为了处理分散型污水，在欧洲地区已经开发和安装了许多家庭型污水处理装置，多数装置能安全稳定运转，保养工作量很小。与大型污水处理厂相比，小型装置种类繁多，处理负荷波动很大，运转管理和监控困难。在确定分散型污水处理方案时，不仅与当地人口数量和密度有关，也与当地集中型污水处理的比例有关。在欧洲地区，集中污水处理比例>90%的国家只有荷兰、瑞士、德国、英国和卢森堡;>80%的国家有丹麦、瑞典、挪威、芬兰、奥地利、比利时和冰岛。而污水处理情况最差，整体集中污水处理比例低于60%的国家有波兰、匈牙利和土耳其。本文重点介绍德国小型污水处理装置的系统分类和工艺特点。
1 小型污水处理装置的特点
1.1 要求
对于小型污水处理装置的要求，在很多方面甚至高于大型或者中小型污水处理厂。
小型污水处理装置可能面临的特殊情形：
(1)较高的水力负荷波动;
(2)较高的浓度变化，峰值浓度有时很高;
(3)可能长期超低负荷运转;
(4)因为没有雨水和外来水流入装置，进水中碳、磷浓度很高;
(5)难生物降解物质的浓度很高，因为可能直接流入以下物质：
油脂、洗涤剂、药物;
(6)毒性物质浓度很高，因为可能直接流入以下物质：
消毒性洗涤剂、溶解剂、美容化妆油剂。
1.2 特征
基于上述污水特点，且小型污水处理装置也不可能由专业技术人员进行管理运转，这就要求小型污水处理装置具有以下功能特点：
(1)操作简单;
(2)控制尽可能简化;
(3)处理效率高;
(4)装置结构尽可能简单;
(5)能够缓冲平衡水力负荷和浓度负荷;
(6)能够分解污水中的“问题”物质。
1.3 系统分类
小型污水处理装置的系统分类如下，这些装置是目前德国市场上经常采用的技术。
2 德国小型污水处理装置的工艺技术
2.1 生物膜处理工艺
对于小型污水处理装置来说，生物膜处理工艺具有以下优点：
(1)特别适合处理有时会产生的低浓度进水 (低负荷运转) 和难分解物质;
(2)微生物生长在载体表面, 不会因为水力负荷过大而被冲洗出装置;
(3)生物膜具有复杂的分叉结构，吸收面积很大, 有利于截留和缓冲平衡进水浓度高峰;
(4)生物反应器内不需进行污泥回流，从而使控制系统相对简单。
以下是4种用于小型污水处理装置的生物膜处理工艺：
浸没型固定床
浸没型固定床
优、缺点分析如下：
(1)适于对已建成的化粪池进行升级改造，可以快速后安装，三腔化粪池基本无需改造;
(2)多数情况下处理装置在化粪池内不含转动和带电部件;
(3)可以配置水泥池，也可配置重量较轻的塑料箱体;
(4)对于低负荷运转不敏感;
(5)对于水力负荷波动没有缓冲能力;
(6)在一些地下水位较高的地区，可以配置成扁平型装置;
(7)原则上在浸没型固定床之前必须配置安装机械性预过滤设备。
滴滤床
滴滤床
优、缺点分析如下：
(1)在已有的三腔化粪池进行后安装十分困难;
(2)作为单一箱体装置，最大处理能力可达 10 个人口当量;
(3)一般需要 2~3 台潜水泵;
(4)设备均安装配置在水泥池内;
(5)当水力负荷很低时，必须将处理出水循环回流，防止生物膜脱水干化;
(6)对于水力负荷波动没有缓冲能力;
(7)安装深度一般至少 2.80 ~3.00 m;
(8)原则上在滴滤床装置之前必须配置安装机械性预过滤设备。
生物转盘
优、缺点分析如下：
(1)微生物通过转盘循环轮流进入空气和污水;
(2)作为微生物的生长面积，一般采用转盘或者充满塑料载体的笼架;
(3)通过转盘之间足够大的间隔或者填料的大型空隙可以防止微生物生长堵塞;
(4)原则上在生物转盘之前必须配置安装机械性预过滤设备;
(5)中轴必须不断旋转运动, 否则微生物会不均匀生长，导致重量分布不平衡;
(6)通过配置一台换流泵可以有效控制清理过程。
流化床
优、缺点分析如下：
(1)在流化床处理工艺中，作为微生物的生长面积，一般采用塑料填料或者无机材料如石英矿砂、陶瓷等;
(2)载体填料在污水中自由运动或者安装在反应器内的笼架内;
(3)多数情况下，氧气输入是通过间歇运转的曝气管进行;
(4)为了截留反应器中的载体填料，必须选装收集装置。
2.2 活性污泥处理工艺
与生物膜处理工艺不同，污水中的污染物质不是通过表面固定生长的微生物来降解。活性污泥处理工艺的缺点是遭到有毒物质的冲击负荷时，细菌会被洗涤。采用活性污泥处理工艺运转的小型处理装置，最大问题还是长时间低负荷运转。此时在反应器内会产生丝状细菌，然后从反应器内被连续冲洗出去。为了调解回流污泥和剩余污泥之间的比例，要求配置相应的控制系统，控制系统相对较为复杂，保养工作量大。
SBR装置
在活性污泥处理工艺中，现代化的小型污水处理装置一般为SBR。
SBR小型污水处理装置
优、缺点分析如下：
(1)可以对已有的化粪池进行升级改造，但必须对构筑物进行一些改造后才能进行设备后安装;
(2)在一般情况下，作为单一箱体装置，装置的最大处理能力可达 16 个人口当量;
(3)有的反应器内安装配置旋转带电部件，有些则不含;
(4)一般情况下设备安装在水泥池内，但也可以安装在塑料箱或者钢结构箱内;
(5)SBR 装置不能长期处于较强的低负荷运转状态;
(6)对于水力冲击负荷具有较强的缓冲平衡能力;
(7)在一些地下水位较高的地区，可以配置成扁平型装置。
膜生物反应器
在膜生物反应器处理工艺中，活性污泥在反应池内通过超滤膜与澄清之后的污水相分离。一般情况下，膜安装在曝气设备的上部。曝气设备除了输入氧气，可使细菌分解污染物质之外，同时通过错流作用 (cross-flow) 对过滤膜表面进行洗涤。膜的空隙很小，使得微生物也不能穿过。
出水水质相当于浴场水准则所要求的卫生标准。对已有的多腔化粪池可以进行后安装配置。缺点是必须对滤膜定期进行必要的化学清理。即使在定期保养工作时对过滤膜单元进行置换，保养工作量估计比其他处理工艺要多一些。
膜生物反应器 MembraneClearBox® 植物污水处理装置(Bepflanzte Bodenfilter)在小型污水处理装置中，必须提及以前常用的植物污水处理装置。对已有的化粪池进行后安装是不可能的，但已建成的箱体可作为初沉池利用，因为这一处理工艺总是要求前面安装一个多腔化粪池。多数情况还必须配置1台潜水泵。在一些地下水位较高的地区，可以配置成扁平型装置。
但该处理工艺一般仍然要求较高的位置。此外，这一装置要求与住房保持一段距离，以避免可能产生的臭味问题。
植物污水处理装置3 总结在现代污水处理过程中，各种技术性小型污水处理工艺都各有优、缺点。活性污泥处理工艺和生物膜处理工艺是目前德国市场上的主导技术。今后市场上将更多涌现技术含量较高的处理装置和工艺，而简单的滴滤处理工艺将逐渐消失。
新型、安装简单、已预制完成的小体积处理方案，例如安装在使用寿命很长的高质量塑料箱体内，已经可在德国很方便地买到。除了工艺操作简单，要求控制内容少，运转稳定，出水水质一般的装置之外，近年来还涌现了许多具有深度处理功能的工艺 (具有除磷脱氮功能、卫生化功能) ，但控制程度相对复杂。
