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乡镇污水处理工艺选择研究

发表时间：2021/6/16 来源：《城市建设》2021年6月作者：李刚

[导读] 近年来，由于国家和社会认真对待环境保护和资源保护，资源处理和回收方面的进展在污水的处理方面发挥了重要作用。在我国乡镇地区，污水处理设施仍然面临着一系列挑战，这些挑战因污水处理资金短缺以及缺乏对乡镇地区小型污水处理程序的支持而受到阻碍。

重庆环保投资集团有限公司李刚

摘要：近年来，由于国家和社会认真对待环境保护和资源保护，资源处理和回收方面的进展在污水的处理方面发挥了重要作用。在我国乡镇地区，污水处理设施仍然面临着一系列挑战，这些挑战因污水处理资金短缺以及缺乏对乡镇地区小型污水处理程序的支持而受到阻碍。同时，由于城市和乡镇污水生产的特殊，污水处理技术与大中型城市的污水处理设施有很大不同。因此本文首先阐述了我国乡镇污水处理的现状。然后分析乡镇污水处理工艺选择的开始，以便对最常用的污水处理进行详细分析。
关键词：乡镇污水；处理工艺；工艺的选择
        城市化进程中，城市污水问题已基本得到解决。与城市不同，乡镇污水处理存在不少的困难，乡镇技术人员少、乡镇规划未全面调规污水处理用地、乡镇资金缺口大、污水处理规模小、单方运行费用高、乡镇管网不完善等制约着乡镇污水处理的发展。但是，随着时间的推移，对环境质量的要求越来越高，如何处理乡镇污水污染问题，已成为研究者面临的一个重要问题。在此基础上，关于乡镇污水处理设施设计和技术选择的讨论具有重要意义。
        一、乡镇污水的基本特征
        乡镇污水具有分散化、量小、管网不完善、水量随着打工人口的迁移变化极大，在西南山地片区乡镇土地可供污水处理使用的较少且部分在山坡上修建难度大、乡镇资金缺口大，乡镇规划还未满足污水处理要求完成调规，一天中来水有断续现象。在我国一些最不发达乡镇，污水主要来自居民生活用水，在发达的乡镇，主要来自企业，工业废水排放远远超过其他乡镇地区。
        二、乡镇污水处理现状及主要难点
        1.费用太高，施工困难。目前，乡镇废水处理的主要障碍是费用。一方面，与城市不同的是，乡镇相对分散，无法集中资金。但是，建造和运行系统的污水处理站的费用往往很高，因此很难做到这一点，此外，污水处理厂需要每个住户一个污水管道收集污水，但目前许多乡镇，特别是偏远山区的乡镇，没有与污水处理系统连接，因此，建造污水处理厂是不可行的。
        2.缺乏技术人员。实际统计表明，尽管一些乡镇建造了更科学的污水处理厂，但其规模远远低于城市污水处理厂。与此同时，由于各乡镇生活条件差、技术人员相对缺乏以及生活污水的数量和质量不稳定，对技术人员的数量需求和技术需求较高。因此，许多乡镇的污水处理厂效率低下，这不仅是因为它们无法取得良好的污水处理效果，而且还为此浪费了大量人力和物力资源，效果事倍功半。
        3.污水处理工艺不适用。总的来说，收集污水并不容易，其搜集率低，水量水质随打工人口的来回迁移变化大，因此，城市污水处理技术在用于乡镇处理污水时并不适用。同时，乡镇生活污水污染比较复杂，存在小作坊工业废水排放、或固定时间赶场时出现的屠宰废水造成厂区进水浓度变化极大，对乡镇污水生化系统冲击是致命的。因此，在实践中必须提前准确统计至少半年以上，所在乡镇的污水排放规律及水质变化规律，并对症下药的选址和设计污水处理工艺。
        三、乡镇污水处理厂工艺方案选择原则
        正如上述乡镇污水处理中的处理技术不适用，以创新方式设计和优化污水处理解决方案尤为重要。在此基础上，提出了乡镇污水处理厂工艺技术解决方案的选择原则:
        1.经济原则。关于乡镇缺乏财政资源的问题，在选择污水处理工艺时应遵守建设及运行费用综合评价后较经济原则。一方面，在污水处理设备质量保证的基础上，采用最低运营成本的程序，尽量降低污水处理过程的成本，以最低的财政资源取得最佳效果，前提是必须达到设计及地方要求排放标准；另一方面，应尽量使用长效排污设备，以避免乡镇复杂环境中的设备损坏，降低维修设施的人员成本。最后，所选工艺应满足节约能耗（水、电资源）、后端排泥少或微量排泥，随着人工成本的增加，还应具备智能化无人值守条件，以达到运行费用最低效果。
        2.适用准则。根据乡镇污水的分布性质，在选择污水处理方法时必须遵守适用原则。一方面，必须妥善规划乡镇家庭污水排放点，尽量集中污水处理，降低管道成本。对于管道铺设，还应增加污水点的数量。另一方面，在选择污水处理工艺时，必须分析该区域污水的主要组成成分，并根据水质和水量采取对应技术措施。

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具体而言，乡镇设施应旨在消除总磷、总氮和尽量减少后端污泥的产生。
        3.实用原则。鉴于乡镇污水处理技术人员相对薄弱，污水处理方法的选择应基于尽可能实用的原则。一方面，必须充分考虑到污水处理工艺的性质，选择一种污水处理设备最少化、设备维护维修难度最小的工艺，以降低人工及后续维护费用，并确保污水处理工作不间断；总之，重要的是选择一个最适合当地乡镇污水情况的污水处理工艺，并严格按照环境保护政策的有关要求施工及运行，确保出水符合国家或地方相关标准。
        四、常用的污水处理工艺
        1.人工湿地。湿地通常位于陆地水系之间，有许多水生植物和强大的生态保护系统。湿地污水处理主要是通过人工模拟湿地对水污水染物的吸附处理。人工湿地的建设不仅可以提高废水处理的效率，而且可以促进环境的美丽。人工湿地处理的废水污染物种类繁多，如氮、磷SS、等低85%的浓度将清除BOD5(5天)的氧气消耗。同时，COD可消除80%以上。水体中的有机化合物可用作生活在湿地中的外来微生物的养分，并最终转化为CO2和H2O(水)。
        2.氧化沟法。该方法(O.D)，也称为氧化渠。活性污泥主要用于污水处理，活性污泥主要以水的有机物为基础，通过某种生物化学反应转化为无机材料。在氧化沟中，废水可以通过转刷或其他相关的曝气设备不断沟渠流动，为了达到曝气目标，污水中溶解氧浓度可以迅速增加，然后通过流动逐渐减少溶解氧沟渠污水处理过程主要分为两种污水类型，将污水引入沟渠，在曝气设备的推动下处理污水和混合液搅拌，实现污水处理。这种方法通常具有以下优点:处理过程简单、便于以后管理、易于使用以及废水处理效果好。
        3.废水SBR处理方法。(SBR)是一种活性污泥的序批式处理方法。SBR污水处理该工艺按工序分为五个环节:污水入口、曝气、沉积杂质、排水和闲置。在SBR周期反映器中，内部处理溶剂处于安全混合状态，根据污水水质、液体容量变化和工作状态的确定进行合理调整，处理后排出水更加灵活。SBR污水处理技术具有良好的脱氮除磷效果，有利于污泥沉降，提高废水处理效果。近年来，SBR污水处理工艺发生了变形。CASS、ICEAS、MSBR其中最广泛使用的是ICAS系统，即间歇循环活性污泥污水处理方法和循环式活性污泥法CASS。与SBR处理相比，最重要的另一个特点是在反应器废水入口增加了一个预反应区，因此废水处理池分为两个部分:反应区和预反应区。工作过程已经简化，分为曝光、沉淀和排水三个过程。在反应前区域，污水中的污染物通过微生物处理机制吸附，并转化为可直接溶解的有机物质。由于基质的积累，水体中的有毒物质、pH值和水质都被缓冲。然后，阵列在主反应区基质的降解。这些过程的特点是自动化程度高，维护成本高。因此，在处理乡镇污水时，必须作出合理的选择。
        4.目前，部分试点地区已在试点25户重点聚集区相关微型污水处理设施（处理规模为10t/d、20t/d、30t/d、45t/d、70t/d、100t/d、200t/d）而诞生的一种改良AO工艺，该工艺通过调节池或化粪池将污水抽入填料房不同填料组合的淋浴式过滤完成O段除磷，然后在自流通过埋地式高效生物滤床实现脱氮效果，最终达到地方排放二级标准，该工艺设备及能耗方面仅使用了两台提升泵（一用一备，保证设备维护维修期间污水处理的连续性），和一盏照明电灯，只使用民用220V电源即可，且该工艺后端产泥及其微量，在已投运超过两年的实践中发现，产泥量几乎为零，且滤料清洗方便，清洗频率可超过1年/次，用自来水管直接冲洗即可，还不需专职人员值守。目前该工艺已在200吨/天、出水标准为GB18918-2002一级B标准的乡镇污水处理厂成功实践，对乡镇污水处理工艺选址提供多样性。
事实上，污水处理方法的选择不能局限于一种模式。根据乡镇建设特点，选择处理效果较好、成本较低、工艺简单的污水处理工艺。因此，根据我们的分析，可以使用人工湿地、氧化沟处理等处理乡镇污水。最重要的是通过建设合理的污水处理厂，实现城市和乡镇污水水处理的效率和水平。
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