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随着小城镇的发展与进步，人民生活水平的提高，对环境要求越来越严格，小城镇的污水处理必须紧跟时代潮流，提高处理能力，才能有益于环境，开发适宜于小城镇污水处理的工艺势在必行。东北地区冬季低温严重影响了污水处理的正常运行，为了保证低温条件下的出水效果，必须采取相应的强化措施。本课题试验以水解-AICS工艺为研究对象，研究了该工艺处理东北小城镇污水的应用及进行了低温强化的相关试验。试验先运行研究了AICS工艺独立运行时的污染物去除特性，之后启动运行水解池，将水解池与AICS池联用处理污水，研究其污染物的去除特性，分析得到水解池可以起到较好的污水预处理作用，可以去除部分COD氨氮总氮及大部分的SS，改善了污水可生化性能，提高AICS池的处理能力，水解-AICS工艺对COD去除率可以达到70-80%，氨氮去除率75-85%，总氮去除率60-70%，总磷去除率70-80%，SS去除率95%。通过在秋冬季时运行水解-AICS反应器得出，温度变化对反应器运行的影响，提出采用悬浮填料强化脱氮、接触过滤强化除磷的方法。在温度由14℃降到10℃时水解-AICS反应器的对COD的去除率影响不大，对氨氮、总氮的去除效果降低较明显，降低了18%左右的去除率；对总磷的去除率影响不大。水解池的预处理作用缓解了负荷变化对工艺造成的影响，增加了工艺在低温条件下的适应能力。采用球形旋转球悬浮填料投加到曝气池中强化脱氮的效果，挂膜在30天左右完成，具有挂膜快、投资省、效果好的特点，提升氨氮去除率10%、总氮去除率提升13%。采用接触过滤工艺强化去除二级出水的总磷，采用石英砂作为滤料，聚合氯化铝作为混凝剂，当投加量为11mg/L时，总磷出水可以达到0.5mg/L以下，运行冲洗周期为5小时。实地检测考察了磐石市污水处理厂冬季运行管理的状况。发现部分细节上的设备、管道保温防护不满足要求，出现故障。建议对于设备应优先置于室内，管道应优先做好保温防护后埋于地下，室外的设备、管道应采取足够的保温防护措施。经过考察后对污水处理厂生化池实施了保温工程，采用拱棚式结构并外覆高质量塑料膜的形式进行防寒保温技术改造，该技术措施具有投资省、施工快、效果好等显著特点。在进水温度9-10℃时，曝气池温度损失在1℃以内，较未实施前时提高2-3℃，提升了处理效率，保证了污水处理厂冬季低温运行时的出水效果。