（模式识别与智能系统专业论文）小城镇污水化学生物絮凝强化一级处理试验研究.pdf

山东建筑大学硕士学位论文 摘要 随着城镇化水平的加快，我国小城镇的社会经济得到了迅速的发展，人民的 生活水平不断提高。与此同时，小城镇的污水排放量也日益增加，造成严重的环 境污染，水环境质量显著下降，影响了小城镇社会经济的可持续发展。目前，我 国小城镇经济基础薄弱，在充分考虑小城镇建设过程中经济、社会等实际情况的 前提下，积极研究开发适合我国国情的低投资、低能耗、高效率的小城镇污水处 理技术势在必行。 强化一级处理能够有效的去除污染物，其基建投资和运行费用较低，易于管 理，无需复杂的操作系统，且不受气候条件的限制；适应水量和水质的波动，可 根据来水的变化而调节药剂用量，确保出水水质；能够在较短的时间内以较低的 消耗大幅度消减污染负荷，使出水水质达到城镇污水处理二级排放标准，适合我 国小城镇经济发展的现状和小城镇污水的特殊性质。 化学生物絮凝工艺是近年来提出的一种强化一级处理新工艺，它是将化学絮 凝和生物絮凝处理工艺相结合，利用外加的化学絮凝剂和污水中的天然生物絮凝 剂，经济有效地去除c o d c ，、s s 、磷酸盐等。本试验以较低浓度小城镇生活污水 为原水，通过烧杯搅拌试验初步确定投药量，在化学絮凝强化一级处理工艺运行 参数的基础上，采用模拟化学生物絮凝强化一级处理生产工艺试验装置，对化学 生物絮凝工艺中污泥回流比、搅拌强度等有关工艺参数的优化进行了大量的试验 研究，以期为小城镇的水环境保护提供理论指导和实践参考。 烧杯搅拌试验以p a f c ( 聚合氯化铁铝) 为絮凝剂，p a m ( 聚丙烯酰胺) 为 助凝剂，进行优化加药量试验。试验结果显示：当p a f c 投加量为9 0 m g l ，p a m 投加量为0 5 m g l 时，综合效果最优。在烧杯搅拌试验的基础上采用模拟化学 生物絮凝强化一级处理生产工艺试验装置，进行优化污泥回流比和搅拌强度的试 验研究，试验结果显示：化学生物絮凝工艺是化学絮凝作用和生物絮凝作用深度 集成的工艺，污泥回流比、絮凝剂投加量和搅拌强度是影响其处理效果的关键技 术参数。投药量过大会抑制微生物的活性，投药量过小会降低处理效果；若回流 污泥量过大将会增加沉淀池负荷，出水水质较差；污泥回流量过小则污水中的有 山东建筑大学硕士学位论文 机物不能有效地去除，达不到预期的处理效果；搅拌强度过高或过低均不利于形 成沉降性能较好的絮体，影响出水水质。适宜的投药量、污泥回流比和搅拌强度 是影响化学生物絮凝工艺的关键因素。 化学生物絮凝工艺的试验结果表明：在总水力停留时间为2 h ，混合池搅拌速 度为2 0 0 r r a i n ，一级絮凝搅拌速度为8 0 r m i n ( 速度梯度g 为6 7 s 。1 ) ，二级絮凝搅拌 速度为3 0 r m i n ( 速度梯度g 为1 6 s 1 ) ，p a m 投加质量浓度为0 s m g l ，液体p a f c 投加质量浓度为8 0 m g l ，污泥回流比为3 0 时，处理效果稳定，出水c o d c r 、t p 、 s s 浓度达到最佳值，满足城镇污水处理厂污染物排放标准( g b l8 9 1 8 2 0 0 2 ) 二级标准要求。 本课题还对单纯的化学絮凝工艺和化学生物絮凝工艺的污泥产量和污泥沉 降性能进行分析比较，并对两种工艺进行技术经济比较。试验结果表明：化学生 物絮凝工艺的污泥产量比化学絮凝工艺的污泥产量低1 2 5 ，化学生物絮凝工艺 较之化学絮凝工艺，要增加一定的工艺环节，与化学絮凝工艺相比，化学生物絮 凝工艺具有加药量少、污泥产量少、出水水质好、但产生的污泥脱水性能较弱等 特点。化学生物絮凝工艺增加了污泥回流装置，在基建投资、占地和能耗方面有 所增加，同时药剂投加量减少，污泥产量少。综合环境、社会、经济等各方面因 素，化学生物絮凝工艺具有自身的优势与特点。 试验采用模拟化学生物絮凝强化一级处理生产工艺装置试验的方法，对较低 浓度小城镇生活污水进行化学生物絮凝强化一级处理试验研究，研究成果主要包 括：对化学生物絮凝强化一级处理工艺的投药量、污泥回流比、搅拌强度等关 键工艺参数进行优化；对化学絮凝强化一级处理工艺和化学生物絮凝强化一级 处理工艺的污泥产量、污泥沉降性能和技术经济指标进行比较研究，取得了一定 的成果；对化学生物絮凝强化一级处理工艺的机理进行一定的研究；研究成果 对化学生物絮凝强化一级处理工艺在小城镇的推广具有良好的理论意义和实际 指导作用。 关键词：化学生物絮凝，小城镇生活污水，强化一级处理，试验研究 山东建筑大学硕士学位论文 s t u d yo nc h e m i c a l - b i o l o g i c a lf l o c c u l a t i o ne n h a n c e dp r i m a r y t r e a t m e n to fw a s t e w a t e rr e c e i v e df r o ms m a l lt o w n s z h a n gq i n q i n ( m u n i c i p a le n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f e s s o rw a n gl o n g a b s t r a c t w i t ht h er a p i d d e v e l o p m e n to ft o w n s h i p ，s m a l l t o w n s s o c i a le c o n o m y d e v e l o p sr a p i d l yi no u tc o u n t r y ，a n d t h el i v i n gs t a n d a r de n h a n c e su n c e a s i n g l y m e a n w h i l e ，t h eq u a n t i t yo fw a s t e w a t e ri se n l a r g i n gi nt h es m a l lt o w n s e n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o ni sb e c o m i n gm o r ea n dm o r es e r i o u s t h eq u a l i t yo f w a t e re n v i r o n m e n t d r o p sr e m a r k a b l y t h es u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fs m a l lt o w n s s o c i a le c o n o m yi s a f f e c t e ds e r i o u s l y a tp r e s e n t ，t h es m a l lt o w n s e c o n o m i cb a s i si sw e a k u n d e rt h e c o n s i d e r a t i o no ft h es m a l lt o w n s e c o n o m i ca n ds o c i a la c t u a ls i t u a t i o n ，w em u s tt r yo u r b e s tt od e v e l o pn e wt e c h n o l o g y ，w h i c hi sl o wi n v e s t m e n t ，l o we n e r g yc o n s u m p t i o n a n dh i 曲e f f i c i e n c y ，t os m a l lt o w n s w a s t e w a t e rt r e a t m e n t e n h a n c e dp r i m a r yt r e a t m e n tc a nr e m o v ep o l l u t a n t se f f e c t i v e l y , i t si n i t i a lc o s t a n do p e r a t i n gc o s ti sl o w i ti se a s yt om a n a g ea n dd o n tn e e dc o m p l e xo p e r a t i n g s y s t e r m ，a n di ti sn o tl i m i t e db yc l i m a t i cc o n d i t i o n s 。i ti sa d a p tt ot h ef l u c t u a t i o no f w a t e rv o l u m ea n dw a t e rq u a l i t y t h ed o s a g eo fc h e m i c a la g e n t sc a l lb ea d j u s t e d a c c o r d i n gt ot h ed i v e r s i f i c a t i o no fw a t e rq u a l i t y , i no r d e rt om a k e s u r et h a tt h eq u a l i t y o ft h ee f f l u e n ti sa c h i e v e dt ot h es t a n d a r d s i tc a nr e n l o v em o r ep o l l u t a n t sa tl e s sc o s t a n du p g r a d et h er e m o v a le f f i c i e n e i e so ft h ep o l l u t a n t sg r e a t l yi ns h o r tt i m e t h e e f f l u e n tc a nm e e tt h es m a l lt o w n s w a s t e w a t e rd i s c h a r g es t a n d a r do fg r a d et w o i ti s e s p e c i a l l yf i tf o r t h ep r e s e n ts i t u a t i o no fs m a l lt o w n s e c o n o m ya n dt h ep a r t i c u l a r i t yo f t h ew a s t e w a t e r i i i 山东建筑大学硕士学位论文 c h e m i c a l - b i o l o g i c a lf l o c c u l a t i o np r o c e s si san e wp r o c e s so fe n h a n c e dp r i m a r y t r e a t m e n t ，w h i c hi sp o i n t e do u ti nr e c e n ty e a r s i ti saw a s t e w a t e rt r e a t m e n tp r o c e s s w h i c hi si n t e g r a t e db yc h e m i c a lf l o c c u l a t i o na n db i o l o g i c a lf l o c c u l a t i o n t h ep r o c e s s u s e sc h e m i c a lf l o c c u l a n t sa n dn a t u r a lb i o l o g i c a lf l o c c u l a n t si nw a s t e w a t e rt om o v e c o d c r 、s s 、p h o s p h a t ee c o n o m i c a l l ya n de f f e c t i v e l y t h ee x p e r i m e n tu s e st h es m a l l t o w n s s e w a g eo fl o wc o n c e n t r a t i o na se x p e r i m e n t a lw a t e rs a m p l e t h ed o s a g ei s d e t e r m i n e dt h r o u g hj a rt e s t sa tf i r s t o nt h eb a s eo fc h e m i c a lf l o c c u l a t i o ne n h a n c e d p r i m a r yt r e a t m e n tp r o c e s s ，t h e t e s t e q u i p m e n tm e t h o d o fc h e m i c a l - b i o l o g i c a l f l o c c u l a t i o ne n h a n c e dp r i m a r yt r e a t m e n tp r o c e s so fp r o d u c t i o nw a su s e di nt h e e x p e r i m e n t s m u c he x p e r i m e n t a lr e s e a r c hw a sd o n eo nt e c h n o l o g i c a lp a r a m e t e rs u c h 髂s l u d g er e f l u xr a t i oa n dm i x i n gi n t e n s i t y , i no r d e rt op r o v i d et h et h e o r yi n s t r u c t i o n a n dt h ep r a c t i c er e f e r e n c ef o rs m a l lt o w n s w a t e re n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n j a rt e s t sa r ec a r r i e do u tt oo p t i m i z et h ed o s a g e ，w h i c hu s e sp a f ca sf l o e c u l a n t s ， p a ma sc o a g u l a n ta i d s t h er e s u l t so ft h ej a rt e s t ss h o wt h a t ：w h e np a f ci s9 0 m g l ， p a mi s0 5 m g l ，t h eg e n e r a le f f e c t si sb e s t o nt h eb a s eo fj a rt e s t ，t h et e s t e q u i p m e n tm e t h o do fc h e m i c a l b i o l o g i c a lf l o c c u l a t i o ne n h a n c e dp r i m a r yt r e a t m e n t p r o c e s so fp r o d u c t i o nw a su s e di nt h ee x p e r i m e n t s ，m u c he x p e r i m e n t a lr e s e a r c hw a s d o n et oo p t i m i z es l u d g er e f u xr a t i oa n dm i x i n gi n t e n s i t y t h er e s u l t ss h o wt h a t ： c h e m i c a l b i o l o g i c a lf l o c c u l a t i o ni sac l o s e l yc h e m i c a l - b i o l o g i c a l - i n g r a t e dt r e a t m e n t p r o c e s s ，s l u d g er e f l u xr a t i o 、d o s a g ea n dm i x i n gi n t e n s i t ya r ek e yp a r a m e t e r s ，w h i c h a f f e c tt h ep r o c e s s i n ge f f e c t t h eh i g hd o s a g em a ys u p p r e s st h ea c t i v e n e s so f m i c r o o r g a n i s m ，t h el o wd o s a g em a yr e d u c et h ep r o c e s s i n ge f f e c t t h eb i gs l u d g e r e f l u xr a t i oc o u l da d dt h es e t t l et a n k sl o a d ，a tt h ec o n d i t i o no fs m a l ls l u d g er e f l u x r a t i o ，t h ep o l l u t a n t sc a nn o tb er e m o v e de f f e c t i v e l y , i tc o u l d n ta c h i e v et h ed e s i r e d e f f e c t t h em i x i n gi n t e n s i t ye i t h e rt o oh i g ho rt o ol o wc o u l da f f e c tt h eq u a l i t yo f e f f l u e n t t h es u i t a b l ed o s a g e 、s l u d g er e f l u xr a t i oa n dm i x i n gi n t e n s i t ya r ep r e m i s e so f c h e m i c a l - b i o l o g i c a l u n i o nf u n c t i o n m a n ye x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a t ：t h ec o d c r 、t p 、 s sc o n c e n t r a t i o n so f e f f l u e n tf r o mt h ec h e m i c a l b i o l o g i c a lf l o c c u l a t i o np r o c e s sc o u l da c h i e v et h eb e s t v a l u ea n dm e e tt h es m a l lt o w n s s e w a g et r e a t m e n tp l a n t sp o l l u t a n td i s c h a r g es t a n d a r d i v 山东建筑大学硕士学位论文 o fg r a d et w oa tt h ec o n d i t i o no ft h et o t a lh r t2 h ，t h em i x i n gs p e e di s 2 0 0 r m i n ，f i r s t - l e v e lf l o c c u l a t i o nm i x i n gs p e e di s8 0 r m i n ( v e l o c i t yg r a d i e n tg i s 6 7 s 1 ) ，s e c o n d 1 e v e l f l o c c u l a t i o nm i x i n gs p e e di s3 0 r m i n ( v e l o c i t yg r a d i e n tgi s 16 s 。1 ) ，t h ep a md o s a g ei s0 5 m g l ，t h ep a f cd o s a g ei s8 0m g l ，t h es l u d g er e f l u x r a t i oi s3 0 。 t h i st o p i ca n a l y z e sa n dc o n t r a s t so nt h es l u d g e o u t p u ta n ds l u d g es e t t l i n g p e r f o r m a n c eo ft h et w op r o c e s s e s ：c h e m i c a lf l o c c u l a t i o n a n dc h e m i c a l b i o l o g i c a l f l o c c u l a t i o n ，a l s oo i lt h et e c h n o - e c o n o m i cc o m p a r i s o n t h er e s u l t ss h o wt h a t ：t h e s l u d g eo u t p u t o fc h e m i c a l b i o l o g i c a lf l o c e u l a t i o np r o c e s si sl o w e r12 5 t h a n c h e m i c a lf l o c c u l a t i o n p r o c e s s ，c o m p a r e d 、) l ，i t l l c h e m i c a lf l o c c u l a t i o n p r o c e s s ， c h e m i c a l b i o l o g i c a l f l o c c u l a t i o np r o c e s sm u s ti n c r e a s ec e r t a i np r o c e s sa s p e c t ， c h e m i c a l - b i o l o g i c a lf l o c c u l a t i o np r o c e s sh a st h ec h a r a c t e r i s t i c so fl i t t l ec h e m i c a l d o s a g e ，f e ws u r p l u ss l u d g eo u t p u t ，g o o dw a t e rq u a l i t y b u tt h er e s u l t i n gs l u d g e d e w a t e r i n gp e r f o r m a n c ei sw e a k c h e m i c a l - b i o l o g i c a lf l o c c u l a t i o np r o c e s si n c r e a s e s t h es l u d g er e f l u xd e v i c e ，a tt h ea s p e c t so fi n f r a s t r u c t u r ei n v e s t m e n t ，a r e aa n de n e r g y c o n s u m p t i o nh a v ei n c r e a s e d ，a tt h es a l t l et i m e ，i t sp h a r m a c e u t i c a ld o s a g ea n ds l u d g e o u t p u td e c r e a s e d i n t e g r a t e de n v i r o n m e n t a l ，s o c i a l ，e c o n o m i ca n do t h e rf a c t o r s ，t h e c h e m i c a l b i o l o g i c a lf l o c c u l a t i o np r o c e s sh a v ei t so w na d v a n t a g e sa n dc h a r a c t e r i s t i c s t h et e s t e q u i p m e n tm e t h o d o fc h e m i c a l - b i o l o g i c a l f l o c c u l a t i o ne n h a n c e d p r i m a r yt r e a t m e n tp r o c e s so fp r o d u c t i o nw a su s e di nt h ee x p e r i m e n t s ，e x p e r i m e n t a l r e s e a r c hw a sd o n eo nc h e m i c a l - b i o l o g i c a lf l o c c u l a t i o ne n h a n c e dp r i m a r yt r e a t m e n t p r o c e s st ot r e a tl o wc o n c e n t r a t i o ns e w a g eo fs m a l lt o w n s t h er e s e a r c ha c h i e v e m e n t s m a i n l yi n c l u d e ：t h ed o s a g e 、s l u d g er e f l u xr a t i o 、m i x i n gi n t e n s i t ya n do t h e r o p e r a t i o np a r a m e t e r so fc h e m i c a l b i o l o g i c a lf l o c c u l a t i o np r o c e s sa r eo p t i m i z e d ；( g ) a c o m p a r a t i v es t u d yo n t h e s l u d g eo u t p u t 、s l u d g es e t t l i n gp e r f o r m a n c ea n d t e c h n o - - e c o n o m i cb e t w e e nc h e m i c a l - b i o l o g i c a lf l o c c u l a t i o np r o c e s sa n dt h ec h e m i c a l e n h a n c e dp r i m a r yt r e a t m e n tp r o c e s s ，a n ds o m er e s u l t sa r ea c h i e v e d t h em e c h a n i s m o fc h e m i c a l - b i o l o g i c a lf l o c c u l a t i o ne n h a n c e d p r i m a r y t r e a t m e n t p r o c e s s i s s t u d i e d ；t h i ss t u d yr e s u l t sg i v eg o o dt h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a lg u i d a n c ef o rt h e a p p l y i n ga n ds p r e a d i n go fc h e m i c a l - b i o l o g i c a lf l o c c u l a t i o n e n h a n c e d p r i m a r y v 山东建筑大学硕士学位论文 t r e a t m e n tp r o c e s si ns m a l lt o w n s k e yw o r d s ：c h e m i c a l b i o l o g i c a lf l o e c u l a t i o n ，s e w a g er e c e i v e df r o ms m a l lt o w n s ， e n h a n c e dp r i m a r yt r e a t m e n t ，e x p e r i m e n t a lr e s e a r c h v i 原创性声明 本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研究取 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不含其他人已经发表或撰写过 的研究成果，也不包含为获得山东建筑大学或其他教育机构的学位证书而使用过 的材料。对本丈的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人承担本声明的法律责任。 学位论文作者签名： 学位论文使用授权声明 本学位论文作者完全了解山东建筑大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 山东建筑大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。本人授权山东建筑大学可以将学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它手段保存、汇编学位论 文。 保密论文在解密后遵守此声明。 学位论文作者签名： 导师 签名： 山东建筑大学硕士学位论文 1 1 小城镇概况 第1 章绪论 1 1 1 l j x 城镇的概念： 小城镇是介于城市和乡村之间的城市雏形，地处城乡结合部分，是“城市 之尾”、“乡村之首”，是“城市里的乡村”、“乡村里的城市”，是连接城市与乡村的 纽带和桥梁【1 1 。小城镇一般是指依法设立的建制镇、农村集镇( 通常为乡政府所 在地) ，也泛指2 0 万人口以下的城市。我国理论界对于小城镇的划分有三种意见： 一是将包括城关镇在内的所有建制镇均称作小城镇；二是把城关镇列入城市范 畴，将不包括城关镇的建制镇称作小城镇；三是不仅将所有建制镇称作小城镇， 而且还将集镇也称作小城镇【2 1 。 1 1 2 我国小城镇的发展现状 1 9 9 5 年，全国建制镇发展蛰j 1 7 5 3 2 个，城镇总人口数达至u 3 5 1 7 4 万人，人口城镇 化率提高到2 9 0 4 。进入新世纪，中国城镇化水平进一步提高。n 2 0 0 3 年，全国设 市城市达至u 6 6 0 个，建制镇上升到2 0 2 2 6 个，城镇总人口达至f 1 5 2 3 7 6 万人，人口城镇化 率提高到4 0 5 3 t 3 1 。目前，从世界城镇化进程看，我国城镇化进入快速增长时期 【4 】 o 从全国的情况来看，小城镇建设是不平衡的。我国幅员辽阔，各地区经济条 件、自然环境以及人口状况不同，小城镇的发展条件也不同。在经济发达的东部 地区，小城镇发展快，城市化水平较高；经济落后的西部地区，小城镇发展较慢， 城市化水平较低；中部地区介于二者之间【5 。 由于有些地方对生态环境问题不够重视，因而在小城镇发展过程中出现了掠 夺性开发利用资源，破坏了生态环境。突出表现为：一是城镇发展建设不当对一 些重要生态功能用地造成新的破坏；二是城镇发展环境管理跟不上，环境基础设 施建设滞后，导致污染加剧；三是城镇周边农村生产和生活污染严重，在一定程 度上制约了城镇环境质量的改善；四是一部分乡镇企业，科技含量不高，很少考 虑“三废”治理和环境保护，甚至把在大城市无法立足的污染企业转移到小城镇， 使小城镇的生态环境日益恶化。 1 山东建筑大学硕士学位论文 1 1 3 我国小城镇的发展趋势 历史数据显示，中国城镇化率以每年大约一个百分点的速度提高，据预测， 到2 0 1 0 年全国建制镇达到2 5 万3 万个【6 】，我国城市化率将达到4 0 左右。乡 镇企业的蓬勃发展；农药、化肥的大量使用；集约化养殖场的建立，以及废弃物 和生活污水严重污染了小城镇的水环境。有关专家预测，到2 0 2 0 年我国城市化 率将达到5 0 ，从中国国情出发，重点发展小城镇，让多数人依托乡镇企业或是 进入小城镇，或是使小城镇发展为中小城市，是中国城市化道路的必然选择，是 逐步实现具有中国特色的乡村城市化的必由之路【_ 丌。 1 2 小城镇水污染状况 1 2 1 小城镇水污染现状 目前我国小城镇水环境污染状况可总结为局部相当突出、类型十分复杂。局 部相当突出是指一些环境容量小、人口密度高、工业相对集中的小城镇水污染不 亚于大中城市或工业区；类型十分复杂是指小城镇不同经济结构产生不同程度和 类型的水污染问题【7 】。 由于经济的原因，发展中国家的城镇污水处理率较低，由此引起的城镇水环 境污染也较为严重。通过对部分小城镇水污染现状的调研分析可得，在排水体制 尚不健全的小城镇，禽畜粪便污水、餐饮污水、屠宰杂排水等不经处理直接排入 就近水体，造成严重的水环境污染。屠宰场、孵化场往往直接将动物血、牲畜的 粪便、蛋壳等倾倒入就近水体，导致河道水体变黑，富营养化严重。 随着城镇化进程的加快，小型企业发展迅速，目前，以小型企业为主的经 济区域越来越多，企业领导和职工的环境意识淡薄，整体环境管理水平落后，工 业布局不合理。并且，由于小城镇企业的设备陈旧、技术落后，多采用土法生产， 直接污染严重。人民生活水平的不断提高，刺激着小城镇畜禽养殖业的发展。由 于小城镇经济发展较为落后，绝大多数畜禽养殖场都没有投资建造畜禽粪便及废 水处理设施，而是将大量未经处理的高浓度氮、磷禽畜排泄物直接排入水体，污 染了小城镇的水环境，加剧了水体的富营养化。此外，大量的农药、洗涤剂、化 肥的流失，也使得小城镇污水中氮、磷浓度增耐8 1 。 在小城镇居民生活水平提高的同时，人民的生活方式并没有随之发生变化， 山东建筑大学硕士学位论文 还是按照传统的生活方式生活，由于居民居住分散，导致污染物控制、收集困难， 所以小城镇的生活污水对水资源的污染呈上升趋势。因污水处理设施投资高，运 行费用大，管理技术要求高，造成小城镇污水处理设施欠缺。目前，人们对环境 危害的程度认识不清，比较看重有形的经济利益，对潜在的环境危害往往忽略掉， 环保意识十分淡薄。 1 2 2 小城镇水污染趋势 随着小城镇经济的不断发展和人民生活水平的提高，今后小城镇生活污水排 放量必然要不断的增加。根据2 0 1 0 年小城镇污水国务院国民经济和社会发展 “十五”计划和2 0 1 0 年远景目标纲要要求，到2 0 1 0 年小城镇污水处理率要达到 6 0 ，任务是十分艰巨的，工程投资和运行费用十分庞大9 1 。大量污水若不经过 有效处理而直接排放，不仅会导致严重的水环境污染，也会加剧我国水资源的短 缺。此外，乡镇企业的数量将日益增多，规模也会不断壮大，所排废水量将会增 加，若不经过有效处理，则会对小城镇的水环境造成极大的威胁。随着小城镇居 民生活水平的提高，洗涤剂用量也将相应增加，使得生活污水中总磷浓度增高 【l o 】。小城镇畜禽养殖业也会在人们生活需要提高的刺激作用下继续发展壮大， 大量的禽畜排泄物将会继续使生活污水中氮磷浓度增高。有关资料显示，我国在 1 9 9 8 年时，全国畜禽粪便产量已经是当年全国工业固体废物产量的3 4 倍，而 粪便的还田率只有3 0 ，大多未经处理直接排入就近水体 1 1 1 。所以禽畜排泄物 对污水的影响不能忽视。 1 2 3 小城镇污水的特点 我国的城镇污水多为低浓度污水，特别是降雨量较大的地区，污水处理厂的 初沉池前污水s s 、c o d c ，等指标都接近一级或二级排放标准。且相关文献资料显 示【12 1 ，城镇污水中很大一部分污染物是以非溶解态存在，污水中的悬浮物质和 胶体占总物质的6 0 以上。小城镇污水主要为生活污水和以农产品为原料的工业 废水( 有机废水) 的混合污水，水量与大城市相比较小，波动性大。 小城镇的人口规模、自来水的普及率和工农业发展的结构与水平，决定了小 城镇的污水排放量大都在( 1 5 ) x 1 0 4m 3 d 的规模范围内。小城镇污水5 0 以上 的是生活污水，由于生活污水占的比重较大，造成污水有较大的时不均匀性，同 山东建筑大学硕士学位论文 时也引起水质的波动。通过对部分小城镇污水进行调研分析可得：污水中悬浮物 浓度较高，有机物浓度较低，水量、水质波动较大。一些小城镇的排水系统不健 全，采用明渠排水的较多，致使大量的雨水流入和地下水渗入，这也是污水中的 有机物浓度较低的原因【1 3 j 。工业废水以农产品加工的废水为主，水中基本上不含 重金属和有毒有害物质，但氮和磷的含量较高。大部分小城镇的污水水质相差不 大，一般b o d s 为1 0 0 - l s 0 m g l ，c o d c ，为1 3 0 3 0 0 r a g l ，s s 为2 0 0 m g l 左 右1 1 4 1 。 1 3 我国小城镇污水处理状况 由于小城镇的经济基础较为薄弱，政府的重视程度不够，乡镇企业的生产 技术力量薄弱、资金短缺、设备陈旧、污水处理设施不完善，加上企业环保意识 淡薄、排水体制不够健全，使得小城镇绝大部分污水未经处理直接排入周围水体， 部分地区河流污染严重，造成了水污染问题的进一步加剧。 1 9 7 8 年 - 1 9 9 7 年我国城市污水排放量3 5 1 亿m 3 ，污水处理率2 5 8 4 ，排水 管道长度11 9 8 万k m ，排水管道密度5 7 6 k m k m 2 ；其中市政排水管道长度8 5 1 万k m ，污水收集率6 0 2 3 ，污水集中处理厂1 6 0 座，日处理能力1 0 5 0 万m 3 ( 其 中生化处理厂4 2 座，日处理能力6 8 9 万m 3 ) ，以稳定塘、土地处理和适当处理后 经江海深水排放为主的污水处置能力4 0 0 万m 3 d ，全年污水处理、处置量2 9 亿m 3 ， 污水集中处理率1 3 6 5 。当年用于市政排水设施投资9 0 1 亿元( 其中基建占7 9 3 6 ，更新改造占2 0 6 4 ) ，占全国城市建设投资的7 8 9 。 据国家环境保护总局统计：全国工业企业( 县级以上单位) 用于治理废水的 资金“八五”期间为1 5 6 3 亿元，“九五”期间的前两年( 1 9 9 6 年 - 1 9 9 7 年) 为1 2 0 2 亿 元；截止1 9 9 7 年底，共建有治理设施4 3 0 11 套，正常运行的3 9 5 0 1 套，全年运行费 约为8 3 3 亿元；工业废水处理率为8 4 7 ，处理排放达标率为6 6 9 ，经处理 后回用量约1 7 1 亿r n 3 ；废水排放达标率：“八五”期间从5 0 1 提高n 5 5 4 ， 1 9 9 7 年为6 1 8 【15 1 。 截至2 0 0 5 年底，我国已建成的污水处理厂有7 9 1 座 1 6 】，按污水日处理规模 计算，其平均污水处理率在5 0 左右，由于运行费用较高，配套管网建设不健全 等原因，实际处理率远达不到这一数值，再加上大部分地区和城镇缺少污水处理 设施的建设，大量污水不经处理直接排放，造成水源水质进一步恶化，使我国城 - 4 山东建筑大学硕士学位论文 镇的水环境污染问题日益突出。 为从根本上改善我国的水环境质量，从整体上控制城镇水环境污染问题，国 家规划至u 2 0 1 0 年我国城市和建制镇的污水平均处理率不低于5 0 ，城市的污水处 理率不低于6 0 ，重点城市的污水处理率不低于7 0 1 7 1 。对于很多地区和城镇而 言，当前首要解决的不完全是治理深度的问题，而是治理与否的问题，解决此问 题的当务之急是提出适合小城镇发展的投资较低且对污染物去除率较高的新型 工艺【1 8 ，19 1 。 1 4 小城镇水污染防控措施 1 建设生态城镇，把生态建设与污染防治结合起来。提高科技水平，提高农民的 环保意识，合理使用化肥和农药，提高有机肥使用量，降低面源污染。开展环境 保护知识的宣传教育，提高和强化各级领导，特别是乡镇企业干部、职工和广大 农民群众的环保意识，增强环境保护的责任感。加大执法力度，。坚持依法治水， 要每一个人都自觉树立节水意识，减少人为的水污染。 2 严格控制污染源，加强水污染防治工作，使污水达标排放。在加强污水治理的 同时，对污染严重的小型乡镇企业进行治理和改造，加快调整乡镇企业的产业结 构。限制或禁止小造纸厂、小化工厂、小印染厂、小冶炼厂等重污染的行业和产 品的发展，鼓励发展无污染、少污染的行业和产品。加快污水处理厂的建设，转 变观念，走市场化的道路，即谁污染谁治理，在收取水费的同时收取水污染治理 费，污水处理厂实行企业化运营，国家只负责相关法规的制定和执行工作【2 0 1 。 3 加强对乡镇企业的管理，结合乡镇企业的特点，制定污染防治政策，规范乡镇 企业行为。对乡镇企业的管理应与城市企业同样要求，严格执行排污收费、集中 控制、限期治理等制度措施，严格执行国家颁发的环境标准。采取奖励和惩罚相 结合的措施，充分调动企业的积极性和责任感【2 l 】。 4 研究开发适合小城镇发展的污水处理技术。强化一级处理工艺在污水处理领域 引起广泛关注，强化一级处理能够有效的去除污染物，其基建投资和运行费用较 低，易于管理，无需复杂的操作系统，且不受气候条件的限制；适应水量和水质 的波动，可根据来水的不同而调节药剂用量，确保出水的水质；能够在较短的时 间内以较低的消耗大幅度消减污染负荷，使出水达到城镇污水二级排放标准，适 合我国小城镇经济发展