适用于中小城镇污水处理工艺的探讨_张国伟 5页

'SOUTHWESTWATER&WASTEWATER西南给排水Vol.32No.52010适用于中小城镇污水处理工艺的探讨张国伟（中国市政工程西南设计研究总院，成都610081）摘要中小城镇污水处理由于其本身存在的特点，不同于大城市污水处理工艺。本文根据中小城镇污水的性质及处理工艺的特点，介绍一些适合中小城市污水处理的改进型的氧化沟工艺和SBR工艺，例如改良型奥贝尔氧化沟、A2/C氧化沟、改良UNITANK工艺等；以及适用于小城镇污水处理的人工湿地等工艺。对中小城镇污水处理厂的适用工艺进行了分析探讨，提出了一些适用于中小城镇污水处理的工艺。关键词中小城镇改良型奥贝尔氧化沟A2/C氧化沟复合式人工湿地改革开放30多年以来，随着国民经济的快速随着中小城镇经济社会发展水平的不断提高和发展，我国中小城市的城市化水平在不断地提高。城镇人口规模的快速聚集，城镇污水量与日俱增，城市化进程的加快对经济社会的快速发展有着巨大但由于受建设资金投入不足的限制，目前我国中小的推动作用，但是同时也造成环境问题的日益严城镇污水处理设施建设仍然严重滞后于城镇经济社峻，成为制约中小城市可持续发展的重要因素。据会发展要求，污水肆意排放现象普遍，水环境污染调查，我国的中小城镇普遍面临着水资源严重污染问题突出，给城镇居民生活、生产环境和身体健康和生态环境恶化的困境。造成了一定程度的影响。据统计，2005年我国城市根据我国现行的实际情况，污水处理厂大致可污水处理率约为46%，县城污水处理率约为11%，以分为三种类型：大型、中型和小型污水处理厂。而乡镇级别的城镇污水处理率不超过1%，乡村的大型污水处理厂是指日处理规模大于或等于10×污水处理几乎是空白的。43中小城镇污水排放量大多在1000~50000m310m/d的污水处理厂，这类污水处理厂通常是建立/d之在大城市里，其投资和运行费用相对较高。例如西间。与大城市相比较，中小城镇污水主要为生活污南地区最大的污水处理厂-重庆鸡冠石污水处理厂，水（占50%以上）；工业废水中的重金属和有毒物质日处理规模达到120×1043含量比较低，氮磷含量较高。污水水量、水质都呈m/d（二期规模）。而中型污水处理厂的处理规模为1~10×1043现出较为突出的时间不均匀性和水质不稳定性。不同m/d之间，这类污水处理厂一般建立在中小城市。基建地区中小城镇生活水平及气候条件不同，导致污水成投资从几千万至上亿元，年运营费用几百万到上千分存在较大差异，如有些地区污水有机物指标中悬浮万元。目前全国正在大规模地兴建这类型污水处理物浓度较高；而南方一些小城镇，由于排水系统不健厂，比如在建的云南曲靖市西城污水处理厂，其设全，多采用明渠排水，致使大量的雨水流入和地下水计日处理规模为3万吨。渗入，降低了污水中的有机物浓度。总的来说，中处理规模小于1×1043小城镇污水性质大都相差不大，一般COD＜500mg/L，m/d的污水处理厂为小型污水处理厂。随着国家对环境问题的高度重视，这pH=6.5~7.5，BOD5＜250mg/L，NH3-N＜30mg/L，TP＜类型污水在全国各地也在兴建，以重庆市为例，4mg/L，SS＜500mg/L，色度＜100，可生化性好。2009年新建成城镇污水处理厂44个(2009重庆市目前，我国中小城镇绝大多数污水处理厂采用环境状况公报)。的是低负荷活性污泥法，这些工艺普遍存在基建投1中小城镇污水的性质及处理工艺的特点资大，运行费用高，占地面积大和反应时间长等缺·13· SOUTHWESTWATER&WASTEWATER西南给排水Vol.32No.52010点。许多污水处理厂建成之后因运行费用较高而无法正常运行。中小城镇污水处理厂应具有如下特点：（1）处理效果好，有较强的抗冲击负荷能力；（2）基建投资至二沉池和运行费用低；（3）简便易行；（4）维护管理方便。2中小城市的污水处理工艺目前国内大多中小型污水处理厂使用的是传统活性污泥法来处理污水。同时也有少部分污水处理厌氧及选择池Orbal氧化沟厂使用的是物理化学强化法处理污水，例如四川省图1改良Orbal氧化沟平面示意图遂宁市城南污水处理厂采用的是一级强化物化法处整个改良型Orbal氧化沟布置非常紧凑，具有理工艺。但是这种污水处理法对有机物的去除效率工艺成熟稳妥、工艺流程简单、剩余污泥稳定等优不高，出水达不到国家排放标准，一般适用于对污点，在出水水质、实现脱氮除磷、耐水质水量冲击水处理要求不高的地方。负荷、运行及维护、运行费用等方面均可满足要这里主要想介绍几种改进型的氧化沟工艺以及求，技术经济较明显。SBR工艺。（2）康定县污水处理厂2.1改进型的氧化沟工艺及其应用康定县污水处理厂是中荷政府合作项目“中国氧化沟又称连续循环反应器，是20世纪50年西部小城镇环境基础设施经济适用技术研究与示代由荷兰开发出来的，作为常规活性污泥法的一种范”的污水处理技术示范项目之一，采用改良型改型和发展，氧化沟工艺流程简单，构筑物较少，Orbal氧化沟工艺，工艺流程图见图2。运行管理方便。可考虑不设初沉池，也可不单设二格沉厌氧二接沉池，使氧化沟与二沉池合建，省去污泥回流装城市污水荩栅砂荩氧化沉荩触荩出水间池区沟池池置。荩近年来，随着日益严峻的水资源问题，水工业也随之快速发展。氧化沟作为一种经济高效的城市污泥回流荩荩污泥脱荩荩污水处理方法，在我国得到了有效的推广和快速的泥饼外运储泥池剩余污泥水车间发展。同时传统的氧化沟工艺也得到了相应的改图2康定县污水处理厂工艺流程图良，使氧化沟在能够有效去除有机物的同时，也能该污水厂近期设计规模为1×1043m/d，远期设计具有很高的氮磷去除率。改良型的奥贝尔氧化沟和规模为2×1043m/d。设计出水水质达到《城镇污水处理2厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准。A/C氧化沟就是其中的代表工艺。2.1.1改良型奥贝尔氧化沟工艺及其运用改良型奥贝尔氧化沟工艺具有以下特点：1）（1）工艺原理及特点去除有机物效率高，脱氮除磷效果好；2）抗冲击改良型Orbal氧化沟由厌氧及选择池和Orbal负荷能力强；3）不设初沉池，设施简单；4）基建氧化沟两部分构成，它具有传统Orbal氧化沟的基费用低，且规模越小；5）设备可完全国产化，投本特征：由3条同心环形沟所组成，具有三沟串联资省。因此，改良型Orbal氧化沟在中小城镇污水层层推进的流态特点；在外沟形成交替的好氧和大处理厂工艺中具有推广应用价值。区域的缺氧环境下，能较高程度地发生同步硝化反22.1.2A/C氧化沟工艺及其运用硝化反应，即使在不设内回流的条件下，也能获得（1）工艺原理较好的脱氮效果；容积比约为5：3：2的外、中、内2A/C氧化沟将厌氧、缺氧、好氧过程集中在一沟及其相应的呈“0-1-2”的溶解氧浓度梯度特征，个池内完成，各部分用隔墙分开自成体系，但彼此使之能以较为节能的方式运行并且获得稳定的处理又有联系。该工艺充分利用流经沉砂池的生活污水效果。改良Orbal氧化沟工艺流程如图1所示。与二沉池回流污泥在A2/C氧化沟内设置的圆形混·14· SOUTHWESTWATER&WASTEWATER西南给排水Vol.32No.52010合井进行充分混合后进入厌氧区。该区分为3格，经回流通道，进入缺氧区进行反硝化脱氮和除磷。每格都设有水下搅拌器以防止污泥沉淀。经厌氧反如图3，A2/C氧化沟平面图。应后的混合液进入缺氧区，并与由好氧区的回流液（2）邛崃市污水处理厂00V00来自沉砂池污水1荩10500至二沉池210荩Ⅲ回流污泥75000荩Ⅰ51荩荩荩ⅢⅡⅡ荩Ⅰ荩荩Ⅲ荩荩荩ⅠⅢⅣⅠ厌氧区Ⅱ缺氧区Ⅲ好氧区（氧化、反硝化区）Ⅳ混合液回流入口Ⅴ氧化沟出水口图3A2/C氧化沟平面图邛崃市污水处理厂位于四川省邛崃市，污水厂动力回流，降低了能耗。主要收集包括邛崃市新老城区17km2内的生活污水2.2改进型的SBR工艺及其应用及工业园区纳入城市下水道的各类工业废水。SBR是序列间歇式活性污泥法的简称，是一种该污水厂建设规模为4×1043按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，m/d，分二期建设。一期建设规模为2×10432又称序批式活性污泥法。m/d，采用A/C氧化沟工艺，工艺流程见图4。与传统污水处理工艺不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定粗格栅螺旋输送生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传提升泵房栅渣打包装车外运统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和细格栅螺旋输送间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集砂均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污旋流沉砂砂水分离器絮凝剂泥回流系统。由于水体富营养化日益严重，城市污明矾栅渣打包鼓风机计量槽污泥回流水的脱氮除磷工艺成为了污水处理行业的一个研究栅渣打包螺旋输送热点，出现了一大批改进型的SBR工艺，如ISEASA2／C氧化沟螺旋输送工艺、CASS工艺、UNITANK工艺和MSBR工艺跌水池二沉池污泥泵房污泥脱水等。而ISEAS工艺、CASS工艺、DAT-IAT工艺等达标排放剩余污泥泥饼外运工艺主要适用于大型污水处理厂，而UNITANK工图4邛崃市污水处理厂工艺流程艺适用于小型污水处理厂，所以这里主要介绍一下22改良型的UNITANK工艺。A/C氧化沟工艺具有如下特点：1)A/C氧化沟具有A2/0工艺和Carrousel氧化沟的特点，具有2.2.1改良UNITANK工艺及其运用较高的有机物去除率和较好脱氮除磷功能；2)在（1）工艺原理氧化沟和缺氧区间设置回流缝，实现了混合液的无UNITANK工艺是SBR工艺的一种变形和发展，·15· SOUTHWESTWATER&WASTEWATER西南给排水Vol.32No.52010它集合了SBR法和传统活性污泥法的优点，一体化系统的抗冲击负荷能力；3）在中间池加装填料可设计，它的运行工况与三沟式氧化沟相似，为连续有效防止污泥膨胀，对于延长污泥龄、提高处理效进水、连续出水的处理工艺。UNITANK池是由3率也起到重要作用；诸暨污水厂二期扩建工程的运个矩形池组成，3个池水力相通，每个池均设有供行实践表明，反应池中的污泥量对处理效果影响较氧设备，在外边两侧矩形池设有固定出水堰和剩余大，一般应控制系统MLSS>3000mg/L。污泥排放口，连续分池进水，其优点是不需回流，紫提外精细沉无二沉池，布置紧凑，占地面积小，具有脱氮除磷升改良线城市污水格格砂出水泵UNITANK池消效果，但由于池形限制，除磷效果欠佳。栅房栅池毒池为满足释磷所要求的绝氧状态，在UNITANK池中间的一格分出一部分容积作厌氧池。改良的生芦苇物处理池是由4个矩形池组成，A、B、C、D4个池稳定塘来水水力相通。B、C、D池均设有供氧设备，在B池、砾石填料D池设有固定出水堰，并设置剩余污泥泵，水下搅至淋流湿地拌器、回流污泥泵等，B池、D池即可作曝气池，图6诸暨污水处理厂工艺流程图又可作沉淀池，中间的C池只作曝气池；中间的A3小城镇的污水处理工艺池只用厌氧池，并设水下搅拌器。流程如图5。小城镇污水处理普遍存在水量、水质随季节变出水化和昼夜变化大，维护管理技术人员及运行管理经验缺乏等问题。传统污水处理工艺对小城镇而言，C技术要求高、操作复杂，与其经济发展水平及管理BD水平不相适应。人工湿地与普通机械化的污水处理剩余污泥泵回流污泥泵回流污泥泵剩余污泥泵技术相比在运行成本，运行管理和景观效果等方面具有较明显的优势。目前，人工湿地污水处理系统已经在我国得到至污泥脱水车间来水了迅速发展。与常规活性污泥法相比，人工湿地利图5改良UNITANK平面图用自然生态系统中的物理、化学和生物等协同作用（2）诸暨污水处理厂实现污水的净化，具有投资低、运转费用低、维护诸暨污水处理厂位于浙江省诸暨市，该污水厂技术水平低和能耗低等特点。资料表明，人工湿地进水主要为城市生活污水，也有部分乡镇企业工业的工程造价与运行费用仅为传统活性污泥法的10%～废水排入，出水排入浦阳江西江(Ⅲ类水体)，执行50%。这里主要介绍一种运行成熟的人工湿地技术，《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-复合型人工湿地：折流湿地滤池+侧向潜流湿地床污2002)的一级B标准。水处理系统（发明专利号：ZL200510057047.2）。该污水厂建设规模为2×1043m/d，采用改良3.1折流湿地滤池+侧向潜流湿地床污水处理系统UNITANK工艺，主要在工艺的运行方式、增加内工艺原理回流、加装填料等方面进行了改进。工艺流程图如新型复合式人工湿地由折流湿地+侧向潜流湿图6所示。地两部分组成。折流湿地由多级渗滤型湿地组成，改良UNITANK工艺有如下特点：1）改良湿地底部用混凝土密封，并在每一湿地内设置有竖UNITANK工艺通过改变UNITANK池的运行控制向的挡流墙，底部留过水通道。污水以上下折流的方式，提高了系统的脱氮除磷能力，不需化学除磷方式在湿地中推流穿行(见图6)。在湿地的填料表就可使出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放面形成厌氧生物膜，污水在厌氧微生物的作用下发标准》(GB18918-2002)一级B标准；2）增加污生厌氧反应和水解反应，并通过水生植物的叶、茎泥内回流系统，既可以强化反硝化效果，又能提高和根向湿地中部传送溶解氧，形成好氧微环境，去·16· SOUTHWESTWATER&WASTEWATER西南给排水Vol.32No.52010除污水中的有机物和氮、磷；湿地中放置0.5～1m理规模近期(2010年)为1000m3/d，远期(2020深的砾石填料，并在表面栽种水生植物。填料粒径年)为2000m3/d。范围为5～20mm，并且粒径逐级缩小。内回流侧向潜流湿地由多级梯度向下的侧向潜流湿地调提折粗细节稳侧向床、自然复氧区交替组成；每一侧向潜流湿地床内设格升格沉定流潜流进水栅泵栅淀塘湿出水置有平行交错的分隔板，将床内空间分隔成S形的水房地湿地池流沟道，在沟道中放置砾石填料(填料深度为0.2～0.贮泥池脱水机房5m)并栽种水生植物；上一级湿地床与下一级湿地床压实外运之间由自然复氧区相连，见图7。污水以S形在湿地泥饼外运床中潜流推行，在水生植物的作用下湿地床内基本处图8泸沽湖镇污水处理厂工艺流程图于兼氧环境；污水经湿地床之间的自然复氧区复氧，进水水质按普通城镇生活污水设计，出水水质提高了后续湿地中的含氧量，反复经过多级的潜流湿达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》地床→自然复氧区→潜流湿地床……循环进行多级好(GB18918-2002)的一级B标准。至生物观测塘氧→缺氧→好氧生物反应，去除有机物，氮和磷。新型复合式人工湿地具有以下特点：1）通过水来设计全新的处于厌氧环境的竖向折流湿地滤池和处地湿于兼（好）氧环境的侧向潜流湿地床组合，设置内流折回流系（高浓度进水时选用）自然复氧区和不同级配碎石填料，达到系统内溶解氧合理分区，打破了传统人工湿地系统氧传递能力的局限；2）优化了污水流态，提高了池容利用率，显著提高了人工湿地的污水处理效率；3）同时降低了占地面积，减少堵至生物观测塘图7潜流湿地平面图塞，并避免了复杂的布水装置，降低工程造价。3.2工程运用4结论目前，该复合型人工湿地技术已经在四川省凉目前，国内大多中小城镇污水厂都沿用大城市山州泸沽湖景区母支污水厂，重庆白市驿花卉园区污水处理工艺，一味地照搬大城市污水处理工艺只贝迪颐园巴驿轩污水厂，重庆市长寿区云台镇污水会带来适得其反的结果，对于中小城镇污水处理厂厂和重庆市武隆县仙女山新区污水厂等项目中得已而言，高效、低投入、低运行成本的污水处理工艺成功的应用。这里以泸沽湖镇污水处理厂为例，介才是有效的。文中所提到的几种污水处理工艺都是绍其工程运用情况。经过实际工程运行证明行之有效的工艺，具有投资沪沽湖镇污水处理厂位于四川省凉山州泸沽湖省、运行管理简单和处理效果好的特点。镇，该污水厂采用了新型人工湿地污水处理工艺-—————————折流湿地+侧向潜流湿地，工艺流程见图8。污水处△作者通讯处：610081成都市星辉中路11号1111111111111111111111111111111111111111111111信息111日本开发出将污泥变燃料的技术新华社东京5月27日电日本滋贺县栗东市的永和公司体熏蒸污泥约3小时。干燥熏蒸后的污泥，便可获得约16日前成功开发出一种新技术，可以利用特殊气体熏蒸下水道公斤灰色的砂状燃料。的污泥，并将其变成燃料。与通常通过焚烧处理污泥的方法相比，新技术能降低温室据永和公司透露，该技术是在直径约1米、长约2米的气体二氧化碳的排放量。永和公司总经理桥本与太郎指出，污罐中装入脱水后的60公斤污泥，然后将用作金属机械洗涤泥处理是一个世界性课题，希望这项技术早日实用化。剂的二氯甲烷等溶剂加热到80摄氏度，继而利用产生的气（摘自www．c-water．com．cn，2010-5-28）·17·'