乡镇污水如何治理？都有哪些处理工艺？
【谷腾环保网讯】党的二十大为美丽中国建设擘画了新蓝图，美丽乡镇作为美丽中国的“细胞”构成，乡镇污水处理的质量不仅是一项民生工程，而且事关美丽中国建设大局。
一、常见乡镇污水处理九种工艺
乡镇污水处理按原理划分，分为物理处理法、化学处理法、生物化学处理法这三大类。在这三大类之下，目前乡镇污水处理层面常见的有九种工艺。
（一）A/O（缺氧-好氧法）工艺
1. 工艺原理
污水先进入缺氧池，反硝化菌用污水有机物将好氧区回流硝态氮还原成氮气；再进好氧区，好氧微生物分解有机物，氨氮经硝化细菌转化为硝态氮。
2. 优点和缺点
优点。具有处理效率高、处理水量大、成本低、占地面积小、耐冲击负荷能力强等优点，可同时去除废水中的有机污染物、氮和磷，脱氮效率高（氨氮去除率 80% - 90%），运行稳定。
缺点。难降解物的降解率低，除磷效能效果一般，同时硝化反硝化系统不稳定，导致除氮效果不易控制。
（二）A/A/O（厌氧-缺氧-好氧法）工艺
1. 工艺原理
污水依次经过厌氧池、缺氧池和好氧池，在厌氧池中进行磷的释放和有机物的初步分解。在缺氧池中，反硝化细菌利用污水中的有机物作为碳源，将好氧池回流的硝态氮还原为氮气。在好氧池中，进行有机物的进一步降解、氨氮硝化和磷的吸收。
2. 优点和缺点
优点。同时脱氮除磷，处理效率较高，一般五日生化需氧量和悬浮物去除率能达到 90%—95%，总氮去除率为70%以上，磷去除率为90%左右，抗冲击负荷能力强。
缺点。流程复杂，建设成本高，运行管理要求精准控制各池条件，能耗大。
（三）生物膜法工艺
1. 工艺原理
污水与微生物附着的生物膜接触，微生物吸附分解有机物净化污水。细分类型包括：生物滤池，污水洒在滤料表面生物膜上，保持通风、好氧状态；生物转盘，旋转圆盘部分浸污水，转出水面接触空气好氧反应，转入水中处理有机物；生物接触氧化池，池内填料有生物膜，曝气使污水流动，微生物分解有机物。
2. 优点和缺点
优点。净化效率高，耐冲击负荷能力强，可耐低温。无需污泥回流，不易发生污泥膨胀，污泥量少。同时还具有流程简单、自动化程度高、曝气量小、不需要二沉池且占地面积小。
缺点。除磷效果不好，生物膜需要定期进行反冲洗以控制生物膜厚度，运行费用相对较高。
（四）MBR（膜生物反应器）工艺
1. 工艺原理
MBR工艺是将膜分离技术与生物处理技术相结合。污水先入生物反应池，微生物分解有机物后，经膜组件过滤，截留微生物和悬浮物，清水透过实现泥水分离。细分类型包括：浸没式 MBR，膜组件浸没在反应池，真空泵抽吸出水；外置式 MBR，膜组件在池外，泵输送混合液过滤后返回或排放。
2. 优点和缺点
优点：MBR工艺具有处理效率高，出水水质好、可回用，占地面积小，活性污泥浓度高，易自动化管理，流程简化。
缺点。膜成本高，需定期清洗维护，能耗相对较高。
（五）接触氧化工艺
1. 工艺原理
污水首先经过预处理去除大颗粒悬浮物和部分有机物，然后进入接触氧化池。接触氧化池内填充有特定的填料，填料表面附着大量微生物群落形成生物膜，当污水流经填料时，污水中的溶解氧和有机物与生物膜上的微生物充分接触，微生物利用有机物作为营养源进行新陈代谢，同时消耗溶解氧，将有机物氧化分解为二氧化碳、水等无害物质 。
2. 优点和缺点
优点。处理效率高，没有污泥膨胀和污泥回流、污泥产量低、操作简单、运行成本低、占地面积小、适应能力强。
缺点。生物膜量随负荷增加而增加易堵塞，滤料更换维修麻烦，除磷效果不理想。
（六）氧化沟工艺
1. 工艺原理
污水进环形沟渠氧化沟，曝气使沟内污水和活性污泥混合液循环流动，活性污泥分解有机物并硝化反硝化脱氮。
2. 优点和缺点
优点。工艺抗冲击负荷能力强，处理效果好，污泥稳定性好，可省略初沉池，运行管理简单灵活，建设和运行成本相对较低。
缺点。占地面积较大，设备维护复杂，处理效果受温度影响较大。
（七）SBR（序批式活性污泥法）工艺
1. 工艺原理
SBR工艺是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。污水在反应池中按序列、间歇进入每个反应工序，即流入、反应、沉淀、排放、闲置五个工序。从污水流入开始到闲置时间结束算作一个周期。在一个周期内的所有过程都在一个设有曝气或搅拌装置的反应器内依次进行，不需要连续活性污泥法中必须设置的沉淀池、回流污泥泵等设备。
2. 优点和缺点
优点。SBR工艺可通过控制有关条件保持生物选择性，流程简单紧凑，净化效果好，运行效果稳定、耐冲击负荷、污泥活性高，运行灵活，能抑制丝状菌膨胀。
缺点。脱氮除磷效率较低，自动化控制要求高，排水时间长、电耗大，对操作人员素质要求高。
（八）CASS（循环活性污泥）工艺
1. 工艺原理
CASS工艺是以SBR技术基础上发展而成的一种新型的污水生物处理工艺，CASS工艺的核心在于其独特的结构设计。反应池分为生物选择区和主反应区，生物选择区用于快速吸附污水中的大部分可溶性有机物，起到缓冲作用并抑制丝状菌的生长，防止污泥膨胀，主反应区则用于较低负荷的基质降解过程。整个工艺集反应、沉淀、排水功能于一体，通过厌氧、缺氧、好氧的周期性变化，实现对污染物的有效去除，并具有脱氮除磷的功能。
2. 优点和缺点
优点：省去了初次沉淀池、二次沉淀池及污泥回流设备，能耗低，占地面积少，建设费用较低。
缺点：设备的安装和维护相对复杂，生物选择区设计要求严格，不可长时间人工操作，需要先进的远程操作系统，自动化程度要求高。
（九）人工湿地工艺
1. 工艺原理
人工湿地是模拟自然湿地的结构和功能，由土壤、植物和微生物等组成的人工生态系统。污水在湿地中靠自重缓慢流动，通过物理过滤、化学沉淀、植物吸收和微生物分解等作用，实现对污水的净化。
2. 优点和缺点
优点：投资少、运行成本低、美观实用，对生活污水处理效果较好，生态环境效益显著。
缺点：占地面积较大，处理效果受季节和气候影响较大，处理时间长，可能产生异味和蚊虫滋生。
二、工艺选择的方法
乡镇污水处理目的是为污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求，用各种工艺将污水中所含的污染物分离出来或将其转化为无害物质、从而使污水得到净化的过程。我国幅员辽阔，东西南北各区域的环境、气候差异较大，污水的水质、水量、以及受纳水体的环境容量也各不相同。乡镇污水处理工艺的选择，可从以下三个方面来考量。
（一）根据主要污染物构成
1. 有机物为主要污染物：浓度高可选MBR工艺，可生化性好可选生物膜法工艺、接触氧化工艺、SBR工艺，浓度低可考虑氧化沟工艺。
2. 氮、磷为主要污染物：A/O工艺（以除氮为主）、A/A/O工艺、氧化沟工艺、SBR工艺、CASS工艺。
3. 悬浮物为主要污染物：氧化沟工艺、人工湿地工艺、MBR工艺。
4. 病原体为主要污染物：MBR工艺、SBR工艺、生物膜法工艺，并在后端配置消毒单元。
（二）根据污水量
1. 污水量＜1000立方米/天：SBR工艺、MBR工艺、A/O工艺、A/A/O工艺、人工湿地工艺、接触氧化工艺。
2. 1000立方米/天≤污水量＜5000立方米/天：A/O工艺、A/A/O工艺、氧化沟工艺、CASS工艺。
3. 污水量≥5000立方米/天：A/A/O工艺、CASS工艺、氧化沟工艺、MBR工艺。
（三）根据地域特点
1. 北方寒冷地区（冬季气温低，可能导致污水水温过低，影响微生物活性，使污水处理效果下降，同时考虑处理设施的防冻措施）：A/O工艺、A/A/O工艺、接触氧化工艺，辅之升温保温系统。
2. 沿海地区（淡水资源相对紧张，海水资源丰富，且土壤和空气具有一定的腐蚀性）：氧化沟工艺、SBR工艺、生物膜法工艺、MBR 工艺、人工湿地工艺。
3. 南方炎热潮湿地区（气温较高，微生物活性高，污水处理效果相对较好，但高湿度环境可能导致设备腐蚀、蚊虫滋生等问题）：A/O工艺、A/A/O工艺、生物膜法工艺、SBR工艺、MBR工艺、接触氧化工艺。
4. 内陆干旱地区（水资源匮乏，土地资源相对富余，但气候干燥，蒸发量大，污水处理后的回用需求较高）：人工湿地工艺、生物膜法工艺、MBR工艺。
三、工艺选择及污水治理的建议
乡镇污水处理是系统工程，需结合乡镇产业发展规划和人口变化趋势来系统思考，因地制宜推动乡镇污水处理工作体系重构、业务流程再造、体制机制重塑。
（一）综合分析施策，实现“长治久清”
结合考虑乡镇污水的水质、水量、处理目标、地形地貌、场地条件、经济成本和运行管理等多方面因素，从长远规划层面一镇一策选择处理工艺，切不可整县整市的乡镇污水处理厂只采取1—2种工艺强行硬推、削足适履，切不可急功近利过度提高出水标准、导致资金资源的浪费。在实战工程案例中，为了实现有效的污水处理效果，可以依据乡镇当地综合环境条件，将工艺技术进行组合后予以应用，例如：针对负荷较低的，可采取A/O+SBR；针对阶段性高负荷的，可在现有的污水处理工艺上+人工湿地或者+MBR；针对水质处理要求高的，可在现有的污水处理工艺上+MBR。
乡镇污水治理更为重要的是从源头上减污降污，即根据污水中污染物构成溯源找出污染来源，从而精准施策。例如，如检测发现乡镇污水中有机磷偏高，就需从源头磷肥污染控制角度来降低污染因子；如检测发现乡镇污水中磷酸盐偏高，就需从倡导推广无磷洗涤用品角度来降低污染因子。
（二）一体化投运管，实现“长制久清”
投资方面，抓住宏观政策资金投向，通过争取超长期特别国债、增发国债、政府专项债券、中央预算内资金等，来补齐乡镇污水处理厂短板；建设方面，乡镇污水处理厂应以改建或提升为主、新建为辅；运营方面，乡镇污水处理厂尽量委托给专业化公司来运维，并将存量管网这类沉淀性资产一并评估作价到专业化运用公司，以解决厂—网分离的矛盾。
乡镇污水治理的污水在水里、根源在岸上、保障在管网、关键在机制。在机制建立方面，应以乡镇污水处理厂服务范围为基础，统筹考虑范围内各类污水处理设施、污水管网、污水泵站、河道编制的系统化方案，以一个机构来统筹调度指挥的机制，系统考虑源头、过程、末端等各类设施工程、利益关联，厘清工程与问题之间关系，厘清投资与产出之间关系，配套定期调度、精准解决问题的机制，统筹考核和运行评价，做到全生命周期最优。
（三）数字赋能变革，实现“长智久清”
有条件的乡镇污水处理厂，可以将乡镇污水处理的数据采集、监测分析、设备管理、工艺运行、风险预警等各个环节感知资源统一编目后，综合运用物联网、视频监控、智能识别等感知技术手段，建立乡镇污水处理的数字孪生体系，构建污水污染联动治理、污水处理任务协同管理、污水问题闭环处置的数字治水新格局。
在区县域的乡镇污水治理数字化应用上，要抓好一体化智能化公共数据平台这个重中之重，打通涉及部门之间的信息和数据壁垒，按照统一规划、统一构架、统一标准、统一支撑、统一运维原则，加快形成算力存储“一朵云”、通信传输“一张网”、数据要素“一组库”、数字资源“一本账”，推进“技术融合、业务融合、数据融合，跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务”的“三融五跨”，开发出具有实战能力的全局“一屏掌控”、政令“一键智达”、执行“一贯到底”、监督“一览无余”数字化AI智能协同应用场景，最终实现区县域的乡镇污水治理数字化赋能。
作者系重庆市开州区人民政府副区长
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