關(guān)于城市生活污水處理技術(shù)的研究

董文海+劉洋

摘要：隨著人類(lèi)城市化進(jìn)程不斷加快，超級(jí)大城市、世界大都市的隊(duì)伍越來(lái)越龐大，幾百萬(wàn)、幾千萬(wàn)的城市越來(lái)越多。這種超級(jí)大都市在帶來(lái)技術(shù)推動(dòng)與進(jìn)步、促進(jìn)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)，也帶來(lái)許許多多的次生問(wèn)題，環(huán)保問(wèn)題就是不得不面對(duì)和解決的重大問(wèn)題之一。城市污水問(wèn)題已經(jīng)成為城市治理需要面對(duì)的最嚴(yán)峻問(wèn)題。如何控制水污染、治理水環(huán)境，管理好用城市用水，是學(xué)界和城市管理人員的當(dāng)務(wù)之急。

關(guān)鍵詞：城市；生活污水；處理技術(shù)

水處理技術(shù)，是伴隨著人類(lèi)進(jìn)入工業(yè)社會(huì)以后人們?cè)诓粩嗵剿骱蛯ふ业囊豁?xiàng)凈化水資源，保護(hù)水資源的重要技術(shù)。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)以后，隨著工業(yè)發(fā)展騰飛式前進(jìn)，人類(lèi)面臨的水污染問(wèn)題空前嚴(yán)重，工業(yè)污水處理、生活污水處理等等各類(lèi)水污染處理成為業(yè)界和學(xué)界關(guān)注的焦點(diǎn)。伴隨著科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，各種水污染處理技術(shù)也被不斷應(yīng)用于污水處理實(shí)踐中。在城市生活污水的治理中，由于污水成分復(fù)雜、處理難度大等特點(diǎn)，相應(yīng)的處理技術(shù)也比較多，如一體化氧化溝技術(shù)、吸附生物降解技術(shù)、卡魯塞爾氧化溝技術(shù)等各種技術(shù)先后出現(xiàn)并得到推廣應(yīng)用。本文立足于城市發(fā)展的現(xiàn)狀，對(duì)當(dāng)前較常用的城市污水處理技術(shù)進(jìn)行分析闡述，力圖通過(guò)詳細(xì)梳理為我國(guó)城市污水的處理略盡綿薄之力。

一、城市生活污水的概述

家庭、商業(yè)和城市公用設(shè)施等是城市生活污水的主要來(lái)源，主要由洗滌污水構(gòu)成。生活污水通過(guò)下水道管網(wǎng)系統(tǒng)被輸送到污水處理廠(chǎng)，在污水處理廠(chǎng)進(jìn)行處理后排放。城市生活污水的水量和水質(zhì)具有周期性變化的特點(diǎn)。

主要污染物是有機(jī)物，如：淀粉，蛋白質(zhì)，碳水化合物和礦物油，城市污水的需氧量，總氮和總磷含量的化學(xué)需氧量相對(duì)較高。物理污水處理及普通污水處理廠(chǎng)生化處理后，大大減小化學(xué)需氧量，生化需氧量，總氮和總磷含量仍居高不下。自然排放氮含量高和磷含量高的水體時(shí)，容易導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致藻類(lèi)生長(zhǎng)繁殖，并能引起嚴(yán)重的赤潮。氮和磷使得大量的藻類(lèi)生長(zhǎng)繁殖，但是當(dāng)藻類(lèi)死亡，就會(huì)造成腐敗發(fā)臭的水，導(dǎo)致水的質(zhì)量，污染環(huán)境的惡化。

二、城市生活污水處理的主要技術(shù)

1、活性泥技術(shù)

采用活性污泥法去除有機(jī)物的就是活性污泥技術(shù)的基石。首先是回流的活性污泥和污水同時(shí)進(jìn)入曝氣池，并將空氣打入曝氣池，使污水和活性污泥充分混合，曝氣池中微生物吸附、混合液進(jìn)入二次沉淀池進(jìn)行分離操作。最后，水可以被以外提純之后排出，通過(guò)返回系統(tǒng)活性污泥分離部分，回到曝氣池，另一部分將從系統(tǒng)出中排出。為活性污泥曝氣池技術(shù)的主要設(shè)備和二次沉淀池。由活性泥技術(shù)，還衍生出了很多更先進(jìn)的方法，例如AB法和SBR法。在SBR法的基礎(chǔ)上，又發(fā)展出了CAST法，即循環(huán)式活性污泥技術(shù)。

隨著更為先進(jìn)污水處理技術(shù)，CAST法具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：生物選擇區(qū)的設(shè)置有助于抑制污泥膨脹；高效的同步硝化與反硝化；完善及全面的生物除磷系統(tǒng)；沖擊負(fù)載的作用顯著。

然而，由于此項(xiàng)技術(shù)正處于萌芽階段，在效能表現(xiàn)各個(gè)方面尚不完善，為了成為更深入的分析，得到不斷發(fā)展并改進(jìn)中的運(yùn)作原則的所有方面，是迫切需要解決的問(wèn)題。但作為新興技術(shù)的代表，CAST法無(wú)疑還是有很好的發(fā)展前景的，其根為活性泥法，在可行性或者發(fā)展后勁方面，它是當(dāng)前的領(lǐng)導(dǎo)者。

SBR工藝由按一定時(shí)間順序間歇操作運(yùn)行的反應(yīng)器組成。SBR工藝的一個(gè)完整的操作過(guò)程，亦即每個(gè)間歇反應(yīng)器在處理廢水時(shí)的操作過(guò)程包括如下5個(gè)階段：①進(jìn)水期；②反應(yīng)期；③沉淀期；④排水排泥期；⑤閑置期。SBR的運(yùn)行工況以間歇操作為特征。其中自進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水排泥至閑置期結(jié)束為一個(gè)運(yùn)行周期。在一個(gè)運(yùn)行時(shí)段，在操作狀態(tài)下的反應(yīng)器中容積變化的混合物每個(gè)階段的運(yùn)行時(shí)間，因此可以在特定的廢水流出物的質(zhì)量和操作的靈活性和其它功能性要求的性質(zhì)。

2、生物膜法

生物膜法主要用于從廢水中去除溶解性有機(jī)污染物，主要特點(diǎn)是微生物附著在介質(zhì)“濾料”表面，形成生物膜，污水同生物膜接觸后，溶解的有機(jī)污染物被微生物吸附轉(zhuǎn)化為H2O、CO2、NH3和微生物細(xì)胞物質(zhì)，污水得到凈化，所需氧化一般直接來(lái)自大氣。于小型生活污水處理生物膜水處理系統(tǒng)，采用高負(fù)荷生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤(pán)的，在中國(guó)南方比較適合生物濾池。隨著不斷的改進(jìn)和新型配套技術(shù)的開(kāi)發(fā)，并配合活性污泥法的生物膜處理工序的發(fā)展，近年來(lái)發(fā)展迅速。由于具有效率高，沖擊負(fù)荷性能，低污泥產(chǎn)量，占地面積小，操作管理方便等性能，在一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈的過(guò)程中具有優(yōu)勢(shì)。

3、厭氧生物濾池

厭氧生物濾池是一種內(nèi)部裝有填料作為微生物載體的厭氧生物膜法處理裝置。厭氧微生物附著載體的表面生長(zhǎng)，當(dāng)污水自下而上升式通過(guò)載體所構(gòu)成的固定床層時(shí)，在厭氧微生物作用下，污水中的有機(jī)物得以厭氧分解，并產(chǎn)生沼氣。厭氧生物濾池有多種變型，填料的發(fā)展迅速，其工藝流程為：進(jìn)水→沉淀池→厭氧消化池→厭氧生物濾池→拔風(fēng)管→氧化溝→進(jìn)氣出水井→排水。污水經(jīng)沉淀池預(yù)處理后進(jìn)入?yún)捬跸剡M(jìn)行水解和酸化，可提高污水的可生化性，為后續(xù)處理創(chuàng)造條件。在拔風(fēng)系統(tǒng)作用下，生物濾池處于兼氧狀態(tài)，阻止了污水中甲烷細(xì)菌的產(chǎn)生，使整個(gè)系統(tǒng)仍處于酸性階段，而氧化溝內(nèi)溶解氧一般可穩(wěn)定在1.5～2.8mg/L，污水在此進(jìn)一步好氧處理。該工藝的實(shí)質(zhì)類(lèi)似于A/O法，但兼性厭氧生物濾池使厭氧段得到強(qiáng)化。拔風(fēng)系統(tǒng)是處理過(guò)程的關(guān)鍵。其主要優(yōu)點(diǎn)是不耗能、造價(jià)低、管理簡(jiǎn)單、無(wú)噪聲、無(wú)異味、掛膜快、剩余污泥量少、出水水質(zhì)好、運(yùn)行效果穩(wěn)定。

4、生物接觸的氧化法

生物接觸氧化法與活性污泥法和生物膜不同。這種方法是這兩種方法之外的另一種方式。它具有上述兩種方法的主要優(yōu)點(diǎn)。其原理是在通過(guò)浸漬填料，后設(shè)定流動(dòng)速度，以使得填料的生物膜與生物氧化罐的接觸。通過(guò)污水生物膜充分地接觸可為在微生物生物膜去除有機(jī)污染物，以達(dá)到污水的凈化的作用。生物池使用非常適合微生物，以確保在非常大的，高濃度，活性，沉淀性強(qiáng)，不容易膨脹而產(chǎn)生污泥量少的生物膜。該方法也有很強(qiáng)的凈化性，不僅對(duì)在污水中除去有機(jī)物好，它也可以是有效的脫氧和磷。這種操作方法的關(guān)鍵在于包裝工作。在操作容易堵塞現(xiàn)有的蜂窩塑料管，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，主要應(yīng)用于軟性填料懸掛式或半懸浮球形填料方式。這就有效地防止堵塞現(xiàn)象和更大的接觸面積，在使用中，有處理更多污水的能力。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，城市污水處理效果，不僅對(duì)環(huán)境保護(hù)的周邊城市，而且還關(guān)系到下游的全市人民的健康和經(jīng)濟(jì)發(fā)展。加快城市污水處理，城市污水處理建設(shè)，加快新技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的實(shí)施和城市路線(xiàn)的和諧發(fā)展。它是中國(guó)城市污水處理相關(guān)部門(mén)的首要任務(wù)。

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