污水處理常用方法分析

祁振，王鋒

1.山東省環(huán)科院環(huán)境工程有限公司；2.山東省環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究設(shè)計(jì)院有限公司

隨著我國現(xiàn)代工業(yè)化的蓬勃發(fā)展，水污染問題成為我國主要水環(huán)境。近年來，水資源保護(hù)和水資源開發(fā)利用受到了越來越多的關(guān)注，經(jīng)過大量的科學(xué)研究與證實(shí)，水體污染物不但影響了水生物體，破壞了城市水域自然環(huán)境，也給水域動植物的生長繁衍造成了巨大危害，同時(shí)也嚴(yán)重影響了城市居民的身心健康，成為亟待處理的問題。此外，由于世界范圍內(nèi)人口的持續(xù)增長，也使得水資源產(chǎn)生了緊缺，因此如何集中處理工作生活污水、有效推進(jìn)水資源的循環(huán)使用，已成為重大課題，不論從資源經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境效益或是社會效益來說，日常生活廢水處理都在自然資源的回收使用過程中產(chǎn)生了重大影響。

一、當(dāng)前我國城市污水的主要來源

（一）城市生活垃圾對水源的污染

隨著我國居民的生活水平不斷提升，所產(chǎn)生的生活垃圾和生活污染也與日俱增。生活中的主要污染來源為家中與部門單元內(nèi)的各類公用設(shè)備。因?yàn)閺U水大多是洗滌污水和糞便，從而在廢水水質(zhì)等方面產(chǎn)生了很大的時(shí)間上的差別。當(dāng)前，中國大部分城市還未配有健全的排水管網(wǎng)，往往是將廢水徑直排放于水渠和管網(wǎng)中，從而導(dǎo)致對土壤、水域及大氣環(huán)境造成嚴(yán)重污染，甚至還直接真影響了居民飲用水。

（二）工業(yè)廢水

當(dāng)前，工業(yè)生產(chǎn)污水主要來自企業(yè)在生產(chǎn)制造中形成的流程加水和制冷水，包括機(jī)器設(shè)備、工作場地等在清洗時(shí)所產(chǎn)生的制造業(yè)污水。但由于我國經(jīng)濟(jì)地告訴整張，各地城市化建成的不斷加快，所以都只顧經(jīng)濟(jì)利益而忽視了環(huán)境保護(hù)，同時(shí)，有些污染企業(yè)還是一些造成很大污染的化工企業(yè)，而且這些企業(yè)中還有很大一部分技術(shù)設(shè)備比較落后。雖然這些企業(yè)對地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出了貢獻(xiàn)；但是企業(yè)中產(chǎn)生的污水直接影響著城市居民的飲用水安全和身體健康。

（三）城市徑流產(chǎn)生的污水

在下雨或者下雪時(shí)，雨水（雪水）沖洗建筑體、地板和生活垃圾后產(chǎn)生了污染物。這些生活污染物都具有季節(jié)明顯、成分復(fù)雜的基本特征。而在雨季初期的雨水中所含污染量要大大超過了一般生活污染物的濃度。

二、環(huán)境工程中，城市污水處置的最主要技術(shù)

（一）曝氣生物濾池

這是一項(xiàng)生態(tài)處理技術(shù)，在膜生態(tài)反應(yīng)技術(shù)中較為普遍。其技術(shù)機(jī)理為：以生態(tài)濾池處理設(shè)備作為核心載體，利用適當(dāng)填充物的添加以及人工供氧技術(shù)的實(shí)施，促進(jìn)填料上細(xì)菌的繁殖。在這項(xiàng)生物處理工藝中，處理設(shè)備主要是由生物濾床、布?xì)?、布水和排水設(shè)備等四部分構(gòu)成，總體來說結(jié)構(gòu)較為簡單。由于生物反應(yīng)池內(nèi)污泥含量較高，因此處理設(shè)備布置密集，可以節(jié)約設(shè)備用地面積，從而降低了處理設(shè)備的總反應(yīng)時(shí)間。這一處理設(shè)備的主要好處是，可以在剛啟動時(shí)就對污泥的化學(xué)雜質(zhì)進(jìn)行二次處置，從而促進(jìn)了污水凈化負(fù)荷消耗的下降，減輕了二次污染的產(chǎn)生。

（二）動態(tài)內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器

這些化學(xué)反應(yīng)器使微網(wǎng)物料成為制備的重要工具，從根本上降低了傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)器的生產(chǎn)成本，同時(shí)有效利用了其活性污水原有的過濾特性，可進(jìn)一步過濾污水中的所有污染物，從而推動了水資源循環(huán)再利用目標(biāo)的達(dá)成。由當(dāng)下的使用狀況可以得知，側(cè)向曝氣設(shè)備是污水處理中相當(dāng)重要的一環(huán)，要想有效降低錯(cuò)流過濾速率與低頻流動速度，就必須優(yōu)化與改進(jìn)其內(nèi)循環(huán)設(shè)備結(jié)構(gòu)。以曝氣設(shè)備為核心，使之成為豎向流動性結(jié)構(gòu)，而采用該種方法，不但克服了錯(cuò)流過濾速率降低的問題，而且也可以改善污水處理效率。

（三）活性污泥法

活性污泥法是好氧生物處理法的主要部分，是目前在城市污水處理中使用的最為普遍的技術(shù)之一。利用活性污泥法，可對城市污水中的可溶性有機(jī)質(zhì)進(jìn)行快速去除，并可逐步吸收活性污泥中的懸浮或固體物質(zhì)。在使用時(shí)，還必須人工充氧，以促進(jìn)具有強(qiáng)城市污水處理能力的傳統(tǒng)活性污泥法的培養(yǎng)，并利用傳統(tǒng)活性污泥法吸收、凝聚、氧化等作用，高效處置城市污水中的有機(jī)廢水。在使用活性污泥法時(shí)，還必須著重注意對曝氣池和沉降罐的設(shè)計(jì)，以不斷提高對城市中廢水處理物的處置效能。

（四）MSBR技術(shù)

MSBR技術(shù)是由傳統(tǒng)SBR城市生活污水處理工藝改良后的一項(xiàng)新型工藝技術(shù)，也稱之為改良式序列間歇式反應(yīng)器。此工藝技術(shù)的使用，大大減少了對初沉池和二沉池的設(shè)置，MSBR工藝技術(shù)既具備了傳統(tǒng)活性化污泥法的優(yōu)勢，又具有SBR工藝技術(shù)的優(yōu)勢，除了借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，可以提高城市污水處理的效率，降低投資運(yùn)營成本外，還可以高效消除城市污水中的BOD 5、氮磷氣等化學(xué)污染物。目前，業(yè)界專家與學(xué)者已經(jīng)加強(qiáng)了對技術(shù)智能化的研發(fā)力度，并利用對操作過程最優(yōu)控制技術(shù)的實(shí)行，當(dāng)水質(zhì)條件發(fā)生改變時(shí)，可以利用在線的模糊控制，對其加以控制。要想徹底利用MSBR技術(shù)實(shí)現(xiàn)對城市污水管理，就離不開這樣的一些關(guān)鍵步驟。

1.缺氧攪拌

原水逐漸進(jìn)入序批處理后，與回流水混合，而如果處在低溫自然環(huán)境中，那么反硝化菌就會通過對有機(jī)碳的再利用，促進(jìn)無氧呼吸作用代謝過程的進(jìn)行。在處理初期，表格內(nèi)的混合液懸浮固體含量如果太高，將會使得碳源變成影響反硝化速度的制約條件，而隨著停留時(shí)間的持續(xù)變化，有機(jī)碳含量也會大幅提高，進(jìn)而促進(jìn)反硝化速率的提高。

2.停止進(jìn)水

減少了原水的進(jìn)入，如果將主批處理格中剩余的原水，直接導(dǎo)入到主曝氣格中，也會促進(jìn)主曝氣格中有機(jī)碳的有效降解，從而使得微生物的內(nèi)源呼吸速度持續(xù)下降，而且只要有機(jī)碳繼續(xù)減少，則其內(nèi)源的呼吸作用速率即便在低氧要求下，也可以持續(xù)運(yùn)行。

3.曝氣

曝氣過程可以進(jìn)一步降低水體的有機(jī)碳和氨氮?dú)埩?，并進(jìn)行對混合液中的硫加以吹脫，從而推動了連續(xù)循環(huán)的實(shí)現(xiàn)，促使主曝氣格內(nèi)微生物濃度的提高，進(jìn)一步降低懸浮固體和共混液中懸浮固體的含量，并進(jìn)一步減少廢水排放量，從而帶動了沉淀池整體運(yùn)行效能的提高。

4.靜置沉淀

靜置沉淀可以分開為傳統(tǒng)活性污泥法和細(xì)胞上清液，但隨著沉降的逐步完成，殘留溶解性氧就會促使硝化菌重新硝化殘留的氨，因此只需把混合液的氧減少到規(guī)定數(shù)量，按序批處理后，格里的細(xì)胞上清液的BOD、氨、亞硝酸鹽含量就會不斷減少，給城市廢水處理的高效實(shí)現(xiàn)帶來了方便。

（五）等離子體技術(shù)

對大多數(shù)城市污水處理技術(shù)工藝來說，溫度會對其造成嚴(yán)重的影響，如果氣溫過低，則處理效果會大幅降低，但是等離子技術(shù)不受溫度影響，即使是在寒冷區(qū)域，仍然可以運(yùn)用等離子技術(shù)進(jìn)行城市污水處理。通過相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，水溫在13℃以下，則活性污泥的處理效率就會急劇下降，而水溫在0℃左右時(shí)，活性污泥就不能發(fā)揮其處理效果。但是低溫等離子體不會受到低溫條件影響，即使是在低溫條件下，等離子體技術(shù)仍然能正常工作，全面處理污水，而且即使水溫接近0℃，最終出來的處理效果也能和預(yù)期目標(biāo)達(dá)成一致。除此之外，等離子技術(shù)的氧化能力強(qiáng)，對水質(zhì)也沒有任何要求，只需要對計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)用，就可以一鍵指揮所有污水設(shè)備。目前，等離子體技術(shù)在北方城市中運(yùn)用廣泛，不僅有助于城市污水處理效率的提升，而且也大大縮短了城市污水處理周 期，降低了經(jīng)濟(jì)成本。

（六）對強(qiáng)化一級污水處理技術(shù)進(jìn)行分析

在城市污水處理過程中，強(qiáng)化一級污水處理技術(shù)的應(yīng)用是十分廣泛的，此技術(shù)之所以能夠大范圍的應(yīng)用主要是因?yàn)槠涑杀颈容^低，而且污水處理能力比較高，能夠有效地除去污染負(fù)荷。但最重要的還是此技術(shù)應(yīng)用管理較為靈活，在污水處理過程中不容易發(fā)生安全事故，所以中小城鎮(zhèn)都采用這一技術(shù)來進(jìn)行污水處理。此污水處理技術(shù)可以分為兩種，一種是化學(xué)處理，另一種是生物處理。在處理過程中，需要根據(jù)實(shí)際的情況來選擇合適的處理方法，比如說，若是采用混凝法強(qiáng)化一級污水處理方法來進(jìn)行處理；那么當(dāng)污水中的有機(jī)物濃度比較低的時(shí)候，對此污水進(jìn)行處理并使其達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，所需要的費(fèi)用是原來污水處理技術(shù)成本的70%。再比如說，利用回流一級污泥所具有的絮凝吸附作用來對城市中的生活污水進(jìn)行處理，雖然其處理率比較高，但是此方法容易造成二次污染。所以使用絮凝吸附處理法時(shí)，必須對加污泥產(chǎn)量等問題進(jìn)行解決，同時(shí)還應(yīng)該對絮凝劑進(jìn)行深入研究，提出有效的解決措施，確保此污泥處理方法的應(yīng)用負(fù)面作用可以降至最低,進(jìn)而拓寬其應(yīng)用范圍。

（七）對厭氧污水處理技術(shù)進(jìn)行分析

在城市污水處理技術(shù)中，厭氧處理技術(shù)的作用也是較為頻繁的。此技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于技術(shù)相對來說較為簡單，需要消耗的能源比較少，而且反應(yīng)器的體積比較小，污水處理過程中產(chǎn)出的污泥數(shù)量少，也不需要大量的營養(yǎng)物，但此技術(shù)并不是沒有限制的，傳統(tǒng)的厭氧處理技術(shù)在對污染濃度比較低的污水進(jìn)行處理中也存在問題,針對這一情況，相關(guān)人員對此進(jìn)行了深入研究，改善后的厭氧技術(shù)使得污水處理水平有了顯著提高，其應(yīng)用效果也越來越理想。

（八）對超聲污水處理技術(shù)的分析

在我國國民經(jīng)濟(jì)中，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)所占比重比較大，農(nóng)業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但與此同時(shí)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所使用的農(nóng)藥、化肥等產(chǎn)品也對水資源造成了污染，面對這一水資源污染現(xiàn)狀,經(jīng)過研究后相關(guān)人員提出了超聲污水處理技術(shù)。在對城市污水進(jìn)行處理的過程中，第一道處理工序就是利用超聲污水處理技術(shù)開展的,當(dāng)此處理工序完成之后，膜生物反應(yīng)器中的生物活性會有所增加，但同時(shí)反應(yīng)器的負(fù)荷也隨之增加，這樣的情況為污水處理中的有機(jī)物凈化提供了便利。所以總結(jié)的來說，超聲污水處理技術(shù)的主要功能在于提供生物活性，此污水處理技術(shù)是較為先進(jìn)的新技術(shù)，此技術(shù)的應(yīng)用可以使得污水處理效率得到極大的提升，而且在處理過程中若是加入了光敏半導(dǎo)體材料，那么污水處理效果就相當(dāng)于使用太陽能進(jìn)行污水處理，其作用是十分顯著的。

三、環(huán)境工程中污水處置技術(shù)的選擇使用要點(diǎn)

（一）污水的水質(zhì)

由于污水源頭的不同，水體情況自然存在差異。生活污水水質(zhì)穩(wěn)定，通常以生物處置、酸化、殺菌等為主要的解決方式。而工業(yè)污水水質(zhì)來源多樣化，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況選用最適宜的解決工藝流程。

（二）污水量

如果污染物量和水質(zhì)發(fā)生持續(xù)改變，就必須嚴(yán)格選擇處置工藝技術(shù)，選擇耐沖擊負(fù)荷力量強(qiáng)的工藝技術(shù)，除此之外還可以采取對緩沖設(shè)備的調(diào)整，以降低污染的產(chǎn)生。

（三）建設(shè)及運(yùn)維成本

應(yīng)選用城市工業(yè)廢水處置技術(shù)效果好、經(jīng)濟(jì)成本低的重點(diǎn)工序技術(shù)手段，但同時(shí)還要對城市工業(yè)廢水處理裝置設(shè)施建設(shè)投資和運(yùn)維費(fèi)用等作出全方面考量。所以，在選擇城市污水處理工藝技術(shù)手段的過程中，必須首先分析污泥的可生化性，可生化性如果大于0.3，則生物處置技術(shù)就可成為城市工業(yè)廢水處置的重點(diǎn)工序技術(shù)手段，一般以活性污泥法為主，被生物處置后的污泥水質(zhì)要達(dá)到當(dāng)?shù)匚廴緲?biāo)準(zhǔn)，即可直接實(shí)現(xiàn)生物排放。如果污水的可生化性小于0.3，則需要再進(jìn)一步分析污水中含鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)，如果為含較低鹽分的污水，則可通過對污水生物處置實(shí)現(xiàn)去污，因此以處置效益好、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)勁的城市廢水處理工藝技術(shù)為重點(diǎn)選擇工藝技術(shù)。假如污染物含鹽量較高，則可通過多效蒸發(fā)技術(shù)降低水體的含鹽量，進(jìn)而借助生物工程技術(shù)的有效利用，以提高污染物的合理排放量。

四、從可持續(xù)性思考城鎮(zhèn)污水處理工藝技術(shù)

目前，我國污水處理廠所使用的主要工藝技術(shù)是不是真的可以充分適應(yīng)當(dāng)前的國情，是我們必須思考的一個(gè)問題。這就必須從科學(xué)技術(shù)的前瞻性，以及是不是代表著我國可持續(xù)發(fā)展的必然走向兩方面來思考。

在城市污水處理工作中，非常重要的內(nèi)容就是對水環(huán)境加以保護(hù)，以及對城市人居環(huán)境加以優(yōu)化，而最后所要達(dá)到的目標(biāo)就是提高對自然資源的利用效率。想要實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，首先就是要使居民的水環(huán)境保護(hù)意識提高，人們必須在生產(chǎn)生活用水中對自己提出更嚴(yán)格的要求，對自然資源必須加以維護(hù)，并提倡人們養(yǎng)成節(jié)約用水的良好習(xí)慣。此外，還必須強(qiáng)化對城市廢水處理的管理，對污水處理設(shè)施，必須定期檢查，一旦設(shè)施發(fā)生了問題，就要及時(shí)進(jìn)行維護(hù)和更新。這樣，才能使污水處理設(shè)施得以正常運(yùn)行。此外，人們還必須對污水處理設(shè)施工藝加強(qiáng)科學(xué)管理，如果在污水處理中一旦發(fā)生了問題，就要迅速處理。最后，是針對污泥生產(chǎn)成本進(jìn)行管理，根據(jù)污泥消耗資金的狀況，進(jìn)行成本核算管理。

對可持續(xù)性的全面認(rèn)識，必須參照全球環(huán)境與人類健康發(fā)展理事會在《我們共同努力的未來》的報(bào)道中對可持續(xù)性的界定∶“可持續(xù)性是適應(yīng)當(dāng)代人的需求，而又不影響后代人實(shí)現(xiàn)其要求的能力的發(fā)展。”從技術(shù)層面考察要求評價(jià)污水處理工藝能否遵循可持續(xù)發(fā)展原則，必須從可持續(xù)發(fā)展的公正性原則（能否反映資源和環(huán)境同步發(fā)展）、連續(xù)性（能否實(shí)現(xiàn)資源和環(huán)境的永續(xù)性使用）和共同性原則（能否有助于應(yīng)對國際性問題）等幾個(gè)基本方面進(jìn)行考察。

五、結(jié)語

綜上所說，在環(huán)保工作中的城市污水管理工作是一個(gè)系統(tǒng)性很強(qiáng)的工作。為了確保污水處理工作能夠達(dá)到國家排污標(biāo)準(zhǔn)，就必須科學(xué)合理地選用污水處理技術(shù)工藝。而污水處理工作不但要確保污水處理的有效性，而且必須兼顧污水處理的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境污染程度等各種因素，通過結(jié)合實(shí)際、因地制宜、綜合研究、合理選用，就可以極大地降低污水處理成本，從而有效避免了二次污染的產(chǎn)生。