城市污水處理技術(shù)發(fā)展研究

李滿桃

摘要：隨著水污染治理工作的發(fā)展，城市污水處理技術(shù)已取得了一定的進(jìn)展，但是，一個(gè)不容忽視的現(xiàn)象是我國(guó)城市污水處理技術(shù)還有待提高，城市污水處理廠的建設(shè)還不能完全滿足處理現(xiàn)有城市污水的需要，大量未經(jīng)處理的污水（含初期雨水）直接排入水體，隨著污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，大量污水處理設(shè)施面臨升級(jí)改造，處理產(chǎn)生的污泥要有效得到處置，防止產(chǎn)生二次污染，為了解決這些問(wèn)題，必須提高城市生活污水處理技術(shù)水平。本文通過(guò)闡述生活污水處理的難點(diǎn)，分析研究了一些先進(jìn)的生活污水處理技術(shù)，探尋了城市生活污水處理技術(shù)的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：城市污水；初期雨水；升級(jí)改造；污泥處置；源頭控制；生態(tài)技術(shù)；膜處理技術(shù)；升級(jí)改造；發(fā)展方向

前言

城市污水由生活污水、工業(yè)廢水和初期雨水組成。其中，在合流制排水系統(tǒng)中包括雨水，在半分流制排水系統(tǒng)中包括初期雨水，尤其是大氣懸浮物濃度較高、工業(yè)粉塵排放量大、機(jī)動(dòng)車(chē)保有量大、工業(yè)廢渣和建筑垃圾存放量大、建筑工地多且地面覆蓋差的地區(qū)，初期雨水的污染物濃度往往會(huì)超過(guò)生活污水濃度，會(huì)對(duì)水環(huán)境產(chǎn)生較為嚴(yán)重的污染。因此為了更好地保護(hù)環(huán)境，充分保護(hù)和利用水資源，我們應(yīng)加強(qiáng)污水處理技術(shù)的研究。

1城市污水處理的難點(diǎn)

在現(xiàn)代生活中，人類對(duì)自然的影響力越來(lái)越大，由于生活污水，初期雨水等流入江河湖泊中，使得水體受到了污染，呈現(xiàn)出迅速惡化趨勢(shì)。而在城市由于對(duì)生活污水、初期雨水污染及其特點(diǎn)重視不夠，監(jiān)測(cè)、管理及污染控制比較復(fù)雜，成本過(guò)高，只是對(duì)受害地進(jìn)行監(jiān)測(cè)，很難全面監(jiān)控排污情況。同時(shí)隨著對(duì)城市污水處理尾水排放標(biāo)準(zhǔn)的提高，現(xiàn)有城市污水處理設(shè)施普遍面臨升級(jí)改造任務(wù)，而目前的升級(jí)改造技術(shù)，處理成本過(guò)高。

此外多數(shù)城市均意識(shí)到污水處理設(shè)施升級(jí)改造對(duì)改善環(huán)境的重要性，但因資金短缺，技術(shù)落后，大多城市未行建設(shè)，個(gè)別建了也不正常運(yùn)行；其次是初期雨水污染的治理投入非常大，施工建設(shè)因用地規(guī)模因素制約困難；還有就是部分領(lǐng)導(dǎo)未能正確處理環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，遲遲未能把城市污水處理升級(jí)工作擺上日程。這些是造成城市水環(huán)境污染加劇的重要原因及城市污水處理的難點(diǎn)，

2城市生活污水污泥處理

2.1污泥的脫水與干化

從二次沉淀池排出的剩余污泥含水率高達(dá)99%一99.5%，污泥體體積大，在堆放及輸送方面都不方便，所以污泥的脫水、干化是當(dāng)前污泥處理方法中較為主要的方法。

二次沉淀池排出的剩余污泥一般先在濃縮池中靜止沉降，進(jìn)一步泥水分離。污泥在濃縮池內(nèi)靜止停留12～24h后，含水率可從99%降至97%，體積縮小為原污泥的1/3。

污泥進(jìn)行自然干化（或稱曬泥）是借助于滲透、蒸發(fā)與人工挖除等過(guò)程而脫水的。一般污泥含水率可降至75%左右，使污泥體積縮小許多倍。污泥機(jī)械脫水是通過(guò)濾介質(zhì)（稱濾液），使固體顆粒被截留在介質(zhì)上（稱濾餅），從而達(dá)到脫水的目的。常采用的脫水機(jī)械有真空過(guò)濾脫水（真空轉(zhuǎn)鼓、真空吸濾）、壓濾脫水機(jī)（板框壓濾機(jī)、滾壓帶式過(guò)濾機(jī)）、離心脫水機(jī)等，一般采用機(jī)械法脫水，污泥的含水率可降至70%～80%。

2.2污泥消化

（1）污泥的厭氧消化

將污泥置于密閉的消化池中，利用厭氧微生物的作用，使有機(jī)物分解穩(wěn)定，這種有機(jī)物厭氧分解的過(guò)程稱為發(fā)酵。由于發(fā)酵的最終產(chǎn)物是沼氣，污泥消化池又稱沼氣池。當(dāng)沼氣池溫度為30。C一35。C時(shí)，正常情況下1m3污泥可產(chǎn)生沼氣10—15m3，其中甲烷含量大約50%左右。沼氣可用作燃料和化工原料。

（2）污泥的好氧消化

利用好氧和兼氧菌，在污泥處理系統(tǒng)中爆氣供氧，微生物分解可將降解的有機(jī)物（污泥）及細(xì)胞原生質(zhì)，并從中獲得能量。

近年來(lái)人們通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)污泥厭氧消化工藝的運(yùn)行管理要求高，比較復(fù)雜，而且處理構(gòu)筑物要求密閉、容積大、數(shù)量多而且復(fù)雜，所以認(rèn)為污泥厭氧消化法適用于大型污水處理廠污泥量大、回收沼氣量多的情況。污泥好氧消化設(shè)備簡(jiǎn)單、運(yùn)行管理比較方便，但運(yùn)行能耗及費(fèi)用較大些，它適用于小型污水處理場(chǎng)污泥量不大、回收沼氣量少的場(chǎng)合。而且當(dāng)污泥受到工業(yè)廢水影響，進(jìn)行厭氧消化有困難時(shí)，也可采用好氧消化法。

（3）污泥的最終處理

對(duì)主要含有機(jī)物的污泥，經(jīng)過(guò)脫水及消化處理后，可用于農(nóng)田肥料。現(xiàn)大部分城市污水廠脫水后的污泥（含水率80%以下），需要進(jìn)一步降低其含水率到50%左右，才能進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)進(jìn)行最終處理。如最終處理是焚燒處理，則需要將含水率降低到20%左右。

3城市污水處理方法

3.1源頭控制

污染源控制途徑如下：

①調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，關(guān)停“十五小”對(duì)經(jīng)濟(jì)效益低下、技術(shù)裝備落后、污染嚴(yán)重、資源消耗不合理的小造紙、小印染、小制革、土法煉焦等15種小型企業(yè)，按國(guó)家有關(guān)規(guī)定進(jìn)行關(guān)停。這可以大幅度削減地區(qū)的排污量，而對(duì)整個(gè)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)不會(huì)有多大影響。

②源控制：按達(dá)標(biāo)排放和總量控制的要求，在企業(yè)內(nèi)對(duì)廢水進(jìn)行全過(guò)程控制，實(shí)施清潔生產(chǎn)方案，削減污染源。在城市道路建設(shè)時(shí)配套建設(shè)初期雨水截流儲(chǔ)存轉(zhuǎn)輸處理設(shè)施。

③城市污水處理廠增加初期雨水處理工藝設(shè)施與構(gòu)筑物：在城鎮(zhèn)生活污水廠增加初沉池等工藝流程處理初期雨水。

（2）工業(yè)廢水源控制計(jì)劃

對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行分散治理，使廢水達(dá)到一定的排放標(biāo)準(zhǔn)。這不僅可促進(jìn)工藝改革、削減污染源，遏制水體污染；而且可保證城市污水廠正常進(jìn)行、降低處理費(fèi)用。它具有可操作性強(qiáng)、便于管理和企業(yè)自律的特點(diǎn)。綜合考慮環(huán)境目標(biāo)，經(jīng)濟(jì)目標(biāo)和技術(shù)可行性，應(yīng)按照分散治理與集中治理相結(jié)合的原則，在積極興建城市污水廠的同時(shí)，適度削減點(diǎn)源。適度削減點(diǎn)源應(yīng)體現(xiàn)在：①出水達(dá)國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，但適用標(biāo)準(zhǔn)的等級(jí)可根據(jù)排水去向的變化，由環(huán)保部門(mén)確定，適時(shí)進(jìn)行調(diào)整；②對(duì)重金屬、毒性有機(jī)物及難降解有機(jī)物在點(diǎn)源削減至允許水平；③在點(diǎn)源對(duì)必須處理的廢水普遍采取沉淀等預(yù)處理措施，削減排污量[2]。

3.2生態(tài)技術(shù)

生態(tài)技術(shù)主要是指通過(guò)微生物的代謝作用，使污水中溶解的有機(jī)物或膠體有機(jī)物氧化降解，轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的物質(zhì)，將有毒的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)的方法

生態(tài)處理法的優(yōu)點(diǎn)是在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)，對(duì)污水溶解的有機(jī)物和膠體狀的有機(jī)物去除率高，比化學(xué)法處理成本低，污泥沉降性能好，有利于進(jìn)一步脫水；缺點(diǎn)是運(yùn)轉(zhuǎn)較復(fù)雜，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹和上浮，影響處理效果。微生物繁殖需要一定的溫度，故在寒冷地區(qū)需保溫。生活污水性質(zhì)復(fù)雜，往往含有不利于微生物生長(zhǎng)的重金屬及酸堿物質(zhì)等，需進(jìn)行預(yù)處理。目前，大中城市的污水處理大多采用二級(jí)處理工藝，其中以活性污泥法為主導(dǎo)。

3.3膜生物處理技術(shù)

膜生物反應(yīng)器是由膜分離技術(shù)與生物反應(yīng)器相結(jié)合的生化反應(yīng)系統(tǒng)，即利用分離效果非常好的膜分離系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)好氧生物處理工藝中的二沉池，提高泥水分離效果，可以獲得很高的出水水質(zhì)。

膜生物處理技術(shù)具有很好的凈化效能：經(jīng)過(guò)膜組件的截留可有效去除水中的細(xì)菌和病毒；SRT長(zhǎng)對(duì)總P去除效果不好，但通過(guò)純氧曝氣來(lái)提高好氧段磷的吸收，通過(guò)縮短厭氧時(shí)間和延長(zhǎng)好氧時(shí)間來(lái)提高系統(tǒng)除磷效果；污泥被全部截留在反應(yīng)器內(nèi)使得SRT很長(zhǎng)，創(chuàng)造適宜條件可以實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化，因此可以去除含氮有機(jī)物；比傳統(tǒng)活性污泥法在更短的停留時(shí)間內(nèi)對(duì)有機(jī)污染物達(dá)到更好的去除效果[3]。

膜生物處理技術(shù)因其良好的水質(zhì)處理效果，在污水的回收利用處理領(lǐng)域有廣泛的前景，但目前膜技術(shù)處理成本過(guò)高。

結(jié)語(yǔ)

因此未來(lái)城市污水處理研究發(fā)展方向與重點(diǎn)應(yīng)該包括以下幾點(diǎn)：

（1）加強(qiáng)對(duì)初期雨水的源頭控制與治理技術(shù)的研究：在城市用地控制嚴(yán)格有限的情況下，提高我們的初期雨水收集處理效果，使技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，節(jié)約用地。

（2）對(duì)于污水回用處理技術(shù)的發(fā)展方向與重點(diǎn)：應(yīng)重點(diǎn)在開(kāi)發(fā)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)合理的處理技術(shù)，降低膜處理技術(shù)材料與能耗成本，降低回用成本；以及研究應(yīng)用綠色生態(tài)的技術(shù)將污水回用于自然環(huán)境進(jìn)行生態(tài)循環(huán)。

（3）應(yīng)加強(qiáng)城市污水處理產(chǎn)物污泥最終處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究：應(yīng)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)應(yīng)用將污泥含水率由80%降低到50%左右的處理技術(shù)與設(shè)備，目前已經(jīng)出現(xiàn)超聲處理技術(shù)，一體式干化設(shè)備等，因成本費(fèi)用過(guò)高或設(shè)備產(chǎn)品性能還未完善等影響了其在污泥處理領(lǐng)域的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

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