城市污水處理的常見方法、問題及策略分析

周福蘭

摘? ?要：目前污水處理主要有3個(gè)方法，分別是生物處理、化學(xué)處理、物理處理，最為常見的具體污水處理方法包括篩濾、沉淀等。通過研究城市污水處理的常見方法，加深對(duì)污水處理方式方法的了解，提出了一些城市污水處理中存在的不足，再結(jié)合國外污水處理的先進(jìn)技術(shù)和方法進(jìn)行了分析。與此同時(shí)，通過參考其他專家學(xué)者的意見，提出了科學(xué)的、切實(shí)可行的改善建議。

關(guān)鍵詞：城市污水處理;生物處理;A/O;不足;建議

水是生命的源泉，是人生存生活必不可少的自然資源，但是隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)以及科技的發(fā)展，人口越來越多，對(duì)水資源的需求越來越大，再加上水資源的污染，使得水資源短缺問題越演越烈。根據(jù)《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒（2014）》顯示，2013年度被評(píng)價(jià)的湖泊水質(zhì)中有30%以上處于V類和劣V類，這說明我國湖泊水質(zhì)惡化情況不容樂觀，改善水質(zhì)也是我國目前進(jìn)行環(huán)境保護(hù)較為重要的方面。

我國水體的富營養(yǎng)化面積已經(jīng)達(dá)到了75%，富營養(yǎng)化的海域也達(dá)到了20萬km2，水資源環(huán)境情況較為緊張，水體之所以會(huì)出現(xiàn)污染的情況，人類的活動(dòng)是主要緣由，尤其是生活污水和工業(yè)廢水。本文重點(diǎn)討論的是生活污水，跟工業(yè)廢水有所不同，生活污水是城市居民生活時(shí)產(chǎn)生的污水，因?yàn)槿祟惖幕顒?dòng)范圍廣泛，活動(dòng)類型多樣，所以生活污水的來源非常廣泛，其中，包括洗滌產(chǎn)生的污水以及糞便污染的水，這些污水當(dāng)中，通常含有較多的微量元素，如硫、磷、氮等，除此之外還會(huì)含有較多的致病細(xì)菌。由此可見，城市污水的有效處理是一個(gè)值得關(guān)注的問題，這有利于實(shí)現(xiàn)人類長期的可持續(xù)發(fā)展。

1? ? 污水處理的常見方法

1.1? 物理處理

對(duì)生活污水進(jìn)行物理處理也叫一級(jí)處理，去除的主要目標(biāo)是污水中的塑料、紙張、衣物等較大的懸浮物和漂浮物，主要使用的方法是沉淀和篩濾。污水處理廠為了進(jìn)行物理處理使用的設(shè)備有粗格柵、細(xì)格柵、沉淀池、沉砂池等。一般來說，生活污水經(jīng)過物理處理之后，都可以達(dá)到去除污水中大顆粒不溶物以及有機(jī)污染物，讓污水看起來較為整潔。

污水處理廠中的沉砂池主要是去掉污水中的大顆粒泥沙，這樣不僅可以提升污水的透明度，還能有效減少對(duì)管道和閥門的損傷。從結(jié)構(gòu)及原理的角度而言，對(duì)沉砂池進(jìn)行分類，主要有4個(gè)類型，分別是多爾沉砂池、旋流沉砂池、曝氣沉砂池、平流式沉砂池，其中，曝氣沉砂池能夠有效處理掉粒徑0.55～0.10 mm的砂粒，且處理的效果明顯比旋流沉砂池高，而粒徑大于0.3 mm的則旋流沉砂池的處理效果比曝氣沉砂池更好。二沉池的主要作用是去除活性污泥，較為常見的有兩種沉淀池，分別為輻流式沉淀池和豎流式沉淀池，前者的運(yùn)用范圍比后者更廣，輻流式二沉池有3種出水方式。從污泥沉降效果的角度而言，沉降效果從好到差依次是周中同出式，周出式，中出式。

1.2? 化學(xué)處理

化學(xué)處理生活污水主要是利用化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)來完成的，通過這樣的方式，能夠有效去除污水中的膠體狀和溶解態(tài)的污染物，有些甚至能夠?qū)⑽鬯械挠泻ξ镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。若是想要化學(xué)處理生活污水，通常需要向污水中投放藥物，這種技術(shù)主要包括氧化還原、中和、混凝，如果利用的是化學(xué)的傳質(zhì)作用，則技術(shù)上包括電滲析、反滲透、離子交換、汽提、吸附、萃取等，這種污水處理的方式成本比較高，普及度不廣。

我國規(guī)定，一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)的水總磷需要達(dá)到≤0.5 mg/L的效果，但是有些發(fā)達(dá)國家通過化學(xué)處理的方式，已經(jīng)可以將處理后污水的TP保持在0.2 mg/L以下。但是，這樣數(shù)值情況僅僅依靠生物處理是達(dá)不到的，有相關(guān)的學(xué)者通過PAC、PFS、FeCl3除磷混凝劑的除磷效果進(jìn)行研究，其中，除磷效果最好的是PAC，除此之外其成本也是三者之中最低的，根據(jù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，如果PAC的質(zhì)量濃度為60 mg/L，投加系數(shù)是4.22，那么對(duì)污水進(jìn)行處理之后能夠遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于磷質(zhì)量濃度的要求。

水質(zhì)不同會(huì)導(dǎo)致主要問題不同，若是水中的BOD含量過低，那么生物深度脫氮就不好實(shí)現(xiàn)，處理后的水中TP的含量依舊較高，這就需要進(jìn)一步脫氮。而催化—電化學(xué)脫氮技術(shù)使用的是材料M2+，可以將水中的NO3—N還原為NH3-N，再將還原出來的NH3-N轉(zhuǎn)化為N2。有關(guān)研究證明，該項(xiàng)技術(shù)脫氮效果很好，即使是在低C/N比的狀態(tài)中，深度脫氮的效果也很好。

1.3? 生物處理

1.3.1? CASS工藝

SBR工藝通過發(fā)展之后形成了CASS工藝，這項(xiàng)污水處理工藝的方法是將污水置于同一個(gè)反應(yīng)器中，然后依次進(jìn)行曝氣、沉淀、潷水、閑置。2003年，學(xué)者田立江等研究了這兩種不同工藝的特性，結(jié)果表明，這兩個(gè)工藝的處理過程都有脫氮除磷的效果，但是CASS工藝除磷的先決條件是其已經(jīng)做好前置生物選擇器，所以除磷效果要比SBR工藝好很多。除此之外，在使用CASS工藝時(shí)，沉淀階段不需要停止進(jìn)水，污泥的回流系統(tǒng)也是照常工作，但是SBR工藝做不到。

1.3.2? A/O法

A/O（Anoxic/Oxic）法，也叫厭氧好氧法，使用這種方法對(duì)污水進(jìn)行處理，不僅能夠有效去除污水中的有機(jī)污染物，還能去掉污水中多余的氮、磷。這種方法在厭氧階段時(shí)，主要是脫氮除磷，處于好氧階段時(shí)，主要是去除有機(jī)物。如果污水是有機(jī)物較高的廢水或者降解難度較大的廢水，使用這種方法的時(shí)候需要在好氧階段之前設(shè)置一道水解酸化的過程，這樣能夠提升廢水的可生化性，提升處理質(zhì)量。A/O法的流程很簡單，不需要額外添加碳，不需要設(shè)置曝氣池，所以使用此法所需要建設(shè)的配套設(shè)施比較少，費(fèi)用也較低，整體的運(yùn)行維護(hù)也比較方便?？偟膩碚f，該法不僅節(jié)約成本，而且污水經(jīng)過處理之后也能使水質(zhì)得到較大的提升。

1.3.3? A2/O法

A2/O（Anaerobic-Anoxic-Oxic，A/A/O）法，也叫厭氧—缺氧—好氧法。這項(xiàng)工藝最早由美國的專家學(xué)者在20世紀(jì)70年代提出來，前身是A/O法，在脫氮除磷方面效果非常好，二級(jí)污水處理，三級(jí)污水處理，中水回用等中經(jīng)常會(huì)用到這項(xiàng)工藝。A2/O工藝是在A/O工藝中發(fā)展而來，最大的區(qū)別在于A2/O工藝多加了一個(gè)厭氧池，而二沉池的會(huì)流水和原污水會(huì)聚集在厭氧池中將磷釋放出來，在這個(gè)過程中，有些有機(jī)物也會(huì)被去除。在缺氧池中，通過硝化反應(yīng)能夠?qū)⑽鬯械腘O2-N、NO3-N轉(zhuǎn)化為N2。在好氧池中主要是去除有機(jī)物，再進(jìn)行磷的聚集以及NH3-N的硝化反應(yīng)。3個(gè)不同的階段有著不同的功能，最終實(shí)現(xiàn)去除有機(jī)物、氮和磷的效果。

2? ? 我國城市污水處理工藝中存在的問題

在我國，城市污水的處理開始得比發(fā)達(dá)國家晚，雖然目前的污水處理技術(shù)工藝等差異不大，但是我國在這方面仍舊有較多的問題亟需解決。根據(jù)調(diào)查可知，我國現(xiàn)階段共有4 000多座污水處理廠，平均每個(gè)污水處理廠處理33萬人的污水，但是美國每10 000人就有一個(gè)污水處理廠，而且瑞典則是5 000人一個(gè)污水處理廠，這樣對(duì)比可知，我國污水的處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家。

國內(nèi)外在污水處理的原理上都相同，但是我國的污水處理技術(shù)不夠先進(jìn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家，最主要的原因是有較好的處理工藝卻沒有匹配的設(shè)計(jì)方案和配套設(shè)施，導(dǎo)致設(shè)計(jì)和運(yùn)行之間無法較好銜接。除此之外，污水處理質(zhì)量不統(tǒng)一也是拉低我國污水處理能力的重要因素，污水處理中較為困難的污泥處理工藝比污水處理更加復(fù)雜，而且我國缺乏管理上的經(jīng)驗(yàn)，因此，污泥處理存著較為明顯的技術(shù)難題和經(jīng)濟(jì)難題。此外，污水處理廠的從業(yè)人員流動(dòng)性大，技術(shù)素質(zhì)以及工作能力都不高，也是導(dǎo)致我國污水處理能力較低的原因之一。

3? ? 針對(duì)城市污水處理工藝不足之處的改進(jìn)建議

（1）將發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)、工藝、管理方式引進(jìn)國內(nèi)，對(duì)國內(nèi)的污水處理現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)整。在這個(gè)過程中，要正視我國與發(fā)達(dá)國家之間的差距，虛心請教和學(xué)習(xí)，去除污水處理中落后的、不可取的工藝，使用更加科學(xué)有效的技術(shù)工藝，其中，污泥處理技術(shù)工藝的學(xué)習(xí)是重中之重。

（2）國家以及政府對(duì)污水處理工藝研發(fā)應(yīng)采取支持的態(tài)度，要大力支持和倡導(dǎo)高校進(jìn)行該方面技術(shù)的研發(fā)，提升自身的技術(shù)能力，培養(yǎng)足夠的后備人才。當(dāng)然，處理設(shè)備的研發(fā)也是需要注意的方面，因?yàn)槲鬯幚碓O(shè)備的好壞將直接影響到污水處理水平的高低。

（3）合理增加我國污水處理廠的數(shù)量，根據(jù)有關(guān)資料表明，我國到2020年，會(huì)新增10 000座污水處理廠，到2030年，將增加20 000多座，這必將提升我國污水處理的整體水平。但在建設(shè)污水處理廠時(shí)，需要根據(jù)城市的規(guī)模情況來進(jìn)行，不能統(tǒng)一化和盲目化。

（4）保持良好的污水處理廠環(huán)境。例如不能出現(xiàn)污泥亂堆亂放的情況，做好除臭和隔音工作，為工作人員提供一個(gè)良好的工作環(huán)境，以減少工作人員的流動(dòng)性。除此之外，還需要對(duì)工作人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，提供較好的福利待遇，這些是污水處理廠穩(wěn)定健康運(yùn)行的關(guān)鍵所在。

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