山地小城镇污水自然跌水曝气下水道沟渠处理技术研究

山地小城镇I自然跌水曝气下水道沟渠处理技术研究何强秦梓荃周健杨志李晓品陈涅谢光建(1重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆400045；2广东省水环境污染控制重点实验室，广州510400)摘要针对山地小城镇地形特点，开发了一种集污水收集、输送和处理为一体的自然跌水曝气下水道沟渠处理技术，在重庆武隆仙女山镇建立了总长1．83km、处理规模1200m。／d的示范工程，并结合示范工程对处理系统的效能开展了生产性试验研究。研究结果表明：在2年运行期间，水温为2．9～22．7℃，渠道进水COD为88～653mg／L，出水能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准，COD去除率为61---92；同时，系统对于NH3一N和TN有一定的去除效能，NH3一N去除率为26～64，TN去除率为3O～45。关键词山地小城镇污水处理自然跌水曝气下水道沟渠O前言目前，研发适合小城镇污水处理的高效简易、低成本处理技术成为热点¨1]。针对山地小城镇地势高差大的地形特点，利用下水道空间以及山地地形自然高差跌水曝气充氧，本研究提出了一种自然跌水曝气下水道沟渠处理技术，结合在重庆武隆仙女山镇的示范工程建设和运行，开展生产性试验研究，拟为山地小城镇污水处理开辟新途径。1示范工程概况重庆市武隆县仙女山镇地处东经107。13～108。05、北纬29。02～29。40之间，属亚热带季风气候区，海拔为1650~2033m，年平均气温约1O℃，冬季气温<0℃，年积雪时间为90d左右。在武隆仙女山镇建设的示范工程规模1200m。／d，A渠道和B渠道总长1．83km，A渠道由南向东敷设，B渠道由东北向南敷设，两条渠道最终交汇于污水处理厂，A渠道长度为1351m，沿程跌落总高度为87．6m，有效容积为342．3m3；B渠道长度为475m，沿程跌落总高度为88．4m，有效容积为93．2rn3。2跌水曝气处理渠道构造设计跌水曝气处理渠道主要由渠道主体、填料和开孔盖板3部分组成。渠道主体作为收集和处理城镇污水的下水道，内置隔墙，将渠道主体沿水流方向分国家水体污染控制与治理科技重大专项(2009ZX07315—005)。为多个处理单元，形成水流汇集的滞留区，隔墙上开有过水口连通相邻的处理单元，各污水处理单元渠底沿水流方向依次降低；在水流汇集的滞留区沿程分别设置球形弹性立体填料、球形悬浮填料和球形组合填料，用于固定微生物，形成污水的生物降解区，并按有效容积的209／6～3O进行填装，在整个渠道空间上构成多级生物膜系统。本工程渠道内宽为0．7m，每一格长度根据地形差异分别为3133．、5m、lOm等，见图1。图1渠道不葸3跌水曝气处理渠道效能研究3．1跌水曝气处理系统对COD处理效能系统COD处理效果见表1和图2，COD沿程去除情况分别见如图3～图6。由表1可知，处理系统在全年运行过程中，出水COD达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GBl8918—2DO2)一级B标准，COD去除率为61～92。当温度为11．6～22．7℃时，COD去除率为85～879／6；当温度为2．9～8．9℃时，CoD的去除率也能达到61以上。该处理系统进水COD为88~653mg／L，同时季节温度变化为2．9～22．7℃，波动较大，但运行期间处理系统表现出较强的抗冲击负荷能力，系统COD处理效能稳定。给水排水Vo1．38No．7201239表1跌水曝气处理系统对COD的处理效能COD／mg／L季节月份温度／℃去除率进水出水125．0～7．4115～21544～5662～74冬12．9～6．698～17931～5961～6726．1～8．9152～26158～6O61～7737．O～9．688～10728～3465～68春411．6～14．1122～16813～3872～92512．O～14．6232～28524~4484～91615．9～22．43O8～65338～6O8O～91夏718．4～22．7342～4l743~4982～89818．7～22．441l～53547～4985～9092O．5～21．4329～59O56～5983～9O秋1O15．7～18．2465～51957～6079～88119．4～11．4245～4545O～5978～87123456789l01112月份图2系统逐月COD平均去除率取样点图3夏季系统COD和DO沿程变化情况取样点图4冬季系统COD和DO沿程变化情况取样点图5春秋季系统COD和DO沿程变化情况40给水排水Vo1．38No．72012图3～图5，沿程取样点1～7的确定主要根据渠道长度和坡度变化布置，渠道1～2段长300m，坡度为3～4；2～3段长200m，坡度为10～15；3～4段长200m，坡度为20～25；4～5、5～6、6～