物營養(yǎng)素的循環(huán)，污水中的有用物質通過作物的生長而獲得再利用。二是污水土地處理系統的基建費用少，能夠充分地利用土地和洼地等。三是污水土地處理系統的運行管理方便，而且能耗低。四是污泥得到充分地利用，二次污染少。污水土地處理系統有以上一些有點，同時，也有一些缺點，如果設計不當，會污染土壤和地下水，特別是造成重金屬污染、有機毒物污染，導致農產品質量下降。也會散發(fā)臭味、滋生蚊蠅，甚至會影響人體的健康。

2.1.3濕地處理系統。與上述的自然凈化處理系統類似，人工濕地的主要優(yōu)點就是操作簡單、投資省、能耗低。但是，其占地面積相對來說比較大。因此，人工濕地處理系統比較適用于用地不太緊張的農業(yè)區(qū)小城鎮(zhèn)。

2.2氧化溝工藝

氧化溝是20世紀50年代荷蘭工程師在延時曝氣活性污泥法的基礎上發(fā)明的一種新型活性污泥法。根據氧化溝的構造特征以及*和情況，可以將氧化溝分為不同的類型。常見的主要有Carrousel氧化溝、交替式氧化溝、除磷脫氮雙溝式氧化溝、三溝式氧化溝、ObraI氧化溝以及一體化氧化溝。在傳統的氧化溝用于去除COD和BOD的基礎上，第2代氧化溝還具有脫氮除磷的功能，這在很大程度上提升了氧化溝的應用前景。氧化溝工藝具備以下幾個優(yōu)點[5]：一是由于氧化溝的構筑物少，可不建初沉池以及污泥消化池，因此處理流程簡單，操作管理方便。二是氧化溝適用于高濃度工業(yè)廢水，能夠承受水質水量的沖擊負荷，克服了高濃度工業(yè)廢水抑制活性污泥菌活性的缺點。三是當需要進行脫氮除磷時，相對傳統的脫氮除磷工藝，氧化溝具有降低運行費用以及能耗的優(yōu)點。四是出水水質好，運行穩(wěn)定。但是，由于一般不建初沉池和污泥消化池，所以氧化溝工藝增加了反應池的負荷，這在一定程度上會增加部分能耗，同時由于氧化溝的曝氣裝置比如表面曝氣器或者曝氣轉刷等機械部件需定期維修，因此檢修工作量較大[7]。2.3SBR工藝

序批式活性污泥法（SequencingBatchReactorActivatedSludgeProcess）簡稱SBR，又叫序列間歇式活性污泥法。SBR反應池是該工藝的核心系統，均化、初次沉淀、生物降解以及二次沉淀過程都在SBR反應池發(fā)生。它通過在運行上的間歇操作，實現了對有機物的有效降解[8]。作為活性污泥處理技術，SBR的主要優(yōu)點有：一是工藝處理設備少，無二沉池和污泥回流系統，因此運行操作簡單、管理方便。二是不受污泥膨脹的困擾。三是抗沖擊負荷能力強。四是可以實現好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)交替出現，脫氮除磷的效果好。由于以上特點，SBR系統更適合水量小、分散點源、污染物間歇排放的農村小城鎮(zhèn)污水處理。但同時，SBR工藝也有一些不可忽略的缺點，由于潷水深度一般是1～2m，因此污水提升的說水頭損失比較大。設備對自動化控制要求嚴格，因此對管理人員的要求也比較高。同時由于SBR工藝不設初沉池，在一定程度上容易產生浮渣[7]。

2.4生物接觸氧化工藝

生物接觸氧化法就是由浸沒在污水中的填料和人工曝氣系統構成的生物處理工藝。在有氧的條件下，污水與填料表面的生物膜反復接觸，使污水獲得凈化。生物接觸氧化法的優(yōu)點[2]是：一是工藝耐沖擊負荷的能力強，不需污泥回流設備，同時也不受污泥膨脹的影響，產泥量也少。二是其單位容積的生物量大，因此處理能力比較高。三是由于工藝的設備較少，操作運行簡單，便于維護。但是，對小城鎮(zhèn)來說，該工藝的造價比較高，而且布水和布氣時不易均勻。雖然設備少，但是構筑物構造比較復雜，這就增加了設計施工的難度。因此，選用時需要酌情考慮小城鎮(zhèn)的現實情況。

2.5厭氧水解―高負荷生物濾池

厭氧水解―高負荷生物濾池是近年來為了適應小城鎮(zhèn)污水處理的特點而產生的處理工藝。該工藝主要是將預處理工藝由傳統的初沉池改為厭氧水解濾池，同時在傳統高負荷生物濾池的基礎上對其工藝構造進行了重要的技術創(chuàng)新。改造后的工藝既具有高負荷、高效率的優(yōu)點，又通過采用具有高空隙率、高附著面積和高二次布水性能的新型塑料模塊填料，取消了濾池出水回流系統，從而大幅度的降低了操作運行的能耗以及建設投資費用[2]。作為新型工藝，厭氧水解―高負荷生物濾池有以下幾個突出的優(yōu)點：一是與普通的活性污泥法相比，該工藝的產泥量大大減少，這就在一定程度上降低了污泥處理、處置費用，也降低了二次污染。二是由于該工藝處理系統集初沉池、曝氣池、污泥回流設施以及供氧設施等與一身，因此污水處理流程簡單，管理運行簡單。三是工藝的抗沖擊負荷能力比較強[5]。這些優(yōu)點都決定了厭氧水解―高負荷生物濾池能夠適應我國小城鎮(zhèn)污水的要求。