城镇小型生活污水处理设备及其展望

目前，我国污水处理率低，污染物排放量大，导致水体污染严重，水体的富营养化尤为突出。国家环保总局公布的2001 年环境质量状况表明，我国重要水系和湖泊的污染状况虽然有所好转，但形势依然十分严峻。在2001 年7 大江河水系的752 个重点监测断面中，有27 %的断面满足1～3 类标准，14 %的断面为4 类标准，近59 %的断面水质为5 类或劣5 类。主要污染物为氨氮、CODMn 、BOD、挥发酚和石油类。其中，引起水体富营养化的主要营养成分为有机碳、氮、磷、钾、铁等。有机碳经一般生物处理后可基本去除，氮磷之外的其他成分相对于富营养化在发生过程中的需求量极低，不构成富营养化的限制因子。引起藻类大量繁殖的主要因子是氮和磷，而藻类对磷的需求量约为对氮需求量的1/ 20 左右，因此控制污染源，降低污水中氮，尤其是磷含量是防止水体富营养化的关键。

目前，我国污水处理率低，污染物排放量大，导致水体污染严重，水体的富营养化尤为突出。国家环保总局公布的2001 年环境质量状况表明，我国重要水系和湖泊的污染状况虽然有所好转，但形势依然十分严峻。在2001 年7 大江河水系的752 个重点监测断面中，有27 %的断面满足1～3 类标准，14 %的断面为4 类标准，近59 %的断面水质为5 类或劣5 类。主要污染物为氨氮、CODMn 、BOD、挥发酚和石油类。其中，引起水体富营养化的主要营养成分为有机碳、氮、磷、钾、铁等。有机碳经一般生物处理后可基本去除，氮磷之外的其他成分相对于富营养化在发生过程中的需求量极低，不构成富营养化的限制因子。引起藻类大量繁殖的主要因子是氮和磷，而藻类对磷的需求量约为对氮需求量的1/ 20 左右，因此控制污染源，降低污水中氮，尤其是磷含量是防止水体富营养化的关键。

随着经济的高速发展和城市人口的不断增加，尤其是中小城镇发展更快，污水处理厂跟不上发展的需要，致使大量污水未得到完全处理就排入水体，更加速水体富营养化的进程。因此如何解决中小城镇生活污水碳、氮、磷达标排放，控制水体富营养化是当务之急。为此，国家有关部门颁布了一系列的规定和政策，1996 年制定了《污水综合排放标准》(GB8978 - 1996) ，规定一级排放标准氨氮15 mg/ L ， 磷酸盐0.5 mg/ L ，二级排放标准规定氨氮25 mg/ L ，磷酸盐1. 0 mg/ L ，在水源保护区等重点区域应增加除磷脱氮设施。2000 年5 月29 日，建设部、国家环保总局、科技部联合颁布了《城市污水处理及污染防治技术政策》提出了我国近期污水处理的目标:2010 年全国设市城市和建制镇污水平均处理率不低于50 % ，设市城市的污水处理率不低于60 % ，重点城市污水处理率不低于70 % ，并规定对不能纳入城市污水收集系统的居民区、旅游景点、度假村、疗养院、机场、铁路车站、经济开发区等分散的人群聚居地排放的污水和独立工矿区的工业废水应就地处理达标排放。而且我国环境保护“十五”计划中对全国和“3 河3 湖”等重点地区污水中的氨氮排放实行总量控制，并且对太湖、滇池和巢湖的总磷下达了入湖量和排放量指标。然而我国有80 %的人口在农村，城市郊区也有很多城市管网难以延伸到的地方，在很多城镇地区，下水道的普及率和使用效率很低。这些都为城镇小型生活污水处理设备的应用和发展提供了广阔的空间。

1 城镇小型生活污水处理设备的特点和分类

城镇小型生活污水处理设备一般是指处理能力在500 m3/ d 以下，集污水处理工艺各部分功能为一体的生活污水处理装置。该设备主要应用于:

(1) 污水量较大，目前尚无城市污水处理厂的地区和建筑。

(2) 城市排水系统服务区域以外的城市边远地带和新区。

(3) 与城市生活污水性质相类似的部分工业废水。

(4) 农村、乡镇、居民区、旅游景点、度假村、疗养院、机场、铁路车站、经济开发区等分散的人群聚居地。

目前，我国采用的小型生活污水处理工艺主要有:化粪池、稳定塘、污水的土地处理、活性污泥法和生物膜法。化粪池能够降低SS 的70%～75%和BOD5 的30%～35%，但是无法达标排放；利用稳定塘处理污水可以充分利用地形，节约资金，并能够实现污水的资源化，但是占地面积大，处理效果易受气候影响，所以很难普及；污水土地处理系统有慢速渗滤、快速渗滤、地表漫流、湿地、地下渗滤等形式，经常和氧化塘结合起来使用，可充分利用自然条件，结构简单、费用低，对广大农村和小城镇地区很适用；活性污泥法和生物膜法工艺是最为广泛采用的小型生活污水处理工艺，具有运行安全可*、投资省、施工安装方便、工期短、操作管理方便等特点。该类工艺主要包括物理处理、生物处理、消毒3 大部分，其中物理处理工艺起到预处理作用，通常采用格栅、沉淀等工艺；生物处理部分是主要的处理工艺，采用生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和活性污泥法等工艺；后处理一般是消毒后回用或排放。生物处理工艺主要设计参数见表1。

小型污水处理设备按处理设备设置的位置可分为室内设备和室外设备，室内设备通常置于建筑物地下室，主要用于宾馆、写字楼等高层建筑，但由于其占地面积小，卫生条件差，运行维护不便等因素，逐渐被室外设备所代替。室外设备主要利用室外空地如绿地、草坪、室外停车场等，将设备埋于地下，不占用地表面积。根据有无运行动力，处理设备又可分为有动力和无动力2 种。

2 应用展望

现有的活性污泥法和生物膜法工艺一般都未考虑除磷脱氮，作为活性污泥法的发展的氧化沟法和SBR ，虽然能起到除磷脱氮的作用，但是对小型污水来说处理效果不佳。因此小型污水处理设备应考虑除磷脱氮的功能。然而，我国针对大型污水处理厂的除磷脱氮的研究虽然已经取得了许多成果，并进行了实际应用，但是具有除磷脱氮功能的小型污水处理设备的研制和开发还处于研究阶段。因此，要使我国城镇生活污水能达标排放，并且能够完成我国近期污水处理目标，研究开发具有除磷脱氮功能的小型生活污水处理设备是目前迫切需要解决的问题。同时，随着环境要求的提高和管理水平的限制，城镇小型生活污水处理设备向着除磷脱氮的方向发展的同时，还应进一步向组装系列化、密闭性、自动化、高效的处理效率方向发展。