地埋式小型生活污水处理站改造技术

地埋式污水处理站现状与改造需求

地埋式小型生活污水处理站作为城市和乡村污水处理的重要设施，具有占地面积小、环境影响低和管理便捷等优势。然而，随着环保标准的提高和运行年限的增加，大量早期建设的处理站面临工艺落后、设备老化和排放不达标等问题。根据2025年行业调研数据，约65%的建成5年以上的地埋式处理站无法稳定达到《城镇污水处理厂污染物排标准》一级A标准，亟需进行技术改造。

典型问题集中表现在四个方面：

水力设计缺陷：进水管高度不合理导致污水溢流，调节池有效容积不足（HRT常<4h），无法应对水量波动

生化效率低下：传统接触氧化池填料堵塞严重，氧转移效率因水深不足（实际<3m）而降低23%以上

污泥处理缺失：超过80%的小型站缺少规范污泥处理设施，沉淀池表面负荷普遍低于设计值

自动化程度低：仅30%的处理站配备在线监测系统，运行参数调整滞后

核心改造技术路线

水力系统重构技术

针对进水不畅问题，截流井-提升泵组合方案成为有效解决方案：

截流井优化：将井底标高降至-4.2m，采用DN400铸铁管重力引流，解决原进水管雍水问题

二次提升系统：在集水井（标高-7.8m）设置潜污泵，将污水提升至调节池，使有效水深从2.9m恢复至设计4.5m，氧气转移效率提升30%

调节池扩容：通过联通原调节池、一级接触氧化池和缺氧池池底，将调节时间从3.6h延长至12h，并增设预曝气装置（间歇运行），COD去除率提高15-20%

生物处理系统升级

新型射流曝气接触氧化池展现出显著优势：

结构创新：中心筒导流设计使污水深入池底后上流通过2m厚填料层，填料选用多面空心球（直径30-50mm，孔隙率95%），解决了传统立体填料检修困难的痛点

曝气方式革新：射流曝气器（气水比3:1）通过套管安装，检修时可直接抽离，单个曝气器处理能力15-20m³/h，溶解氧稳定在2.5-3.5mg/L

功能转换：将原二级接触氧化池改造为后置缺氧池，采用旋流曝气器控制DO在0.2-0.5mg/L，配合碳源投加使TN去除率提升至70%以上

江苏某改造项目数据显示，该技术使出水COD从86mg/L降至32mg/L，氨氮从28mg/L降至1.2mg/L，且能耗比原工艺降低40%。

智能控制系统集成

物联网+PLC控制系统实现全方位优化：

参数在线监测：ORP、DO、pH等传感器实时反馈水质变化，动态调节曝气时间和回流比

能效管理：罗茨风机优化为间歇运行（每天8h），系统整体节电12kWh/d

远程运维：通过移动终端实现故障预警和设备状态查询，响应时间缩短80%

典型工程案例分析

某职工生活区污水处理站改造项目具有代表性：

原状问题：360m³/d处理规模，O/A/O工艺出水仅达一级B标准，进水管溢流率>30%

改造措施：

新建截流井和提升系统

地面新建接触氧化池（射流曝气）和高效沉淀池

保留原罗茨风机但优化运行模式

实施效果：

出水COD<50mg/L，NH3-N<5mg/L

占地面积减少35%，运行成本降低42%

3年稳定运行无重大故障

技术经济与环境效益

改造项目的投资回收期通常在2-3年，主要效益体现在：

处理效能提升：COD去除率从75%提升至90%以上，NH3-N去除率从60%增至85%

运行成本下降：能耗降低30-45%，药剂消耗减少50-70%

污泥减量化：剩余污泥量减少60%，年污泥处理费用节约5-8万元

资源回用：30%以上的改造项目实现中水回用，年节水可达1.5-3万吨

未来发展趋势

地埋式小型站改造技术将向三个方向发展：

模块化预制：采用玻璃钢等新材料预制处理单元，现场组装时间缩短70%

低碳工艺：光伏驱动（5-10kW系统）结合微氧曝气，使碳排放减少40%

智慧水务：数字孪生技术实现工艺模拟优化，使运行参数调整响应时间从小时级降至分钟级

随着《农村生活污水处理设施运维护技术导则》的修订实施，地埋式小型站的标准化改造将成为乡村振兴和美丽中国建设的重要支撑技术，预计到2028年市场规模将突破120亿元。