城市污水處理技術(shù)發(fā)展回顧與展望

杜海燕

摘要:現(xiàn)在很多城市的污水管網(wǎng)的鋪設(shè)很不完善，隨著水環(huán)境問題的提出，污水處理已經(jīng)成為一項(xiàng)很難解決的問題，本文分析了城市污水處理技術(shù)的發(fā)展過程，并提出了我國城市污水可持續(xù)發(fā)展的處理技術(shù)的關(guān)鍵是要在新工藝開發(fā)方面進(jìn)行不斷的探索，介紹了各種革新工藝的優(yōu)缺點(diǎn)以及近年來出現(xiàn)的幾種城市污水處理新技術(shù)。

關(guān)鍵詞:廢物處理；城市污水；處理技術(shù)

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一、城市污水處理技術(shù)發(fā)展歷程

最早的污水處理技術(shù)是英國發(fā)明的現(xiàn)在稱之為生物膜法的污水處理技術(shù)，稱之為Moris池，是利用微生物分解污水中的有機(jī)物。這個(gè)技術(shù)在現(xiàn)在稱作生物濾池，是生物膜法中的一種，現(xiàn)在還有生物流化床法和生物轉(zhuǎn)盤法等。

中國的污水處理技術(shù)發(fā)展比較晚，在五六十年代基本還是直接排放到河道之中靠河水的自凈來處理污水。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們開始意識(shí)到光靠河水的凈化是不能夠達(dá)到污水的處理要求的，國家開始修建相關(guān)的污水處理廠，從八十年代污水處理廠的建立到現(xiàn)在，我國污水處理技術(shù)在不斷發(fā)展，但污水處理能力距離歐美國家還有很大的距離，我國整體的污水處理率還較低，大部分污水得不到凈化就排放到自然環(huán)境之中，對自然環(huán)境造成破壞，因此發(fā)展污水處理技術(shù)刻不容緩。

二、城市污水處理技術(shù)發(fā)展回顧

城市廢水包括生活污水、工業(yè)廢水和大氣降水，其性質(zhì)與氣候條件、城市規(guī)模和排水體制等有關(guān)，城市中工業(yè)的多少和性質(zhì)、工業(yè)廢水預(yù)處理程度對其的影響作用明顯，尤其當(dāng)排放重金屬、酸、堿、有毒物質(zhì)、油類等特殊污染物時(shí)作用更加明顯。一般的城市廢水的性質(zhì)比較相似。城市水污染以水體中的BOD5、COD超標(biāo)等有機(jī)污染最為嚴(yán)重，而難以被生物降解的或有毒有害的有機(jī)物都是城市水污染的處理難點(diǎn)和重點(diǎn)。

現(xiàn)在城市的污水處理廠所應(yīng)用的污水處理技術(shù)大體上有幾種，下面將著重介紹一下這幾種方法。

（一）、生物膜法

生物膜法就是通過微生物附著在污水中的有機(jī)雜質(zhì)上從而氧化為水、二氧化碳等這些對環(huán)境無害的化學(xué)物質(zhì)。生物膜法占地面積小而且處理效率高，便于進(jìn)行管理非常適于中小城市的污水處理，在我國的應(yīng)用也十分廣泛，比起活性污泥處理法更易控制，因而發(fā)展的十分迅速。

（二）、活性污泥法

活性污泥法則是微生物懸浮在處理池的水中，因?yàn)槲⑸镌趹腋r(shí)聚集在一起而使整個(gè)看起來像是泥懸浮在水中，因此被稱作是活性污泥法。按空間分割的連續(xù)流活性污泥法，是指各種功能在不同的空間內(nèi)完成的活性污泥法。其較成熟的工藝有氧化溝工藝和AB法等，氧化溝工藝與傳統(tǒng)工藝相比，其氧化溝為封閉的環(huán)狀溝，即連續(xù)循環(huán)曝氣池，由于其流態(tài)具備推流式和完全混合式的雙重特點(diǎn)，因而耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。AB法是吸附生物降解法的簡稱，屬超高負(fù)荷活性污泥法，在技術(shù)上有突破。其對COD、SS、氮磷的去除率高于常規(guī)活性污泥法，并能節(jié)省基建投資約20%和能耗15%左右，適合經(jīng)濟(jì)水平不高的中小城市。

（三）、氧化法

氧化法有很多種，像是化學(xué)氧化的方法、光催化的氧化方法和接觸氧化法等?；瘜W(xué)氧化的方法主要是向處理池中加入強(qiáng)氧化劑，使污水中的物質(zhì)在強(qiáng)氧化劑的作用下氧化分解達(dá)到凈化污水的目的。這種方法的處理效果一般不理想，現(xiàn)在很少有采用這種氧化的方式的。光催化的氧化方法的最基本原理就是光合作用，污水中的有機(jī)物在光的照射下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使有機(jī)物分解為二氧化碳和水等物質(zhì)，這種方法操作簡單，處理效率高，便于操作，現(xiàn)在很多都在應(yīng)用這一方法，也促使了這一方法的不斷進(jìn)步。而接觸氧化法則是一種介于生物膜法和活性污泥法之間的一種方法，不僅在處理池的濾料上放上微生物，在水中也放上微生物懸浮，可以說是生物膜法和活性污泥法的綜合。

（四）、過濾法

過濾法的主要作用是把污水中的懸浮狀態(tài)污染物進(jìn)行隔離，常用的設(shè)備有格柵和篩網(wǎng)。格柵主要用來截留污水中大于柵條間隙的漂浮物，一般情況下都會(huì)布置在污水處理廠或者泵站的進(jìn)水口。篩網(wǎng)的網(wǎng)孔比較小，主要用來濾除廢水中的纖維和紙漿等細(xì)小懸浮物。

（五）、沉淀法

沉淀法主要是通過重力作用對水中呈現(xiàn)漂浮狀的較大污染物

進(jìn)行沉降分離。這種方法簡單可行，而且分離效果比較好，主要用于挖成沉砂池和沉淀池中的污水處理。

（六）上浮法

上浮法主要用于清除污水中漂浮的污染物，通過投加藥劑和加壓溶氣等措施使一些污染物上浮，從而得到有效處理。在一級處理工藝中，上浮法主要是用來去除污水中的油類雜質(zhì)。污水中的油粒很小，當(dāng)其呈現(xiàn)出乳化狀態(tài)時(shí)，應(yīng)該用加壓溶氣或者投加混凝劑等措施，讓油粒凝集浮升，然后撇除。整個(gè)過程都是在隔油池中完成的。

三、城市污水處理技術(shù)展望

（一）、水質(zhì)處理新目標(biāo)展望

城市廢水處理的任務(wù)是去除城市廢水的懸浮物和BOD5，一般包括3段處理工序，即先去除懸浮固體、粗粒固體、大粒徑膠體，然后除城市廢水BOD5的30%，對微生物的生命活動(dòng)過程加以利用，從而對廢水中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，從而使包括細(xì)菌在內(nèi)的微生物充分發(fā)揮微生物的作用，然后在生化反應(yīng)器中將廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為微生物細(xì)胞以及簡單形式的無機(jī)物，隨著環(huán)境質(zhì)量要求的提高，人們開始對污水進(jìn)行三級處理，使污水成為可用的新的資源。

（二）、污水處理新技術(shù)展望

近年來城市污水處理技術(shù)的發(fā)展方向主要包括對傳統(tǒng)的活性污泥法流程和技術(shù)進(jìn)行革新和代替活性污泥法的處理流程和技術(shù)的研究，這為城市廢水回用的處理流程和技術(shù)開發(fā)了許多新工藝。

1、間歇式活性污泥法

近幾年來，序批式活性污泥法，或間歇式活性污泥法，已發(fā)展成多種改良型，主要有傳統(tǒng)SBR工藝、CAST工藝等。

CAST工藝是一種循環(huán)式活性污泥法，其在傳統(tǒng)SBR工藝和ICEAS工藝基礎(chǔ)上有一定發(fā)展，每組CAST系統(tǒng)包括4個(gè)池輪流運(yùn)轉(zhuǎn)，完成進(jìn)水、沉淀、反應(yīng)、閑置和出水工序。該工藝具備SBR工藝一般特，還兼有推流式和完全混合式活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)。處理效果較好，適應(yīng)水質(zhì)變化的能力較強(qiáng)。SBR法是間歇式活性污泥法的簡稱，由于操作煩瑣，空氣擴(kuò)散裝置容易堵塞，此工藝沒有得到推廣，隨著電子工業(yè)的發(fā)展，污水處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自控運(yùn)行，間歇式污泥法在美國、日本、德國和加拿大等工業(yè)發(fā)達(dá)國家得到廣泛運(yùn)用。

2、聯(lián)合生物處理技術(shù)

采用單一的活性污染法或生物膜法處理生活污水時(shí)，由于方法上的差異，各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)都十分明顯。但兩者結(jié)合使用，可做到優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)。如采用生物膜和懸浮生長工藝相結(jié)合的聯(lián)合處理工藝可以克服單一生物膜法或活性污泥法工藝的不足。對經(jīng)典AB工藝進(jìn)行聯(lián)合工藝的改進(jìn)，在去除城市污水中的有機(jī)碳、氮、和磷方面效果顯著。

（三）、工業(yè)廢水處理與城市污水合并處理

工業(yè)廢水和城市污水究竟是合并處理還是分別處理, 這個(gè)問題在我國顯得尤為突出。工業(yè)廢水和城市污水處理的關(guān)系是否能夠得到合理的解決, 直接關(guān)系到如何發(fā)揮投資效益。目前，大多數(shù)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到應(yīng)該優(yōu)先考慮工業(yè)廢水和城市污水的合并處理, 規(guī)定工業(yè)廢水進(jìn)入城市下水道的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn), 同時(shí)在廠內(nèi)采取必要的預(yù)處理, 從而控制并處理容易造成的問題, 工廠和城市應(yīng)該共同負(fù)責(zé)對城市下水道和污水處理廠的投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用，可以按水量、水質(zhì)進(jìn)行合理分?jǐn)偂?/p>

（四）、 城市污水再生利用

污水在經(jīng)過不同深度的處理后，會(huì)成為人們的第二水資源。污水經(jīng)過處理后如果不能得到合理的使用, 就會(huì)淡化污水處理的意義。實(shí)踐證明，來源比較可靠的再生水是第二水資源之一，然而人們對再生水的認(rèn)識(shí)存在偏見，認(rèn)為再生水是由污水經(jīng)過處理后獲得的，歸根結(jié)底還屬于污水，所以無法得到重用，這給再生水利用渠道的開發(fā)帶來了很大困難。面對淡水資源的寶貴要求，人們應(yīng)該重新認(rèn)識(shí)再生水，并且把再生水利用的渠道拓寬, 因地制宜根據(jù)需要確定其利用途徑。

（五）、 建設(shè)環(huán)保型的污水處理廠

污水處理廠是消除污染、化害為利、造福于民的產(chǎn)業(yè)，建設(shè)污水處理廠首先要消除自身對環(huán)境的污染，尤其是隨著《環(huán)保法》地位在人們心中的提升以及全民環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，污水處理廠應(yīng)該引起對自身污染高度的重視。城市污水處理廠的建設(shè)可以從低級到高級、從少到多。所以應(yīng)結(jié)合我國實(shí)際，盡可能的開發(fā)高效低耗的處理技術(shù)，以便在財(cái)力和物力不充足的條件下，經(jīng)濟(jì)有效地解決城市水污染防治問題。

三、我國城市污水處理對策

水是人類珍貴的地球資源，沒有了水人類就無法生存，所以保護(hù)水資源，改善水資源環(huán)境就刻不容緩。發(fā)展污水的處理技術(shù)將污水變廢為寶是未來污水處理發(fā)展的目標(biāo)。現(xiàn)在對于污水處理技術(shù)的研究主要應(yīng)該一是放在降低處理污水所需要的能源消耗上面，節(jié)約能源，盡量運(yùn)用光和生物這樣的生態(tài)能源。二是放在改善污水凈化后的水質(zhì)上面，提高污水凈化后的水質(zhì)使水中的污染物減少到最少，同時(shí)要注意脫氮脫磷。而且研究減少污泥量的方法，減少污泥的排出。

總之，城市的污水處理技術(shù)經(jīng)過了百年的發(fā)展已經(jīng)取得了一定的成就，隨著科技的不斷發(fā)展，城市的污水處理技術(shù)也會(huì)不斷的進(jìn)行改進(jìn)，更好更徹底的對污水進(jìn)行處理。相信在不久的未來，污水處理技術(shù)會(huì)使城市的污水不再是應(yīng)該排放的廢水，而是可以再次使用的再生水，為保護(hù)淡水資源提供關(guān)鍵技術(shù)。

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