目前我国中小城镇的污水处理现状不容乐观,由于中小城镇人口少、经济不发达、污水处理规模小,同时中低浓度和超低浓度的城市污水大量存在,处理系统维护管理困难,必须选择费用低、运行稳定可靠、能耗低和处理效果好、操作维护简单的处理方式,而目前可供选择的工艺非常有限。近年来,很多新型的强化一级处理工艺和改良一级处理工艺由于其高效低耗等优点,得到了国内污水处理领域的广泛关注。本课题通过在传统沉淀工艺基础上投加悬浮填料形成一种高负荷的沉淀方式来强化对污染物的去除效率,达到对中小城镇污水高效预处理的目的。通过本课题的研究,开发一种适用于中小城镇污水处理的高效沉淀技术,对于目前中小城镇污水处理难的问题提供一条可行的解决途径。本课题通过投加填料强化沉淀对低浓度生活污水和中高浓度生活污水污染物去除效率的研究,确定了该工艺的污水处理效果,分析了不同因素对处理效率的影响;通过在填料强化沉淀基础上投加混凝剂,考察混凝处理对该工艺污染物去除效率以及系统运行周期的影响。试验结果表明:(1)在沉淀装置中投加填料后,装置对污水中各污染物的去除率均有显著的提高。表面负荷对投加填料强化沉淀工艺的SS、TP去除效果影响较大;随着表面负荷的增加、反应时间的延长,该工艺对污染物的去除率呈下降趋势,且随着表面负荷的增加运行周期逐渐变短。本试验条件下,对低浓度污水而言,最优的运行条件为表面负荷5.0m/h,运行周期为20~24h。(2)在投加填料强化沉淀工艺中,相对于聚丙烯球形填料而言,聚乙烯柱形填料更具优势。表面负荷对投加两种填料的强化沉淀装置运行周期的影响都非常显著。随着表面负荷的增大,运行周期越来越短。但聚乙烯柱形填料对SS、COD和TP的去除效果更好,运行周期更长。(3)投加填料强化沉淀对SS、COD的去除效果明显优于污水处理厂初沉池。(4)填料装填高度对污染物去除效果有显著的影响。填料的装填高度越高,装置对污染物的去除效果越好。沉淀层高度对投加填料强化沉淀处理装置的污染物去除效果和运行周期也有较大影响。沉淀层高度越高,装置对污染物的去除效果越好,增加沉淀层的高度可以有效延长装置的运行周期。(5)投加混凝剂可以提高投加填料强化沉淀处理装置的污染物去除效率。混凝剂投加量对污染物去除效率具有较大影响,当混凝剂投加量小于30mg/L时,随着加药量的增加,沉淀装置对污染物的去除率随之增高;当混凝剂投加量达到30mg/L以上时,混凝剂投加量对去除率的提高不明显,此时SS、COD、TP的去除率分别可达80%、67%和70%以上,投加PAC对于COD的去除效果比投加三氯化铁略好,平均提高5%左右;对于连续运行的混凝+投加填料强化沉淀工艺系统,投加三氯化铁对磷的去除效果较好,但运行周期比不投加混凝剂时有所变短。投加PAC对SS、COD、TP的去除率高于不投加混凝剂时的去除率,运行周期也有所延长。综合考虑,PAC是更适于用作混凝+投加填料强化沉淀工艺处理城市污水的混凝剂。