浅谈中小城镇污水处理技术

李嘉琦

（广东省环境保护职业技术学校，广东 广州 510655）

1.北碚区澄江镇污水处理厂

1.1 概况

北碚区澄江镇污水处理厂位于北碚区澄江镇运河村运河组璧北河汇入嘉陵江入口处，占地面积为4133平方米，工程总投资646万（含管网）元，采用“人工快渗”工艺，主要服务范围是澄江镇镇区，设计配套管网总长3.91公里，于2012年3月投入运行，设计处理能力1200立方米/日。

1.2 工艺流程

整个处理系统包括预处理、人工快渗处理单元和后处理单元。该工程设计出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B标准。实际运行的出水效果达到一级B标准。

1.3 现场情况

2.重庆市桃花溪彩云湖生态补水工程

2.1 概况

桃花溪流域作为重庆市环境综合整治重点工程，1999年被重庆市政府列为“民心工程”。彩云湖补水净化工程是整个桃花溪流域彩云湖水污染控制的关键环节。项目建设规模为1.7万吨/日，工艺为人工快渗处理技术，快渗池占地面积为13000m2。该工程从2007年7月1日动工建设，2008年2月通水运行，总投资1700万元。

2.2 工艺流程

工程出水基本达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A标准，CODCr＜50mg/L，NH3-N＜5mg/L，SS＜10mg/L。

2.3 现场情况

厂区全貌

3.人工快渗污水处理系统简介

人工快渗污水处理系统（CRI）是中国地质大学与北京大学联合开发的、具有自主知识产权的新型污水处理工艺，该技术具有建设和运营成本低、运行稳定、建设周期短、出水效果好的优点。采用透气性良好的天然河砂和人工填料代替天然土质，以干湿交替运行方式使污水不间断进行厌氧-好氧处理，产生综合的物理、化学和生物反应，使污染物得以去除。

该技术拥有国家发明专利和实用新型专利，并获得生态环境部、中国环境保护产业协会、建设部科技发展促进中心以及深圳市等各部门机构颁发的奖励证书。

3.1 人工快滤池结构

人工快渗池结构示意图

人工快渗竖向分为超高区、填料层和承托层三个部分。

超高区：一般为400～500mm，为保证在快渗池发生故障时存贮水量，以使水位缓慢下降。

填料层：由非饱水带滤层和饱水带滤层三部分组成；其中非饱水带滤层中充填CRI-1填料与CRI-2填料，填充高度一般为0.8～1.2m，填料表面生长生物膜，在好氧状态下对附着在填料内部的污染物进行好氧生物降解，从而使污染物在系统中得以最终去除；饱水带滤层填料CRI-3填料，填充高度为0.5m，饱水层处于缺氧状态，微生物在该层填料中发生硝化反应，有效去除水中总氮；

承托层：为碎石构成，内含集水管系统，用以收集出水。

不需二次沉淀池、曝气和反冲洗。

系统水力负荷高，占地面积小。

生活污水：1.0～1.2m3/m2·d

河 道 水：1.2～1.5 m3/m2·d

深度处理：1.5～2.0 m3/m2·d

不受场地条件限制，机动灵活。

3.2 运行方式

人工快渗池采用淹水和落干交替的方式运行。

在淹水期，悬浮态有机物在生物膜上被逐渐水解为溶解性的、可被微生物直接利用的有机物，并和进水中的溶解性、小分子有机物一起被生物膜吸收和吸附。

在落干期，氧气随着污水下渗，给填料上的生物膜带来了充足的溶解氧，生物膜上的好氧微生物在人工快渗填料各个深度对有机物进行降解，微生物将有机污染物通过异化作用转变成CO2、H2O等代谢产物，同时通过同化作用进行自身增殖。待污染物被吸收和降解完毕后，在内源呼吸作用下微生物的数量开始减少，从而避免了微生物过多增殖形成剩余污泥，也为下一个运行周期的污水处理过程做准备。

4.各类污染物的去除机理

4.1 有机物的去除

人工快渗池具有大量且多样的好氧降解微生物，具备良好的好氧环境，是人工快渗池对有机污染物具有较高的处理效率和处理负荷。

在布水期，经过预处理的污水自上而下流经填料层的过程中，污水中的悬浮态有机物能够很快被填料上附着的比表面积巨大的生物膜所截留。同时，由于此时生物膜上处于贫营养状态，溶解态的有机物可很快通过溶解和扩散作用被填料上附着的生物膜所吸附和吸收。虽布水期的时间较短，但是污水经过与充满微生物的生物膜充分的接触，可将各类有机物转移到生物膜上，在落干期进行彻底氧化分解。

4.2 氨氮/总氮的去除机理

氨氮的吸附吸收主要依靠填料上生物膜系统实现，由于人工快渗填料上具有生长良好的生物膜系统，当污水接触生物膜时，由于浓度差的原因，污水中的大部分氨氮通过溶解和扩散作用被填料上附着的生物膜所吸附和吸收，后续是氨氮的硝化反应。生物膜内氨氮的消化作用需要依靠亚硝化细菌和硝化细菌的作用才能实现，以上数据也显示了人工快渗池具有数量较高的亚硝化细菌和硝化细菌，从而能很好保证硝化作用的进行。

反硝化反应主要在饱水带完成，所需的碳源从污水中的有机物或微生物细胞组分中得到。而硝氮的来源有以下几个：①进水中的硝氮；②氨氮硝化形成的硝氮；③落干期形成的硝氮。通过人工快渗池饱水带的反硝化作用可以实现20～40%总氮去除，另外，借助生物膜内厌氧层的反硝化作用和好氧反硝化菌的好氧反硝化作用等，对人工快渗池的脱氮能力也有一定的增强。

4.3 总磷的去除机理

人工快渗池对磷的去除途径主要是填料的吸附和共沉淀作用，可实现30～40%的TP去除率。为了进一步提高CRI系统对总磷的去除和保证系统整体的出水指标，通常在人工快渗污水处理系统前处理中添加絮凝沉淀工艺。由于作为预处理单元的絮凝沉淀工艺已经去除了大部分的不溶性磷酸盐和颗粒磷酸盐，因此人工快渗池主要对溶解有机磷和剩余的少量无机磷进行去除。

人工快渗池的滤料中添加的钙系特殊填料，在碱性条件下，可与污水中的溶解性磷反应，形成羟基磷酸盐或缩聚磷酸盐而去除。

人工快渗系统对COD和BOD的去除率达到85%以上，对氨氮的去除率一般在90%以上，对SS和LAS的去除率达到90%以上。