楊魯豫¹，王琳²，王寶貞²
(1.建設部城市建設司 2.哈爾濱工業大學市政環境工程學院)

　　摘要： 中小城鎮在我國環境保護和確保經濟可持續發展中的作用越來越大，由于歷史的原因和經濟 發展的不均衡，造成了中小城鎮水環境和水污染控制的特殊性。根據小城鎮經濟水平不高的 特點，介紹了在中小城鎮易于推廣的、經濟、高效、節能和簡便易行的水污染控制技術。
　　關鍵詞：中小城鎮；水污染控制；水質特性
　　中圖分類號：X505
　　文獻標識碼：B
　　文章編號： 1000-4602(2001)01-0023-03

　　1 中小城鎮的污水特點

　　中小城鎮污水主要為生活污水和以農產品為原料的工業廢水（有機廢水）的混合污水，水量與大城市相比較小，而且在量與質上都不夠均勻和穩定。
　　至1999年5月，我國中小城鎮已發展到19 216個，不僅在數量上有很大增加，而且已有 相當的規模。建制城鎮的城區人口平均1.68萬人，占全鎮總人口的35.5%；鎮區常住人口平 均1萬人，其中非農業人口占48.8%。縣級城鎮的基本人口規模在3～10萬人，自來水普及率為68%。小城鎮的人口規模、自來水的普及率和工農業發展的結構與水平，決定了小城鎮的污水排放量大都在(1～5)×104 m3/d的規模范圍內，其中生活污水量占50%以上。由于 生活污水占的比重較大，造成污水有較大的時不均勻性，同時也引起水質的波動。
　　中小城鎮與城市的城鄉關系隨著改革開放變得越來越密切，城鄉的傳統差別開始縮小，地域 組織和空間結構出現了農業活動和非農業活動的農工混合、非城非鄉的“城鄉銜接地帶”， 這就決定了其污水的主要成分是生活污水和一定量的工業廢水，而工業廢水是以農產品加工 業廢水為主。中小城鎮生活水平也決定了污水的組成成分，如污水中懸浮濃度較高，有機物濃度較低，尤其是一些小城鎮的排水系統不健全，采用明渠排水的較多，致使大量的雨水流入和地下水滲入，也降低了污水中的有機物濃度。表1是一些中小城鎮的污水水質情況調查表。

　　在資金上，由于我國是發展中國家，財力有限，用于基礎設施上的資金在大城市和中小城鎮 之間的分配嚴重不平衡，如近期國家、省、市把投資的重點放在支持城市污水處理廠的建設上，對縣及以下建制鎮污水處理設施建設扶持較少。另一個中小城鎮有別于大城市的特點是從業人員的技術水平和管理水平較低，這在一定程度上對污水處理廠運行操作的難易程度提出了要求。
　　這些因素就決定了在中小城鎮建設的污水處理廠首先必須經濟、高效、節能和簡便易行。經濟即占地面積少以節省征地費，必要的處理設施少以減少總投資的第一部分費用從而減少總投資；高效即出水在去除有機污染物的同時還能部分地脫氮除磷，防止水體的富營養化；節能即盡量采用經濟節能型設備和減少處理設施的數量，如取消初沉池和污泥回流等，或采用適當的處理工藝減少甚至無剩余污泥排放，從而減少運行費用，以克服我國許多城市建得起 污水廠但運行不起的弊端；簡便即對操作運行人員的水平要求不高以適應中小城鎮污水處理廠運行人員特點，同時減少運行人員的數量，這也在一定程度上減少了運行費用。
　　污水處理工藝的選擇是污水處理廠建設的關鍵，處理工藝選擇是否得當，不僅影響處理廠的 處理效果，而且還影響整個處理工程的基建投資多少、處理工藝運行的可靠程度、運行費用高低、管理操作的復雜程度。因此，必須結合當地污水的水量、水質以及溫度、氣候、氣象、地理、經濟等實際情況選擇適宜的處理工藝，使出水符合排放標準。
  　　根據中小城鎮水質、水量的特點，同時考慮到發展趨勢，結合中小城鎮的地理環境即“城鄉銜接地帶”，附近有可利用農田，可進行污水灌溉和污泥用作農肥等便利條件，在污水處理工藝流程的選擇上可將污水處理與利用相結合，與保護和改善當地的生態環境和水資源相結合，實現小城鎮區域性的生態環境和水資源的良性循環。

　　3 簡易高效的污水處理技術

　　國家九五攻關項目研制開發的淹沒式污水處理技術與設備經濟、節能、簡易、高效，具有適用于中小城鎮的優勢。以2×104 m³/d的污水廠為例，采用的工藝流程見圖1。

圖1中小城鎮污水廠的工藝流程

　　該工藝的特點：預處理中的格柵用以去除污水中的大塊污物，曝氣沉砂浮渣池用以去除顆粒 直徑＞0.25 mm的砂粒及其他無機雜粒以及通過鼓泡上浮去除油脂等浮渣，以保證后續處 理單元的管道和設備免受沙粒的磨損，改善污泥的流動性能，防止管道堵塞，提高污泥有機 組分的含量，以供作有機肥料或土壤改良劑。去除浮渣也有助于防止其后曝氣池和二沉池的 泡沫產生。
　　在污水處理流程中，取消初沉池，以保證復合生物反應池有足夠量和適當比例的C、N、P源 ，使活性污泥和生物膜得以正常增長和同化，否則BOD5濃度太低，將導致活性污泥的負增長，難以維持生物反應池的正常運行。此外，取消初沉池有助于改善二沉池的污泥沉淀 效果和剩余污泥的脫水性能。
　　淹沒式生物膜反應池中設置淹沒式生物膜缺氧區和好氧區，在生物膜的外至內層中形成好氧、缺氧和厭氧的微環境，有助于污水在其中進行硝化、反硝化和生物除磷等反應，由此能部分地去除總氮和總磷。由于生物膜的食物鏈和在厭氧、缺氧環境中的酸化、水解等因素，剩余污泥有良好的穩定性和脫水效果，產量也大幅度減少，大約僅為活性污泥法的1/5～1/3，而不必再進行污泥厭氧或好氧消化，故取消了污泥消化池。采用新型曝氣機取代鼓風機房，減少設備費用，這樣使污水和污泥處理流程大為簡化，既節省了基建費，也節省了運行和維 護費，并且可以結合實際需要增設FeSO4投加系統，以進一步去除水中的磷。
　　采用國際上90年代最先進的豎流式沉淀池，即采用穿孔管及在出水端接可調水位的溢流系統，克服了溢流堰出水不均勻及受風力影響等缺點，水力流態更均勻穩定。對處理流量較小的污水處理廠，采用豎流式沉淀池有利于泥水分離，運行工況良好。它的優點是直徑小，沉淀污泥不必借助吸、刮泥機便可自動沿其底部的截頭圓錐形集泥斗的斜壁(50°)滑至最底部，并借助水頭靜壓力11.8～14.7 kPa通過排泥管排入集泥井，又經污泥濃縮池最后排入污泥干化床中。
　　整套工藝流程簡短(無初沉池、污水回流系統、鼓風機房及污泥消化池等)，節省占地、基建及運行費用，管理維護簡便，可以實現BOD5去除率在90%以上，NH3-N去除率在90%以上，磷的去除率在40%以上(不投加FeSO₄)或90%以上(投加FeSO4)，達到國家二級處理 出水的排放標準。
　　與相同規模的傳統二級處理系統(活性污泥法)相比，處理1×104 m3/d污水，其基建費 僅500～600 萬元(是常規活性污泥法污水處理廠基建投資的40%～50%)，運行費單價為0.1～0.15 元/m3(比常規活性污泥法節省40%～50%)。

　　4 因地制宜的生態環境綜合治理技術

　　作為城鄉結合的“城鄉銜接地帶”，小城鎮的污水回用是實現小城鎮區域生態環境治理的 有效措施之一。小城鎮的污水中50%以上是生活污水，工業廢水也以農產品加工的廢水為主 ，水中基本上不含重金屬和有毒有害物質，但氮、磷含量較高，是植物和農作物發育所必須的養分，如能有效地利用與回用，則能產生巨大經濟效益和環境效益。小城鎮生態環境綜 合治理推薦工藝流程見圖2。

圖2小城鎮綜合治理推薦工藝流程

　　這套處理與利用結合的系統，首先利用格柵和沉砂池進行預處理，去除大塊的污染物和無機雜質。之后進入高效兼性塘，這是一種底部帶有污泥厭氧發酵孔的新型塘，水中懸浮有機污 染物沉于塘底的發酵坑中，形成厭氧污泥，當原水自下而上流經厭氧污泥坑時，形成UASB 式的厭氧處理，厭氧的中間產物進入上部的好氧區進行好氧降解。新型兼性塘的B OD5和COD去除率分別在70%～80%和60%～70%，出水進入曝氣養魚塘，水中剩 余的有機物和 營養物促進了浮游生物的生長，放養適量的魚類可有效控制水中的藻類和浮游動物。在水生 植物塘中，水中懸浮物沉淀而形成的底泥可作為水生植物生長的肥料，出水即可用作農業灌 溉用水，也可用作景觀用水。在這系列塘系統中，以太陽能為初始能源，通過在塘內形成人 工生態系統，在太陽能的推動下，通過生態系中多條食物鏈的物質遷移、轉化和能量的逐級 傳遞、轉化,將進入塘中的有機物和營養物進行降解和轉化,最后不僅去除污染，而且以水產 （水生作物)資源形式進行回收，使污水處理與利用結合起來，實現了污水的資源化 。由于沒有污水、污泥的回流系統,使運行維護管理十分簡便，節省了能源和運行維護費用，是實現小城鎮生態環境綜合治理的有效工藝。該工藝的出水水質優良：SS ≤20 mg/L、BOD5≤10 mg/L、COD≤50 mg/L、TN≤10 mg/L、NH3-N≤2 mg/L、TP≤2 mg/L、細菌≤2×103 MPN，再經農田灌溉后(污水經過土壤的過 濾、吸附和生物化學作用)，又能進一步凈化，滲濾水水質可達到：SS≤5 mg/L 、 BOD5≤5 mg/L、COD≤30 mg/L、TN≤10 mg/L、NH3-N≤1 mg/L、TP≤ 0.1 mg/L、細菌≤2×103 MPN。滲入地下的處理水又補充了地下水，有助于緩解中小城鎮 在經濟發展初期對地下水的過度開采而造成的水資源短缺［4］。

　　參考文獻：
　　［1］李愛貞.建設生態示范區促進區域可持續發展［J］.城市環境與城市生態，2 000，13(4)：20-22.
　　［2］王寶貞，李高奇，王琳，等.淹沒式生物膜法污水處理廠的設計及運行［J］ .中國給水排水，2000，16(3)：16-19.
　　［3］王寶貞，王琳，時雙喜.延時曝氣淹沒式生物膜法同時去除有機物和氮的工 藝研究［J］.哈爾濱建筑大學學報，1996,29(5):5-10.
　　［4］王寶貞，王琳，楊魯豫，等.生態塘—簡易高效的污水處理技術設計應用［J ］.城市環境與城市生態，1998，11(1)：25-27.

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　　收稿日期：2000-09-30