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摘要：伴随着城镇规模的扩大、人口数量的显著提升，城镇粪便污水处理难度与日俱增，并对污水处理设计方案、污水处理技术与设备、污水处理流程、出水水质等提出了更高的要求。基于此，文章以城镇粪便污水特征及处理难度为切入点，简要分析城镇粪便污水处理的设计现状，重点从工艺流程、污水处理技术、污水处理机械设备及相关参数三个方面探究城镇粪便污水处理的设计方法。
关键词：城镇;粪便污水;污水处理设计
城镇粪便污水是指城镇居民日常生活中的排泄洗涤水。我国相关规定要求城镇粪便污水必须经过无害化处理达标后方能排入城镇生活污水处理厂。但由于我国幅员辽阔、不同地区对水厕的利用率具有明显的差异性，再加上侧重于对粪渣进行集中集中处理，导致大量粪便污水流入生活污水处理厂，加大了生活污水处理厂的运行复合。为改善人们的生活环境、切实避免粪便污水污染环境或诱发疫病，应改善现行城镇粪便污水处理模式，在设计阶段对比优选经济性高、效果好、符合相应污水排放标准并能显著提升生活污水处理厂运行效能的粪便污水处理技术、工艺方法及机械设备，从而提高城镇粪便污水处理设计的科学性、可行性。
一、城镇粪便污水特征及处理难度
城镇粪便污水含有较高的COD、N、P量及有机物、营养物质，在传统农业时期粪便可为农作物生长提供必须的氮磷钾元素。但近二十年来受农业生产转型、新型肥料出现等各类因素的影响，城镇粪便污水的农业利用率显著降低，城镇粪便失去传统土地处理途径转而排入附近区域，对周边环境、人体健康造成严重负面影响[1]。
城镇粪便污水源于公厕、居民区、企业的化粪池，含有纤维丝团、塑料、玻璃等诸多杂物，悬浮物含量较高，如果采用格栅机械可能出现缠绕现象，需要以高压水枪辅助处理，以此难以设计全封闭式处理设施，会加剧臭气污染。同时，城镇粪便污水内COD含量高达4000mg/L，总氮含量可达到600mg/L，在采用生物处理技术时可能引发氨氮毒性问题。此外，城镇粪便污水中沉积泥沙浓度较高，需要设计相应的除砂及污泥处理设施。
二、城镇粪便污水处理的设计现状
城镇粪便污水处理是改善城镇环境、维护生态系统平衡、保障城镇居民身体健康及生命安全的重要举措，近年来我国各个地区对城镇粪便污水处理设计的重视程度显著提升，关于城镇粪便污水的处理技术、机械设备、工艺方法及化学药剂等也层出不穷，虽然在提升城镇粪便污水处理效率方面具有重要意义，但依然不可忽视当前城镇粪便污水处理设计中存在的问题[2]。其一为城镇粪便污水收运模式不完善，在粪便污水处理工艺中未设计进料缓存池，导致进料负荷波动性较大，难以保证污水处理设备良好运行，并且可能导致资源与能源浪费;其二，城镇粪便污水中杂物多、悬浮物浓度高，液面底层杂物、淤泥堆积，采用常规水下搅拌方式容易引发结块情况，如若不及时处理将会缩短污水处理机械设备的使用寿命，加大设备运行负荷，并且会降低出水水质;其三，城镇粪便污水预处理效率偏低，预处理后的污水泥沙、有机物等浓度依然偏高，加大了生化处理压力;其四，城镇粪便污水脱氮除磷不彻底，污水在厌氧池内的停留时间较短，再加上除磷措施不完善，导致处理后的粪便污水不能全面符合排放标准。
三、城镇粪便污水处理的设计方法
基于对城镇粪便污水特征及处理难点、污水处理设计现状及问题的分析，建议从以下四个方面入手提升城镇粪便污水处理设计的科学性、合理性及可行性。
（1）城镇粪便污水处理工艺流程设计
当前城镇粪便污水处理工艺流程主要包括“预处理—厌氧消化处理—上清液后处理”、“预处理—初级好氧生物处理—上清液预处理”两种基本类型。设计人员需要根据设计规范、如水水质实测及出水水质计算、粪便污水排放要求等确定城镇污水处理的总体工艺路线，结合城镇粪便污水中的含水量、新鲜粪便量等精准选择粪便污水处理工艺方法。如南方地区粪便污水内水分含量较高、新鲜粪便比例较低，如果采用工艺流程2将导致资源及资金浪费，并且会扩大污水处理构筑物及设备的占地面积，因此针对南方地区城镇适宜采用第一种粪便污水处理工艺。除此之外，结合城镇粪便污水处理需求，秉承经济性、技术性及生态性相统一的基本原则设计规划好粪便污水处理工艺，如“沉砂池—临时储池—杂物粉碎机—水解调节池—污泥脱水机—接触氧化池—二沉池”，可以提高污水处理效率;再如“固液分离—调节池—絮凝脱水—进料池（缓存池）—缺氧池—阶段好氧池—沉淀池—MBR膜池”，可解决进料负荷波动大、资源及能源浪费问题[3]。
（2）城镇粪便污水处理技术设计
不同城镇粪便污水处理工艺对污水处理技术有着不同的要求，设计人员需要根据实际情况采取科学、恰当的污水处理技术。在粪便污水预处理阶段可以设计切割粉碎技术，将粪便污水内含有的杂物粉碎为悬浮物混入水体，经固液分离后可将与污泥粒径相近的悬浮物全部清除，相对于格栅机械处理技术而言人工劳动量较小、臭气污染程度较低;泥水分离阶段可设计离心脱水技术，选择低耗能、噪音小、价格相对较低的卧螺李欣脱水机，可以降低污泥含水率，经过处理后的污泥可直接装箱外运;在生物处理阶段可设计生物接触氧化技术，需将带有生物膜的填料淹没在污水中，当生物膜与污水接触后会吸附污水内的有机物质，经过微生物分解后形成新的生物膜。由填料上脱落的生物膜也会被后续流程清除，具有运行简单、适应性强等优势;粪便污水气味恶劣，需设计活性炭固体吸附、生物除臭技术对臭气进行处理，最大程度上降低避免粪便污水造成臭气污染。
（3）城镇粪便污水处理构筑物及机械设备设计
城镇粪便污水处理工艺流程不同，所需的构筑物、机械设备及其参数也会存在一定的差异性。以“固液分离—调节池—絮凝脱水—进料池（缓存池）—缺氧池—阶段好氧池—沉淀池—MBR膜池”粪便污水处理工艺为例，在预处理阶段可设计1台固液分离一体机，保证粪便污水在沉砂池内的停留时间超过10min，且为避免固液分离后仍有大量悬浮物进入后续流程，可设计兩级格栅对污水进行二次过滤;在设计滤液池、缺氧池、好氧池时，需要划分好功能区，设置进料泵、搅拌机、硝化液回流泵等设备，根据粪便污水内有机物、悬浮物、有害物质的含量等精准计算污水在滤液池、缺氧池、好氧池内的停留时间与设备运行参数。如好氧池的作用在于利用微生物降解污水内的有机物，并对污水进行脱氮除磷处理，需要保证污水在好氧池内的停留时间超过14h，配合设计管式曝气系统降低曝气量，并选择4kW鼓风机;为保证处理后的粪便污水达到排放标准，建议在斜管沉淀池后设计MBR膜池，先以专业仪器设备检测污水内的各类物质的含量，如果不符合排放标准则启动MBR膜池，进一步通过生物反应去除超标物质。
结束语
城镇污水具有杂物多、悬浮物含量高、难处理的特点。当前城镇粪便污水处理设计中存在未设计进料缓存池导致进料符合波动大、能耗高，搅拌方式不当、预处理效率低、脱氮除磷不彻底的问题。为此应结合城镇粪便污水含水量、新鲜粪便比例、污水总体规模等设计完善周密的污水处理工艺流程，科学选择污水处理技术、设计污水处理构筑物及机械设备参数，以此保证城镇粪便污水处理设计的科学性。
参考文献
[1]马涛.粪便污水处理技术和机械设备应用分析[J].现代制造技术与装备，2021，57（08）：144-145.
[2]李清，赵卫兵，张勇，朱小明，张伦，马星辰.城镇粪便污水处理的设计与工程实践[J].环境卫生工程，2020，28（05）：16-20.
[3]桑士臣.畜禽养殖粪便污水处理与资源化利用分析[J].畜禽业，2020，31（01）：28.
关键词：城镇;粪便污水;污水处理设计
城镇粪便污水是指城镇居民日常生活中的排泄洗涤水。我国相关规定要求城镇粪便污水必须经过无害化处理达标后方能排入城镇生活污水处理厂。但由于我国幅员辽阔、不同地区对水厕的利用率具有明显的差异性，再加上侧重于对粪渣进行集中集中处理，导致大量粪便污水流入生活污水处理厂，加大了生活污水处理厂的运行复合。为改善人们的生活环境、切实避免粪便污水污染环境或诱发疫病，应改善现行城镇粪便污水处理模式，在设计阶段对比优选经济性高、效果好、符合相应污水排放标准并能显著提升生活污水处理厂运行效能的粪便污水处理技术、工艺方法及机械设备，从而提高城镇粪便污水处理设计的科学性、可行性。
一、城镇粪便污水特征及处理难度
城镇粪便污水含有较高的COD、N、P量及有机物、营养物质，在传统农业时期粪便可为农作物生长提供必须的氮磷钾元素。但近二十年来受农业生产转型、新型肥料出现等各类因素的影响，城镇粪便污水的农业利用率显著降低，城镇粪便失去传统土地处理途径转而排入附近区域，对周边环境、人体健康造成严重负面影响[1]。
城镇粪便污水源于公厕、居民区、企业的化粪池，含有纤维丝团、塑料、玻璃等诸多杂物，悬浮物含量较高，如果采用格栅机械可能出现缠绕现象，需要以高压水枪辅助处理，以此难以设计全封闭式处理设施，会加剧臭气污染。同时，城镇粪便污水内COD含量高达4000mg/L，总氮含量可达到600mg/L，在采用生物处理技术时可能引发氨氮毒性问题。此外，城镇粪便污水中沉积泥沙浓度较高，需要设计相应的除砂及污泥处理设施。
二、城镇粪便污水处理的设计现状
城镇粪便污水处理是改善城镇环境、维护生态系统平衡、保障城镇居民身体健康及生命安全的重要举措，近年来我国各个地区对城镇粪便污水处理设计的重视程度显著提升，关于城镇粪便污水的处理技术、机械设备、工艺方法及化学药剂等也层出不穷，虽然在提升城镇粪便污水处理效率方面具有重要意义，但依然不可忽视当前城镇粪便污水处理设计中存在的问题[2]。其一为城镇粪便污水收运模式不完善，在粪便污水处理工艺中未设计进料缓存池，导致进料负荷波动性较大，难以保证污水处理设备良好运行，并且可能导致资源与能源浪费;其二，城镇粪便污水中杂物多、悬浮物浓度高，液面底层杂物、淤泥堆积，采用常规水下搅拌方式容易引发结块情况，如若不及时处理将会缩短污水处理机械设备的使用寿命，加大设备运行负荷，并且会降低出水水质;其三，城镇粪便污水预处理效率偏低，预处理后的污水泥沙、有机物等浓度依然偏高，加大了生化处理压力;其四，城镇粪便污水脱氮除磷不彻底，污水在厌氧池内的停留时间较短，再加上除磷措施不完善，导致处理后的粪便污水不能全面符合排放标准。
三、城镇粪便污水处理的设计方法
基于对城镇粪便污水特征及处理难点、污水处理设计现状及问题的分析，建议从以下四个方面入手提升城镇粪便污水处理设计的科学性、合理性及可行性。
（1）城镇粪便污水处理工艺流程设计
当前城镇粪便污水处理工艺流程主要包括“预处理—厌氧消化处理—上清液后处理”、“预处理—初级好氧生物处理—上清液预处理”两种基本类型。设计人员需要根据设计规范、如水水质实测及出水水质计算、粪便污水排放要求等确定城镇污水处理的总体工艺路线，结合城镇粪便污水中的含水量、新鲜粪便量等精准选择粪便污水处理工艺方法。如南方地区粪便污水内水分含量较高、新鲜粪便比例较低，如果采用工艺流程2将导致资源及资金浪费，并且会扩大污水处理构筑物及设备的占地面积，因此针对南方地区城镇适宜采用第一种粪便污水处理工艺。除此之外，结合城镇粪便污水处理需求，秉承经济性、技术性及生态性相统一的基本原则设计规划好粪便污水处理工艺，如“沉砂池—临时储池—杂物粉碎机—水解调节池—污泥脱水机—接触氧化池—二沉池”，可以提高污水处理效率;再如“固液分离—调节池—絮凝脱水—进料池（缓存池）—缺氧池—阶段好氧池—沉淀池—MBR膜池”，可解决进料负荷波动大、资源及能源浪费问题[3]。
（2）城镇粪便污水处理技术设计
不同城镇粪便污水处理工艺对污水处理技术有着不同的要求，设计人员需要根据实际情况采取科学、恰当的污水处理技术。在粪便污水预处理阶段可以设计切割粉碎技术，将粪便污水内含有的杂物粉碎为悬浮物混入水体，经固液分离后可将与污泥粒径相近的悬浮物全部清除，相对于格栅机械处理技术而言人工劳动量较小、臭气污染程度较低;泥水分离阶段可设计离心脱水技术，选择低耗能、噪音小、价格相对较低的卧螺李欣脱水机，可以降低污泥含水率，经过处理后的污泥可直接装箱外运;在生物处理阶段可设计生物接触氧化技术，需将带有生物膜的填料淹没在污水中，当生物膜与污水接触后会吸附污水内的有机物质，经过微生物分解后形成新的生物膜。由填料上脱落的生物膜也会被后续流程清除，具有运行简单、适应性强等优势;粪便污水气味恶劣，需设计活性炭固体吸附、生物除臭技术对臭气进行处理，最大程度上降低避免粪便污水造成臭气污染。
（3）城镇粪便污水处理构筑物及机械设备设计
城镇粪便污水处理工艺流程不同，所需的构筑物、机械设备及其参数也会存在一定的差异性。以“固液分离—调节池—絮凝脱水—进料池（缓存池）—缺氧池—阶段好氧池—沉淀池—MBR膜池”粪便污水处理工艺为例，在预处理阶段可设计1台固液分离一体机，保证粪便污水在沉砂池内的停留时间超过10min，且为避免固液分离后仍有大量悬浮物进入后续流程，可设计兩级格栅对污水进行二次过滤;在设计滤液池、缺氧池、好氧池时，需要划分好功能区，设置进料泵、搅拌机、硝化液回流泵等设备，根据粪便污水内有机物、悬浮物、有害物质的含量等精准计算污水在滤液池、缺氧池、好氧池内的停留时间与设备运行参数。如好氧池的作用在于利用微生物降解污水内的有机物，并对污水进行脱氮除磷处理，需要保证污水在好氧池内的停留时间超过14h，配合设计管式曝气系统降低曝气量，并选择4kW鼓风机;为保证处理后的粪便污水达到排放标准，建议在斜管沉淀池后设计MBR膜池，先以专业仪器设备检测污水内的各类物质的含量，如果不符合排放标准则启动MBR膜池，进一步通过生物反应去除超标物质。
结束语
城镇污水具有杂物多、悬浮物含量高、难处理的特点。当前城镇粪便污水处理设计中存在未设计进料缓存池导致进料符合波动大、能耗高，搅拌方式不当、预处理效率低、脱氮除磷不彻底的问题。为此应结合城镇粪便污水含水量、新鲜粪便比例、污水总体规模等设计完善周密的污水处理工艺流程，科学选择污水处理技术、设计污水处理构筑物及机械设备参数，以此保证城镇粪便污水处理设计的科学性。
参考文献
[1]马涛.粪便污水处理技术和机械设备应用分析[J].现代制造技术与装备，2021，57（08）：144-145.
[2]李清，赵卫兵，张勇，朱小明，张伦，马星辰.城镇粪便污水处理的设计与工程实践[J].环境卫生工程，2020，28（05）：16-20.
[3]桑士臣.畜禽养殖粪便污水处理与资源化利用分析[J].畜禽业，2020，31（01）：28.