小城镇的水污染治理关系到我国水环境保护和可持续发展的战略目标,是十分必要和迫切的。解决小城镇的污水处理问题,关键在于污水处理技术的筛选与确定,直接关系到建设资金、运行成本等技术经济指标的确定,往往在决策方案时,比选中的可比性存在问题。其中跌水曝气技术是一项可以探讨应用的好技术,具有很好的节能优势和相当可观的发展空间。这种优秀的曝气方式,可结合现有的污水处理技术加以利用,方案比选中占有明显优势。课题组酝酿该曝气方式及其简化工艺的利用改造已久,考虑到氧化沟是国内比较成熟和方便改造的污水生物处理工艺,还可集中发挥二者的优点,选择此曝气方式对氧化沟进一步探索。本课题通过简化、合并氧化沟的曝气净化污水和混合液沉淀分离单元操作,以及污泥无泵回流技术,并应用跌水曝气方式,自行研制了一种新型污水处理工艺——跌水曝气一体化氧化沟。开发这种新工艺主要是满足中小城镇的污水处理技术的需要,节能减排,并利用中国具有广大的山地和丘陵的地形地貌特点,创新性地简化污水处理工艺和减少基建费用及运行费用。目前跌水曝气的相关理论、设计计算方法及实际应用并不多见,本试验主要通过对模型的现场基础试验,以期获得可靠的设计参数和运行操作经验,并初步检验工艺的运行效果,为实际工程应用提供有价值的参考,以便进入实施使用。试验选择了几个关键部分进行研究:清水试验、固液分离器改造和污水试验。清水阶段的充氧能力测试显示:跌水曝气技术具有很好的节能优势,满足充氧能力且动力效率较高;示踪剂试验表明该反应器属于典型的完全混合式反应器,斜斗之间相互串联,又具有推流特征。固液分离器的改造主要是运用流态分析手段研究污泥回流机理及流场的分布特征,改造集中于弯道内流场的研究。污水试验是在不同的影响因素变化下,根据污水水质和试验条件进行工况试验并检验其处理效果。通过以上试验,企图弄清工程应用前所需得到的一些基本数据。结果表明跌水曝气一体化氧化沟处理效果稳定、可靠,出水均达到城镇污水处理厂污染物排放标准,清彻透明无异味。实践经验表明跌水曝气一体化氧化沟工艺能节约占地面积,三维空间利用,形成立体循环,具有投资省、操作简单、能耗低等突出优点,是一种新型生物处理工艺。除此之外,这项技术可以很好的适应丘陵地带和山区的地形特点,减少工程造价,适合中国国情;可以作为一种独立的污水处理工艺进行设计使用,是一种有使用前途的、具有推广价值的污水处理新技术。