我國水資源短缺，隨著(zhù)新農村建設的發(fā)展，城鎮化水平逐年提高，小城鎮周邊人口快速增長(cháng)，導致水污染現象日益嚴重。小城鎮污水污染程度較大，污染點(diǎn)較集中，主要污染物包括COD、BOD、SS、TN、TP和NH3-N 等。小城鎮綜合污水氮磷含量較高，未經(jīng)處理或經(jīng)處理后未達標準就直接排放到江河湖泊，勢必會(huì )導致水體的富營(yíng)養化，不僅對其中動(dòng)植物的生存造成影響，甚至會(huì )威脅河湖生態(tài)系統的穩定性。
導致小城鎮水環(huán)境污染的主要原因可以概括為：工業(yè)企業(yè)排放的污水造成環(huán)境污染，居民生活污水和廢棄物的污染，農業(yè)、林業(yè)面源污染。
目前，吸附- 生物降解（AB）法、氧化溝法、A/O 工藝、A2/O 工藝、循環(huán)式活性污泥法（CAST）工藝、序批式活性污泥法（SBR）法在我國城市污水 處理廠(chǎng)中均得到應用。污水處理工藝已從過(guò)去只注重有機物的去處發(fā)展為需要具有較好的除磷脫氮功能[4]。選擇一種經(jīng)濟、高效、節能、操作管理方便的污水處理工藝，對解決新農村及小城鎮快速建設過(guò)程中出現的水污染問(wèn)題有著(zhù)很大的現實(shí)意義。
渾河上游某支流河是英額河的主要支流之一，全長(cháng)40km，沿途水質(zhì)大多良好，唯有某鎮的排污口對河流環(huán)境影響嚴重。該鎮隨著(zhù)建設的發(fā)展，周邊人口逐年增長(cháng)，交通便利。但該鎮沒(méi)有污水處理設施，城鎮污水隨著(zhù)管道直接排河，對整個(gè)河道造成嚴重污染。
1 污染及設計水質(zhì)
1.1 污染概況
根據2010 年監測數據，該支流河水質(zhì)（市控監測斷面）COD 為186 mg/L。NH3-N 的質(zhì)量濃度為15.8 mg/L。污染狀況較為嚴重，為劣V 類(lèi)水體。根據現場(chǎng)調查，污染主要來(lái)自灣甸子鎮綜合生活污水，污水量為500 t/d。
1.2 設計水質(zhì)
按照工廠(chǎng)企業(yè)污染源的廢水需經(jīng)點(diǎn)處理達到CJ3082－1999 和DB 21/1627－2008 后再進(jìn)入市政污水管網(wǎng)系統的原則，設計了污水處理設施的進(jìn)水水質(zhì)見(jiàn)表1。
根據DB 21/1627－2008，項目污水處理設施出水執行GB 18918－2002 的一級B 指標。
2 工藝及設備
2.1 處理工藝的選擇
2.1.1預處理
預處理是在一級處理之前去除污水中的大尺寸漂浮物、懸浮物和無(wú)機沙礫等，以減少后續處理構筑物的符合。工程污水水質(zhì)為典型的小城鎮生活污水水質(zhì)，預處理系統擬采用格柵和沉砂、集水裝置，以便與后續處理構筑物相銜接。
2.1.2二級處理
根據國內小型污水處理裝置的普及情況及各工藝特點(diǎn)的分析，工程選用一改良A2/O 工藝為基礎的生活污水處理一體化裝置處理該流域污水。
工藝流程：生活污水經(jīng)格柵進(jìn)入沉集水裝置，用泵提升進(jìn)入A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器，該工藝能有效提高有機物脫氮除磷能力，污泥減量可以達到50%以上；利用前置污泥減量的（Mire-Decrement）原理，長(cháng)污泥齡污泥減量機制，泥齡可達60 d，提高了微生物的內源代謝作用，利用高含量活性污泥技術(shù)達到污泥減量，使污水中COD、BOD5含量大大降低。反應器出水經(jīng)清水消毒裝置消毒后達標排放。
其中，A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器流程見(jiàn)圖1。
2.2 主要建構筑物及設備
2.2.1污泥池
污泥池1 座，容積16 m3，內置1 臺污泥回流泵。單泵體積流量10 m3/h，揚程10 m，電機功率1.1 kW。
2.2.2 A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器
生化池建設2 座，生化池單座設計質(zhì)量流量為250 t/d。內含二沉池和污泥泵。
單池設計參數：反應池有效容積100m3，長(cháng)10m、寬3.5 m，有效池深3.5 m，超高0.5 m。
設計運行參數：污水溫度10℃，pH 為7.0；BOD5污泥負荷為0.088 kg/(kg·d)，MLSS 的質(zhì)量濃度為3.5g/L，反應污泥齡14 d；總停留時(shí)間14.5 h，厭氧段、缺氧段、好氧段停留時(shí)間分別為1.5、3.0、10 h；氣水體積比7:1，污泥回流體積比為70%～100%，混合液回流體積比為120%～200%。
內置3 臺污泥泵，單泵體積流量7m3/h，揚程10m，電機功率0.75 kW。
2.2.3接觸池
消毒接觸池1 座，接納上一級生化沉淀裝置出水，當有回用水要求時(shí)兼有回用調節水池的作用。池有效容積為18 m3，池體為地下矩形鋼筋混凝土結構，單格尺寸4.0 m×1.5 m，池深3.5 m。
內置2 臺清水泵，單泵體積流量20 m3/h，揚程9m，電機功率1.5 kW。
2.2.4鼓風(fēng)機房
鼓風(fēng)機房1 座，和控制室合建。鼓風(fēng)機房的面積22.9 m2，安裝1 座集齊罐和3 臺羅茨風(fēng)機。風(fēng)機體積流量1.77 m3/min，電機功率3.0 kW。
3 運行情況
3.1 污水處理效果
該工程投入運行以來(lái)，污水處理效果穩定，各污染物處理效果見(jiàn)表2。
由表2 可以看出，采用以改良A2/O 工藝為原理的A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器處理小城鎮生活污水處理效果較好，對各污染物都具有較高的去除率，BOD5、COD、SS、NH3-N、TN 和TP 的去除率分別達到88.4%、86.9%、93.3%、82.9%、63.6%和75%，出水水質(zhì)均達到GB 18918－2002 的一級B 要求，可以在實(shí)際中應用。
3.2 技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢
以改良A2/O 工藝為基礎的A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器綜合了A2/O 工藝和改良UCT工藝的優(yōu)點(diǎn)，有著(zhù)良好的生物脫氮除磷效果，脫氮能力高于傳統A2/O 工藝。
為了克服傳統A2/O 工藝回流污泥中的硝酸鹽對厭氧區的不利影響，在厭氧池之前增設厭氧、缺氧調節池，來(lái)自二沉池的回流污泥和體積分數10%左右的進(jìn)水進(jìn)入缺氧池，停留時(shí)間為20～30 min，微生物利用約10%進(jìn)水中的有機物去除回流污泥中的NO3--N，消除NO3--N 對厭氧池的不利影響，從而保證厭氧池的穩定性。
A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器的工藝特點(diǎn)：
(1)出水水質(zhì)高，針對高效生物脫氮除磷，節省化學(xué)藥劑；
(2)管理方便，抗沖擊負荷能力強，運行穩定；
(3)污泥肥高效，剩余污泥磷的質(zhì)量分數3%～5%，可用作污泥堆肥。
A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器雖然解決了傳統A2/O 工藝中厭氧段回流污泥中硝酸鹽對放磷的影響，但增加厭氧、缺氧調節池，占地面積及土建費用需相應增加。
3.3 技術(shù)經(jīng)濟指標
該工程占地面積1 000 m2，勞動(dòng)定員4 人。污水處理能力500 t/d。
總投資203.42 萬(wàn)元，其中工程費用147.25 萬(wàn)元，設備部分投資15 萬(wàn)元，鋪底流動(dòng)資金0.98 萬(wàn)元。
外購原材料、燃料及動(dòng)力費均按年消耗量計算，每人年工資18 000 元，修理費按建設投資的0.5%計算，其他費用按原材料、燃料及動(dòng)力、職工薪酬、修理費、折舊費用和攤銷(xiāo)費用之和的5%。項目處理成本為1.18 元/t，投資回收期12.5 a。
項目的投資回收期及各項財務(wù)指標均符合要求。建設該項目不僅改善了水污染現狀，從財務(wù)角度也是可行的。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
4 結論
A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器處理生活污水具有較好的處理效果，BOD5、COD、SS、NH3-N、TN 和TP 的去除率分別達到88.4%、86.9%、93.3%、82.9%、63.6%和75%以上，出水達到GB18918－2002 一級B 要求。
A2/O 前置M-D 地埋式一體化生物反應器工藝流程簡(jiǎn)單、操作管理方便、環(huán)境友好、運行費用低，每噸水處理費用僅為1.18 元，可以在污水處理領(lǐng)域廣泛應用。
