我國中小城市污水處理關(guān)鍵適用技術(shù)

城市化是現代化的一個(gè)標志，中小城市是溝通大城市與小城鎮及其周邊地區的橋梁，大城市和小城鎮的發(fā)展都離不開(kāi)中小城市。

我國中小城市劃分是根據管理工作的需要，按市區（不包括市轄縣）的非農業(yè)人口總數多少對城市規模進(jìn)行劃分。在我國城市規模的分類(lèi)為：城市人口在20萬(wàn)人以下的為小城市，20—50萬(wàn)人為中等城市。

全國中小城市眾多，僅小城市占全國城市總數的60%以上，全國中小城市建設好了，國家的整體面貌就會(huì )發(fā)生根本變化；反之，如果只是少數幾個(gè)大城市發(fā)展，眾多的中小城市還很落后，那我們的國家談不上現代化，也很難躋入世界市場(chǎng)，參與國際競爭。所以，要十分重視中小城市的建設與發(fā)展。

全國400個(gè)中小城市，每年排放廢水100億立方米左右，水污染十分嚴重。發(fā)展中小城市是中國未來(lái)城市化的重點(diǎn)和方向。中小城市的健康發(fā)展，是促進(jìn)區域經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展、保障人民健康和國家走向持續發(fā)展的重要環(huán)節。目前中小城市的水污染不僅加懦了水資源的短缺，而且造成流域內居民發(fā)病率上升。

在我國中小城市中，建設城市污水處理廠(chǎng)是水污染防治的骨干工程。建設城市污水處理廠(chǎng)是納入流域、區域水質(zhì)管理規劃并納入社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展規劃的重要內容。為貫徹執行《中華人民共和國環(huán)境保護法》和《中華人民共和國水污染防治法》，使全國水環(huán)境狀況基本上同國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高相適應，必須盡快扭轉我國城市水環(huán)境污染的局面。因此，污水處理設施的建設和運行是我國中小城市當前水污染控制的重點(diǎn)。

中國在中小城市污水處理方面尚缺乏適用技術(shù)和設備制造技術(shù)，缺乏管理經(jīng)驗。建立中國中小城市污水管理體制和方法，掌握一批在中小城市具有代表性的污染源的治理技術(shù)和城市污水處理技術(shù)，可以大大推動(dòng)我國污水處理設備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和促進(jìn)中小城市持續發(fā)展。

1 我國中小城市污水處理適用技術(shù)和工藝

國務(wù)院環(huán)境保護委員會(huì )《關(guān)于防治水污染技術(shù)政策的規定》中指出：積極開(kāi)發(fā)和研究高效、低能耗和能源部分自給的人工生物處理等城市污水處理技術(shù)和工藝流程，以節約投資、降低維護費和運行費。建設部、國家環(huán)�？偩趾涂萍疾啃陆�聯(lián)合頒布的《城市污水處理及污染防治技術(shù)政策（城建[2000]124號）》對我國城市污水的治理從處理工藝到具體的措施都作出了規定。結合我國的特點(diǎn)，中小城市城市污水處理適用技術(shù)和工藝的重要特點(diǎn)是“高效低耗”，高效低耗城市污不處理技術(shù)和工藝，目前并無(wú)一明確的數值界定，其特征必定會(huì )隨不同的時(shí)間隨技術(shù)的進(jìn)步以及不同的應用條件而有所不同。從我國目前技術(shù)水平和經(jīng)濟水平的情況來(lái)看，適合我國中小城市使用的這類(lèi)技術(shù)或工藝應具備以下特征：

 .噸水投資應該控制在1000元以下（不包括征地和特殊的地基處理費用）。
 .噸水直接運行費（主要包括工藝能耗、藥劑費和人工費）應該控制在0.30元以下（如考慮脫氮除磷噸水直接運行費應該控制在0.40元以下），其中對一般城市污水噸水處理能耗在0.20kWh左右。
 .盡量減少操作管理人員數量，操作管理人員數量為現有污水廠(chǎng)人員的1/3—1/2。

從當前污水處理工藝和技術(shù)研究、開(kāi)發(fā)和應用的情況看，在采用國內工藝設備、日處理規模小于10萬(wàn)噸的前提下，下面所列是技術(shù)可行且適合我國中小城市的高效低耗城市污水處理技術(shù)和工藝：

 .強化一級處理技術(shù)
 .污水生態(tài)工程處理技術(shù)
 .污水物理化學(xué)處理技術(shù)
 .厭氧及不完全厭氧處理技術(shù)
 .高負荷生物化學(xué)污水處理工藝
 .高負荷生物濾池/固體接觸和生物曝氣濾池生物附著(zhù)生長(cháng)技術(shù)處理城市污水工藝
 .現有城市污水處理的革新工藝

2 我國中小城市城市污水處理關(guān)鍵技術(shù)

2.1 用于二級處理的一級處理強化技術(shù)

作為城市污水廠(chǎng)二級生物處理的前置處理——一級處理，其功能為去除污水中的漂浮物和懸浮物。由于一級處理投資少，動(dòng)力消耗低，不但可去除一部分有機物，而且對后續二級生物處理影響較大。采用強化一級處理技術(shù)，可以降低城市二級污水處理廠(chǎng)的投資。

二級處理的一級處理工藝對TP、SS、BOD和重金屬等的處理效果較好，耐沖擊負荷的能力也較強。系統的基建投資、占地面積小于活性污泥法（包括A/O、A2/O等工藝），而且運行管理靈活簡(jiǎn)便、處理過(guò)程穩定可靠、近期投資環(huán)境效益好。同時(shí)采用高效絮凝劑技術(shù)，具有投資低廉（為生化法的1/5—1/10），運行費用低的優(yōu)點(diǎn)
。
微生物絮凝劑強化一級處理，由于微生物絮凝劑絮凝效果好、投加量小、適用面廣、無(wú)二次污染、絮體易于分離等優(yōu)點(diǎn)，因而在廢水脫色、油水分離、污泥脫水、畜牧場(chǎng)廢水處理、瓦廠(chǎng)廢水處理等方面已有廣泛應用，效果顯著(zhù)。

生物絮凝吸附法強化一級處理工藝，是利用微生物的絮凝吸附作用強化一級處理，與二級生物處理的本質(zhì)區別在于二級生物處理主要利用生物氧化作用，將有機物礦化；而生物法強化一級處理則主要利用微生物的絮凝吸附作用快速去除污染物質(zhì)，同時(shí)伴有少量的生物氧化。這就決定了它必然要比二級生物處理產(chǎn)生更多的污泥，但由于不投加任何藥劑，其產(chǎn)泥量比物化處理產(chǎn)泥量少。

用于二級處理的一級處理強化技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)如下：

 .無(wú)機絮凝劑與其它種類(lèi)的絮凝劑復配使用的最佳協(xié)同作用效果；
 .高效、廉價(jià)絮凝劑的優(yōu)選；
 .微生物絮凝劑在城市污水處理中的應用研究；
 .生物絮凝吸附的工藝條件控制；
 .冬季低溫條件下的運行參數選擇；
 .一級處理工藝設備的優(yōu)化選型。

2.2 曝氣生物濾池工藝

曝氣生物濾池工藝的主要特點(diǎn)如下：

占地面積小，基建投資省。曝氣生物濾池之后不設二次沉淀池，可省去二次沉淀的占地和投資。

出水水質(zhì)高。由于填料本身截留及表面生物膜的生物絮凝作用，使得出水SS很低，一般不超過(guò)10mg/L。

氧的輿效率很高，曝氣量小，供氧動(dòng)力消耗低。曝氣生物濾池中，氧的利用效率可達20%—30%，曝氣量明顯低于一般生物處理法。

抗沖擊負荷能力強，耐低溫。曝氣生物濾池可在正常負荷2—3倍的短期沖擊負荷下運行，而其出水水質(zhì)變化很小。

易掛膜，啟動(dòng)快。曝氣生物濾池在水溫10—15攝氏度時(shí)，2—3周即可完成掛膜過(guò)程。

此外，曝氣生物濾池采用模塊化結構，便于后期改、擴建。

曝氣生物濾池在應用中尚需解決的關(guān)鍵技術(shù)如下：

 .革新的曝氣系統設計；
 .大型氧化溝水力流態(tài)特征；
 .革新的曝氣系統設計；
 .影響脫碳、脫氮、脫磷的關(guān)鍵工藝參數；
 .革新的氧化溝配套系統的合理設計。

2.4 革新的SBR工藝

SBR法從問(wèn)世以來(lái)，已經(jīng)發(fā)展為城市污水處理的實(shí)用技術(shù)之一。其變種也有十幾種之多，如UNITANK工藝、TCBS工藝、MSBR工藝等。革新的SBR工藝在城市污水應用中的重點(diǎn)是盡可能降低基建和運行費用，簡(jiǎn)化操作過(guò)程，提高系統的可靠性和靈活性。

革新的SBR工藝城市污水處理中的關(guān)鍵技術(shù)如下：

 .為達到同時(shí)硝化反硝化的目的，準確控制溶解氧的設計；
 .合理的潷水體積確定；
 .典型污水質(zhì)脫碳、脫氮、脫磷的關(guān)鍵工藝參數；
 .高效連續流SBR工藝的設計；
 .革新的SBR工藝配套系統的合理設計。

2.5 污水生態(tài)工程處理技術(shù)

這類(lèi)技術(shù)的最大特點(diǎn)是，運行維護費用低廉、運行可靠、簡(jiǎn)易且節省能源和實(shí)現污水資源化。

城市污水生態(tài)工程處理技術(shù)，包括氧化塘系統和土地處理系統。近年來(lái)我國一些中小城市修建的污水氧化塘運行結果表明，設計施工和運行維護良好的氧化塘系統，其出水水質(zhì)（SS、BOD、COD等）接近或達到常規二級處理出水水質(zhì)，如輔之以必要的強化措施，完全可以達到《污水綜合排放標準（GB8978-1996）》的規定。對于水生植物塘、養魚(yú)塘等生物或生態(tài)凈化塘，其脫氮除磷和去除細菌能力等都高于二級處理，達到部分三級處理的效果，而塘系統的基建費單價(jià)僅為常規二級處理廠(chǎng)基建單位的1/5—1/3，運行維護費為常規二級處理的1/2。

當前城市污水生態(tài)工程處理技術(shù)的重點(diǎn)與技術(shù)包括：采用多種人工強化措施提高氧化塘的去污效率，如利用風(fēng)能向塘內充氧，人工養殖水生動(dòng)、植物，在塘內掛膜增大微生物棲息場(chǎng)所，布設人工軟性、硬性填料等，對系統進(jìn)行改善、組合，使之具備高效快速和多功能的特點(diǎn)。采用光催化降解法，提高處理效率。在水中加入一定的光敏半導體材料，利用太陽(yáng)能凈化污水。城市污水生態(tài)工程處理技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)如下：

  .城市污水生態(tài)工程處理技術(shù)的設計路線(xiàn)；
  .城市污水生態(tài)工程數學(xué)模型、工藝參數的優(yōu)化。各處理單元的優(yōu)化和組合，最優(yōu)處理單元的設計。如何選取最佳的工藝組合形式，充分發(fā)揮單元構筑物的容積效應，在最小占地面積最低工程造價(jià)情況下，達到城市污水出水水質(zhì)標準的要求；
  .城市污水生態(tài)工程處理工藝的關(guān)鍵結合點(diǎn)的聯(lián)接；
  .城市污水生態(tài)工程處理工藝生態(tài)調控點(diǎn)的特征和不同工況下的控制。