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浅谈小区污水处理

文档作者：蔡可宁文档来源：开封市市政工程设计研究有限公司		点击数：	更新时间： 2021年10月22日
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2012年1O月第10期 城市道桥与防洪 防洪排水 77
浅谈小区污水处理
蔡可宁
(开封市市政工程设计研究有限公司，河南开封475004)
摘要：介绍小区污水处理的特点，阐述小区污水处理方案的选择。分别介绍了生物氧化接触法、生物法和CASS工艺。其
中，CASS工艺是近年来国际公认的处理生活污水及工业废水的先进工艺。
关键词：小区污水；CASS工艺；SBR工艺；排污
中图分类号：X703 文献标识码：B 文章编号：1o09—7716(2012)10—0077—04
0 前言
小区是具有一种或多种功能的相对独立的区
域，包括通常意义上的小区、医院、公园、旅游度假
村、新建大学城、高速公路的生活服务区等，其排
水系统通常不在城市市政管网覆盖范围之内，根
据当地的环保标准，必须设置独立的污水处理设
施，这就是我们所指的小区污水处理。
小区污水系统的处理能力，各国并无统一的
限定。前苏联曾建议单个构筑物的处理能力不宜
超过1 400 m3／d，美国则把小厂的处理能力限定在
3 785 m3／d的范围内。根据我国情况，建议把等于
或小于4 000 m3／d的处理厂定义为小区污水处理
厂。小区污水的水质与城市污水水质是相近的，但
在选择小区污水的治理工艺时，应充分认识小区
污水本身的特点，选择适用的工艺。笔者根据多年
治理小区污水的实践经验，谈一些体会和看法。
1 小区污水处理特点
随着国家经济的飞速发展，城市规模不断向
周围扩展，在众多城市的边缘地区以及旅游景区
出现了新的建筑小区，有宾馆、住宅、学校、休闲娱
乐设施、医院等。值得一提的是，这几年河南省在
农村大规模做一些拆村并居项目，几乎涉及到了
每一个乡镇，由于这些小区没有市政管网，有的虽
然在市政管网规划范围内，但因市政污水处理滞
后于城市的发展，在短期内还无法建设完整的市
政系统。有的小区远离城市，今后也不可能排人市
政污水处理厂。小区的污水都就近排入地面水体，
污染了周围环境，特别是有些旅游景点，地面水体
水质恶化，与周围环境极不协调，人民群众要求治
理的呼声越来越高。与此同时，各地环境部门加大
了对小区污水污染治理的力度，一般要求进行二
收稿日期：2o12—05—16
作者简介：蔡可宁(1979一)，男，河南开封人，工程师，从事市
政工程设计工作。
级处理，多数要求达到国家《污水排放标准》中的
一级标准。小区污水治理存在着较大的市场。
小区污水的治理不是一个权宜之计，它将长
期与城市大型污水厂并存。即使在许多发达国家，
小区污水处理厂处理污水的总量也超过城市大型
污水厂的污水总量。如按污水处理厂的数量比较，
小型污水处理厂的数量占绝对多数，因此对小区
污水的治理应予以足够的重视，其治理技术也应
认真探讨。
小区污水处理和市政污水处理虽然都是生活
污水，水质上没有太大区别，但小区处理与市政处
理还是有很多不同之处。在小区污水处理工程设
计时，必须认真考虑。
首先是水量、水质变化较大。有的小区居住成
员比较单一，几乎全是同一个单位的，上班、下班
非常集中，用水量时变化系数很大。有的小区还有
一些工业企业，间断排放，形成水质、水量的冲击。
其次，小区污水处理工程大多没有专门的污
水处理专业人员，对处理工艺原理了解甚少，对运
行过程中出现的问题，不知如何处理。
第三是管理人员流动性较大。不少小区污水
处理工程没有长期固定的管理人员，更换比较频
繁，例如部队的污水工作操作人员，多数一、两年
就更换一次，操作手往往刚刚熟悉设备的操作程
序就换人了。由于频繁的变动，在岗的人员也多没
有长期打算，不安心本职工作，更谈不到钻研业务
技术，操作手普遍技术水平较低，不少人连简单的
机械故障都不会排除。
第四，不少小区在建设初期没有考虑污水治
理，没有污水处理工程的规划位置。污水处理工程
只能根据已有场地的情况，在总排水口的附近见
缝插针。不少单位能提供使用的场地较小。
第五，各个小区都有自己的建筑风格，污水处
理建筑也必须与周围环境相协调。特别是有的小
区污水处理设施必须建在小区显眼的部位，更应
注意。
78 防洪排水 城市道桥与防洪 2012年10月第l0期
第六，小区内水处理设施往往离建筑物及人员
活动的部位较近，必须尽力减轻污水处理机械噪
声及散发的异味对环境的影响。
第七，小区污水处理多为小区所属单位自筹资
金，一般资金总额有限，使用者对初投资及运行成
本都十分关心。
2 小区污水处理方案选择
笔者认为在选择小区污水治理方案时，应考虑
小区污水处理的特点。选择的工艺应具备以下条件：
(1)处理工艺成熟、可靠，工艺流程简单，所需
设备及管道少，所选用的设备应是通用设备；
(2)主要设计参数选用应留有一定余地，适应
水质、水量变化较大的冲击；
(3)维护工作量要小，选用设备的操作与控制
要简单，易被操作手掌握，维修技术水平要求较
低，以便适应管理人员、专业知识水平较低人员更
换较为频繁的特点；
(4)尽量采用一体化组合式构筑物或设备。这
种一体化工艺可将各个处理单元组合在一起，各单
元之间仅用一道隔墙(或隔板)分开。在隔墙上设孔
口，就可实现相邻单元的连接，各单元左右或上下
交错排列，构成一体。具有占地面积小，连接管道
少，操作简单，初投资及运行费用较低等优点；
(5)尽量采用埋地式或半地下式的形式，将污
水处理站全部或大部分埋置在地下，上面种草绿
化。全地埋式的可设置在小区规划的绿地内或道路
上，不影响小区景观，也不占用原建筑物规划用地。
2．1 生物接触氧化法
目前小区污水处理治理形式较多，大多采用工
厂生产的埋地式设备，基本上是20世纪8O年代根
据国外设备仿造的，其工艺为传统的生物接触氧
化法：
污水 一沉池一生物接触氧化池一二沉池一
消毒池一排放。鼓风机鼓风，所有设备均设置在地
下，20世纪9O年代初风行一时，对小区污水治理
起到了积极作用，但也暴露了一些问题：
(1)填料容积负荷偏高，设备总容积较小，经受
不了水质、水量变化的冲击，造成出水水质不达标；
(2)填料、斜管等器材使用年限一般是3～5 a，
如不更换将影响污水处理效果。但器材都填装在
地下设备内，更换时要排空设备内的污水及污泥，
空间狭小，环境很差，维护较困难；
(3)鼓风机、消毒设备等全部安装在地下设备
内，设备内湿度较大，通风不好，容易造成设备腐
蚀且维修也不便，至使部分设备不能正常运转。
2．2 生物法
小区污水与市政污水没有太大区别。从工艺原
理上讲，凡是适合处理市政污水的工艺，用在小区
污水处理时，水质是可以达到排放标准的。但在选
用小区污水方案时，必须从小区污水处理的特点
出发，选用适用的技术工艺。
小区污水的主要污染物是有机物。目前，国内
外经济适用的方法主要是生物法。在生物法中活
性污泥法占绝大多数。活性污泥法有多种形式，应
用最广泛的有5种。
(1)传统活性污泥法，一沉一曝气一二沉。其
中二沉设有污泥回流。
(2)传统形式改进型，A／O与M／O。A／O法有两
种，一是用于降磷的厌氧一好氧工艺，二是用于降
氮的缺氧一好氧工艺。A2／O法则是除氮又除磷的
工艺。
(3)氧化沟，又称循环曝气池，类似活性污泥
的延时曝气法，近年来我国中小城市污水处理厂
采用这一工艺较多。特别是一体化氧化沟，它不设
初沉池、二沉池，处理设施大大简化。氧化沟具有
传统活性污泥法的特点，有机物去除率高，也具有
脱氮功能。氧化沟这种高效、简单的特点，适合小
区污水处理。但氧化沟不宜采用地下式，占地也较
大，与小区周围环境也难协调，限制了这种工艺在
小区污水处理中的应用。
(4)SBR工艺，间歇式活性污泥法。它的前身
是充排式反应池。由于操作繁琐，限制了它的发
展。近年来，随着自动化控制器材可靠性的提高，
SBR工艺才蓬勃发展起来。它的基本特点是在一
个池子中完成污水的生化反应、沉淀、排水、排泥。
SBR工艺具有一些优于传统活性污泥法的特征：
a．SBR工艺运行简单，基本实现无需搬运操
作，进水、曝气、沉淀、排水、闲置5道程序可由一
台小型的PLC实现程序控制，运行的程序也可根
据水质变化情况重新编排，使本来十分繁琐的操作
变成全自动运行。
b．造价低，占地少，不设置一沉池、二沉池，没
有污泥回流系统，多数情况下也可不设调节池，因
此可减少占地，降低造价。
c．耐冲击负荷。污水逐渐进入池内，被池内的
水缓慢稀释，污水与原池内的水的比例是逐渐提
高的，所以耐水质变化的冲击。
d．出水水质好。池内水沉淀时是在水平流速为
零的理想静止状态下沉淀，沉淀效果好。池内溶解
氧值交替变化。沉淀排水时，溶解氧接近零，抑制
了丝状菌的生长，污泥沉淀性能好。
2012年1O月第1O期 城市道桥与防洪 防洪排水 79
e．能耗低。由于池内溶解氧的交替变化，使溶
解氧浓度梯度大，提高了氧的利用率。没有污泥回
流系统，节省了能耗，降低了运行费用。
f．除磷脱氮。一个运行周期内，厌氧、兼氧、好
氧交替变化，在一个池内实现了除磷脱氮。
(5)改进型SBR工艺。SBR工艺变种有多种形
式，比较典型的有间歇式循环曝气活性污泥法(简
称ICEAS法)，连续曝气和间歇曝气相结合的活性
污泥法(简称DAT—IAT法)，三池连体型前部连续
曝气和后部交替曝气相结合的活性污泥法(简称
UNITANK法)。
以上几种改进型的SBR工艺都有其特点，当
前国内都有应用的实例。这里主要介绍周期循环
活性污泥法(简称CASS法)。CASS工艺是SBR工
艺的改进形式之一，它除了具有SBR工艺所具有
特点外，又优于SBR工艺。
2．3 CASS工艺
CASS(Cyclic Activated Sludge System )工艺是
近年来国际公认的处理生活污水及工业废水的先
进工艺。该工艺是在序批式活性污泥法(SBR)的基
础上，反应池沿长度方向设计为两部分，前部为生
物选择区也称预反应区，后部为主反应区，在主反
应区后部安装了可升降的自动撇水装置，曝气、
沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省
去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。
CASS工艺为连续进水。SBR工艺即使在小水量
时，也需设置不少于两个独立运行的SBR池，以便
在一个池子停止进水时，另一个池子接受集水池
提升泵输出的污水，否则就得设置池容较大的调
节池。CASS可实现连续进水，污水量较小时只需
设置一个池子即可运行，省去了污水流量随时间
变化分配的自动控制阀门，只设一台滗水器，池子
结构形式也更为简单。生物选择区与主反应区一
墙相隔，只是在池底设置一定数量的孔口相互连
接，两个区的水面标高相等。
2．3．1 生物选择区
生物选择区容积设计为总容积的20％ ～
25％ ，池长宽比多采用5：1～4：1，一个周期的排
水量为总容积的30％ ～40％ ，排水时间一般为1 h，
一周期为4～8 h，在排水时，进人生物选择区的污
水量只占到生物选择区总容积的l5％ 30％，排水
时池内水平流速极小，水流较稳定，池长宽比又较
大，所以排水时连续进水并不影响排出水水质。
2．3．2 滗水机
滗水机是CASS工艺的主要设备之一。国外产
品价格昂贵。我们自行研制的PL型旋转式滗水机
已生产了数十台，已成功应用于工程。这种滗水机
省去了在池内建排水井，用双曲环状橡胶软管代
替进口设备上的旋转接头，结构简单、实用，价格
也比进口设备便宜很多。
2．3．3 曝气方式
曝气方式的选择。CASS工艺曝气方式常用
鼓风机曝气及潜水曝气两种方式。鼓风曝气系统
由鼓风机、消音器、减震基础、阀门、仪表、输风干
管、支管、各种形式的曝气头(或开孔管)构成，需
单独建造风机房，系统繁琐，噪声污染，管道及仪
表的安装、维护管理工作量也较大，设在水下的曝
气管道及曝气头维修十分不便。潜水曝气按供气
方式可分为自吸式和供气式两种。小区污水工程
中自吸式射流曝气具有许多优点：
(1)射流器多为铸造件，构造简单，无运动部
件。我们研制的射流器喷嘴直径d≥25 mm，对空气
吸气管管口过滤装置无严格要求，只要没有较大的
固体物质进入，都不会发生堵塞，易维修管理。
(2)没有较长风管，潜水泵出水口与射流器进
水口直接相连，氧总的转移系数大，氧的利用率
高，污泥活性好，基质降解常数比其它活性污泥高。
(3)射流曝气器混合室内，由于射流的紊动及
能量交换作用，形成了剧烈的混掺现象，不仅在瞬
时完成了氧由气体向水中的转移，而且进行着有
机物、微生物、氧三者之间的传质和反应。这是一
种特定条件下发生的快速生物化学反应与三者间
传质的综合过程，是其它任何一种活性污泥法不
具备的。
(4)射流器的工作流体由与它直接相连的潜水
泵供给。潜水泵发生故障时，可通过设置的导轨提
升到池顶上，维护管理十分方便。
(5)当需去除COD总量较大时，一般池内要设
置多台的射流器，一是避免单台射流器配用功率
过大的潜水泵，维修时提升困难，同时也可使池内
充氧较为均匀；二是池内设置多台射流曝气器时，
还可根据水质的变化，当污水中COD降低时关闭
一定数量的曝气器，降低能耗。
(6)不需要在池内设置曝气管道及曝气头。
(7)在污水处理过程中对污水的搅拌效果好，水
质均匀，不易产生污泥膨胀。
综上所述，氧化沟SBR及其改进型的工艺，特
别是SBR改进型工艺CASS更适合小区污水处
理。我们将CASS工艺应用在多项工程上，实践证
明，它具有简单、适用、处理效率高、维护简单、占
地省、投资小、更适合将处理构筑物全埋在地下等
特点，普遍反映较好，应是今后小区污水处理的优
8O 防洪排水 城市道桥与防洪 2012年10月第10期
选工艺之一。
3 污泥处理
污水处理量上千吨时，一般采用浓缩后脱水处
理，小规模时一般浓缩后定期用大粪车运至填埋
或作农肥。
4 小区污水处理厂址选择和布置
小区系统的厂址选择和厂区布置在基本原则
上与大厂是一致的，但考虑到小区系统在服务对
象和流程选择上的独特性，在厂址选择和布置时
也应考虑到小区系统的特点。
4．1 厂址规划应考虑的问题
(1)与服务地区的卫生防护区应有一定距离。
(2)考虑风向是否影响所服务地区和周围地区。
(上接第76页)
排水性沥青路面和钢渣透水混凝土，能有效地
解决路面积水问题，防止眩光，减少对道路周边居
民生活的影响，有利于环保。针对上海嘉定新城道
路，分别采用温拌型排水性沥青路面、钢渣透水人
行道、道路绿化储碳技术与自动喷灌及涌泉灌节
水技术，涵盖了道路工程的节能、节水、节材及储
碳技术，实现了低碳道路建设关键技术的突破与
集成创新，打造了上海嘉定新城低碳道路。
5 结论和建议
实施城市防洪和雨水利用工程是建立节水型
城市，坚持水资源可持续发展，做到人与自然和谐
相处的新尝试、新举措，也是未来合理开发利用水
资源、解决城市防洪问题的重要措施之一。通过嘉
定新城中心区雨水利用工程的实践经验，对未来
城市雨水利用提出如下建议：
(1)政府支持。雨水利用技术是一个新生事
物，与传统排水技术比较，目前价格相对较高，工
艺较复杂，短期直接效益很难体现，因此在推广过
程中，可以参考发达国家的经验，制定相关政策予
以支持。
(2)规划先行。因为雨水利用和防洪是一件系
统性工程，按照建设节水型、生态型城市的标准，
根据城市建设和发展情况，把雨水利用纳人市政
建设系统，将雨水利用规划同城市规划结合起来，
(3)考虑交通运输和水电供应等条件。
(4)便于兼顾小区其它生活保障设施的统一
管理。
4．2 厂区道路和构筑物之间的间距
由于小区系统选用较小的设备和构筑物，厂区
交通、维修及卫生要求所需的空间相应较小。厂区
内应设计充足的车辆通道，路宽设计可以轻型载
重汽车的回转半径为依据。主要构筑物之间的间
距可考虑在3 5 m之间。
5 结语
小区污水处理在整个小区工程设计中所占比
重较小，但它对改善周边河道的水质作用是不可
低估的。笔者由于参与该类工程的时间有限，经验
不足，提出自己的浅见。有不妥之处，请批评指正。
在道路专业规划中明确全透水道路建设的范围及
规划建设的要求。
(3)制定相关规范。目前雨水利用技术的理论
研究非常活跃，可以预见将来此技术的市场非常
广阔，为了保证雨水利用和防洪的JJ~,N实施，急需
有关部分制定相关规范和要求，严把质量关。
(4)大力研究分布式雨水利用技术。根据雨水
利用的特点和目前国内的实际情况，可以采取总
体规划，分布实施的策略，大力研究分布式雨水利
用技术，使得城市局部区域内的雨水利用自成体
系，这将使城市雨水利用技术更便于推广和应用。
(5)大力推广全透水道路结构的建设。由于全
透水道路建设造价高，大多数建设单位均不愿意
投资，但是全透水道路增加雨水渗透，构建生态水
循环系统，减少地表径流，预防城市病，对生态环
境有十分重要的作用。
参考文献
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