谷志刚
新青区污水处理站
摘要：随着我国经济的快速发展，污水总量不断增加，市政污水处理厂建设作为市政环境污染防治的重要措施和手段，政府和社会各界都十分重视污水处理。近年来我国政府加强市政污水处理基础设施建设的投资力度，我国建设大量的市政污水处理厂，环境保护向着市场化的趋势发展，使得污水处理厂加强市政污水处理能力，对改善和提高市政区域水环境质量发挥的重要作用。
关键词：二段法工艺；污水厂；市政工程；污水处理；应用
一、我国污水厂现状
水温是影响水处理微生物生长与存活的重要因素，对生物个体的生长、繁殖、新陈代谢及生物种群数量起着重要的作用，所以低温条件下城市污水处理是需要解决的问题，生物膜法具有单位体积反应器中生物量很大，并且能在低温下保持较好的去除效果，所以低温地区应用生物膜法处理城市污水在理论上是可行的。现在对低温市政污水处理工艺技术研究很少，低温污水厂的设计与运行缺乏经验。所以在选择低温市政污水厂工艺流程的时候，应考虑水质水量变化对工艺的影响，考虑温度对工艺的影响，并采取有效的技术措施，保证低温市政污水厂的正常运行。二段生物接触氧化工艺在市政污水厂的应用对低温污水建设具有借鉴和指导作用。
我国市政污水处理厂在建设时往往都存在着一味追求建立规模大、范围广的污水处理厂的现象，这种不根据自身实际情况，建立后对各种不同程度的问题也随之而来。因此，在建设前，弄清楚适度集中限制规模化与越大越集中之间的关系十分重要。其实，污水处理厂的建设规模并不是规模越大、越集中越好、也不是规模越小、越分散越合理，如果规模过于放大，不仅会增加其管理难度，同时也增加了较多的运行成本，作用效果也达不到预期要求。因此，规模的确定应坚持最佳效益规模的基础上，根据当地实际情况，结合污水处理设计方案进行合理设计。市政污水处理厂建设是一个十分复杂的工程，收集、处理、输送以及排放是组成市政污水工程的四个主要部分。在建设污水处理系统时，可以采取分期建成的形式，完成规模建设规划。
二、污水特点
1.水温低
气温随着季节变化，而水温则随气温变化，但污水管道中水温变幅较小.如在哈尔滨附近地区，夏季气温可达35℃左右，而城市污水排放的温度为25℃左右；当冬季气温达-35℃时，污水排放的温度仍可保持在6℃以上.又如满洲里市位于大兴安岭北侧，冰冻深度3.4m，在该市最冷的天气，该市总排水口的水温也在8℃左右.因此，北方低温地区的市政污水温度一般在8～15℃，少数在6～8℃.
2.水质较差
由于寒冷地区居民多以肉食为主，且地下水位较深，污水中渗入水少，居民用水量小，洗浴水少，故水质较差，含油多，污染物含量高.低温下管道自分解能力弱，夜间水质较好，白天差，昼夜变化较大.
3.水量变化大
该地区冬季昼短夜长，所以白天的污水排放较为集中，而夜间污水量较少，所以昼夜水量变化较大，易对污水厂形成水质水量冲击.
三、二段法工艺
1.工艺特点
二段法将传统的生物接触氧化池科学地分为二段：第一段充分利用微生物对数增长期的吸附特性，以低能耗、高负荷、快速度的生物吸附合成为主，该阶段能够去除污水中60%～70%的有机质，称为吸附合成期；第二段在低负荷下利用微生物的氧化分解作用，对污水中残留的有机质进行彻底的氧化分解，进一步改善出水水质，称为氧化分解阶段.由于分段，二段法能充分发挥同类微生物种群间的协同作用，克服不同微生物种群间的拮抗作用，净水效率大大提高，典型二段法生化组合池水力剖面见图1.
二段法的池型结构采用的是四池联壁式组合结构，这样既节省了占地和土建费用又能方便操作管理和运行维护，并能减少水头损失，使厂区总体布局合理、工艺流程简洁流畅.二段法工艺具有如下特性.
（1）污泥活性高（泥龄低）
二段法的曝气系统设在填料下面，不仅供氧充足，而且对生物膜起到了扰动作用，加速了生物膜的更新，使生物膜活性提高.经测定，二段法一氧池中，微生物耗氧速度较活性污泥法高1.81倍.
（2）容积负荷高
一般活性污泥法的污泥质量浓度为2～5g/L，而二段法可达10～20g/L，因此大大提高了处理系统的容积负荷.在一般情况下，活性污泥法容积负荷为0.4～0.9kgBOD5/（m3·d），而二段法容积负荷可高达3～5kgBOD5/（m3·d），较普通活性污泥法高3～10倍.这一点对于缩小曝气池容积，降低基建投资费用都起着十分关键的作用.
（3）传质条件好，氧的利用率高
微生物代谢速度，主要受其代谢条件———有机物和氧的吸收速度及代谢产物的排除速度的影响.因二段法中矿物填料的存在，一方面提高了微生物对有机质和氧的吸收速度；另一方面，由于空气的搅动，使流动在填料孔隙间的污水、空气和生物膜之间产生较大的相对速度，加快了细菌表面介质的更新，增强了传质效果.一般情况下，普通活性污泥法在水深3.5～4.5m范围内，氧的吸收率为5%～10%，动力效率为1.2～1.8kgO2/（kW·h），而同等条件下的二段法氧的吸收率达到12.7%～16.9%，动力效率高达3.0kgO2/（kW·h）以上，从而大大节省了鼓风动力的消耗，降低了运行费用.
（4）出水水质好
二段法一氧池中微生物处于高活性“吸附合成期”，在较短的时间内可将污水中60%～80%的有机质储存在细胞体内或吸附在细菌表面，在未进入内源代谢之前，就通过反应条件的控制使其以“合成污泥”的形式排出.从而大大降低了二氧池的有机负荷，使二氧池中更高级的原生、后生动物能够更好地生存繁殖，为进一步提高出水水质创造了条件.
（5）污泥产量少、脱水性能好
二段法具有较少的污泥产量，一般去除每千克BOD5的干污泥产量为0.3～0.4kg，与普通活性污泥法干污泥产量0.4～0.6kg相比，污泥产量少30%左右.另外，二段法排出的污泥，多为较大的絮体或呈膜片状，具有较好的沉降性能和脱水能力.因此，二段法不仅可以减小污泥处理构筑物的规模，节省基建投资，还可大大降低污泥处理的运行费用.
2.工艺运行
二段法生化组合池的运行由5部分组成：即布水系统、布气系统、反冲洗系统、排泥系统和放空系统.
（1）布水系统
二段法的布水系统主要指组合池的配水槽.在一氧池、一沉池、二氧池、二沉池前面均设导流墙，污水自初沉池经导流墙配入各池底部，再自下而上穿过填料层（或滤料层）经集水系统收集后进入下一池，所以在整个处理系统的水力流态上是推流式；又因为曝气池底部设有曝气系统，污水被混合搅拌呈完全混合状态，所以污水在氧化池内的水力流态为完全混合式.由于二段法的这一特性，使其具有很强的抗冲击负荷的能力.
（2）布气系统及反冲洗系统
二段法的布气及反冲洗系统指组合池的空气管路系统，它兼有3种功能：①为氧化池微生物提供新陈代谢所需的氧气；②对氧化池污水进行混合、搅拌；③为氧化池、沉淀池气水反冲洗提供动力.
（3）排泥系统
氧化池填料上吹脱掉的老化的生物膜经池顶集水系统收集后通过导流墙进入沉淀池底部，在这里上升流速放缓，有利于污泥沉淀，不能沉淀的悬浮物质经石英砂滤层后被截留下来，沉到泥斗的污泥通过排泥管靠重力排入污泥浓缩池.
（4）放空系统
在一氧池、一沉池、二氧池、二沉池池底均设有放空系统，以方便闭水试验、污水厂调试、日常检修和大修.污水经放空管靠重力排入污水提升泵房前的集水池.
结语
二段法应用与低温市政污水处理在理论和实践是可行的，工程应用取得很好的污染物去除效果，而且这种污水处理方法具有很好的经济性。所以二段法处理低温市政污水在技术和经济上具有明显效果，对低温地区污水厂建设具有借鉴作用。
参考文献：
[1]马俊辉，浅谈城市污水厂污泥的处理与处置[J].中国化工贸易，2011
[2]李嘉颖.关于某污水处理厂设计中的几点体会.建筑与规划设计，2008
[3]余杰，田宁宁，王凯军，任远.中国城市污水处理厂污泥处理、处置问题探讨分析[J].环境工程学报，2007