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【摘 要】 由于城市和工业的飞速发展，污废水的排放量与日俱增。根据本世纪初统计资料，我国城市污水处理厂的年排放量已达400多亿立方米，但在我国680多个城市中，仅有200余座在建和建成的污水处理厂，全国污水处理率只有25%。污水的大量排放，导致了水环境的污染和水资源可利用性降低。因此，污废水的处理迫在眉睫，大力兴建污水处理厂势在必行。然而，如何选择一种技术先进成熟、经济合理的污水处理工艺是我们首先要面临的问题。本文针对中小型城市污水处理厂，从技术上和经济上对适用的工艺进行探讨。
【关键词】 中小型城市；污水处理厂；适用工艺
一、中小型城市污水處理厂规模划分
就目前我国国情来看，城市污水处理厂大体可以划分为大、中、小型污水处理厂，其中大型污水厂规模在>10×104m3/d，其基建投资数额很大，通常以亿元计，日常的运营管理费每年有数千万元。北京高碑店污水处理厂是当前规模最大的污水处理厂，规模在100×104m3/d；中型污水处理厂规模在（1～10）×104m3/d，这类规模是我国已建成污水处理厂的主体，大部分都分布在中小城市与大城市的郊县区域，基建投资通常在几千万元到亿元左右，每年的运营管理费用在几百万到上千万元之间；小型污水处理厂规模通常为<1×104m3/d，大多数都在小城镇建造，基建投资在几百万到上千万元之间，每年的运营管理费用也在几十万到上百万元，在经济发达的沿海地区的小城镇大多都建造这类的污水处理厂。
二、城市污水处理厂的主要工艺
目前国内外城市污水的主要污染物是有机物、悬浮物和N、P元素，对于水体中有机物的去除大多采用生物法。在生物法中，有生物滤池与活性污泥法两大类，生物滤池的卫生条件较差，处理效率低，故我国大部分污水处理厂都采用活性污泥法。活性污泥法有许多种型式，使用最广泛的主要有下面三种：传统活性污泥法及其改良型A/O、A2/O工艺、氧化沟工艺、SBR工艺。
应用最早的是传统活性污泥法，它对有机物的去除效率较高，采取厌氧消化方式对处理过程中产生的污泥进行稳定处理，对水体中污染物的去除和对剩余污泥的处置都比较彻底，并且运行费用与能耗都不高，所以被广泛应用。近二十年来，水体富营养化的危害日趋严重，于是将去除N、P也列入了污水处理的目标，因此出现了活性污泥法的改进型，如A/O法与A2/O法。A/O法分为两种，一种是用来脱氮的厌氧-好氧工艺，一种是用来除磷的厌氧-好氧工艺，A2/O法则是可以同时进行脱氮除磷的厌氧-缺氧-好氧工艺。
氧化沟是活性污泥法的一种变型，它在水力流态上与传统活性污泥法有所区别，是一种首尾相接的循环流，一般采取延时曝气，不仅可以净化污水而且还能使污泥稳定，它无需设置初沉池与污泥厌氧消化池，有时还可以省略二沉池和污泥回流系统，极大地简化了处理设施，且总体占地面积小。氧化沟具有传统活性污泥法的优势，去除有机物的效率非常高，并且由于氧化沟工艺具有推流特性，使得溶解氧浓度在沿尺长方向形成浓度梯度，形成好氧、缺氧、厌氧条件，可以取得较好的脱氮除磷效果。由于氧化沟简单、高效的优点，使其广泛应用在中小型城市污水处理厂中。
SBR工艺全称序批式活性污泥法，它的基本特点是在一个反应池中完成污水处理的进水、曝气、沉淀、排水和待机全过程，无需二沉池与污泥回流系统，处理设施简单，反应池、水泵、配管的数目少，反应池的容积也小于传统活性污泥法，基建费用较小。且运行中可以根据水量水质的变化调整各工序的时间，或根据需要增减处理工序，以保证出水水质合格，系统运行灵活。近几年随着自动化水平的提高和设备制造工艺的改进，设计合理的SBR工艺具有良好的脱氮除磷效果而备受关注，成为污水处理工艺中应用最广泛的工艺之一。
三、中、小型城市污水处理厂的适用工艺
（一）中小型城市污水处理工艺选择原则
考虑到中小城市污水处理厂自身经济、管理和技术等因素，在选择适用于中小城市污水处理工艺时需要重点考虑选择可靠、合理的处理工艺技术，并且与污水处理厂所在地的实际情况相结合，做到工程工艺合理、占地少、造价低、方便运行管理、控制环节少、方便操作的原则。
（二）中小型城市污水处理厂适用工艺
中、小型城市污水处理厂的优选工艺是SBR与氧化沟，它们的共同特征是：
1、有机物去除效率较高，工艺设计和运行合理还可以取得一定的脱氮除磷效果，并且处理设施简单、管理方便，是国际上当前公认的简化、高效的污水处理工艺，同时也是世界各国中小型城市污水处理厂最适用的工艺。
2、在10万吨/日规模之下，SBR与氧化沟的基建费用与传统活性污泥法、A/O、A2/O法相比明显要低，针对规模为5-10万吨/日的污水厂，据统计一般SBR和氧化沟的基建费用要低10-15%，两者的差距随规模的增大而增加，这样从投资成本上非常吸引中小型城市建造污水厂。
尽管在10万吨/日规模之下，SBR与氧化沟的电耗及年运营费用比常规活性污泥法要高，但基建费再加上20年的运营费总计还是要低于常规活性污泥法，规模越大、差距越小，规模越小、低得越多，当规模是10万吨/日时，两种工艺的总费用大概是相同的，所以，氧化沟与SBR在经济上非常有利于中小型污水厂。
3、SBR和氧化沟工艺一般都不设初沉池与污泥消化池，如采用一体式氧化沟，二沉池和污泥回流系统也可以省略。与常规活性污泥法相比，整个处理单元要少一半多，极大地简化了操作管理，这非常适用于技术力量较弱，整体管理水平较低的中小型污水处理厂。
4、SBR与氧化沟工艺的抗冲击负荷能力要优于常规活性污泥法，这非常有利于水量、水质变化波动比较大的中小型污水厂。
由于以上各种原因，在国内外SBR与氧化沟发展非常迅速。美国环保局（EPA）把污水处理厂的建设费用或运营费用比常规活性污泥法节省15%以上的工艺列为革新替代技术，由联邦政府给予财政资助，所以氧化沟与SBR获得了大力推广，已经建成的污水厂各有几百座，欧洲的氧化沟污水厂已有上千座，近十多年澳大利亚建成SBR污水厂近600座。在国内外，SBR与氧化沟亦已成为中小型污水处理厂的首选工艺。 四、氧化沟和SBR的比较
氧化沟与SBR有许多共同特征，也有各自的优势，需要在选定方案时仔细进行分析。
（一）从基建投资看
根据表1水处理单位水量占地面积[3]和表2各项经济指标比较[3]，SBR工艺在占地面积和土建投资相对于氧化沟具有优势，但是设备费与氧化沟相比较高，应根据实际情況决定总造价的高低。地价高或建设面积受限，对氧化沟工艺不利；进水BOD浓度低，反应容积和沉淀容积的比值低，有利于SBR，BOD浓度高，反应容积和沉淀容积的比值高，有利于氧化沟。
（二）从单位电耗看
氧化沟一般用机械曝气，SBR一般用鼓风曝气，在供氧量一致的情况下，鼓风曝气要比机械曝气省电；其次，氧化沟是分建式要大量回流，电耗较大，SBR是合建式不用污泥回流（部分少量回流）；第三，SBR是变水位运行，增加进水提升泵站的扬程。根据表1数据，一般SBR的电耗要比氧化沟小，运营费要低些。
（三）由表3水质指标比较[3]可知：①SBR和氧化沟对BOD、COD、SS均由较高的去除率，但氮、磷去除率较低；②在各项水质指标上，SBR和氧化沟各有优劣；③就全部污水厂均值而言，氧化沟除磷去除率不及SBR，其余水质指标均好于SBR。結果分析：氧化沟属于延时曝气，污泥龄较长，使得悬浮性有机物和溶解有机物可以得到很好的去除，但不利于除磷。另外由于我国污水厂进水BOD5较低，脱氮除磷所需碳源不足，使得我国污水处理厂中氮、磷去除率普遍偏低。总体而言，SBR和氧化沟出水水质的问题主要体现为氮、磷去除率不高。对于其它指标均有较为理想的处理效果。
五、结束语
本文通过对中小型城市污水处理厂主要工艺的研究，得出中小型城市污水处理适用氧化沟与SBR工艺，两者有很多共同的特点，但也有各自的优势，总之，中小型城市污水处理工艺应结合当地的实际条件，综合考虑经济、技术和管理方面的因素，合理的选择污水处理厂生物处理的工艺。
参考文献：
[1]周华，尹六寓.广东省中小城市污水处理厂适用技术探讨[J]广东水利电力职业技术学院学报，2010，8（1）.
[2]张国伟.适用于中小城镇污水处理工艺的探讨[J].西南给排水，2010（05）.
[3]林常春，谢志刚，王川涛.SBR和氧化沟工艺运行情况比较.
[4]周毅，陈永祥.小型城市污水厂设计中的问题及探讨[J].环境工程.2004，22（2）
[5]聂梅生主编.水中国水工业科技与产业[M].中国建筑工业出版社，2000：83-87[6]常淑平.中小城市污水处理厂的处理工艺比选[J].山西建筑.2006，32（14）：166-167
【关键词】 中小型城市；污水处理厂；适用工艺
一、中小型城市污水處理厂规模划分
就目前我国国情来看，城市污水处理厂大体可以划分为大、中、小型污水处理厂，其中大型污水厂规模在>10×104m3/d，其基建投资数额很大，通常以亿元计，日常的运营管理费每年有数千万元。北京高碑店污水处理厂是当前规模最大的污水处理厂，规模在100×104m3/d；中型污水处理厂规模在（1～10）×104m3/d，这类规模是我国已建成污水处理厂的主体，大部分都分布在中小城市与大城市的郊县区域，基建投资通常在几千万元到亿元左右，每年的运营管理费用在几百万到上千万元之间；小型污水处理厂规模通常为<1×104m3/d，大多数都在小城镇建造，基建投资在几百万到上千万元之间，每年的运营管理费用也在几十万到上百万元，在经济发达的沿海地区的小城镇大多都建造这类的污水处理厂。
二、城市污水处理厂的主要工艺
目前国内外城市污水的主要污染物是有机物、悬浮物和N、P元素，对于水体中有机物的去除大多采用生物法。在生物法中，有生物滤池与活性污泥法两大类，生物滤池的卫生条件较差，处理效率低，故我国大部分污水处理厂都采用活性污泥法。活性污泥法有许多种型式，使用最广泛的主要有下面三种：传统活性污泥法及其改良型A/O、A2/O工艺、氧化沟工艺、SBR工艺。
应用最早的是传统活性污泥法，它对有机物的去除效率较高，采取厌氧消化方式对处理过程中产生的污泥进行稳定处理，对水体中污染物的去除和对剩余污泥的处置都比较彻底，并且运行费用与能耗都不高，所以被广泛应用。近二十年来，水体富营养化的危害日趋严重，于是将去除N、P也列入了污水处理的目标，因此出现了活性污泥法的改进型，如A/O法与A2/O法。A/O法分为两种，一种是用来脱氮的厌氧-好氧工艺，一种是用来除磷的厌氧-好氧工艺，A2/O法则是可以同时进行脱氮除磷的厌氧-缺氧-好氧工艺。
氧化沟是活性污泥法的一种变型，它在水力流态上与传统活性污泥法有所区别，是一种首尾相接的循环流，一般采取延时曝气，不仅可以净化污水而且还能使污泥稳定，它无需设置初沉池与污泥厌氧消化池，有时还可以省略二沉池和污泥回流系统，极大地简化了处理设施，且总体占地面积小。氧化沟具有传统活性污泥法的优势，去除有机物的效率非常高，并且由于氧化沟工艺具有推流特性，使得溶解氧浓度在沿尺长方向形成浓度梯度，形成好氧、缺氧、厌氧条件，可以取得较好的脱氮除磷效果。由于氧化沟简单、高效的优点，使其广泛应用在中小型城市污水处理厂中。
SBR工艺全称序批式活性污泥法，它的基本特点是在一个反应池中完成污水处理的进水、曝气、沉淀、排水和待机全过程，无需二沉池与污泥回流系统，处理设施简单，反应池、水泵、配管的数目少，反应池的容积也小于传统活性污泥法，基建费用较小。且运行中可以根据水量水质的变化调整各工序的时间，或根据需要增减处理工序，以保证出水水质合格，系统运行灵活。近几年随着自动化水平的提高和设备制造工艺的改进，设计合理的SBR工艺具有良好的脱氮除磷效果而备受关注，成为污水处理工艺中应用最广泛的工艺之一。
三、中、小型城市污水处理厂的适用工艺
（一）中小型城市污水处理工艺选择原则
考虑到中小城市污水处理厂自身经济、管理和技术等因素，在选择适用于中小城市污水处理工艺时需要重点考虑选择可靠、合理的处理工艺技术，并且与污水处理厂所在地的实际情况相结合，做到工程工艺合理、占地少、造价低、方便运行管理、控制环节少、方便操作的原则。
（二）中小型城市污水处理厂适用工艺
中、小型城市污水处理厂的优选工艺是SBR与氧化沟，它们的共同特征是：
1、有机物去除效率较高，工艺设计和运行合理还可以取得一定的脱氮除磷效果，并且处理设施简单、管理方便，是国际上当前公认的简化、高效的污水处理工艺，同时也是世界各国中小型城市污水处理厂最适用的工艺。
2、在10万吨/日规模之下，SBR与氧化沟的基建费用与传统活性污泥法、A/O、A2/O法相比明显要低，针对规模为5-10万吨/日的污水厂，据统计一般SBR和氧化沟的基建费用要低10-15%，两者的差距随规模的增大而增加，这样从投资成本上非常吸引中小型城市建造污水厂。
尽管在10万吨/日规模之下，SBR与氧化沟的电耗及年运营费用比常规活性污泥法要高，但基建费再加上20年的运营费总计还是要低于常规活性污泥法，规模越大、差距越小，规模越小、低得越多，当规模是10万吨/日时，两种工艺的总费用大概是相同的，所以，氧化沟与SBR在经济上非常有利于中小型污水厂。
3、SBR和氧化沟工艺一般都不设初沉池与污泥消化池，如采用一体式氧化沟，二沉池和污泥回流系统也可以省略。与常规活性污泥法相比，整个处理单元要少一半多，极大地简化了操作管理，这非常适用于技术力量较弱，整体管理水平较低的中小型污水处理厂。
4、SBR与氧化沟工艺的抗冲击负荷能力要优于常规活性污泥法，这非常有利于水量、水质变化波动比较大的中小型污水厂。
由于以上各种原因，在国内外SBR与氧化沟发展非常迅速。美国环保局（EPA）把污水处理厂的建设费用或运营费用比常规活性污泥法节省15%以上的工艺列为革新替代技术，由联邦政府给予财政资助，所以氧化沟与SBR获得了大力推广，已经建成的污水厂各有几百座，欧洲的氧化沟污水厂已有上千座，近十多年澳大利亚建成SBR污水厂近600座。在国内外，SBR与氧化沟亦已成为中小型污水处理厂的首选工艺。 四、氧化沟和SBR的比较
氧化沟与SBR有许多共同特征，也有各自的优势，需要在选定方案时仔细进行分析。
（一）从基建投资看
根据表1水处理单位水量占地面积[3]和表2各项经济指标比较[3]，SBR工艺在占地面积和土建投资相对于氧化沟具有优势，但是设备费与氧化沟相比较高，应根据实际情況决定总造价的高低。地价高或建设面积受限，对氧化沟工艺不利；进水BOD浓度低，反应容积和沉淀容积的比值低，有利于SBR，BOD浓度高，反应容积和沉淀容积的比值高，有利于氧化沟。
（二）从单位电耗看
氧化沟一般用机械曝气，SBR一般用鼓风曝气，在供氧量一致的情况下，鼓风曝气要比机械曝气省电；其次，氧化沟是分建式要大量回流，电耗较大，SBR是合建式不用污泥回流（部分少量回流）；第三，SBR是变水位运行，增加进水提升泵站的扬程。根据表1数据，一般SBR的电耗要比氧化沟小，运营费要低些。
（三）由表3水质指标比较[3]可知：①SBR和氧化沟对BOD、COD、SS均由较高的去除率，但氮、磷去除率较低；②在各项水质指标上，SBR和氧化沟各有优劣；③就全部污水厂均值而言，氧化沟除磷去除率不及SBR，其余水质指标均好于SBR。結果分析：氧化沟属于延时曝气，污泥龄较长，使得悬浮性有机物和溶解有机物可以得到很好的去除，但不利于除磷。另外由于我国污水厂进水BOD5较低，脱氮除磷所需碳源不足，使得我国污水处理厂中氮、磷去除率普遍偏低。总体而言，SBR和氧化沟出水水质的问题主要体现为氮、磷去除率不高。对于其它指标均有较为理想的处理效果。
五、结束语
本文通过对中小型城市污水处理厂主要工艺的研究，得出中小型城市污水处理适用氧化沟与SBR工艺，两者有很多共同的特点，但也有各自的优势，总之，中小型城市污水处理工艺应结合当地的实际条件，综合考虑经济、技术和管理方面的因素，合理的选择污水处理厂生物处理的工艺。
参考文献：
[1]周华，尹六寓.广东省中小城市污水处理厂适用技术探讨[J]广东水利电力职业技术学院学报，2010，8（1）.
[2]张国伟.适用于中小城镇污水处理工艺的探讨[J].西南给排水，2010（05）.
[3]林常春，谢志刚，王川涛.SBR和氧化沟工艺运行情况比较.
[4]周毅，陈永祥.小型城市污水厂设计中的问题及探讨[J].环境工程.2004，22（2）
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