淺談城市污水處理技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

摘 要 隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)、人口的不斷發(fā)展，工業(yè)發(fā)展迅速，越來越多的污水排放到河流當(dāng)中，如不妥善處理這些污水，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害，簡(jiǎn)述了城市污水中的污染物種類、污染物來源以及國(guó)內(nèi)外城市污水處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀，總結(jié)了國(guó)外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，介紹了一些常見的污水處理工藝技術(shù)及其處理流程，并對(duì)城市污水處理不同技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)做了展望。

關(guān)鍵詞 污水處理技術(shù) 城市污水 發(fā)展趨勢(shì)

隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，越來越多的污水被排入河流，造成水體污染，危害人類健康，因此污水處理也成了人們?nèi)找骊P(guān)注的話題。工業(yè)廢水、生活污水、徑流污水是城市污水的主要來源。工業(yè)廢水成分復(fù)雜，且有些工廠排放的廢水有毒有害，甚至具有腐蝕性，不經(jīng)處理就排放會(huì)嚴(yán)重破壞環(huán)境，威脅人身健康。生活污水主要包括一些辦公用水、家庭用水等，主要通過地下管道到達(dá)指定位置進(jìn)行處理，由于人們作息差異，具有明顯的周期性變化。城市徑流污水主要是雨雪沖刷建筑物和污染物后所形成的，成分復(fù)雜且有季節(jié)性。城市污水中的污染物主要包含COD、BOD5（100mg/L～500mg/L）以及有機(jī)物（碳水化合物、油脂、蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪質(zhì)等），同時(shí)城市污水中還包含有機(jī)物和無機(jī)物的懸浮物。

一、城市污水處理工藝

對(duì)于城市污水來說所選擇的工藝應(yīng)該是滿足該座城市所需要的、經(jīng)濟(jì)實(shí)力能夠滿足的工藝，根據(jù)水中所含雜質(zhì)選擇主要的處理工藝，保證該工藝的可操作性，滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)還應(yīng)滿足當(dāng)?shù)貙?duì)出水水質(zhì)的要求，因地制宜。

（一）一級(jí)處理工藝

一級(jí)處理工藝也可稱為物理處理工藝，其主要方法有如下幾種：

1.沉淀法。沉淀法是應(yīng)用重力沉降的方法對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化的，由沉淀池和沉砂池組成，該方法的處理成果顯著，方法簡(jiǎn)便。其中沉砂池的主要作用是控制污水流速，沉淀相對(duì)密度較大的無機(jī)顆粒，對(duì)無機(jī)、有機(jī)顆粒分別進(jìn)行處理。沉砂池種類繁多，目前來看平流式沉砂池是處理效果最好的沉砂池，曝氣沉砂池是技術(shù)較為先進(jìn)的沉砂池。一級(jí)處理中，沉淀池的主要作用是減輕負(fù)荷，提高效率，去除可以通過沉淀去除的固體懸浮物。

2.篩濾法。篩濾法主要設(shè)備是格柵、篩網(wǎng)。格柵一般設(shè)置在進(jìn)水口處用來截住比格柵間距大的污染物質(zhì)，以防止設(shè)備、管路等發(fā)生堵塞；篩網(wǎng)是用來截住通過篩網(wǎng)的物質(zhì)，以保障后續(xù)處理的有效進(jìn)行，確保處理效果。

3.預(yù)曝氣法。預(yù)曝氣法是在污水處理之前先對(duì)污水進(jìn)行曝氣處理，一般持續(xù)十到二十分鐘左右，其目的是凝聚顆粒物，使其便于分離，還有氧化還原、吹脫揮發(fā)物的作用，更能提高溶解氧濃度以及污水穩(wěn)定度，降低腐化。

4.上浮法。上浮法在一級(jí)處理中主要是用來去除油類和通過一些措施（投藥、加壓溶氣）上浮到水面上的雜質(zhì)，較大顆粒的油品用隔油池分離，顆粒較小的油品就需要采取措施使其上升以方便去除。隔油池中平流式隔油池應(yīng)用最廣泛，效率高，出油量多。

（二）二級(jí)處理工藝

污水二級(jí)處理是在一級(jí)處理的基礎(chǔ)上，通過曝氣及沉淀去除大量的有機(jī)污染物，進(jìn)一步對(duì)污水進(jìn)行處理與凈化。二級(jí)處理還分為不完全處理（出水BOD60ppm以下，BOD去除率75%）和完全處理（出水BOD20ppm以下，BOD去除率85%～95%）。二級(jí)處理中生物處理技術(shù)應(yīng)用較為普遍。

活性污泥法是經(jīng)過一段長(zhǎng)時(shí)間的曝氣，留下沉淀物并更換水，如此往復(fù)就會(huì)產(chǎn)生活性污泥（黃褐色絮凝體），適用于一些經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r較差、急需解決污水處理問題的城市。改進(jìn)的活性污泥法有A/O工藝、A/A/O工藝、SBR工藝和氧化溝工藝等。

1. A/O（缺氧-好氧）工藝。A/O

（缺氧-好氧）工藝是Anoxic Oxic工藝的簡(jiǎn)稱，工藝中A為用于脫氮除磷的厭氧段，O為去除有機(jī)物的好氧段。該工藝的特點(diǎn)是工藝上處理方法簡(jiǎn)單，使用成本低；硝化效果好，反硝化充分；A段O段互不干擾又相互協(xié)作，促進(jìn)污水處理進(jìn)程。

2. AAO（厭氧-缺氧-好氧）工藝。AAO（厭氧-缺氧-好氧）工藝是Anaerobic-Anoxic-Oxic簡(jiǎn)稱，其工藝流程為污水流經(jīng)厭氧池發(fā)生厭氧反應(yīng)再流入缺氧池進(jìn)行脫氮，脫氮后污水流入好氧池提供氧氣再流入沉淀池進(jìn)行泥水分離，最后出水，其中好氧池中混合液回流至缺氧池，沉淀池中部分污泥回流至厭氧池，部分排出泥餅外運(yùn)。該工藝特點(diǎn)為厭氧、好氧、缺氧交替進(jìn)行，處理效果好，流程簡(jiǎn)單，沉降性能良好，污泥膨脹率基本為零。

3. SBR（序批示活性污泥）工藝。SBR工藝的工藝流程可統(tǒng)分為進(jìn)水階段→反應(yīng)階段→沉淀階段→排水階段→待機(jī)階段，SBR工藝的特點(diǎn)是不需要調(diào)節(jié)池，占地面積小，污泥體積指數(shù)低，易于沉淀，能在一個(gè)曝氣池內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，并且能減少人工操作，基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，方法簡(jiǎn)單，便于操作，成本低，運(yùn)行費(fèi)用少。

二級(jí)處理除以上幾種外還有氧化溝工藝、生物膜法和穩(wěn)定塘等工藝。

（三）三級(jí)處理

經(jīng)過二級(jí)處理后的污水仍含有一些需要更深層次處理的污染物質(zhì)，這個(gè)時(shí)候就需要進(jìn)行三級(jí)處理。

1.MBR（膜生物反應(yīng)器）工藝。MBR（膜生物反應(yīng)器）工藝的工藝流程通常為污水→細(xì)格柵→調(diào)節(jié)池→缺氧池→好氧池→清水箱，同時(shí)MBR（膜生物反應(yīng)器）提供的組合生物處理和膜過濾，可以迅速取代傳統(tǒng)的廢水處理工藝并發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，如可以優(yōu)化污水質(zhì)量并且減少排放量，MBR工藝占地面積小，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

2.人工濕地技術(shù)。近年來，越來越多的人工濕地技術(shù)被應(yīng)用在農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)污水處理廠中，大多數(shù)縣級(jí)及以下污水處理廠采用A/O+人工濕地處理技術(shù)來達(dá)到污水凈化目的。農(nóng)村污水因耕種原因會(huì)含有大量的氮磷元素，人工濕地技術(shù)因地制宜，投入資金少，后期運(yùn)營(yíng)成本低廉，深受鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)政府喜愛。此外處理過程中產(chǎn)生的水依然含有大量養(yǎng)分，可供樹木生長(zhǎng)，回流水還可以重復(fù)利用，灌溉作物。且在北方寒冷的冬季時(shí)該技術(shù)可照常運(yùn)行。

二、城市污水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

目前的污水處理技術(shù)對(duì)于大部分企業(yè)來說足以支持并保證其處理后污水達(dá)標(biāo)排放，但是隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們也越來越重視污水處理，技術(shù)也逐漸完善，所以新型工藝發(fā)展勢(shì)在必行。我國(guó)接下來會(huì)重點(diǎn)發(fā)展一級(jí)處理技術(shù)，降低投資成本，減少運(yùn)營(yíng)維護(hù)方面的花銷，一級(jí)處理技術(shù)目前處理效果不理想，未來會(huì)著重對(duì)一級(jí)處理技術(shù)進(jìn)行技術(shù)更新，隨著人口的不斷增多，新興企業(yè)不斷加入需要污水處理的大軍，成分日漸復(fù)雜，對(duì)技術(shù)要求也更高。

首先在膜技術(shù)上，越來越多的企業(yè)選擇使用膜技術(shù)來處理污水，那么，為了順應(yīng)發(fā)展膜技術(shù)就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)，膜技術(shù)會(huì)發(fā)展成為一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化控制技術(shù)，自主實(shí)現(xiàn)污染雜質(zhì)的分離，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物的附著、沉寂，減少水量的損失。

生物技術(shù)的發(fā)展上，生物處理技術(shù)目前應(yīng)用廣泛，上升空間也很大。在將來我們可以利用免費(fèi)資源光能對(duì)污水進(jìn)行處理，利用光能產(chǎn)生細(xì)菌，該菌種產(chǎn)量高，來源便利，投入少量資金可以生成大量細(xì)菌，有生物特征，可以利用其該種特征對(duì)污水進(jìn)行凈化處理，由于使用生物技術(shù)處理污水的職業(yè)數(shù)量大，使用該種技術(shù)后，可以節(jié)省大筆資金，并且由于光合菌的自身特性，污泥處置環(huán)節(jié)亦可省略，節(jié)省占地面積與處理效率。

組合處理技術(shù)上首先是一級(jí)強(qiáng)化處理技術(shù)與人工濕地相結(jié)合，可以得到良好的成果，增大出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的概率；減少前期投資和后期運(yùn)營(yíng)花銷；在人員方面，該技術(shù)可以減少人員的參與，操作簡(jiǎn)便，如果將來水量激增時(shí)，還可使一級(jí)強(qiáng)化處理技術(shù)與活性污泥技術(shù)相結(jié)合。

其次農(nóng)村經(jīng)濟(jì)逐漸發(fā)展，水量增大，可以考慮使用曝氣生物濾池與模塊化人工濕地組合，BAF（曝氣生物濾池）使用土地面積少，解決能力強(qiáng)，后期運(yùn)營(yíng)維護(hù)方便，適用于農(nóng)村環(huán)境，模塊化形式降低了后期的資金投入，兩者結(jié)合能使處理設(shè)備集中，部分設(shè)備可以設(shè)置于地下，就地取材，節(jié)省成本，減少使用面積，由于農(nóng)村可能缺少技術(shù)人員，該組合可以發(fā)展自動(dòng)無人看管模式。

未來的污水發(fā)展技術(shù)發(fā)展是吸取歷史經(jīng)驗(yàn)而發(fā)展的，未來我們還會(huì)研究出各種模型來處理污水，根據(jù)雜質(zhì)的不同準(zhǔn)確的使用最有效的技術(shù)，對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)做出最完善的改進(jìn)與互相結(jié)合，使用最成熟的技術(shù)；未來的污水技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)一定是適應(yīng)性強(qiáng)的，能適應(yīng)各個(gè)設(shè)備的更新，并能與原有工藝有效結(jié)合。

（作者單位為北煤機(jī)動(dòng)車檢測(cè)有限公司）

[作者簡(jiǎn)介：王澤（1980—），男，遼寧北票人，本科，工程師，研究方向：環(huán)境工程。]