近幾年，隨著國家環(huán)保政策的不斷加強(qiáng)，特別是今年《“十二五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》的出臺(tái)，使得城市污水處理廠的建設(shè)步伐越來越快，污水處理廠的建設(shè)范圍也從最初的大中城市逐步向中小城市邁進(jìn)。與此同時(shí)，我國小城鎮(zhèn)污水處理也越來越被人們所重視。

隨著我國農(nóng)村城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，小城鎮(zhèn)人口大量增加，污水排放量逐年增大，但多數(shù)小城鎮(zhèn)均未建設(shè)污水處理設(shè)施，使得大量污水得不到處理就源源不斷地直接排入周邊河流和湖泊，導(dǎo)致小城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境不斷惡化。而且，由于我國小城鎮(zhèn)分布分散，數(shù)量多，生態(tài)環(huán)境一旦遭到破壞，將很難得到恢復(fù)。

另外，由于國家環(huán)保力度的加強(qiáng)，不少對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的工業(yè)企業(yè)紛紛關(guān)閉、重組或搬遷，而重新選擇的廠址往往是環(huán)境容量大、土地資源多的小城鎮(zhèn)，因而鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)迅速發(fā)展。由于小城鎮(zhèn)環(huán)保意識(shí)薄弱，現(xiàn)有污水處理率很低，污水資源化利用幾乎是空白，水污染形勢(shì)日益嚴(yán)重。

加強(qiáng)小城鎮(zhèn)污水處理，避免生態(tài)環(huán)境惡化，對(duì)促進(jìn)小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)健康、穩(wěn)定、可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1小城鎮(zhèn)污水處理特性

1.1小城鎮(zhèn)污水排放特點(diǎn)

小城鎮(zhèn)污水排放主要來自于生活污水和工業(yè)廢水，依據(jù)工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品的不同，小城鎮(zhèn)污水水質(zhì)變化較大;由于人口數(shù)量相對(duì)較少，小城鎮(zhèn)污水排放量較小，大都在3000~30000m3/d規(guī)模范圍內(nèi)，且水量晝夜波動(dòng)較大;由于明渠排水管道和雨污合流制排水系統(tǒng)導(dǎo)致污水中有機(jī)物濃度較低，懸浮物濃度和氮磷濃度高，可生化性較好。一般BOD5為100～150mg/L，COD為250～300mg/L，SS為200mg/L左右。

1.2小城鎮(zhèn)污水處理要求

基于小城鎮(zhèn)污水排放的上述特點(diǎn)，小城鎮(zhèn)污水處理應(yīng)優(yōu)先選擇抗沖擊負(fù)荷、具有一定的脫氮除磷功能的污水處理工藝;同時(shí)，由于小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)力量相對(duì)薄弱，還應(yīng)選擇基建投資省，能耗低，運(yùn)行費(fèi)用低的工藝;由于小城鎮(zhèn)技術(shù)力量薄弱，還應(yīng)選擇運(yùn)行管理簡(jiǎn)單、便于維護(hù)的工藝;同時(shí)，為避免二次污染，還應(yīng)盡量選擇污泥產(chǎn)生量少的工藝。

2小城鎮(zhèn)污水生態(tài)處理技術(shù)簡(jiǎn)介

我國污水處理廠最常用的處理工藝主要有三種：A/O、A2/O及改良工藝，氧化溝工藝，SBR及其改良工藝如CASS、CAST工藝等。其中，A/O、A2/O及改良工藝構(gòu)(建)筑物多，工藝流程復(fù)雜，主要用于處理規(guī)模較大(10萬m3/d以上)的城市市政污水處理廠，而氧化溝工藝因?yàn)楸砥叵到y(tǒng)充氧效率較低能耗較高，SBR工藝因?yàn)樽钥爻潭容^高，對(duì)運(yùn)行人員技術(shù)水平要求較高，因而，以上幾種常規(guī)污水處理工藝并不適用于小城鎮(zhèn)污水處理。

近年，生態(tài)處理技術(shù)(或稱自然處理技術(shù))應(yīng)用于小城鎮(zhèn)污水處理廠的研究越來越多。工藝簡(jiǎn)單、基建投資省、運(yùn)行管理方便、能耗低、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等特點(diǎn)賦予了生態(tài)處理技術(shù)用于小城鎮(zhèn)污水處理的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。生態(tài)處理技術(shù)主要有穩(wěn)定塘(生態(tài)塘)處理系統(tǒng)、土地處理系統(tǒng)、溝渠處理系統(tǒng)和蚯蚓生態(tài)濾池，現(xiàn)將各工藝特點(diǎn)簡(jiǎn)單介紹如下：

2.1穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)

穩(wěn)定塘(生態(tài)塘)是水中微生物和水生植物利用太陽能在生長過程中消耗污水中的有機(jī)物和氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)來凈化污水，同時(shí)可在塘中養(yǎng)殖水禽，形成生態(tài)塘內(nèi)穩(wěn)定的食物鏈。穩(wěn)定塘處理系統(tǒng)不僅可去除污染物，而且可以回收水生作物和水產(chǎn)，凈化的污水也可作為再生水資源予以回收利用，達(dá)到一塘多用的目的。

東營采用厭氧塘、曝氣塘、魚塘、藕塘、蘆葦塘的多級(jí)串聯(lián)穩(wěn)定塘工藝處理污水，有效地去除了有機(jī)物、營養(yǎng)物、重金屬和細(xì)菌等，出水水質(zhì)較好，達(dá)到了一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，且大大降低了污水處理運(yùn)營成本，每排放1噸污水只要收取0.057元的費(fèi)用就可以維持污水廠的運(yùn)行。該工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)是其他工藝無法比擬的。另據(jù)劉汝鵬等人的研究，德州采用多級(jí)串聯(lián)穩(wěn)定塘系統(tǒng)處理污水，除冬季出現(xiàn)出水磷超標(biāo)現(xiàn)象外，各項(xiàng)指標(biāo)實(shí)際出水濃度低于設(shè)計(jì)值。內(nèi)蒙古集寧采用多種單元塘優(yōu)化組合的工藝流程在寒冷地區(qū)短停留時(shí)間模式下運(yùn)行也取得了良好效果。經(jīng)過凈化的污水可以達(dá)到農(nóng)田灌溉標(biāo)準(zhǔn)，不僅減輕了對(duì)受納水體的污染，還可回收利用水資源。

穩(wěn)定塘處理技術(shù)由于其抗沖擊負(fù)荷需要，一般占地面積較大，可利用農(nóng)村地區(qū)廢棄的河塘、洼地等有利地形進(jìn)行改造，可大大節(jié)省基建費(fèi)用。

2.2土地處理系統(tǒng)

土地處理系統(tǒng)是利用土壤微生物和植物系統(tǒng)的自我調(diào)控機(jī)制和綜合凈化功能處理污水的生態(tài)處理工藝，目前應(yīng)用較多的主要是人工濕地系統(tǒng)和快速滲濾系統(tǒng)。

2.2.1人工濕地系統(tǒng)

根據(jù)系統(tǒng)布水方式的不同或水流方向的差異，一般可以把人工濕地分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直(立式)流人工濕地。

深圳市沙田人工濕地污水處理廠采用兩級(jí)潛流型人工濕地系統(tǒng)處理污水，出水主要指標(biāo)可以達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。故城縣東北屯污水處理廠采用多級(jí)表面流、垂直潛流濕地+氧化塘處理系統(tǒng)使污水凈化后達(dá)到農(nóng)田灌溉用水標(biāo)準(zhǔn)，解決了決東北屯100hm2耕地的灌溉用水，提高了污水資源的利用率，有利于緩解用水緊缺的狀況。另外，強(qiáng)化混凝—人工濕地組合工藝和生物法-人工濕地組合工藝等污水處理技術(shù)應(yīng)用于小城鎮(zhèn)污水處理研究也取得了較好的效果。人工濕地的優(yōu)勢(shì)在于基建和管理費(fèi)用低廉、對(duì)污染物的去除能力優(yōu)異、管理和維護(hù)操作簡(jiǎn)便，在我國中小城鎮(zhèn)具有很高的推廣價(jià)值。

2.2.2快速滲濾系統(tǒng)

人工快速滲濾系統(tǒng)CRI(ConstructedRapidInfiltrationSystem)

是采用滲透性能較好的天然河砂、陶粒和煤矸石等為主要滲濾介質(zhì)代替天然土層發(fā)展起來的一種新型的生態(tài)處理系統(tǒng)。王艷華等人對(duì)重慶市龍溪河流域水污染綜合整治工程中9座采用該工藝的污水處理廠實(shí)際情況進(jìn)行分析得出，CRI工藝以其建設(shè)投資省、運(yùn)行費(fèi)用低、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)、管理簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、維修方便、產(chǎn)生污泥及廢氣少、對(duì)環(huán)境影響小等優(yōu)點(diǎn)顯示出明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，是適合我國國情的小城鎮(zhèn)污水處理工藝。

2.3溝渠凈化系統(tǒng)

利用排水溝渠處理污水技術(shù)是在排水干溝渠順流方向設(shè)置固定微生物載體，如在溝渠內(nèi)設(shè)置填料或種植水生植物，形成生物接觸氧化或人工濕地污水處理系統(tǒng)，對(duì)流經(jīng)污水中的有機(jī)物和氮磷等物質(zhì)進(jìn)行吸附和生物降解，達(dá)到去除水中污染物的目的。利用現(xiàn)有的排水設(shè)施和天然排水溝渠處理污水，可以降低基建投資和降低運(yùn)行成本，減少管理人員，對(duì)改善小城鎮(zhèn)環(huán)境具有非常重大的意義。

郭勁松等人對(duì)三峽庫區(qū)典型小城鎮(zhèn)石寶鎮(zhèn)的排水溝渠進(jìn)行改造，對(duì)利用地形高差形成的水流跌落進(jìn)行復(fù)氧，結(jié)合生物接觸氧化、人工濕地和穩(wěn)定塘技術(shù)對(duì)溝渠進(jìn)行合理改造，開發(fā)出人工強(qiáng)化溝渠污水處理設(shè)施，生產(chǎn)性試驗(yàn)表明：人工強(qiáng)化溝渠表現(xiàn)出了較強(qiáng)的有機(jī)物去除能力，對(duì)氮磷也有相當(dāng)?shù)娜コЧ?，適合在三峽庫區(qū)山地小城鎮(zhèn)推廣。周婷等人提出將已有農(nóng)田排灌溝渠就地改造為溝渠式生物接觸氧化池，在其中種植水生植物、投放水生動(dòng)物并加入組合填料使其掛膜，構(gòu)建溝渠式生物接觸氧化法污水處理系統(tǒng)，并在實(shí)驗(yàn)室采用溝渠式生物接觸氧化組合系統(tǒng)處理模擬村莊面源污水，較好地去除了有機(jī)物并實(shí)現(xiàn)氨氮轉(zhuǎn)化，這對(duì)小城鎮(zhèn)控制面源污染有一定的借鑒意義。

2.4蚯蚓生態(tài)濾池

蚯蚓生態(tài)濾池是利用人工濾床中的蚯蚓和其他微生物通過過濾、吸附、生物降解等作用去除污水和污泥中的有機(jī)物。蚯蚓在對(duì)水中和污泥中的有機(jī)物進(jìn)行分解吸收的同時(shí)，還可以在其覓食過程中對(duì)濾床進(jìn)行清掃、防止濾床堵塞，提高氧氣利用率，另外增殖的“剩余蚯蚓”還可以作為肥料進(jìn)行二次利用。此項(xiàng)技術(shù)已在上海成功地進(jìn)行了中型試驗(yàn)和生產(chǎn)性規(guī)模的應(yīng)用。

為提高蚯蚓生物濾池的處理能力，濾池填料和組合工藝的選擇非常重要。常用的濾料主要有石英砂和陶粒濾料，另外在蚯蚓生物濾池后采用鋼渣、煤渣混合滲濾系統(tǒng)既可高效除磷，又可以進(jìn)一步凈化、穩(wěn)定蚯蚓生物濾池的出水水質(zhì)。由于蚯蚓生態(tài)濾池具有工程造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)用低、管理要求低、占地面積小、二次污染少、資源化程度高等特點(diǎn)，在小城鎮(zhèn)和農(nóng)村生活污水、污泥處理中有著廣闊的發(fā)展前景。

3小城鎮(zhèn)污水生態(tài)處理技術(shù)研究方向

由于小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)實(shí)力不強(qiáng)，且缺乏專業(yè)技術(shù)人員，因此選擇的污水處理工藝首先要滿足這兩項(xiàng)要求才可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、持續(xù)運(yùn)行。生態(tài)處理技術(shù)以其投資少、能耗低、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，比較適用于小城鎮(zhèn)污水處理。要使得生態(tài)處理技術(shù)在小城鎮(zhèn)污水處理廠較快推廣應(yīng)用，還需做好以下幾方面的研究：

1)加強(qiáng)生態(tài)處理技術(shù)脫氮除磷效果研究。隨著國家對(duì)污水排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，氮和磷的高效處理成為所有污水廠亟待解決的難題。因此，應(yīng)對(duì)上述幾種生態(tài)處理技術(shù)的脫氮除磷機(jī)理進(jìn)行研究，可考慮輔以其他生物、化學(xué)處理工藝進(jìn)行預(yù)或后處理，以滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

2)加強(qiáng)生態(tài)處理技術(shù)應(yīng)用于污水廠的工藝參數(shù)研究。生態(tài)處理技術(shù)不像A2/O、氧化溝、SBR等常規(guī)污水處理工藝因應(yīng)用多年已積累了成熟可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，生態(tài)處理工藝污水廠應(yīng)如何進(jìn)行土建施工和設(shè)備選型來降低投資額度、如何調(diào)整運(yùn)行參數(shù)來降低能耗成本是決定該技術(shù)能否成功應(yīng)用于小城鎮(zhèn)污水處理的關(guān)鍵。

3)開展小城鎮(zhèn)污水處理廠管理模式研究。我國不乏污水處理廠建成后擱置不用的事例，在缺乏資金、人員且分布零散的小城鎮(zhèn)更易發(fā)生此類問題，因此如何讓小城鎮(zhèn)污水廠穩(wěn)定、持續(xù)地運(yùn)行起來才是關(guān)鍵。目前，我國賦予民間投資人以市政公用事業(yè)的特性經(jīng)營權(quán)，由投資人以BOT(建設(shè)-運(yùn)營-移交)模式建設(shè)、運(yùn)營污水處理廠可提供資金、人員和技術(shù)保障，不失為小城鎮(zhèn)污水處理的管理方向。