鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水如何治理？都有哪些處理工藝？
【谷騰環(huán)保網(wǎng)訊】黨的二十大為美麗中國建設(shè)擘畫了新藍圖，美麗鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為美麗中國的“細胞”構(gòu)成，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理的質(zhì)量不僅是一項民生工程，而且事關(guān)美麗中國建設(shè)大局。
一、常見鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理九種工藝
鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理按原理劃分，分為物理處理法、化學處理法、生物化學處理法這三大類。在這三大類之下，目前鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理層面常見的有九種工藝。
（一）A/O（缺氧-好氧法）工藝
1. 工藝原理
污水先進入缺氧池，反硝化菌用污水有機物將好氧區(qū)回流硝態(tài)氮還原成氮氣；再進好氧區(qū)，好氧微生物分解有機物，氨氮經(jīng)硝化細菌轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。
2. 優(yōu)點和缺點
優(yōu)點。具有處理效率高、處理水量大、成本低、占地面積小、耐沖擊負荷能力強等優(yōu)點，可同時去除廢水中的有機污染物、氮和磷，脫氮效率高（氨氮去除率 80% - 90%），運行穩(wěn)定。
缺點。難降解物的降解率低，除磷效能效果一般，同時硝化反硝化系統(tǒng)不穩(wěn)定，導致除氮效果不易控制。
（二）A/A/O（厭氧-缺氧-好氧法）工藝
1. 工藝原理
污水依次經(jīng)過厭氧池、缺氧池和好氧池，在厭氧池中進行磷的釋放和有機物的初步分解。在缺氧池中，反硝化細菌利用污水中的有機物作為碳源，將好氧池回流的硝態(tài)氮還原為氮氣。在好氧池中，進行有機物的進一步降解、氨氮硝化和磷的吸收。
2. 優(yōu)點和缺點
優(yōu)點。同時脫氮除磷，處理效率較高，一般五日生化需氧量和懸浮物去除率能達到 90%—95%，總氮去除率為70%以上，磷去除率為90%左右，抗沖擊負荷能力強。
缺點。流程復雜，建設(shè)成本高，運行管理要求精準控制各池條件，能耗大。
（三）生物膜法工藝
1. 工藝原理
污水與微生物附著的生物膜接觸，微生物吸附分解有機物凈化污水。細分類型包括：生物濾池，污水灑在濾料表面生物膜上，保持通風、好氧狀態(tài)；生物轉(zhuǎn)盤，旋轉(zhuǎn)圓盤部分浸污水，轉(zhuǎn)出水面接觸空氣好氧反應，轉(zhuǎn)入水中處理有機物；生物接觸氧化池，池內(nèi)填料有生物膜，曝氣使污水流動，微生物分解有機物。
2. 優(yōu)點和缺點
優(yōu)點。凈化效率高，耐沖擊負荷能力強，可耐低溫。無需污泥回流，不易發(fā)生污泥膨脹，污泥量少。同時還具有流程簡單、自動化程度高、曝氣量小、不需要二沉池且占地面積小。
缺點。除磷效果不好，生物膜需要定期進行反沖洗以控制生物膜厚度，運行費用相對較高。
（四）MBR（膜生物反應器）工藝
1. 工藝原理
MBR工藝是將膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)相結(jié)合。污水先入生物反應池，微生物分解有機物后，經(jīng)膜組件過濾，截留微生物和懸浮物，清水透過實現(xiàn)泥水分離。細分類型包括：浸沒式 MBR，膜組件浸沒在反應池，真空泵抽吸出水；外置式 MBR，膜組件在池外，泵輸送混合液過濾后返回或排放。
2. 優(yōu)點和缺點
優(yōu)點：MBR工藝具有處理效率高，出水水質(zhì)好、可回用，占地面積小，活性污泥濃度高，易自動化管理，流程簡化。
缺點。膜成本高，需定期清洗維護，能耗相對較高。
（五）接觸氧化工藝
1. 工藝原理
污水首先經(jīng)過預處理去除大顆粒懸浮物和部分有機物，然后進入接觸氧化池。接觸氧化池內(nèi)填充有特定的填料，填料表面附著大量微生物群落形成生物膜，當污水流經(jīng)填料時，污水中的溶解氧和有機物與生物膜上的微生物充分接觸，微生物利用有機物作為營養(yǎng)源進行新陳代謝，同時消耗溶解氧，將有機物氧化分解為二氧化碳、水等無害物質(zhì) 。
2. 優(yōu)點和缺點
優(yōu)點。處理效率高，沒有污泥膨脹和污泥回流、污泥產(chǎn)量低、操作簡單、運行成本低、占地面積小、適應能力強。
缺點。生物膜量隨負荷增加而增加易堵塞，濾料更換維修麻煩，除磷效果不理想。
（六）氧化溝工藝
1. 工藝原理
污水進環(huán)形溝渠氧化溝，曝氣使溝內(nèi)污水和活性污泥混合液循環(huán)流動，活性污泥分解有機物并硝化反硝化脫氮。
2. 優(yōu)點和缺點
優(yōu)點。工藝抗沖擊負荷能力強，處理效果好，污泥穩(wěn)定性好，可省略初沉池，運行管理簡單靈活，建設(shè)和運行成本相對較低。
缺點。占地面積較大，設(shè)備維護復雜，處理效果受溫度影響較大。
（七）SBR（序批式活性污泥法）工藝
1. 工藝原理
SBR工藝是一種按間歇曝氣方式來運行的活性污泥污水處理技術(shù)。污水在反應池中按序列、間歇進入每個反應工序，即流入、反應、沉淀、排放、閑置五個工序。從污水流入開始到閑置時間結(jié)束算作一個周期。在一個周期內(nèi)的所有過程都在一個設(shè)有曝氣或攪拌裝置的反應器內(nèi)依次進行，不需要連續(xù)活性污泥法中必須設(shè)置的沉淀池、回流污泥泵等設(shè)備。
2. 優(yōu)點和缺點
優(yōu)點。SBR工藝可通過控制有關(guān)條件保持生物選擇性，流程簡單緊湊，凈化效果好，運行效果穩(wěn)定、耐沖擊負荷、污泥活性高，運行靈活，能抑制絲狀菌膨脹。
缺點。脫氮除磷效率較低，自動化控制要求高，排水時間長、電耗大，對操作人員素質(zhì)要求高。
（八）CASS（循環(huán)活性污泥）工藝
1. 工藝原理
CASS工藝是以SBR技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而成的一種新型的污水生物處理工藝，CASS工藝的核心在于其獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計。反應池分為生物選擇區(qū)和主反應區(qū)，生物選擇區(qū)用于快速吸附污水中的大部分可溶性有機物，起到緩沖作用并抑制絲狀菌的生長，防止污泥膨脹，主反應區(qū)則用于較低負荷的基質(zhì)降解過程。整個工藝集反應、沉淀、排水功能于一體，通過厭氧、缺氧、好氧的周期性變化，實現(xiàn)對污染物的有效去除，并具有脫氮除磷的功能。
2. 優(yōu)點和缺點
優(yōu)點：省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流設(shè)備，能耗低，占地面積少，建設(shè)費用較低。
缺點：設(shè)備的安裝和維護相對復雜，生物選擇區(qū)設(shè)計要求嚴格，不可長時間人工操作，需要先進的遠程操作系統(tǒng)，自動化程度要求高。
（九）人工濕地工藝
1. 工藝原理
人工濕地是模擬自然濕地的結(jié)構(gòu)和功能，由土壤、植物和微生物等組成的人工生態(tài)系統(tǒng)。污水在濕地中靠自重緩慢流動，通過物理過濾、化學沉淀、植物吸收和微生物分解等作用，實現(xiàn)對污水的凈化。
2. 優(yōu)點和缺點
優(yōu)點：投資少、運行成本低、美觀實用，對生活污水處理效果較好，生態(tài)環(huán)境效益顯著。
缺點：占地面積較大，處理效果受季節(jié)和氣候影響較大，處理時間長，可能產(chǎn)生異味和蚊蟲滋生。
二、工藝選擇的方法
鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理目的是為污水達到排入某一水體或再次使用的水質(zhì)要求，用各種工藝將污水中所含的污染物分離出來或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)、從而使污水得到凈化的過程。我國幅員遼闊，東西南北各區(qū)域的環(huán)境、氣候差異較大，污水的水質(zhì)、水量、以及受納水體的環(huán)境容量也各不相同。鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工藝的選擇，可從以下三個方面來考量。
（一）根據(jù)主要污染物構(gòu)成
1. 有機物為主要污染物：濃度高可選MBR工藝，可生化性好可選生物膜法工藝、接觸氧化工藝、SBR工藝，濃度低可考慮氧化溝工藝。
2. 氮、磷為主要污染物：A/O工藝（以除氮為主）、A/A/O工藝、氧化溝工藝、SBR工藝、CASS工藝。
3. 懸浮物為主要污染物：氧化溝工藝、人工濕地工藝、MBR工藝。
4. 病原體為主要污染物：MBR工藝、SBR工藝、生物膜法工藝，并在后端配置消毒單元。
（二）根據(jù)污水量
1. 污水量＜1000立方米/天：SBR工藝、MBR工藝、A/O工藝、A/A/O工藝、人工濕地工藝、接觸氧化工藝。
2. 1000立方米/天≤污水量＜5000立方米/天：A/O工藝、A/A/O工藝、氧化溝工藝、CASS工藝。
3. 污水量≥5000立方米/天：A/A/O工藝、CASS工藝、氧化溝工藝、MBR工藝。
（三）根據(jù)地域特點
1. 北方寒冷地區(qū)（冬季氣溫低，可能導致污水水溫過低，影響微生物活性，使污水處理效果下降，同時考慮處理設(shè)施的防凍措施）：A/O工藝、A/A/O工藝、接觸氧化工藝，輔之升溫保溫系統(tǒng)。
2. 沿海地區(qū)（淡水資源相對緊張，海水資源豐富，且土壤和空氣具有一定的腐蝕性）：氧化溝工藝、SBR工藝、生物膜法工藝、MBR 工藝、人工濕地工藝。
3. 南方炎熱潮濕地區(qū)（氣溫較高，微生物活性高，污水處理效果相對較好，但高濕度環(huán)境可能導致設(shè)備腐蝕、蚊蟲滋生等問題）：A/O工藝、A/A/O工藝、生物膜法工藝、SBR工藝、MBR工藝、接觸氧化工藝。
4. 內(nèi)陸干旱地區(qū)（水資源匱乏，土地資源相對富余，但氣候干燥，蒸發(fā)量大，污水處理后的回用需求較高）：人工濕地工藝、生物膜法工藝、MBR工藝。
三、工藝選擇及污水治理的建議
鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理是系統(tǒng)工程，需結(jié)合鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和人口變化趨勢來系統(tǒng)思考，因地制宜推動鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工作體系重構(gòu)、業(yè)務流程再造、體制機制重塑。
（一）綜合分析施策，實現(xiàn)“長治久清”
結(jié)合考慮鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水的水質(zhì)、水量、處理目標、地形地貌、場地條件、經(jīng)濟成本和運行管理等多方面因素，從長遠規(guī)劃層面一鎮(zhèn)一策選擇處理工藝，切不可整縣整市的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠只采取1—2種工藝強行硬推、削足適履，切不可急功近利過度提高出水標準、導致資金資源的浪費。在實戰(zhàn)工程案例中，為了實現(xiàn)有效的污水處理效果，可以依據(jù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)當?shù)鼐C合環(huán)境條件，將工藝技術(shù)進行組合后予以應用，例如：針對負荷較低的，可采取A/O+SBR；針對階段性高負荷的，可在現(xiàn)有的污水處理工藝上+人工濕地或者+MBR；針對水質(zhì)處理要求高的，可在現(xiàn)有的污水處理工藝上+MBR。
鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水治理更為重要的是從源頭上減污降污，即根據(jù)污水中污染物構(gòu)成溯源找出污染來源，從而精準施策。例如，如檢測發(fā)現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水中有機磷偏高，就需從源頭磷肥污染控制角度來降低污染因子；如檢測發(fā)現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水中磷酸鹽偏高，就需從倡導推廣無磷洗滌用品角度來降低污染因子。
（二）一體化投運管，實現(xiàn)“長制久清”
投資方面，抓住宏觀政策資金投向，通過爭取超長期特別國債、增發(fā)國債、政府專項債券、中央預算內(nèi)資金等，來補齊鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠短板；建設(shè)方面，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠應以改建或提升為主、新建為輔；運營方面，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠盡量委托給專業(yè)化公司來運維，并將存量管網(wǎng)這類沉淀性資產(chǎn)一并評估作價到專業(yè)化運用公司，以解決廠—網(wǎng)分離的矛盾。
鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水治理的污水在水里、根源在岸上、保障在管網(wǎng)、關(guān)鍵在機制。在機制建立方面，應以鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠服務范圍為基礎(chǔ)，統(tǒng)籌考慮范圍內(nèi)各類污水處理設(shè)施、污水管網(wǎng)、污水泵站、河道編制的系統(tǒng)化方案，以一個機構(gòu)來統(tǒng)籌調(diào)度指揮的機制，系統(tǒng)考慮源頭、過程、末端等各類設(shè)施工程、利益關(guān)聯(lián)，厘清工程與問題之間關(guān)系，厘清投資與產(chǎn)出之間關(guān)系，配套定期調(diào)度、精準解決問題的機制，統(tǒng)籌考核和運行評價，做到全生命周期最優(yōu)。
（三）數(shù)字賦能變革，實現(xiàn)“長智久清”
有條件的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠，可以將鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測分析、設(shè)備管理、工藝運行、風險預警等各個環(huán)節(jié)感知資源統(tǒng)一編目后，綜合運用物聯(lián)網(wǎng)、視頻監(jiān)控、智能識別等感知技術(shù)手段，建立鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理的數(shù)字孿生體系，構(gòu)建污水污染聯(lián)動治理、污水處理任務協(xié)同管理、污水問題閉環(huán)處置的數(shù)字治水新格局。
在區(qū)縣域的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水治理數(shù)字化應用上，要抓好一體化智能化公共數(shù)據(jù)平臺這個重中之重，打通涉及部門之間的信息和數(shù)據(jù)壁壘，按照統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一構(gòu)架、統(tǒng)一標準、統(tǒng)一支撐、統(tǒng)一運維原則，加快形成算力存儲“一朵云”、通信傳輸“一張網(wǎng)”、數(shù)據(jù)要素“一組庫”、數(shù)字資源“一本賬”，推進“技術(shù)融合、業(yè)務融合、數(shù)據(jù)融合，跨層級、跨地域、跨系統(tǒng)、跨部門、跨業(yè)務”的“三融五跨”，開發(fā)出具有實戰(zhàn)能力的全局“一屏掌控”、政令“一鍵智達”、執(zhí)行“一貫到底”、監(jiān)督“一覽無余”數(shù)字化AI智能協(xié)同應用場景，最終實現(xiàn)區(qū)縣域的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水治理數(shù)字化賦能。
作者系重慶市開州區(qū)人民政府副區(qū)長
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