對環(huán)境工程中城市污水處理的探討

賈志飛（株洲市城市排水有限公司，湖南　株洲　412000）

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對環(huán)境工程中城市污水處理的探討

賈志飛（株洲市城市排水有限公司，湖南株洲412000）

本文分別簡要概括了我國城市污水處理過程中存在的問題及對策，同時分析了近些年來推廣和應(yīng)用的城市污水處理新技術(shù)和新方法等，以期能夠為我國城市污水處理提供一定的參考。

環(huán)境工程；城市污水；污水處理

引言

作為最大的發(fā)展中國家，我國的城市化以及工業(yè)化均處于快速發(fā)展的歷史時期。但是，由于過度追求經(jīng)濟的快速發(fā)展，人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境遭受到了嚴重的破壞，如何以科學(xué)的、可持續(xù)發(fā)展的理念來對待和處理發(fā)展過程中的環(huán)境問題就成了解決矛盾的關(guān)鍵所在。工業(yè)發(fā)展和城市生活每天均會產(chǎn)生大量的污水，這已經(jīng)給生存環(huán)境造成了很大的威脅。數(shù)量和規(guī)模在不斷增加的污水不但會嚴重污染土壤、河流等，而且還會嚴重污染空氣，降低空氣質(zhì)量。因此，城市污水處理與研究就是一個重大的環(huán)境工程問題，考驗著每一位環(huán)境工作人員。

1　我國城市污水處理存在的問題

1.1污水處理能力不足

雖然我國城市污水處理取得了較為快速的發(fā)展，但是從城市污水年排放量的角度來看，城市污水年處理能力還比較地下。數(shù)據(jù)表明，我國城市污水的排放量每年平均大約增加24億m3，但是每年新增污水處理能力僅約為3億m3，表明城市污水排放量與污水處理能力之間極為不平衡。另外，與發(fā)達國家污水處理設(shè)施相比，我國城市污水處理設(shè)施仍有有非常大的差距。

1.2污水處理資金短缺

污水處理設(shè)施工程建設(shè)和正常運營都需要大量的資金支持，一般完善的污水處理設(shè)施每立方米污水處理投資大約為1500～2000元，經(jīng)常性費用一般約為0.4元/m。一直以來，我國城市污水處理設(shè)施的建設(shè)全部由國家來投資，但是，隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展、城市化進程的不斷加快及城市規(guī)模的不斷擴大，國家財力不能滿足城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的要求，導(dǎo)致本應(yīng)適當(dāng)超前的城市排水與污水處理設(shè)施嚴重滯后。

1.3污水處理企業(yè)整體經(jīng)營效率低

長期以來，我國城市污水處理設(shè)施一直都是政府壟斷性經(jīng)營。由于信息不對稱，經(jīng)營機構(gòu)缺乏競爭機制及有效的制約發(fā)展機制，缺乏內(nèi)在的成本監(jiān)督機制，導(dǎo)致經(jīng)營機構(gòu)利用成本膨脹來獲取利潤，繼而導(dǎo)致經(jīng)營方面出現(xiàn)巨大的效率損失。由于污水處理經(jīng)營機構(gòu)沒有能夠促使其降低運行成本的外在動力，導(dǎo)致污水處理經(jīng)營機構(gòu)的管理水平不高、冗員嚴重、工作效率低下、城市污水處理設(shè)施運營運行效率不高及其運行成本較高等。

2　城市污水處理的對策

與發(fā)達國家相比，我國污水處理水平和能力仍然相對較低，因此做如下幾方面建議：

2.1科學(xué)劃分排水分區(qū)

科學(xué)排水分區(qū)進行劃分，要求綜合考慮各種因素來確定污水處理廠的數(shù)量與地理位置，同時在污水處理廠的規(guī)劃過程中應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)母淖儌鹘y(tǒng)的思想觀念。污水排水范圍的規(guī)劃不但應(yīng)該全面的考慮規(guī)模效應(yīng)，還要有利于污水再生回用，同時也要對廠址所處地理位置的地形地貌、地質(zhì)條件、氣候條件、經(jīng)濟條件等。如果污水處理廠的分布過于集中，就極有可能產(chǎn)生各種各樣的問題，例如污水在排污管道中停留時間加長，地下水滲入導(dǎo)致污水濃度降低，提高污水收集與再生水利用管網(wǎng)系統(tǒng)成本，局部干管產(chǎn)生故障降低系統(tǒng)運行效益，增加提升泵站以及地下水可能會被城市污水污染等。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)各分區(qū)的水質(zhì)特點、水量特點以及再生水用戶用水的水質(zhì)標準，合理的布置污水處理廠，從而保證各種類型的工藝流程效能能夠充分發(fā)揮。但是，污水處理廠的分布也不能過度分散，否則不但會導(dǎo)致水質(zhì)以及水量波動程度較大，而且還會增加運行管理難度，同時也會導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加。

2.2優(yōu)化工藝流程

現(xiàn)階段污水處理廠所使用的AB法、A/O法、A2/O法以及SBR法等新技術(shù)都是以標準活性污泥法為基礎(chǔ)而逐步發(fā)展起來的。就我國具體情況而言，由于各個城市水質(zhì)水量各不相同，甚至同一城市不同區(qū)位的水質(zhì)水量也有所不同以及容納水體的環(huán)境容量也存在較大差異，城市污水處理工藝流程也應(yīng)根據(jù)各個城市的具體現(xiàn)狀來進行。一般來說，經(jīng)濟較為發(fā)達的城市，如上海、深圳等，可利用物理化學(xué)法以及膜處理法；如果城市污水濃度較高，可利用AB法。對于用地不受限制的地區(qū)而言，非常適宜于采用生態(tài)塘系統(tǒng)。如果是濕地或者沼澤地，適宜于采用自然凈化法。需要特別注意的是，各個城市或地區(qū)污水廠都應(yīng)該綜合比較技術(shù)經(jīng)濟、科學(xué)試驗結(jié)果等來確定最優(yōu)的工藝流程。

2.3加強國產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)力度

國外廠家生產(chǎn)的水泵、鼓風(fēng)機、曝氣機、投藥儀器、刮泥機、以及檢測儀表等各類污水處理設(shè)備在我國城市污水處理領(lǐng)域有著非常廣闊的市場前景，因而污水廠常常擁有多個國家的除污設(shè)備。不得不承認，我國除污設(shè)備或儀器由于品種簡單、結(jié)構(gòu)落后、技術(shù)含量低而不被重視。因此，必須加強國產(chǎn)除污設(shè)備和儀器的研發(fā)力度，在政策和資金等方面大力扶持有實力的企業(yè)。

2.4污水系統(tǒng)建設(shè)與運行資金籌措方式

為了對我國城市污水設(shè)施建設(shè)與運行等提供資金方面的支持，必須按照市場經(jīng)濟規(guī)律來調(diào)控我國水工業(yè)，改革和完善水價格政策，使水價與商品水的市場價格相一致。如果用戶的用水量超過一定的額度，則應(yīng)該按照規(guī)定的比例進行加價，同時也要對用戶的取水以及排水收取一定的費用。

3　我國城市污水處理新技術(shù)及發(fā)展

3.1AB法

作為新型的活性污泥法，該工藝去除5日生化需要量（BOD5）、化學(xué)需氧量（COD）、懸浮物（SS）及氮磷的能力相對較高，同時能夠分別節(jié)約基建投資成本和能耗20%、15%左右，其突出的優(yōu)點主要表現(xiàn)為：A段負荷高，抗沖擊負荷能力很強，對pH和有毒物質(zhì)的影響具有很大的緩沖作用，并能通過破壞絡(luò)合污染物來去除COD、BOD5，尤其適用于濃度高、水質(zhì)變化大、水量變化大的城市污水處理；A段、B段均可分階段進行建設(shè)，非常適用于經(jīng)濟水平相對較低的城市；主要不足之處是污泥的產(chǎn)量相對比較高。

3.2SBR法

SBR法稱間歇式活性污泥法，由于該工藝運行方式操作煩瑣，空氣擴散裝置容易堵塞以及認識方面的問題，SBR法沒有被推廣利用.近些年來，電子工業(yè)發(fā)展使污水處理廠能夠自控運行的整個系統(tǒng)，這對于間歇式運行活性污泥法非常有利，隨后該工藝在歐美一些國家污水處理方面得到了迅速的推廣利用。SBR工藝可以實現(xiàn)高濃度進水、高容積負荷和高去除率的目標，對高濃度有機廢水、氮（N）、磷（P）、硫（S）的處理效果非常理想，尤其適合于濃度高、排放量小的各種工業(yè)有機廢水，并且也適合于出水質(zhì)量要求高、水量波動大、水質(zhì)波動大的城市。

3.3MSBR法

該工藝是根據(jù)SBR技術(shù)和傳統(tǒng)活性污泥法技術(shù)而研究開發(fā)出來的一種除污效果更佳的污水處理系統(tǒng)。該工藝是A2/ O法與SBR法工藝組合合成的工藝系統(tǒng)，具備兩個工藝的一些優(yōu)點，出水水質(zhì)穩(wěn)定。目前，從系統(tǒng)可靠性、土建工程總量、裝機總?cè)萘?、?jié)能、降低運行成本和節(jié)約用地等方面來看，MSBR法均具有明顯優(yōu)勢。因此，該工藝是最新的城市污水處理工藝，同時也是集約化程度最高的城市污水處理工藝。

3.4CASS法

目前來看，該工藝是國際公認的、先進的城市污水處理工藝，其主要原理是將序批式活性污泥法SBR的反應(yīng)池沿長度方向分為前后量部分，其中前部屬于生物選擇區(qū)，后部屬于主反應(yīng)區(qū)，并可升降的撇水裝置安裝在主反應(yīng)區(qū)的后部，曝氣和沉淀等污水處理程序均在相同的池子進行周期性循環(huán)運行，不需要再利用二沉池系統(tǒng)、污泥回流系統(tǒng)。該工藝是根據(jù)生物反應(yīng)動力學(xué)原理和合理的水力條件而研究開發(fā)出來的一種處理城市污水的新工藝，特別適合于含較多工業(yè)廢水的城市污水及要求除磷脫氮的處理。

3.5Unitank

20世紀90年代，比利時西格斯公司研究開發(fā)出來該工藝，該工藝同時具有SBR法和傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點，是一種低負荷的處理城市污水工藝，其優(yōu)點表現(xiàn)為：出水的水質(zhì)量相對較好；由于負荷低，通常不設(shè)置初沉池，二沉池常常與曝氣池組合為一；因泥齡較長、污泥相對比較穩(wěn)定，一般可以直接處理，不再需要污泥穩(wěn)定化設(shè)施，極大的簡化了城市污水處理的工藝流程，運行和管理相對簡約。其缺點主要表現(xiàn)為：負荷低、泥齡長使生化部分在很大程度上增加，提高了城市污水處理設(shè)施的建設(shè)成本、能耗以及運行成本。該方法比較適合于規(guī)模較小、技術(shù)力量相對薄弱的中小城市。

3.6A2/O法

A2/O（厭氧、缺氧、好氧）法是常用的脫氮除磷工藝，是根據(jù)磷（P）在厭氧區(qū)能夠被有效釋放而在好氧區(qū)則能夠被有效吸收這一原理，從而實現(xiàn)有效去除污水中磷的目的；污染物在好氧區(qū)能夠被有效的降解，從而達到去除COD和BOD5的目的，同時在硝化菌作用下，有機氮轉(zhuǎn)化的氨態(tài)氮能夠繼續(xù)轉(zhuǎn)化進一步為硝態(tài)氮（亞硝酸氮和硝酸氮），而含有硝酸氮的混合液則進一步回流到厭氧區(qū)繼續(xù)進行反硝化作用進行脫氮。該工藝主要優(yōu)點表現(xiàn)為：生化效率高、流程簡捷、管理方便、運行穩(wěn)定、經(jīng)濟節(jié)能；缺點表現(xiàn)為：污泥回流，污泥處理工作量大；節(jié)能差。

4　結(jié)束語

綜上所述，發(fā)展是一把雙刃劍，它對于人類既有有利的一面，也有不利的一面。當(dāng)代城市化進程中，環(huán)境已經(jīng)成為制約城市經(jīng)濟發(fā)展、社會進步的關(guān)鍵因素，城市污水的處理問題是發(fā)展中我們應(yīng)首要考慮的一個問題，必須通過研發(fā)更多、更合理的污水處理技術(shù)，給市民一個衛(wèi)生干凈的生活環(huán)境，真正做到變廢為寶。

［1］徐 馳.淺談城市生活污水處理發(fā)展現(xiàn)狀和工藝［J］.江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報，2010，22（1）：160～162.

［2］胡曦明.城市生活污水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢分析［J］.民營科技，2012 （1）：26.

［3］顧潤南.我國城市生活污水處理方法述評［J］.環(huán)境保護，2001（9）：46～47.

賈志飛（1979-），男，工程師，本科，主要從事生產(chǎn)管理工作。

F301.2

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2095-2066（2016）12-0012-02

2016-4-15