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小城鎮污水處理工程設計

摘要:通過對小城鎮戰略定位和環境治理重要性論述,指出我國小城鎮污水處理的特點與存在的問題,提出對小城鎮污水處理工程設計的若干建議,特別強調要加快制定適合我國國情的技術政策、法規及相關標準等,以適應我國小城鎮發展趨勢,指導小城鎮污水處理工程的設計、建設和運營。
    關鍵詞:小城市污水;處理;工程設計
    前言:小城鎮污水治理是小城鎮自身發展的需要,也是流域生態環境保護的需要。據報導,預計今后我國70%以上的生活污水將來自城鎮及居民小區。小城鎮在城鎮總數中所占比例大,且呈分散型,是繼大中城市污水治理后的一個新的戰略目標,關系到我國環境狀況和可持續發展的戰略,十分重要和必要,也非常有前途。
    1·概述
    所謂小城市是指市區和近郊區人口不足20萬人的城市。實際上大多數縣級市和縣城的人口在20萬以下。從城市概念上來看,屬于小城市范疇。
    城鎮污水是造成我國區域性水污染的主要原因之一。據估計2000年全國排放的城鎮污水達到480億立方米/年,小城鎮污水大多數都沒處理就排放,鄉鎮污水處理廠建設基本上還是空白,對水資源構成嚴重威脅。小城鎮污水處理廠設施的建設,已經成為繼大中城市污水治理之后的又一熱點,其成效如何將影響我國水環境狀況和社會的可持續發展。小城鎮污水處理設施的建設最關鍵部分是源頭的規劃和設計。
    2·小城鎮污水治理的重要性及迫切性
    隨著小城鎮城鎮化進程的加快,村鎮人口不斷集中,鄉鎮企業迅速發展,城鎮污水排放量也不斷增加,然而由于過去“重建設,輕環保”的舊觀念,城鎮基礎設施建設遠遠落后于城鎮建設的發展,缺乏必要的污水收集系統和污水處理設施,污水無序亂排,不僅直接污染了小城鎮自身生態環境,而且造成了河湖水體的嚴重污染,已成為區域性水環境的重要污染源。同時,由于小城鎮緊鄰農村,畜禽養殖,水產養殖,農藥及化肥等水源污染也極為嚴重。這些均對小城鎮飲用水安全和居民生存環境構成嚴重威脅,制約了城鎮的可持續發展。
    如上所述,小城鎮在城鎮總數中所占比例大,且位置分散,因此小城鎮污水治理是繼大中城市污水治理后的一個新的戰略目標。如果只注重大中城市污水處理工程的建設,而忽視數量多、分布廣的小城鎮的污水治理,其結果必然使河流流域污染防治不能達到預期目標。由此可見小城鎮的污染治理關系到我國環境狀況和可持續發展的戰略目標,是十分重要和必要的,也是非常有前途和極具生命力的。
    3·小城鎮污水治理的特點及問題
    3.1小城鎮污水治理的特點
    小城鎮污水處理主要特點是:人口少,污水處理規模小;水量、水質變化大,產業結構區域特定差異大,受雨季影響大等;經濟發展水平偏低,經濟承受能力弱,可供選擇的適用技術范圍小;因處理規模小,而造成工程建設費及運輸費提高;維護管理技術人員嚴重缺乏等。
    3.2小城鎮污水治理的問題
    (1)水質的確定
    城鎮污水處理廠的水質確定向來都是難題,我國污水處理起步晚,各種資料比較缺乏,特別是缺乏長期的水質監測資料,小城鎮更是如此。
    我國小城鎮廢水成分一般都是以生活為主,工業成分一般都不會超過50%,污水的可生化性較好。因此,城市污水成分中對于影響工藝選擇的特殊污染成分較少,但是會對設計參數的確定造成影響。
    生活污水應根據實際測量確定每日污染量。工業廢水應在調查工業企業類型、生產情況和處理程度都綜合取值,污染負荷可折合成人口當量。沒有資料的按照達到《污水處理綜合排放標準》三級標準、《污水排入城市下水道水質標準》以及各行業配方標準允許排放值,并按照工業結構和規模相當的城市綜合工業廢水水質資料合理取值。
    (2)污水處理工藝的選擇
    小城鎮一般水量小,水質差別大,而且經濟、文化、科技、公共管理發展水平千差萬別,其污水處理工藝技術的選擇應考慮經濟實用。除大中城市采用的污水處理工藝可選用外,在各類工業廢水處理和生活污水處理工程實踐中被驗證是實用可靠的工藝技術,都可以在小城鎮污水處理中適當選擇。
    小城鎮污水處理廠的處理工藝應達到下列要求:
    1.處理工藝應具有較強的適應沖擊負荷能力,因為小城鎮污水量晝夜變化大,從而水質波動較大。
    2.要求管理簡單、運行穩定、維修方便。這對小城鎮尤為重要,因為小城鎮往往技術力量比較薄弱,缺乏管理人才和專業人才。
    3.應具有除磷脫氮能力。我國受納水體基本上對氮磷排放都有較為嚴格的要求,一般都是一級B或以上。
    4·小城鎮的污水處理工藝
    4.1小城鎮污水處理工藝特點
    小城市的污水處理工藝應能滿足以下條件:(1)處理工藝應具有較強的適應沖擊負荷的能力,因為小城市污水量晝夜變化大,從而水質波動較大。(2)要求管理簡單、運行穩定、維修方便。這對于小城市尤為重要,因為小城市往往技術力量比較薄弱。(3)所選擇的處理工藝具有可以方便地改變其處理流程的能力。這主要為了滿足數量眾多的小城市的各種不同需求。如:有的小城市地處封閉水體,污水需要除磷脫氮;而有些小城市附近有大江、大河,只需要處理BOD即可。這就要求所選擇的處理工藝流程能很方便地創造好氧、缺氧、厭氧的環境。(4)基建投資和運行費用低。
    4.2小城市污水處理工藝示例
    4.2.1氧化溝工藝
    氧化溝具有以下特點:
    (1)工藝流程簡單,運行管理方便。氧化溝工藝不需要初沉池和污泥消化池。有些類型氧化溝還可以和二沉池合建,省去污泥回流系統。
    (2)運行穩定,處理效果好。氧化溝的BOD平均處理水平可達到95%左右。
    (3)能承受水量、水質的沖擊負荷,對濃度較高的工業廢水有較強的適應能力。這主要是由于氧化溝水力停留時間長、泥齡長和循環稀釋水量大。
    (4)污泥量少、性質穩定。由于氧化溝泥齡長。一般為20~30d,污泥在溝內已好氧穩定,所以污泥產量少從而管理簡單,運行費用低。
    (5)可以除磷脫氮。可以通過氧化溝中曝氣機的開關,創造好氧、缺氧環境達到除磷脫氮目的,脫氮效率一般>80%。但要達到較高的除磷效果則需要采取另外措施。
    (6)基建投資省、運行費用低。和傳統活性污泥法工藝相比,在去除BOD、去除BOD和NH3-N及去除BOD和脫氮三種情況下,基建費用和運行費用都有較大降低,特別是在去除BOD和脫氮情況下更省。同時統計表明在規模較小的情況下,氧化溝的基建投資比傳統活性污泥法節省更多。
    4.2.2 A/O與人工濕地耦合工藝
    本著“低耗、高效”的原則,既能有效去除污染物,又能降低運行成本,采用前端生化處理與后端生態處理相結合的工藝進行優化設計。根據冬夏氣溫差異處理工藝分兩種運行方案:
    (1)主要用以保障冬季低溫時系統的正常運行。
    前端生化預處理采用A/O工藝,包括缺氧池、好氧池、二沉池;生態處理為水平潛流人工濕地。首先污水經粗格柵、細格柵驅除較大顆粒的懸浮污染物,然后自流到A/O池內進行二級生化處理,最后流入水平潛流人工濕地進行深度處理,出水達到排放標準。整套工藝A/O為輔助處理工藝,作為二級處理工藝,A/O在功能上只起到一級或者一級半的效果,出水滿足濕地進水要求;人工濕地為核心處理工藝,對污水進行深度處理。
    (2)夏季高溫時,A/O工藝好氧段曝氣量可調,只要采用微曝氣工藝。
    5·結語
    隨著小城鎮建設和發展步伐的加快,為避免重復“先污染、后治理、先破壞、后恢復”的老路,必須先行治污,恢復和保持良好的生態環境,促進小城鎮和農村經濟的可持續發展。但是,至今,我國小城鎮污水處理工程技術政策和法規尚屬空白,進行充分的調查研究,找準主要問題,同時參考國外經驗和相應技術政策,制訂適合我國國情的技術政策、法規及標準已是當務之急。

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