中小城镇污水处理新技术

摘要：随着城镇化的发展和人民生活水平的提高，中小城镇污水排放量逐年增长，中小城镇污水处理已刻不容缓。由于中小城镇的特点，传统的城市污水二级生化处理工艺难以适应中小城镇污水处理。通过对部分工程实例的调查，提出几种建设费用低、运行成本低、操作管理需求低、二次污染物排放少的新型城镇污水处理技术。 关键词：中小城镇；污水处理；新技术

The new treatment technologies of small municipal wastewater

（Sichuan Environmental Protection Technology Ngineering Co.,Ltd. Chengdu,610041） Abstracts: With the urbanization development and people's living standards, small and medium town sewage increased year by year, it has been essential for the treatment of primary and secondary municipal wastewater.Because the characteristics of small cities and towns, the traditional municipal wastewater biological treatment process is difficult to adapt to these small towns.Through the investigation of some projects, and put forward several new urban sewage treatment technology with the construction of low-cost, low running cost, the simple operation, and lower secondary pollutants.

Key words: small and medium town; wastewater treatment; technologies

1 引言

随着我国城市化进程的加快，中小城镇的发展十分迅速。目前，中小城镇的污水排放量约占全国污水排放总量的50%以上，但全国19200个建制镇绝大多数都没有污水处理设施。随着未来50年小城镇建设的快速发展，生活污水和工业废水的排放量将会数倍、甚至十几倍的增加，势必加剧水环境的恶化。由于我国是发展中国家，财力有限，用于基础设施上的资金在大城市和中小城镇之间的分配严重不平衡，这决定了应用于中小城镇的污水处理技术首先必须经济、高效、节能和简便易行。

传统城镇污水二级处理方法可分为活性污泥法和生物膜法两大类。活性污泥法主要包括: A/O、A2/O、SBR、氧化沟、AB等[1]。生物膜法主要包括生物滤池以及生物接触氧化法等。但目前这几种处理方法都存在一次性投资大、建成后运行成本高等问题。因此，研究和开发对传统工艺的改造和替代的新工艺，发展具有独立自主知识产权的、处理效果好且高效低耗的污水处理技术，是我国当前污水治理领域的一项主要任务。本文在对部分工程实例的调查，提出几种建设费用低、运行管理费用低、操作管理需求低、二次污染物排放少的新型城镇污水处理技术。

2 中小城镇污水处理新技术 2.1 BIOLAK技术

百乐卡（BIOLAK）工艺是一种具有脱氮除磷功能的活性污泥处理系统，由德国冯.诺顿西公司开发，经多年研究形成采用土池结构，利用浮在水面的移动式曝气链，底部挂有微孔曝气头的具有一定特色的活性污泥处理系统，其工艺相对简单，很适合处理中小城镇生活污水。国内第一例BIOLAK工艺是1999年10月建成的山东省招远市污水处理厂，其处理能力为2万t/d；第二例为深圳市龙田污水厂，其处理能力一期为3万t/d，二期为1万t/d，合计为6万t/d；第三例为山东省烟台市莱山辛安河污水厂，其处理能力一期为4万t/d，二期为4万t/d，合计为8万t/d。

该工艺的主要特征表现为[2]： （1）低负荷活性污泥工艺

BLOLAK工艺通过污泥槽回流，污泥回流量大，曝气池污泥浓度较高，生物量大，污泥龄较长，所以污泥负荷较低。

（2）曝气池采用土池结构

为了减少投资BLOLAK技术在研究土池结构上做了大量工作，首先是使用HDPE防渗膜隔绝污水渗漏地下；其次是悬挂在浮管上的微孔曝气头避免了在池底池壁穿孔安装，大大节约了土建费用。

（3）高效的曝气系统

BLOLAK工艺采用悬挂链移动曝气装置，其设备的充氧效率和动力效率较普通微孔曝气设备有所提高，并且维修简单，可以在不影响正常运行（不停水、不停止供气)的情况下，进行检修、更换损坏的曝气器，实用可靠。

BLOLAK曝气头悬挂在浮链上，浮链被松弛地固定在曝气池两侧，每条浮链可在池内一定区域蛇形运动。在曝气链运动过程中，自身的自然摆动就可以达到很好的混合效果，节省了混合所需的能耗。

波浪式曝气控制池中形成耗氧区和厌氧区，它们象波浪一样地变化。随着耗氧的硝化反应和厌氧的反硝化反应的阶段变化，污水中的氮可以被去除得非常彻底。

（4）简单而有效的污泥处理

BLOLAK工艺的另一特点是回流污泥量大，剩余污泥比传统工艺少。在一定的负荷条件下BLOLAK工艺的污泥在曝气池中的停留时间是传统工艺的几倍。由于污泥池中的污泥是相当稳定的，它不会再腐烂，即使长期存放也不会产生臭味，因此，有利于后继处置。

（5）简单易行的维修

BLOLAK系统没有水下固定部件，维修时不用排干池中的水，而用小船到维修地点将曝气链下的曝气头提起即可。实践表明，曝气头运行几年不需维修，这主要是因为曝气管由很细的纤维做成，并用聚合物充填，以达到防水和防脏物的目的。同时，曝气头有大约80%的自由空隙和20%的表面，这与传统曝气头刚好相反，因此，可生长微生物的面积很小，并很容易去除，这就避免了曝气孔的堵塞现象。 2.2 人工快滤系统

人工快渗污水处理系统(Constructed Rapid Infiltration System,简称CRI系统)是一种新型的土地处理技术，是在污水快速渗滤(Rapid Infiltration System,简称RI系统)的基础上发展起来的。指将污水有控制地投配到具有良好渗滤性能的土壤表面，污水在受重力作用迅速向下渗透过程中由于生物氧化、硝化、反硝化、过滤、沉淀、氧化、还原等一系列作用而得到净化的一种污水土地处理工艺类型。

CRI系统的工艺原理为：在快渗池中填一定量粒径较小的滤料，在正常运行过程中，滤料表面生长着生物膜。当污水流经时，因滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点、滤料中粘土矿物和有机质的吸附作用及生物膜的生物絮凝作用[3]，截留和吸附污水中的悬浮性物质和溶解性物质，且保证脱落的生物膜不会大量随水漂出，从而保证系统出水水质，此过程为机械过滤和吸附作用；同时，因滤料表面(特别是渗池上部滤料表面)生长着丰富的生物膜，当污水流经时，利用滤料的高比表面积带来的高浓度生物膜的降解能力对污水进行快速净化，此过程为生物降解作用：当运行一定时间后，由于系统中有机物的积累和生物膜的快速生长，系统的渗透速率会有所下降，需进行落干，以分解积累的有机物质，恢复介质的吸附性能，以及更新生物膜，此过程为落干恢复。由此可见，CRI对有机污染物的去除主要由过滤截留、吸附和生物降解作用共同完成。过滤截留和吸附作用在CRI系统中主要起调节机制，而有机污染物的真正去除主要靠生物降解。生物降解包括好氧生物降解和厌氧生物降解，其中发生在好氧—厌氧交替带的好氧生物降解是CRI系统去除有机污染物的主要机制[4]。一般说来，CRI具有如下特征：

(1)滤介质一般选择既具有一定的渗透性能，又具有一定阳离子交换容量的粉砂、细砂、中砂或砾石等天然砂砾石。

(2)滤层厚度一般为1-2m。

(3)水力途径一般是垂直流，污水自上而下自流通过渗滤介质。 (4)快滤池之后不需再设二次沉淀池。 (5)一般不需曝气和反冲洗。

(6)由于采用人工建造，机动灵活，不受场地条件限制，不会因渗漏而造成对地下水的影响。

(7)系统的主体结构可以置于地上，也可以埋于地下。因此，受气候条件影响较少，一年四季都能保证稳定、正常的运行。特别是在北方寒冷地区，更能突出CR1的实用性[10]。

(8)采用人工介质回填，系统水力负荷高(一般大于1 m/d )，占地面积小。

(9)渗滤介质的可选性，使得系统可以根据不同进水浓度和出水水质要求调整设计参数，机动灵活。

(10)基建费用少、运行成本低、管理简单，被认为是一种简单、可靠、实用、低能耗、低花费的小型污水处理系统，是解决中小城市、城镇、农村等小流量生活污水的最适合、最可靠的途径。

2.3 生物吸附+人工湿地工艺

生物吸附工艺即AB法中的A段，其前部可不设初沉池，污泥负荷高达1.5~6 kgBOD5/(kgMLSS·d)，约为常规活性污泥法的10~20倍，且具有泥龄短、细菌繁殖速度快、污泥沉降性能好、抗冲击负荷能力强、运行稳定、对pH和有毒物质具有很大的缓冲作用等特点。作为人工湿地的预处理，污水经生物吸附工艺处理后，其中的非溶解性有机物被大量去除，不但大大减轻了后续工艺的运行负荷，污水可生化性也得到了提高[5]。

人工湿地是由人工建造和控制运行的与沼泽地类似的地面，将污水、污泥有控制地投配到人工湿地上，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解、转化、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的作用[6]。

人工湿地是一个综合的生态系统，它应用物种共生、物质循环再生原理，结构与功能协调原则，在促进污水中污染物质良性循环的前提下，充分发挥资源的生产潜力，防止环境的再污染，获得污水处理与资源化的最佳效益。

人工湿地处理系统具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资省、运行费用低等特点,其出水水质可以达到甚至优于二级处理标准，非常适合中、小城镇的污水处理。 3 结论

以上污水处理新工艺具有投资低、占地较小、运行成本低、管理方便的特点，目前已在部分在中小城镇生活污水处理厂应用，而处理效果稳定可靠，值得在我国中小城镇推广使用。

参考文献：

[1] 唐受印,戴友芝.水处理工程师手册[M].北京:化学工业出版社, 2000.

[2] 王家廉.中国水污染治理行业2002年发展状况[J]亚洲给水排水,2003,(4):16~23. [3] 齐兵强,王占生.曝气生物滤池在污水处理中的应用[[J].给水排水.2000, 26 (10):4~8.

[4] 张金炳,陈鸿汉,钟佐巢等.人工快速渗滤复合系统处理洗涤污水的试验研究[J].水文地质工程地质,2001，28 ( 6 ) 30-32.

[5] 沈耀良,王宝贞.废水生物处理新技术—理论与应用(第2版)[M].北京:中国环境科学出版社, 2006. [6] 国家环境保护局科技司.城市污水土地处理技术指南[M].北京:中国环境科学出版社, 1997.