小城镇污水处理工程技术指南.doc

小城镇污水处理工程技术指南
1 项目背景
发展小城镇、推进城市化是我国21世纪的热点。20世纪末党中央、国务院提出了“抓住机遇，推进我国城市化进程”，“大力发展小城镇”的口号。从中央到地方首次把推进城市化发展和小城镇问题作为经济社会发展战略纳入经济和社会发展的第十个五年计划。
城市化是不可抗拒的经济和社会发展规律，是工业化的必然结果。发达国家的城市化率已达70% ~ 80%，我国目前约40%以上，随着人对自然、经济社会、资源和环境认识的深化，发达国家的城市化已开始进入以高新技术为支撑的城乡共生互补，环境生态良性循环，经济社会可持续发展的后城市化阶段。随着我国经济的持续快速发展，小城镇数量会剧增，发展潜力巨大。
我国小城镇数量众多，分布宽广，地点分散，污水对环境造成的污染不亚于大中城市。目前，我国小城镇污水无害化处理设施缺乏，欠帐太多。大部分小城镇污水直接排入水系及相关流域，造成江河湖泊水质恶化和地下水污染，对土壤、水体、大气污染和潜在的疾病传播，成为一个污染环境、困扰国家的社会问题。已建污水处理设施不够完善，运行经费缺乏，运行管理不利。小城镇污水对环境的污染仍在加剧，与我国经济蓬勃发展的大好形势极不相称。
近年来，国家大力治理水污染。随着国家确定的各水资源保护规划工程的陆续启动，将要建设许多小城镇污水处理项目。在“三河三湖”、渤海及三峡库区水污染防治规划的实施过程中，已开始建设一批小城镇污水处理工程。随着南水北调东线沿线、南水北调中线水源地、三峡库区影响区及长江上游水污染防治工程的启动，将有更多的沿线小城镇需要建设污水处理项目。与此同时，为改善环境质量，实现可持续发展，全国范围内也将建设大批小城镇污水处理工程。
然而，我国小城镇污水处理工程项目的建设尚处于起步阶段，没有专门的设计规范和标准。由于规模小，现有的相关设计手册中又很少考虑到小城镇工程项目的特殊性，则必然造成投资指标偏高、一次性投资大，不利于投资的控制和节约。同时，部分传统处理工艺对小城镇而言，技术要求高、操作复杂，与其经济发展水平、人员素质和技术水平不相适应；简单套用会造成管理复杂、运行成本高，项目建成后，运行困难，甚至晒太阳，不能发挥应有
的效益。
为适应小城镇建设的需要，特推出小城镇污水处理工程技术指南，结合小城镇的特点，提出一套合适的建设标准、工艺技术、设备材料和运行管理办法，使项目的设计、施工、运行、管理和审批有章可循，有据可依，实现科学化、规范化、标准化的管理。
2指南编写要求
① 指南指导全国范围内工程，技术方案应兼顾各地差异。
② 指南要充分考虑小城镇的特点，力求节省投资和运行费用，提出新的技术方案应“技术成熟、操作简便、运行稳定、经济节约”。
③ 编制深度以初步设计为核心，为初步设计及审查服务，同时也为编制工程可行性研究报告提供指导。
④ 指南编写以现有的规范、标准为基础，在此前题下认真探索突破点，尤其是针对小城镇项目的创新。如利用适应性新工艺、适当降低建设标准等。在编写过程中，以工艺专业为主，其他专业为辅；指导设计为主，指导运行为辅；处理厂为主，配套污水管网为辅。
3 适用范围
本指南所指导的小城镇污水处理工程的规模≤2万m3/d，并将规模分成≤0.5万m3/d；0.5万 ~ 1万m3/d；1万 ~ 2万m3/d三个等级，以5000 m3/d为重点。本指南还可以为规模在这个范围内，但是地理位置并非位于小城镇的小规模污水处理工程的设计、施工、运行和管理提供参考。在编制过程中，将全国分区，根据地域的不同提出不同的工程技术方案。

本指南是一本综合性的指南，既能为设计单位提供标准化的技术方案，又能为建设单位提供规范化的建设管理标准，并为政府对小城镇污水处理工程科学决策提供依据。
4 指南的主要内容
根据指南所要达到的目的，指南由十个章节组成，涉及污水管网、污水处厂建设的前期工作，工程设计、施工、调试、运行管理。最核心部分是管网规模及收集方式、污水厂的工艺选择、设备选型、工程投资及运行费用。水量、水质预测是确定管网和污水厂建设规模的基础。现有标准中可供借鉴的很少，需在大量调研基础上，提出小城镇的水量、水质预测指南。污水厂的工艺以成熟可靠、运行管理简单、投资少、运转费用低为目标，广泛收集国内
外信息，经过专家论证作为入选工艺，入选工艺必须有工程实例，并且有足以证明运行稳定的数据支撑。指南将总结国内外现有的成熟技术、经验教训。根据国内不同地域经济能力、处理要求进行分类，用户可以根据拟建项目的具体情况，找出适合本工程特点的工艺技术，或从指南中得到启发，对工程建设有所帮助，避免选择不适合自己特点的工艺，尤其是受到潮流工艺影响，盲目套用。
扎实做好项目前期工作对项目的成败至关重要。项目前期工作主要是立项和项目可行性研究报告，这两个阶段主要解决项目建设的必要性和建设的合理性，建成后的经济效益和环境效益，也可以称为投资的回报率。要完成好前期工作涉及到排水规划，在排水规划中要解决管网排水体制，确定污水量、雨水量、管网平面布置、污水厂的位置、污水处理规模、进水水质、污水出路、排放标准、水资源综合利用。选择什么建设方案符合本地的实际情况、能做到投资省、管网和污水厂运行稳定、管理简单、日常维护量低、系统能经久耐用。为达到此目的，项目前期工作一定要有详实科学的数据，如城镇的现状及远期人口、工业发展定位、国民经济发展预测、居民和公建用水情况，工业用水量、污水水质、受纳水体情况、工程地质情况等。在数据可靠的基础上，按项目前期工作程序进行科学分析、论证后才能得出正确结论。
5 小城镇污水处理工艺遴选工作概况
国内工艺遴选工作由中国环境科学研究负责，该院于2003年8月起，面向全国征集小城镇污水处理新工艺。目的是遴选出一批具有创新性、成熟可靠、运行简便、投资节省、运行成本低廉、具有实用性的工艺技术。
本次工艺技术遴选的原则是所选的工艺必须是工艺过程具有创新性，技术水平具有前瞻性，工程应用具有可靠性，地域应用具有代表性，实际操作具有稳定性，工程建设与运行具有经济性。按照上述原则，本次小城镇污水处理工艺遴选分以下两个阶段完成。
自2003年8月起，中国环境科学研究院工程设计中心组织骨干技术人员，通过珠海全国小城镇污水处理技术研讨会，面向全国近三十个技术持有单位发出了《关于征集小城镇污水处理新工艺的通知》，共征集到污水处理工艺技术19项。根据每个技术持有单位提交的工艺情况，邀请八家单位于2003年10月10日到北京召开了“全国小城镇污水处理新工艺遴选会”。共有四十余人参加了此次会议，提供了12项新工艺。经过两天的研讨，遴选出具有实用性的新工艺9项。

此后中国环境科学研究院根据多方面的建议，为了进一步扩大小城镇污水处理新工艺的征集范围，挖掘国内外新技术，又在中国水网及中国建设报等新闻媒体再次发布了征《关于再次集小城污水处理新工艺的通知》，通过多方努力再次征集到新的工艺技术10项。并于2004年1月12日在北京再次召开了《全国小城镇污水处理新工艺遴选会》，此次参加会议的单位共10个，技术人员20余名。通过两天的研讨又遴选出新工艺5项。
本报告根据工艺技术具有创新性、前瞻性、可行性、代表性稳定性、经济性的六大原则，通过多方研究从22项工艺技术中筛选出14项新工艺推荐给投资项目评审中心进一步对工艺遴选。对于进一步遴选出的技术，建议组织专家到所列的工艺应用工程现场考察核实，最终确定列入国家《小城镇污水处理工艺技术指南》的工艺。
尽管本次参选单位所提出的新工艺技术自身具有先进性，但是在工程实施方面，许多工艺还存在着缺陷。为了使其优势充分发挥，还应进一步进行工程完善，应进行最优化设计。
14项污水处理工艺技术如下：
① 活性污泥法类
· VTBR（垂直折流生化反应器）污水处理工艺
· 一体化氧化沟处理工艺
· Biolak悬挂链式曝气工艺技术
· MCASS污水处理工艺技术
② 生物膜法类
· 上向流曝气生物滤池（UBAF）工艺技术
· NPR污水处理工艺
· 厌氧膜床－曝气生物滤池－絮凝沉淀组合工艺技术
· CRN污水处理工艺
③ 厌氧类
· 沼气净化池处理小城镇生活污水工艺技术
④ 人工生态类
· 人工快渗污水处理系统工艺
· 利用芨芨草处理城市污水及治沙生态工艺
· 复合型人工湿地自流净化工艺
· 潜流碎石植物床污水处理工艺
· 生态化城市污水处理工艺

6 国外小城镇污水处理技术调查
为了解和学习国外小城镇污水处理工程建设的技术和经验，编写组于2002年12月考察了奥地利、德国、荷兰、瑞典和芬兰五国的小城镇污水厂、垃圾处理厂，其中考察了六座污水厂。处理规模从200 m3/d的居民小区到8000 m3/d的镇级污水厂。采用工艺有A/O活性污泥法、曝气好氧生物滤池、百乐卡工艺、卡鲁塞尔氧化沟、流动填料的生物膜法、生物转盘。不论采用哪种工艺，其氮和磷都是严格达标的，系统对初期雨水也要处理。污泥采用厌氧污泥消化具多，个别采用好氧堆肥，所有污泥都经过处理后用于填埋或农业用肥，污水厂在设计中注重处理过程中臭气、栅渣等处理，使其基本不产生对操作人员和环境的污染。真正实现了水、气、渣的全面达标。
工艺方面以采用活性污泥法的厂为主，生物膜法多用于老厂改造挖潜没有场地或出水水质要求提高增强处理能力。除磷多在生物除磷基础上加药或直接采用加药除磷。污泥稳定多采用厌氧污泥消化。机械设备质量好、全厂管理人员少、运行数据齐全、管理有序、便于总结经验。
7 小规模污水处理的几个问题
① 设计规模与水质确定是小城镇污水处理中要先解决的问题，要获得较准确的规模和水质可以通过实测法得到，但小城镇中往往没有下水系统，实测水量无法实施。指标计算法成为主要方法，现在的规范标准中仅到城镇一级，小城镇无用水标准，尽快制定小城镇用水标准及排水标准才能有水量计算依据。人均污染负荷也是针对城市居民的，但小城镇与之差别不大可以借鉴，并适量缩减后可以使用。
② 工业废水对处理工艺的影响。小城镇生活污水水量较小，若工业废水量较大时，污水厂就变成了以处理工业废水为主，相应的设计工艺、处理单元、设计参数都要有针对性。
③ 流量特性。一般小城镇工业欠发达，工业废水较少，污水主要为生活污水。来水量由人们的用水规律决定，早晚流量最大，夜间流量很小，污染负荷在早、中、晚三个时段最集中，污水处理系统中生化池按有机负荷设计其它处理单元按水力负荷设计。流量和有机负荷的大范围变化会造成处理系统设计浪费，设置调节池可以均衡水量和有机负荷，使处理系统在平均流量下运行，做到处理系统设计最合理化，也便于系统的正常运行和管理。
④ 管理者素质。污水处理是技术含量较高的行业，小城镇上劳动力素质较低，信息、
交通、分析化验能力都不能与大城市相比，所选处理工艺尽量简易、易维护、可靠程度高。
⑤ 尽量降低投资和运行费用。小城镇自身财力较差，建设资金和运行资金低是确保能建得起和运行得起的关键。小城镇用地价格便宜，土地资源相对丰富，周边环境对处理厂要求低，这些都是降低投资的有利条件。
⑥ 工艺方案。工艺方案以选择成熟、可靠为主，在此基础上强调创新，有条件的地方考虑土池加防渗膜等符合当地条件与资源的技术，降低土建工程投资。设备选型与工艺密切相关，要做到工艺与设备的有机结合，使处理过程简单易操作。如SBR池曝气采用水下或漂浮曝气机，使运行更简化，有利于降低投资。设备本身应是技术先进、节能、质量可靠、寿命长、维护量低。
在解决水处理的前提下要重视污泥处理，在目前国情下，污泥堆肥后用于农业是一个主要出路，在设计时要妥善做好污泥的处理处置工作.