1、背景
城市化是不可抗拒的经济和社会发展规律，是工业化的必然结果。发达国家的城市化率已达70-80℅，我国目前约40℅左右，随着人类对自然、经济社会、资源和环境认识的深化，发达国家的城市化已开始进入以高新技术为支撑的城乡共生互补，环境生态良性循环，经济社会可持续发展后城市化阶段。随着我国经济持续快速发展，小城镇数量会剧增，发展潜力巨大。
我国小城镇数量众多，分布宽广，地点分散，污水无害化处理设施缺乏，欠账太多。大部分小城镇污水直接排入水体，造成江河湖泊水质恶化和地下水污染，污染的不断加剧已危及到城镇供水安全及人身健康，因此建设排水体系，治理水污染，已提上议事日程。
因地制宜采取集中与分散相结合的治理模式，探索，开发和采用适合小城镇地区能耗低、效率高、投资省、易管理的污水处理新工艺势在必行。
2、城镇污水对处理工艺的要求
小城镇污水处理的要求是由其污水的特点和小城镇自身的条件决定的。一是由于小城镇污水的水质水量波动比较大，污水处理厂的规模也小，时变化系数大，因此小城镇的污水处理工艺抗冲击负荷能力要强。二是由于小城镇的经济实力薄弱，所选用的污水处理工艺应尽量做到运行费用少、造价低，基本上不投加药剂或者投加药剂少。同时，工艺的污泥产量尽量少，以减少二次污染，降低污泥的处理费用。三是小城镇缺乏专业的污水处理工作者，因此处理工艺应简便易行、维护管理方便。
3、
目前处理工艺方案选择
原则：针对性强，技术成熟，投资合理，运行安全可靠，维护管理简单，运行费用省。
工艺选择应满足以下具体情况
1）水量的不均匀性，昼夜变化大，可能夜间多数时间没水。
2）排放要求，根据受纳水体要求或回用要求确定出出水水质，从而确定处理目标。
3）管理者素质
污水处理是技术含量较高的行业，小城镇上劳动力素质较低，信息、交通运输、分析化验能力都不能与大城市相比，所选处理工艺尽量简单，易维护，可靠程底高。
4）尽量降低投资和运行费用
小城镇自身的财力较低，建设资金和运行资金低是确保能建得起和运行得起的关键。
5）占地、环保要求低
小城镇污水厂用地地价便宜，臭味对周围环境影响小，可以减少这方面投资。
就目前而言，小城镇的污水处理技术主要有一下几种：
1）、活性污泥法
国外小城镇污水处理基本都是采用活性污泥法，特点是工艺成熟可靠，处理效率高，受环境影响小。我国小城镇污水处理的主流工艺也是活性污泥法，变化也是在些基础上的创新与提高。
•氧化沟工艺
氧化沟工艺采用环形水流设计，具有稀释倍数高，抗冲击负荷能力强，出水水质稳定，曝气设备采用立轴曝气机或转碟曝气机，管理运行简单，适合小城镇水量变化大，管理水平低的特点。氧化沟主要类型有卡鲁塞尔、奥贝尔、二沟交潜式等。为降低工程造价氧化沟可设计成有防渗能力的土池结构。
•百乐卡工艺
百乐卡工艺用土池作为生化池，用浮动链曝气，并配有专用的沉淀刮泥设备。曝气设备、刮泥设备的维修可在水面上进行，池子基本不需放空检修，管理简单。可利用原有的坑塘洼地经必要整修作为生化池，投资费用低。实践证明该方法处理小城镇污水效果稳定，出水水质好。
•SBR工艺
小城镇污水主要集中在白天，晚上水很少，白天用SBR作为调蓄池，晚上电价便宜作为处理池，这样可减少构筑物数量。在SBR池中采用潜水或漂浮式机械曝气具有设备数量少，控制过程简单的优点。SBR对水量的适应性强，尤其是小规模更具优势。
•4S-MBR
江西金达莱环保研发中心有限公司组织科研技术团队，成功开发了一种运行能耗低、可实现污水污泥同步处理的村镇污水处理新技术—4S-MBR。该技术以金达莱公司原创的特性菌膜生物反应器工艺为核心，通过引入自主培养和筛选的特性菌群，污泥产量少，基本不排有机污泥；同时强化系统厌氧氨氧化、反硝化除磷生化降解效果，实现了一体式连续脱氮除磷，COD、NH3-N、TN、TP稳定优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB/T18918-2002）一级标准及《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002），能耗降低50％以上。有废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。
其“4S”主要体现为以下四个方面：
◇ 污水污泥同步---Sewage and Sludge Treating Synchronization
◇ 处理回用同步--- Treating and Recycling Synchronization
◇ 脱氮除磷同步--- Denitrifying and Dephosphorizing Synchronization
◇ 节能高效同步--- Saving and Efficiency Synchronization
2）、生物膜法
•生物接触氧化法
生物接触氧化是一种具有活性污泥法特点的生物膜法。它综合了曝气池和生物滤池两者的优点。
生物接触氧化池具有容积负荷高、停留时间短、有机物去除效果好、运行管理简单和占地面积小等优点。
•曝气生物滤池
当出水质要求高，有回用要求或占地面积受限时，采用好氧生物滤池，具有占地面积小，处理出水水质好的优点，缺点是工艺较普通活性污泥法复杂，其投资和运行成本高于活性污泥法。当出水用于景观水体时，因出水中悬浮物、有机物、氨氮等低，可减缓水体富营养化进展，好氧生物滤池出水清澈，作为景观用水时视觉效果较好。
•活性污泥与生物膜法的复合技术
活性污泥与生物膜法的复合，可以发挥二种方法的优势：主要体现在可减少占地、提高净化效率及效果上，如以颗炭为载体的流动床曝气技术（流动载体也可以为塑环、海绵体等），曝气池中加生物挂毯，都可实现提高出水水质的要求，在生物池放置固定填料的接触氧化工艺，具有占地小，抗冲击负荷能力强，出水水质稳定，也适合小型污水处理，在我国应用广泛，技术、设备、材料成熟。
3）、自然净化法
纯自然净化法使用很少，一般污水需经过去除悬浮物、油、砂后进入自然净化系统，如何在无霜冻的南方采用人工湿地，通过植物根系固定微生物并向水中传输氧气，利用微生物净化污水，同时水生植物可去除水中的氮、磷。本方法适合处理河湖入口处的低浓底污水。还有人工绿地，人工快滤方法都是充分利用了自然条件的净化方法，特点是投资省、运行费低。
4）、人工快速渗滤技术
人工快速渗滤系统（Constructed Rapid Infiltration System,简称CRI系统）是在传统快速渗滤系统（Rapid Infiltration System,简称RI系统）基础上发展起来的一种崭新的生态污水处理技术，它通过有控制地将污水投放于人工构筑的渗滤介质的表面，使其在向下渗透的过程中经历不同的物理、化学和生物作用，在过滤截留、吸附和生物降解的协同作用下去除污染物。
与传统二级污水处理技术相比，CRI技术具有其独特的优点：
① 建设和运营成本低。CRI系统工艺流程简单，不需要曝气，不用污泥回流，不产生活性污泥，其建设成本是传统方法的1/2，直接运行成本是活性污泥法的1/3，其它传统方法的1/2。
② 污染物去除率高、出水效果好。CRI系统对污染物具有较高的去除率，一般COD达85％以上，BOD达90％以上，SS的去除率达到95％以上，氨氮去除率为90％左右，总磷的去除率可达50~70％以上。
③ 操作、运行简便。CRI系统工艺简单，构筑物较少，自动化控制程度高，对运行管理人员要求不高，十分便捷。
④ 建设周期短。规模低于千吨/日的工程一般能在几个月内建成。
CRI系统成功的工程实例详见四川成都市大林镇。
5）、无动力式生物处理技术
针对农村的污水排放特点，贯彻可持续发展、节约能源的理念，在北京市农村污水处理中大量推广应用了无动力式生物净化槽、人工潜流湿地、土壤渗滤系统等无动力式生物及生态技术，这些技术都主要体现了如下理念：
（1） 以人为本：充分考虑各农村的操作管理水平及污水排放特点，推动应用无人值守技术；
（2） 长效机制：使用节能乃至无动力技术，尽量不需要电力接入，追求运行费用最低，不需要后期投入；
（3） 污水资源化：就地处理，就地回用；
（4） 景观美感：使环保设施与周围的环境生态融为一体，打造新的绿色景观。
① 无动力式生物净化槽是好氧与厌氧结合的一体化结构，核心技术为混合流膨胀床厌氧生物滤池。厌氧生物滤池是在过去几十年新发展起来的污水处理技术，并在厌氧领域得到应用，其典型技术为Young和McCarty发明的厌氧滤池，其系统内能保持高污泥浓度，有机负荷高，进而耐冲击负荷能力强，水力停留时间短，占地小而得到广泛应用。有废水需要处理的单位，也可以到污水宝项目服务平台咨询具备类似污水处理经验的企业。
② 人工潜流湿地
湿地是由水和生长着水生植物的土地形成的一个生态系统。人工湿地利用湿地系统内部良好的循环，对污水有很强的净化效果，而且具有较好的生态效益和景观效果，可广泛应用于处理各种类型的污水，包括生活污水、工业废水、河湖库水质改善等多方面，是投资低廉、节能低耗的污水处理实用技术。
人工潜流湿地是将污水有控制地投配到生长着植物的土地上，利用土壤、植物和微生物等的作用处理污水的一种污水自然处理系统，当污水流过时，经砂石、土壤过滤，植物的富集吸收，植物根际微生物活动等多种作用，使水质得到净化。污水在湿地床表面下经水平和垂直方向渗滤流动，通过植物传递到根系的氧气有助于污水的好氧处理，并可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的植物根系及表层土和填料进行土壤的物理、化学和土壤微生物的生化作用等，提高处理效果和处理能力；同时系统具有水力负荷高，净化效果良好，受温度影响较小，处理效果及卫生条件较好等特点。
③ 生物净化井（土壤渗滤技术）
污水土地处理系统多年来一直被人们广为使用，各种土壤渗滤系统是许多小规模污水处理站的理想选择。利用渗井处理污水曾被大面积使用，但由于没有防渗措施，它可能会对土壤和地下水产生污染，因而在许多地方被立法加以禁止。以快速土壤渗滤系统原理开发的生物净化井是成套化小规模污水处理设备，造价低，管理简单，对污水有较好的净化效果，而且具有较好的生态效益和景观效果。
生物净化井是成套化的人工土地快速渗滤系统小型装置，采用大粒径易挂膜生物滤料，将一定量的污水投配于渗透性能较好的滤料层中，使其在渗透的过程中经物理截留和生化作用，最终达到污水净化目标的过程。生物净化井由污水的预处理、调节、布水、渗滤以及集水等部分组成，中心部分是渗滤池。
在土地渗滤系统中，投配污水缓慢通过布水管周围的填料，在土壤毛管作用下向填料层扩散。由于污水富含微生物所必须的营养和能源物质，加之适宜的填料性状为微生物提供了良好的生存发育环境，所以填料中有较高的生物活性，存在大量微生物。作物根区也处于好氧状态，污水中的污染物质在扩散过程中被土壤阻留、土壤吸附、微生物降解、植物吸收等一系列作用被去除。其中微生物对污水中有机物质的去除起着十分重要作用，被截留和吸附在填料中的有机污染物，在微生物的作用下，经过生物化学反应，被分解转化成无机物，这是去除有机污染物的关键。
由于生物净化井系统的负荷低、停留时间长，水质净化效果非常好，而且稳定。该系统适宜于小规模的农村生活污水的处理，尤其适用于单户或三五户居民的生活污水处理，推广利用前景较为广阔。
4、案例：
（1）SBR法，SBR 工艺在我国工业废水处理领域应用也比较广泛 ,已经建成的应用 SBR 工艺处理的废水包括:屠宰废水、苯胺废水、含酚废水、啤酒废水、化工废水、淀粉废水等。北京、上海、广州、无锡、扬州、山西、福州、昆明等地已有多座 SBR 处理设施投入运行。
内蒙古某白酒厂以红高粮、稻壳和麸皮为原料 ,采用固态发酵 ,纯粮酿制的传统工艺生产白酒 ,年产优质纯粮白酒2 万 t。主要废水为制曲废水、酿酒废水、地面冲洗水、洗瓶废水、生活污水、锅炉冲灰水和电渗析排水等。其废水处理设施采用了 SBR 工艺。工程实践证明 ,SBR 工艺处理白酒生产废水具有处理效果好、投资省、运行费用低等优点 ,充分发挥了SBR 工艺的特点 ,取得了良好的经济效益和社会效益。
（2）曝气生物滤池工艺
曝气生物滤池（Biological Aerated Filter）是一种新型污水生物膜处理技术，具有极好的脱氮和有机物降解效果，可直接将市政污水处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准或《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）标准。
很多公司十多年来一直从事曝气生物滤池（BAF）工艺的研究，安徽华骐环保公司就是很好的例子，公司建立了全国最大的曝气生物滤池（BAF）系列设备生产与制造的产业化基地，在国内率先应用于市政污水、工业废水处理和中水回用工程，已完成了100多项采用该工艺的污水和中水处理示范工程。
5、总结：
由于小城镇发展迅速，且大多数城镇污水未经处理直接排放，因此小城镇污水成为我国区域性水污染的主要原因之一。小城镇污水治理不仅是小城镇自身发展的需要，同时也是流域生态环境保护的需要。受建设资金、技术水平和管理水平的制约，我国小城镇（包括经济发达的农村）污水处理尚处于起步阶段。为促进小城镇污水处理过程的建设，保障我国的水环境和小城镇的可持续发展，应加大小城镇污水处理有关问题的研究力度。