小城鎮(zhèn)綜合污水處理方法
我國水資源短缺，隨著新農村建設的發(fā)展，城鎮(zhèn)化水平逐年提高，小城鎮(zhèn)周邊人口快速增長，導致水污染現(xiàn)象日益嚴重。小城鎮(zhèn)污水污染程度較大，污染點較集中，主要污染物包括COD、BOD、SS、TN、TP和NH3-N等。小城鎮(zhèn)綜合污水氮磷含量較高，未經處理或經處理后未達標準就直接排放到江河湖泊，勢必會導致水體的富營養(yǎng)化，不僅對其中動植物的生存造成影響，甚至會威脅河湖生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
導致小城鎮(zhèn)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中均得到應用。污水處理工藝已從過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]。選擇一種經濟、高效、節(jié)能、操作管理方便的污水處理工藝，對解決新農村及小城鎮(zhèn)快速建設過程中出現(xiàn)的水污染問題有著很大的現(xiàn)實意義。
渾河上游某支流河是英額河的主要支流之一，全長40km，沿途水質大多良好，唯有某鎮(zhèn)的排污口對河流環(huán)境影響嚴重。該鎮(zhèn)隨著建設的發(fā)展，周邊人口逐年增長，交通便利。但該鎮(zhèn)沒有污水處理設施，城鎮(zhèn)污水隨著管道直接排河，對整個河道造成嚴重污染。
1污染及設計水質
1.1污染概況
根據2010年監(jiān)測數(shù)據，該支流河水質（市控監(jiān)測斷面）COD為186mg/L。NH3-N的質量濃度為15.8mg/L。污染狀況較為嚴重，為劣V類水體。根據現(xiàn)場調查，污染主要來自灣甸子鎮(zhèn)綜合生活污水，污水量為500t/d。
1.2設計水質
按照工廠企業(yè)污染源的廢水需經點處理達到CJ3082－1999和DB21/1627－2008后再進入市政污水管網系統(tǒng)的原則，設計了污水處理設施的進水水質見表1。
根據DB21/1627－2008，項目污水處理設施出水執(zhí)行GB18918－2002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、懸浮物和無機沙礫等，以減少后續(xù)處理構筑物的符合。工程污水水質為典型的小城鎮(zhèn)生活污水水質，預處理系統(tǒng)擬采用格柵和沉砂、集水裝置，以便與后續(xù)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：生活污水經格柵進入沉集水裝置，用泵提升進入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，長污泥齡污泥減量機制，泥齡可達60d，提高了微生物的內源代謝作用，利用高含量活性污泥技術達到污泥減量，使污水中COD、BOD5含量大大降低。反應器出水經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16m3，內置1臺污泥回流泵。單泵體積流量10m3/h，揚程10m，電機功率1.1kW。
2.2.2A2/O前置M-D地埋式一體化生物反應器
生化池建設2座，生化池單座設計質量流量為250t/d。內含二沉池和污泥泵。
單池設計參數(shù)：反應池有效容積100m3，長10m、寬3.5m，有效池深3.5m，超高0.5m。
設計運行參數(shù)：污水溫度10℃，pH為7.0；BOD5污泥負荷為0.088kg/(kg·d)，MLSS的質量濃度為3.5g/L，反應污泥齡14d；總停留時間14.5h，厭氧段、缺氧段、好氧段停留時間分別為1.5、3.0、10h；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0.75kW。
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，當有回用水要求時兼有回用調節(jié)水池的作用。池有效容積為18m3，池體為地下矩形鋼筋混凝土結構，單格尺寸4.0m×1.5m，池深3.5m。
內置2臺清水泵，單泵體積流量20m3/h，揚程9m，電機功率1.5kW。
2.2.4鼓風機房
鼓風機房1座，和控制室合建。鼓風機房的面積22.9m2，安裝1座集齊罐和3臺羅茨風機。風機體積流量1.77m3/min，電機功率3.0kW。
3運行情況
3.1污水處理效果
該工程投入運行以來，污水處理效果穩(wěn)定，各污染物處理效果見表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(zhèn)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%，出水水質均達到GB18918－2002的一級B要求，可以在實際中應用。
3.2技術特點與優(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，有著良好的生物脫氮除磷效果，脫氮能力高于傳統(tǒng)A2/O工藝。
為了克服傳統(tǒng)A2/O工藝回流污泥中的硝酸鹽對厭氧區(qū)的不利影響，在厭氧池之前增設厭氧、缺氧調節(jié)池，來自二沉池的回流污泥和體積分數(shù)10%左右的進水進入缺氧池，停留時間為20～30min，微生物利用約10%進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(wěn)定性。
A2/O前置M-D地埋式一體化生物反應器的工藝特點：
(1)出水水質高，針對高效生物脫氮除磷，節(jié)省化學藥劑；
(2)管理方便，抗沖擊負荷能力強，運行穩(wěn)定；
(3)污泥肥高效，剩余污泥磷的質量分數(shù)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(tǒng)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(jié)池，占地面積及土建費用需相應增加。
3.3技術經濟指標
該工程占地面積1000m2，勞動定員4人。污水處理能力500t/d。
總投資203.42萬元，其中工程費用147.25萬元，設備部分投資15萬元，鋪底流動資金0.98萬元。
外購原材料、燃料及動力費均按年消耗量計算，每人年工資18000元，修理費按建設投資的0.5%計算，其他費用按原材料、燃料及動力、職工薪酬、修理費、折舊費用和攤銷費用之和的5%。項目處理成本為1.18元/t，投資回收期12.5a。
項目的投資回收期及各項財務指標均符合要求。建設該項目不僅改善了水污染現(xiàn)狀，從財務角度也是可行的。
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，可以在污水處理領域廣泛應用。
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