淺談城鎮(zhèn)生活污水處理技術(shù)的探討

肖俊

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展和人們生活水平不斷提高，城鎮(zhèn)生活污水問(wèn)題已成為阻礙社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的重要因素，迫切需求發(fā)展科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、高效的城鎮(zhèn)生活污水處理技術(shù)。 本文對(duì)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施現(xiàn)狀及其處理難點(diǎn)進(jìn)行了，分析了當(dāng)前污水處理技術(shù)特點(diǎn)，并提出了常用城鎮(zhèn)生活污水處理的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：城鎮(zhèn)生活污水；現(xiàn)狀；處理技術(shù)

1、城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施現(xiàn)狀

據(jù)住建部統(tǒng)計(jì)，截至2012年底，全國(guó)設(shè)市城市、縣累計(jì)建成城鎮(zhèn)污水處理廠3340座，污水處理能力約1.42億立方米/日，全國(guó)已有648個(gè)設(shè)市城市建有污水處理廠，占設(shè)市城市總數(shù)的98.5%；累計(jì)建成污水處理廠1947座，污水處理能力約1.22億立方米/日，全國(guó)已有1254個(gè)縣城建有污水處理廠，約占縣城總數(shù)的77.7%，累計(jì)建成污水處理廠1393座，處理能力2421萬(wàn)立方米/日?？梢?jiàn)，雖然城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的建設(shè)已經(jīng)取得很大成就，一部分縣城和大量的中小城鎮(zhèn)沒(méi)有污水處理廠，將來(lái)仍將有大量的城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施需要建設(shè)。

城鎮(zhèn)的人口規(guī)模一般在2000人以上，10萬(wàn)人以下，按此規(guī)模興建的污水處理設(shè)施，既要滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，也要“建的起”和“用的起”，選擇適合的技術(shù)和工藝就非常關(guān)鍵了。很明顯，研究并探討適合城鎮(zhèn)的污水處理技術(shù)具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義。

1.1 發(fā)展不平衡

表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：①東西部地區(qū)污水處理能力相差較大。東部沿海省份經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，污水處理能力比中西部地區(qū)高，如東部地區(qū)的城市和縣級(jí)單位污水處理能力分別比西部高出5%～6%和44%。②大中城市和縣城、小城鎮(zhèn)的污水處理能力也有明顯差別，小城鎮(zhèn)雖沒(méi)有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，但可以推斷要低很多。

1.2 配套污水排水管網(wǎng)建設(shè)拖后腿

隨著我國(guó)污水管網(wǎng)建設(shè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。但是，與污水處理廠的建設(shè)數(shù)量和處理能力相比，其建設(shè)速度相對(duì)滯后。2005～2012年間，城市配套管網(wǎng)建設(shè)的增長(zhǎng)速度均低于污水處理能力的增長(zhǎng)速度，年均相差3～5個(gè)百分點(diǎn)?？h城及建制鎮(zhèn)的管網(wǎng)不配套問(wèn)題更加突出?？傮w來(lái)說(shuō)，配套管網(wǎng)增速落后于污水廠能力建設(shè)增速約26個(gè)百分點(diǎn)，落后的幅度有越來(lái)越大的趨勢(shì)。

1.3污泥處理存在不足

①由于對(duì)污泥利用的認(rèn)識(shí)存在不足，國(guó)內(nèi)污泥處理處置的起步較晚，許多城市沒(méi)有將污泥處置場(chǎng)所納入城市總體規(guī)劃，很多處理廠難以找到合適的污泥處置方法和污泥棄置場(chǎng)所，導(dǎo)致小城鎮(zhèn)的污泥處置即最終出路存在嚴(yán)重問(wèn)題，這將為環(huán)境污染帶來(lái)巨大危害。因此，目前小城鎮(zhèn)的污水處理廠污泥以填埋為主。由于污泥含水率高，影響填埋場(chǎng)的正常作業(yè)，且重金屬和有毒有害有機(jī)物污染地表和地下水系統(tǒng)。②重水輕泥現(xiàn)象普遍。我國(guó)污泥處理起步較晚，且早期建設(shè)的污水處理廠普遍存在“重水輕泥”現(xiàn)象。目前，我國(guó)運(yùn)行的污水處理廠已達(dá)到3300多座，設(shè)計(jì)處理生活污水能力達(dá)到1.42億噸/日。產(chǎn)生含水率80%的污泥2000多萬(wàn)噸/日，但只有10%左右通過(guò)堆肥技術(shù)處理后回用到土地。另外有20%采用衛(wèi)生填埋，還有少量采用焚燒、建材利用等方式進(jìn)行處置。其余的70%都只是隨意外運(yùn)、簡(jiǎn)單填埋或者堆放，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，且抵消了部分污染減排成果。污泥處理處置能力不足、污泥處理處置設(shè)施建設(shè)和運(yùn)行資金投入不足、責(zé)任主體不明、監(jiān)管缺位等原因都對(duì)污水處理廠污泥的處理處置造成了直接影響。

1.4 污水處理再生利用不夠

我國(guó)水資源短缺，且分布嚴(yán)重不均，進(jìn)一步加劇了不少地區(qū)的水資源短缺程度。目前，正常年份全國(guó)每年缺水量400億立方米，有400余座城市供水不足，嚴(yán)重缺水的城市有110座，近2/3的城市存在不同程度的缺水。但是，污水再生利用情況與水資源短缺的現(xiàn)狀并不匹配。截至2010年底，我國(guó)形成的污水再生利用生產(chǎn)能力1082.1萬(wàn)噸/日，實(shí)際再生利用總量923萬(wàn)噸/日，不到全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理總量的10%，污水再生利用空間仍然很大。

2、城鎮(zhèn)生活污水及其處理難點(diǎn)

城鎮(zhèn)生活污水是指人類(lèi)因維持日常生活水平而排放的污水，來(lái)源包括廚房污水、洗浴污水、化糞池污水、洗滌污水等。目前城鎮(zhèn)生活污水處理難點(diǎn)主要在于是：1）生活污水成分日益復(fù)雜，污染評(píng)價(jià)難度大，而且污染負(fù)荷隨晝夜、季節(jié)發(fā)生變化，這些都對(duì)正確選擇處理方法、合理設(shè)計(jì)處理工藝、準(zhǔn)確估計(jì)處理效果以及正常維護(hù)處理設(shè)施產(chǎn)生很大影響；2）隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，污水水質(zhì)也愈來(lái)愈復(fù)雜，傳統(tǒng)的處理工藝在用地、運(yùn)行費(fèi)用、投資、人員專(zhuān)業(yè)知識(shí)等方面受到當(dāng)?shù)乜陀^條件現(xiàn)在，而一些新興的處理工藝大多建立在實(shí)驗(yàn)室或中試結(jié)果基礎(chǔ)上，實(shí)際應(yīng)用效果受當(dāng)?shù)刈匀慌c生態(tài)環(huán)境影響很大；3）考慮當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等制約因素和地方保護(hù)主義等抵制因素，城鎮(zhèn)生活污水實(shí)際處理不一定能采用最佳的處理技術(shù)和工藝。污水處理是資金密集型工程，不僅需要投巨資建設(shè)污水處理廠和相應(yīng)的污水收集管網(wǎng)，而且污水處理廠的日常運(yùn)行費(fèi)用也非常高昂。此外，小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平偏低，對(duì)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員的吸引力有限，也會(huì)影響污水處理廠的管理和維護(hù)工作。因此，目前絕大多數(shù)小城鎮(zhèn)不具備建設(shè)和運(yùn)行污水處理廠的經(jīng)濟(jì)承受能力。

3、城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的技術(shù)選擇

3.1 確定污水處理規(guī)模

污水處理規(guī)模與城鎮(zhèn)人口、社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平、排水體制、工業(yè)廢水量、規(guī)劃年限、進(jìn)水水質(zhì)、出水水質(zhì)、污水排放與再生利用、污泥的綜合利用等因素有關(guān)，在確定污水處理規(guī)模時(shí)要進(jìn)行全面詳細(xì)的調(diào)研，要將實(shí)際情況調(diào)查清楚，不留盲點(diǎn)。

3.2 考慮污水管網(wǎng)

前面已經(jīng)討論了一些地方污水管網(wǎng)不配套的問(wèn)題，要讓污水處理設(shè)施真正發(fā)揮實(shí)效，就必須充分考慮管網(wǎng)的建設(shè)。對(duì)于已建污水處理廠，通過(guò)完善管網(wǎng)，解決污水管網(wǎng)與污水處理廠處理能力不匹配的問(wèn)題，提高污水處理率和污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷。對(duì)于在建和新建的污水處理廠，要充分做好污水管網(wǎng)布設(shè)與污水處理廠建設(shè)規(guī)模配套的評(píng)估工作，使污水處理廠的環(huán)境效益最大化。

3.3 污水處理的工藝選擇原則

城鎮(zhèn)污水處理工藝選擇，是根據(jù)城鎮(zhèn)水環(huán)境質(zhì)量要求、來(lái)水水質(zhì)情況、可供利用的技術(shù)發(fā)展?fàn)顟B(tài)、城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)狀況和城鎮(zhèn)管理運(yùn)行要求等諸多方面的因素綜合確立的。在已建設(shè)運(yùn)營(yíng)的城鎮(zhèn)污水處理廠中，一級(jí)處理、二級(jí)處理和深度處理都占有一定的比例。鑒于我國(guó)目前面臨的水環(huán)境污染嚴(yán)重的現(xiàn)實(shí)，以及水環(huán)境污染以有機(jī)型污染為主的特點(diǎn)。今年來(lái)在建和建成投產(chǎn)的城鎮(zhèn)污水處理廠中，二級(jí)和二級(jí)以上的處理廠占絕大多數(shù)，因此城鎮(zhèn)污水處理工藝的選擇，重點(diǎn)是二級(jí)生物處理工藝的選擇。

3.4加大再生水回用力度

在缺水少水的地區(qū)，應(yīng)大力發(fā)展再生水回用技術(shù)，將再生水利用至工業(yè)、市政、景觀等領(lǐng)域。采用分散與集中相結(jié)合的方式，建設(shè)污水處理廠再生水處理站和加壓泵站。在具備條件的機(jī)關(guān)、學(xué)校、住宅小區(qū)新建再生水回用系統(tǒng)。加快建設(shè)尾水再生利用系統(tǒng)，鼓勵(lì)回用于工業(yè)生產(chǎn)和市政用水等。到2015年，確保城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施再生水利用率達(dá)到15%以上。

4、常用城鎮(zhèn)生活污水處理的對(duì)策

雖然我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理事業(yè)發(fā)展很快，但是許多中小城鎮(zhèn)還沒(méi)有污水處理設(shè)施，污水處理設(shè)施的建設(shè)還有很長(zhǎng)的路要走。城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的建設(shè)要考慮到當(dāng)?shù)氐淖匀缓徒?jīng)濟(jì)條件，還要結(jié)合污水處理設(shè)施的技術(shù)特點(diǎn)。

4.1氧化溝法

工藝流程是：進(jìn)水→格柵→氧化溝→二沉池→消毒池→出水。污水在氧化溝中與活性污泥接觸，并在轉(zhuǎn)刷處曝氣，在環(huán)形溝內(nèi)完成生化反應(yīng)和污水的凈化。氧化溝法有Carrousel溝、三溝式、一體化式、Orbal溝等多種形式。優(yōu)點(diǎn)是：工藝簡(jiǎn)單，可省去調(diào)節(jié)池、初沉池和污泥消化池；管理方便；處理效果好；抗沖擊能力強(qiáng)；運(yùn)行費(fèi)用低；但存在污泥上浮，流速不均及污泥沉積等問(wèn)題。一般用于大中規(guī)模的污水處理。

4.2活性污泥法

工藝流程是：進(jìn)水→格柵→初沉池→曝氣池→二沉池→出水。其原理是是在人工充氧條件下，對(duì)污水和各種微生物群體進(jìn)行連續(xù)混合培養(yǎng)，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有機(jī)污染物。然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統(tǒng)。優(yōu)點(diǎn)是：優(yōu)點(diǎn)是出水效果好，BOD去除率可達(dá)90%以上，運(yùn)行穩(wěn)定。但一般曝氣池體積大占地面積大，基建費(fèi)用高，對(duì)水質(zhì)、水量適應(yīng)性較低，運(yùn)行容易 水質(zhì)、水量變化的影響。

4.3生物接觸氧化法

工藝流程是：進(jìn)水→調(diào)節(jié)池→接觸氧化池→二沉池→出水。其原理是在生物反應(yīng)池內(nèi)充填填料，已經(jīng)充氧的污水浸沒(méi)全部填料，并以一定的流速流經(jīng)填料。在填料上布滿(mǎn)生物膜，污水與生物膜廣泛接觸，在生物膜上微生物的新陳代謝的作用下，污水中有機(jī)污染物得到去除，污水得到凈化。工藝優(yōu)點(diǎn)是池內(nèi)充氧條件好，容積負(fù)荷率高；采用高效懸掛填料時(shí)不容易堵塞；不需要污泥回流系統(tǒng)，沒(méi)有污泥膨脹問(wèn)題；運(yùn)行管理簡(jiǎn)單；抗沖擊能力強(qiáng)；有節(jié)能效果，是應(yīng)用廣泛的污水處理技術(shù)。不足之處曝氣難以做到分布均勻。填料上生物膜實(shí)際數(shù)量隨BOD負(fù)荷而變。BOD負(fù)荷高，則生物膜數(shù)量多；反之亦然；生物膜量隨負(fù)荷增加而增加，負(fù)荷過(guò)高，則生物膜過(guò)厚，在某些填料中易于堵塞；填料選用不當(dāng)，會(huì)嚴(yán)重影響接觸氧化法工藝的正常使用。一般多用于中小規(guī)模的污水處理站[5]。

4.4 SBR法

工藝流程是：進(jìn)水→混合→曝氣→沉淀→排水。主要工藝設(shè)備是SBR反應(yīng)池，在池中完成進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水、閑置五個(gè)交替進(jìn)行的周期。優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單；處理效果好，能除氮磷；沒(méi)有污泥膨脹；有抗沖擊能力；占地少。缺點(diǎn)是自動(dòng)化設(shè)備要求高，投資較大。SBR法適合中小規(guī)模污水處理以及土地緊張，但經(jīng)濟(jì)條件較好的地區(qū)。SBR法已發(fā)展出了各種新的形式，如ICEAS法、CASS法、DAT-IAT法、CAST法等。

4.5 AB法

工藝流程是：進(jìn)水→格柵→沉沙池→A段曝氣池→中沉池→B段曝氣池→二沉池→出水。AB法不設(shè)初沉池，A段為高負(fù)荷，B段是低負(fù)荷，兩段污泥分別回流，充分利用了污水管道中的微生物，為不同時(shí)期的微生物種群創(chuàng)造良好的生長(zhǎng)環(huán)境。優(yōu)點(diǎn)是抗沖擊能力強(qiáng)；處理效果穩(wěn)定，可去除氮磷。不足之處是需要兩次出泥，增加了回流系統(tǒng)；另外A段去除較多BOD時(shí)，可能造成后面碳源不足，影響脫氮。一般用于大中規(guī)模的污水處理。

4.6 再生水回用系統(tǒng)

再生水即“中水”，其主要是指城市污水或生活污水經(jīng)處理后達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水。它可以用于一些水質(zhì)要求不高的場(chǎng)合，如沖洗廁所、沖洗汽車(chē)、噴灑道路、綠化等。利用污水處理廠二級(jí)生物處理出水作為中水水源時(shí)，處理目的主要是去除水中殘留的懸浮物，降低水的濁度和色度，應(yīng)選用物理化學(xué)處理（或三級(jí)處理），工藝流程如下：二級(jí)出水→調(diào)節(jié)池→化學(xué)處理→過(guò)濾→消毒→中水。除了上訴方法以外，根據(jù)國(guó)內(nèi)外水處理技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，還有一些典型的中水處理工藝流程。處理方法主要有混凝沉淀或氣浮、化學(xué)氧化法二氧化氯、臭氧、次氯酸鈉、氯、碘化鉀）、活性炭吸附法、膜處理法等，隨著水處理機(jī)理研究的不斷深入，新的處理方法、新的構(gòu)筑物、新的處理裝置和新的工藝流程會(huì)不斷出現(xiàn)。

1、BAF法：也叫曝氣生物濾池法，該流程集生物氧化和截留懸浮固體物于一體，能同時(shí)達(dá)到去除SS、COD、BOD和硝化、脫氮脫磷功效。優(yōu)點(diǎn)是所需基建投資少，運(yùn)行耗能低，出水水質(zhì)好，不足是維護(hù)起來(lái)比較復(fù)雜。

2、分子生物技術(shù)：隨著分子生物技術(shù)的發(fā)展和活性污泥微生物基因庫(kù)的建立，極大提高了污水處理效果。未來(lái)分子生物技術(shù)在城鎮(zhèn)生活污水處理領(lǐng)域應(yīng)用十分樂(lè)觀。

3、MBR法：即膜-生物反應(yīng)器工藝，是目前被業(yè)內(nèi)最看好的新興污水處理技術(shù)之一。它有機(jī)結(jié)合了生物技術(shù)和膜分離技術(shù)，具有生化處理效率高、抗負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、處理的水質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，而且工藝占地面積小，還能夠?qū)崿F(xiàn)處理自動(dòng)控制。

4、人工濕地：通過(guò)構(gòu)建人工濕地系統(tǒng)，在濕地植物、基質(zhì)和微生物共同作用，經(jīng)過(guò)多層過(guò)濾，降解污染，凈化水質(zhì)。具有投資少、工藝簡(jiǎn)單、能耗低、維護(hù)管理方便等優(yōu)點(diǎn)。

5、結(jié)束語(yǔ)

隨著城市現(xiàn)代化不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)生活污水排放量逐年增長(zhǎng)，污水成分日趨復(fù)雜，我們應(yīng)根據(jù)水污染現(xiàn)狀采取針對(duì)性處理技術(shù)和措施，提高城市用水利用率。中國(guó)城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)尚處于發(fā)展階段，面對(duì)水資源短缺，水污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀，城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)的發(fā)展還有很長(zhǎng)的路要走。目前來(lái)看，城鎮(zhèn)污水回用利用再生水是解決水資源不足水和水污染嚴(yán)重的一個(gè)非常有效的途徑。我國(guó)今后的發(fā)展中應(yīng)大力推廣污水回用技術(shù)，切實(shí)利用好和保護(hù)好水資源，保證我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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