現(xiàn)代城市生活污水處理技術創(chuàng)新研究

陳兵

摘 要：這些年來，我國的城市化建設速度越來越快，城市人口激增，與此同時，城市的污水和垃圾也越來越多。與一些西方國家相比較而言，我國在處理污水方面還存在著諸多問題，處理技術比較落后，以至于每次在處理污水時，都要花費大量的財力、人力、物力，然而結果卻不盡如人意。筆者結合個人實踐，在本文中就如何創(chuàng)新城市生活污水技術，提出了相關的策略，旨在促進人類社會的和諧發(fā)展。

關鍵詞：現(xiàn)代;城市生活;污水處理技術;創(chuàng)新

在人類發(fā)展的歷史進程之中，水扮演著無比重要的角色?？梢哉f，沒有水，就沒有人類，沒有地球如今生機勃勃的景象。由此可見，水是多么的重要。但是隨著社會的不斷發(fā)展，城市建設速度越來越快，城市人口密度逐年增加，重工業(yè)的快速發(fā)展，造成了嚴重的水污染[1]。

1 我國城市生活污水處理的現(xiàn)狀

1.1 污水處理技術缺乏先進性

現(xiàn)在，污水處理廠已經(jīng)遍布全國各地，然而與發(fā)達國家相比較而言，我國的處理技術一直都處于落后的地位。我國的污水處理廠缺乏先進的設施和技術，在處理污水時，會浪費大量的時間和精力，處理質(zhì)量依舊不盡如人意。

1.2 未健全市場化管理機制

很多城市的污水處理建設項目尚未市場化，靠政府主導建設，建設模式存在投資、建設、管理、使用一體化帶來的效率低下、投資規(guī)模大、經(jīng)費超支嚴重問題。有的地方雖然建立了以PPP項目模式的市場化機制，但機制仍不成熟，存在建設運營周期長、投資回報慢、部分社會組織專業(yè)運營能力不足、社會信用體系還不成熟等問題，最后導致設備更新不及時，長期處于落后的狀態(tài)。同時，由于缺乏完善的機制，市場需求又快速擴大，導致污水處理行業(yè)發(fā)展畸形，最常見的就是盲目采用發(fā)達國家的處理工藝，出現(xiàn)“水土不服”的情況，比如亂用MBR膜技術、特殊形式的管式曝氣器、空懸鼓風機等。在引進工藝和設備時，城市會花費大量的資金，一旦設施出現(xiàn)了問題，還需要花費更多的時間和財力去解決，嚴重耽誤了污水處理的進度，也嚴重損耗城市的社會資源[2]。

1.3 缺乏先進的管理技術

我國缺乏先進的管理技術，阻礙了污水廠的健康發(fā)展。一是目前我國的污水處理廠管理大部分停留在自控化管理，即通過簡單的PLC編程實現(xiàn)重復性、單一條件判斷性管理。其方式管理粗放，運行成本高、控制范圍小，隨著環(huán)保要求的不斷提高，該方法控制下，水質(zhì)難以達到新標準要求，不能應對生產(chǎn)的突發(fā)變化，存在環(huán)保風險。在美國、歐洲等發(fā)達地區(qū)，早在20年前已經(jīng)普及使用智能化污水處理管控系統(tǒng)，該系統(tǒng)的功能包括自動挖掘信息、自動感知異常、自動優(yōu)化工藝、自動修復故障等，能實現(xiàn)自動閉環(huán)控制，是一個能夠自主學習、自主控制、精細化管理、控制范圍大的智慧系統(tǒng)，兩者差距明顯。

2 現(xiàn)代城市生活污水處理技術創(chuàng)新研究

2.1 創(chuàng)新工藝技術

我國目前的污水處理技術主要有生物降解法、曝氣生物濾池、膜生物反應器、氧化溝法以及A20法等。2003年7月1日，我國頒布了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002），進一步提高污水處理廠出水水質(zhì)標準。為應對該標準的要求，具備更強脫氮除磷和有機物去除能力的A2/O、氧化溝工藝成為了各污水廠提標改造的首選。但隨著近年來，城市的快速發(fā)展及人們對環(huán)境質(zhì)量需求的日益提高，北京、浙江、四川等地相繼推出了更嚴格的地方標準。此時，單一的依靠A2/O工藝無法達到地方標準要求。進而催生出了第二次新工藝技術的升級、變革。一般來講，提高污水的處理效率的思路主要有兩種，一是提高活性污泥的量，從而提高處理效果[3]。二是提高活性污泥的質(zhì)，及優(yōu)選菌種，由此演變的新型工藝有：

（1）A2/O（氧化溝）+MBR，MBR是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術，早期由加拿大Zenon公司首推。與A2/O工藝搭配后具備明顯優(yōu)勢：①膜的高效分離效果遠好于傳統(tǒng)沉淀池，處理出水極其清澈，懸浮物和濁度接近于零，細菌和病毒被大幅去除。②該工藝可以在高容積負荷、低污泥負荷下運行，剩余污泥產(chǎn)量低，降低了污泥處理費用。③生物反應器內(nèi)能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負荷高，占地面積大大節(jié)省。缺點是：①膜造價高，且需要定期更換，運行維護費用高。②易出現(xiàn)膜污堵，運行管理難度大。③能耗高。④使用環(huán)境有限，宜用于高濃度污水處理廠，不宜用于低濃度污水處理廠。

（2）A2/O（氧化溝）+MBBR，MBBR是一種新型高效的污水處理方法，依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài)，進而形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜，充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性，使之揚長避短，相互補充，從而強化了活性污泥的質(zhì)量和數(shù)量。與A2/O工藝搭配后具備明顯優(yōu)勢：①容積負荷高，不增加用地面積，僅需對現(xiàn)有設施簡單改造，污水處理能力可增加2-3倍，并提高出水水質(zhì)[4]。②耐沖擊性強，性能穩(wěn)定，運行可靠 。沖擊負荷以及溫度變化對流動床工藝的影響要遠遠小于對活性污泥法的影響。當污水成分發(fā)生變化或污水毒性增加時，生物膜對此受力很強。③攪拌和曝氣系統(tǒng)操作方便，維護簡單 。④生物池無堵塞，生物池容積得到充分利用，沒有死角。⑤靈活方便。工藝的靈活性體現(xiàn)在兩個方面。一方面，可以采用各種池型（深淺方圓都可），而不影響工藝的處理效果。另一方面，可以很靈活地選擇不同的填料填充率，達到兼顧高效和遠期擴大處理規(guī)模而無需增大池容的要求。⑥使用壽命長。優(yōu)質(zhì)耐用的生物填料，曝氣系統(tǒng)和出水裝置可以保證整個系統(tǒng)長期使用而不需要更換，折舊率低。

（3）A2/O（氧化溝）+ARES技術，ARES技術以光化（合）微生物為中心，以微量元素+水合電子為輔助，構筑了生物鏈循環(huán)體系;集生物技術、光合作用、能量傳遞、微量元素、水合電子、有機物低能量轉(zhuǎn)化為一體形成組合工藝。A2/O（氧化溝）接入ARES裝置后，能夠?qū)υ到y(tǒng)中的藍藻、光合細菌為主的特定光化微生物賦能，令其在量和質(zhì)上迅速提升，最終形成對原系統(tǒng)生物循環(huán)鏈的橋接，構筑形成穩(wěn)定的含有光化微生物循環(huán)鏈的微生態(tài)體系。新的生物鏈，能增強污水處理系統(tǒng)的生物活性和有機質(zhì)的生物同化程度，形成有機質(zhì)的高還原位，系統(tǒng)生物量可達8000-10000mg/L，使得系統(tǒng)處理能力得到極大的提升，并能大幅削減剩余污泥。在生活污水污泥中培養(yǎng)出中間微生物大量吞噬污水中的絲狀菌等形成脫膜斷裂，易于沉淀和脫水，進而達到提高污水廠中水水質(zhì)，消減污泥水分，消除廠區(qū)臭味的功效。