生態(tài)環(huán)境保護工程中污水處理技術(shù)分析

劉本濤，李曉龍，孟祥永

（臨沂市生態(tài)環(huán)境局費縣分局，山東 臨沂 273400）

引言

由于工業(yè)廢水的過度排放，我國部分地區(qū)的水域環(huán)境已經(jīng)出現(xiàn)了較為嚴重的污染問題，針對此情況，國家及時加大了環(huán)保理念的宣傳力度，在各地興建污水處理廠，并制定了一系列對于污水排放的有關(guān)規(guī)定，全面加強了生態(tài)環(huán)境管理，旨在促進社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。其中，污水處理技術(shù)具有十分關(guān)鍵的作用，能夠有效減少污水中的有害物質(zhì)，降低其對自然生態(tài)系統(tǒng)的影響程度，促進水資源的循環(huán)利用，這對于社會民眾的健康問題也有著極為重要的意義。

1 污水處理技術(shù)的應用原則

污水處理技術(shù)能夠利用科學手段，對污水進行無害化處理，使其對自然環(huán)境的不良影響降到最低，以保證水域環(huán)境的干凈清潔，同時還能夠促進水資源的循環(huán)利用。在應用該技術(shù)的過程中，污水處理人員需要堅持的一定原則以保證污水處理的效益和成果。

1.1 節(jié)約資源

節(jié)約水資源，減少由于污染問題所產(chǎn)生的浪費，是污水處理的主要目的之一，所以在應用相關(guān)技術(shù)時，需要堅持資源節(jié)約的原則，其主要體現(xiàn)在，經(jīng)過無害化處理的水可以進入生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)循環(huán)利用。為了達到水資源循環(huán)利用的目的，需要技術(shù)人員充分了解該項技術(shù)所涉及的生態(tài)系統(tǒng)，明確污水處理標準，使其達到能夠進入對應的生態(tài)系統(tǒng)且不會產(chǎn)生不良影響的效果。從本質(zhì)上講，水資源的循環(huán)利用，依賴于生態(tài)系統(tǒng)對于污染物的降解能力，所以技術(shù)人員需要全面了解當?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，并將其應用于污水處理過程中，只有這樣才能發(fā)揮其應有的作用。

1.2 自然和諧

自然和諧是生態(tài)保護的重要原則，作為環(huán)境保護的重要措施，在污水處理技術(shù)的應用過程中，也必須始終貫徹該原則。所謂自然和諧，就是保證生態(tài)系統(tǒng)中的生物與非生物之間的平衡，如果在某一生態(tài)系統(tǒng)中投入了一種不確定因素，導致其中某個參與者過于強大，則會顯著提升整個生態(tài)環(huán)境發(fā)展趨勢的不確定性，對人類的生存也會產(chǎn)生嚴重影響[1]。因此，在應用污水處理技術(shù)時，工作人員應該詳細調(diào)查當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)中的所有參與者，并采用既能夠快速降解污染物，又能維持現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)平衡的技術(shù)。在污水處理過程中，必須保證對其中的有害物質(zhì)進行處理，為生態(tài)系統(tǒng)的自我修復預留出足夠的緩沖空間與時間，避免由于超出生態(tài)系統(tǒng)的負擔上限，導致自然環(huán)境受到不可逆的破壞。

1.3 整體觀念

生態(tài)系統(tǒng)是一個整體，在進行污水處理時，不能只針對水質(zhì)，而是要從全局角度出發(fā)，充分考慮到處理后的水對于相應生態(tài)系統(tǒng)中所有參與者的影響。所以，在應用污水處理技術(shù)時，技術(shù)人員應該進行嚴格的檢測和詳細的調(diào)查，在確保污水處理工作本身不會對自然環(huán)境造成危害的前提下，才能開始相關(guān)的實驗工作。此外，在實際應用過程中，需要根據(jù)現(xiàn)實情況、待處理污水中的污染物成分以及具體的環(huán)境要求科學制定處理方案。經(jīng)過處理的水，需要按批次、緩慢地向自然界排放，同時要仔細觀察其給生態(tài)系統(tǒng)所帶來的影響，掌握其對于污染物降解的最大速率。

1.4 因地制宜

由于我國幅員遼闊，其中包括了各種各樣的生態(tài)系統(tǒng)，不同地區(qū)的水域中所包含的生物也是各不相同的，所以不同城市的污水需要根據(jù)當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的具體情況，針對性地制定污水處理方案，才能達到最好效果。如果只是簡單地照搬其他地區(qū)的處理方法，就會大幅降低污水處理效果，如果兩個生態(tài)系統(tǒng)的差異較大，甚至會對自然環(huán)境起到相反的效果。同時，每個地區(qū)都有自身的特色，比如地形地貌、民俗習慣等，所以技術(shù)人員在開展工作前，需要做好相應的調(diào)查，以保證污水處理技術(shù)的適用性。

2 現(xiàn)行污水處理技術(shù)分析

自從水污染問題進入大眾視野以來，有關(guān)學者和研究人員堅持科學探究，相繼推出了多種有效的污水處理技術(shù)?，F(xiàn)階段，在我國主要應用生態(tài)污水處理技術(shù)、傳統(tǒng)技術(shù)、環(huán)保處理技術(shù)等進行污水處理。

2.1 生態(tài)污水處理技術(shù)

所謂生態(tài)污水處理技術(shù)，就是著眼于整個生態(tài)系統(tǒng)，利用其自我修復能力，對污水中的有害物質(zhì)進行快速降解，以達到污水無害化處理的目的。技術(shù)人員利用新型生態(tài)技術(shù)，在污水處理過程中建立一套相對完善的生態(tài)系統(tǒng)，通過指定的植物或微生物，將污水中的污染物轉(zhuǎn)化為生物能，進而在該生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)利用。該技術(shù)所選用的植物或微生物，通常是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中較為常見的，而且需要具備容易培育的特性，并基于此條件開展污水處理工作。該技術(shù)具有成本低、收益高且長久有效等優(yōu)勢。相比于傳統(tǒng)處理方法，生態(tài)污水處理技術(shù)不使用任何化學藥劑，因而不會對自然環(huán)境造成二次污染，風險性也更低，能夠最大程度地滿足自然環(huán)境對于污水處理的要求，彌補了傳統(tǒng)技術(shù)的不足。在水污染治理和環(huán)境保護相關(guān)實踐活動中，具有極其關(guān)鍵的實際意義。

2.2 傳統(tǒng)污水處理技術(shù)

目前，由于經(jīng)濟發(fā)展情況的限制，我國很多地區(qū)都還在使用傳統(tǒng)的污水處理技術(shù)。該技術(shù)主要是在水中投放特殊的化學試劑，利用化學反應將污水中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)，最終實現(xiàn)去除污染物的目的。在化學反應過程中，能夠?qū)⑺械挠泻ξ镔|(zhì)轉(zhuǎn)化為低害物質(zhì)，再經(jīng)過后續(xù)一系列的專業(yè)化處理措施，明顯降低其對自然環(huán)境的不良影響。但是在常規(guī)條件下，在利用化學藥劑處理污水時，需要投入較大劑量的化學藥劑，大幅度提升了污水處理的成本，而且隨著待處理污水體量的增加，最終處理效果的可靠性也會逐漸降低[2]。因為傳統(tǒng)技術(shù)大多較為簡單，導致污水處理的效率和質(zhì)量都得不到充分保障，如果在處理過程中，使用的化學藥劑劑量不夠，則達不到處理標準，無法從根本上實現(xiàn)對污水無害化處理的目的。反之，若是化學藥品的投放量過多，又會使經(jīng)過處理的污水中污染物的殘存量過多，直接將其排放入自然界，會對水體環(huán)境有著較高的二次污染風險。由此可見，利用傳統(tǒng)污水處理技術(shù)的關(guān)鍵在于把控待處理污水總量與化學試劑的投入量，要想使該項技術(shù)發(fā)揮最大效果，就要嚴格測量污水中所含有的污染物總量，并計算出所需藥品的準確劑量再加以投放。

由于我國在不斷深入地推進城市化建設(shè)進程，人口也在持續(xù)增長，很多城市中的環(huán)境污染問題逐漸凸顯出來，雖然大部分地區(qū)相繼開始了污水治理工作，但是其實際效果卻并沒有達到預期。從現(xiàn)階段各城市的污水處理效果看，由于該項工作開展的時間較晚，相關(guān)技術(shù)還不夠成熟，而且缺乏先進的管理理念，致使污水處理工作缺少科學指導，所取得的成果也差強人意，其中，污水處理廠選址不夠合理、污水總量的估算不準確等問題一直存在。如果污水處理廠的地理位置靠近居民區(qū)，就會對居民的日常生活產(chǎn)生一定影響，但是如果距離太遠，又會增加污水的運輸成本。另外，很多地區(qū)仍然將以往數(shù)據(jù)作參考對污水量進行估算，由于這些數(shù)據(jù)沒有得到及時更新，降低了統(tǒng)計工作的準確率，進而阻礙了污水處理工作的多元化發(fā)展。另個，在實際污水處理工作中，還存在著少數(shù)城市不重視污水處理相關(guān)工作，所投入的資金數(shù)額不足的問題，這也是影響城市污水處理效果的重要原因之一。

2.3 環(huán)保處理技術(shù)

由于傳統(tǒng)技術(shù)存在資金投入大、效果得不到保證的問題，已經(jīng)無法滿足社會大眾對污水處理的實際要求，所以各種新型技術(shù)應運而生，環(huán)保型處理技術(shù)就是其中的代表。在實際應用中，生態(tài)環(huán)保型污水處理技術(shù)是利用微生物對水中有害物質(zhì)進行降解的新技術(shù)。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，某些細菌或是微生物對于污水中的污染物有著較強的降解能力，技術(shù)人員可以在污水處理時，向水中導入經(jīng)過培育的細菌，通過微生物的新陳代謝，將水中的大部分有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害物質(zhì)。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，該項新技術(shù)成本更低，處理效果更好，而且不會對自然水域環(huán)境造成二次污染。目前，很多國內(nèi)外科學家正在努力通過基因工程制造具有較強降解作用的微生物，以期能夠達到更好的污水處理效果。

環(huán)保型污水處理技術(shù)的典型代表就是活性污泥處理法。現(xiàn)階段，該方法是國內(nèi)應用最廣泛的污水處理技術(shù)之一。由于絕大多數(shù)工廠的廢水排放是無規(guī)律間歇性排放的，所以通常情況下，會選用間歇式活性污泥法，經(jīng)過化糞、酸化、好氧生物、厭氧生物和污泥處置等工藝流程后，可以使水質(zhì)達到正常排放標準，從而最大程度地降低其給自然環(huán)境造成的負面影響，以下為活性污泥處理法的具體操作流程。

2.3.1 污水接納

將待處理的污水引入反應池中，實現(xiàn)污水接納的過程，被稱為進水期。反應器中通常會存有高濃度的活性污泥，以達到污泥回流的效果。因為是間歇性進水，所以在不同運轉(zhuǎn)周期之間需要留有一定的時間間隔。等到反應池中的水位到達處理上限時，要及時關(guān)閉進水閥，并開始后續(xù)操作。

2.3.2 反應階段

完成污水接納操作后，需對污水進行必要的攪拌和曝氣，以排除污水中的雜質(zhì)和污染氣體。在反應進行過程中，由于其中存在大量微生物，所以在反應器中會存在厭氧、缺氧、好氧三種情況交替出現(xiàn)的現(xiàn)象。

2.3.3 污泥沉降

在反應完成后，可以將污水排入沉降池，由于重力作用，污泥會發(fā)生向下沉降的現(xiàn)象，從而實現(xiàn)污染物與上層清液的分離。在此過程中，技術(shù)人員不再需要對污水進行攪拌和曝氣操作，而且污泥的沉降受流速時間因素的影響較小，效率也足夠高。

2.3.4 排放污水

經(jīng)過完整的進水、反應、沉降操作后的污水，已經(jīng)達到自然排放的標準，所以可以將其排放至自然界，實現(xiàn)了水資源的循環(huán)利用。因為沉降在底部的污泥，會有一部分被應用到下一次污水處理中，所以在進行污水排放時，需要保留污泥總量的30%左右，待到所有污水都排放干凈后，才能開始進行下一步驟的操作[2]。

2.3.5 污泥脫水

污水處理人員對留存下來的污泥進行攪拌曝氣操作，使微生物更好地恢復活性，從而達到脫水的目的，以便于下次污水處理時應用。

3 應用污水處理技術(shù)時的注意事項

在實際應用污水處理技術(shù)時，為了保證處理效果，避免對自然環(huán)境造成二次污染，技術(shù)人員還需要注意以下幾點。

3.1 增加格柵

在污水處理系統(tǒng)中，由于涉及到大量的進水、出水操作，必然會多次使用水泵，而污水中的漂浮物和大塊雜質(zhì)，會對水泵葉輪造成危害。技術(shù)人員為了延長水泵葉輪的使用壽命，一般會選擇在污水管道中，或是進水口處，加設(shè)一道格柵，用以阻擋污水中的雜質(zhì)和漂浮物。雖然格柵并不屬于污水處理系統(tǒng)的主體設(shè)備，但其對于水泵的保護作用卻十分關(guān)鍵，直接影響著污水處理效率。通過攔截污水中的漂浮物和雜質(zhì)，能夠有效降低水泵故障的發(fā)生頻率，從而間接減少污水處理成本。然而，為了避免格柵處堆積大量雜質(zhì)，堵塞進水通道，工作人員需要定期對其進行檢修和疏通，以保證其能夠長期處于正常的工作狀態(tài)。

3.2 設(shè)置調(diào)節(jié)池

由于各個工廠的污水排放時間并不統(tǒng)，每次的排放量也不固定，所以在實際工作中，污水處理廠所收集的污水水質(zhì)和體量都不確定，所以無法保證污水處理效果。鑒于這種情況，在實際應用過程中，應在反應池前預先設(shè)置一個調(diào)節(jié)池，用于儲存污水。污水先在調(diào)節(jié)池中靜置，等到污水量和水質(zhì)達到處理標準后，再將其引入反應池進行常規(guī)操作。如此一來，便能夠保證每次污水處理操作都是在污水和操作設(shè)備狀態(tài)良好的情況下進行，進一步為污水處理的效果提供了可靠保障。在日常工作中，由于調(diào)節(jié)池中污水的存放時間不同，有時會在其中停留較長時間，因而在調(diào)節(jié)池底部形成有害雜質(zhì)的沉淀。因此，工作人員應選擇合適的時機，對其底部的沉積物進行清理，以保證調(diào)節(jié)池的正常運行狀態(tài)。

3.3 曝氣池的設(shè)計

曝氣是污水處理中的一項重要操作，能夠有效排除污水中的有害氣體，所以對于污水處理廠而言，曝氣池的設(shè)計工作十分重要。在通常情況下，曝氣池可以從工作原理角度分為機械曝氣和鼓風曝氣兩種，前者主要通過葉片、葉輪等機械設(shè)備，使曝氣池中的廢水和污泥的混合液不斷與空氣接觸；后者則使用鼓風裝置，向曝氣池中持續(xù)輸送空氣，從而達到曝氣操作的目的。

在曝氣池的設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要深刻了解污水處理廠的具體情況，掌握當?shù)丨h(huán)境對于污水處理的實際要求，科學設(shè)置曝氣池中冷凝水的相關(guān)參數(shù)，確保其能夠在固定的時間內(nèi)定時流淌，避免由于冷凝水長時間停留于一處，形成管線內(nèi)部的積水現(xiàn)象，從而影響后續(xù)的污水處理操作。除此之外，設(shè)計人員還要關(guān)注污水處理廠所涉及范圍內(nèi)的污水排放量，掌握污水排放峰值，科學設(shè)計曝氣池的處理速率，在保證能夠高質(zhì)、高效地完成曝氣操作的基礎(chǔ)上，預留出污水排放量增長的空間。

3.4 泵房的建設(shè)

如前文所述，水泵裝置在污水處理過程中發(fā)揮著不可忽視的重要作用，所以泵房的建設(shè)工作，對于污水處理廠來說格外重要。在泵房設(shè)計階段，需要預先調(diào)查指定區(qū)域內(nèi)的污水排放量與排放時間，總結(jié)出大致規(guī)律，然后在此基礎(chǔ)上，科學設(shè)計泵房，使其能夠充分滿足該區(qū)域內(nèi)的污水處理工作，同時預留出污水排放量上漲的緩沖空間，還要兼顧節(jié)約能源。在泵房位置的選擇方面，設(shè)計人員應該綜合考量地理條件因素，兼顧電源規(guī)劃，做出最為合理的安排，同時還需注意預留緊急情況的人員疏散通道。

3.5 統(tǒng)籌規(guī)劃污水處理工作

污水處理站的相關(guān)設(shè)施，在完成施工后，很難再進行修改，重新建造又會浪費資金，所以在開始設(shè)計之前，掌握當?shù)匚鬯欧诺臏蚀_信息至關(guān)重要。工作人員應該對周邊的污水排放源進行深入調(diào)查，了解其中的主要污染物，保證在污水處理裝置的選擇上與實際情況相匹配，并統(tǒng)計污水的常規(guī)排放總量、平均值與峰值，從而更好地保障污水處理系統(tǒng)在常規(guī)情況下的良好運行狀態(tài)。在統(tǒng)籌規(guī)劃污水處理工作時，可以應用信息技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對指定地區(qū)的污水排放進行統(tǒng)計，同時以數(shù)據(jù)的形式進行縱向、橫向?qū)Ρ?，從而更為科學地規(guī)劃污水處理廠的建設(shè)工作。

4 結(jié)語

綜上所述，為了減少工業(yè)廢水對自然環(huán)境的破壞，改善人民群眾的生活環(huán)境，全面開展污水處理工作已經(jīng)勢在必行，只有這樣，才可以在減少污染物排放的同時節(jié)省資源和降低成本[3]。而在生態(tài)環(huán)境保護工程中，如何選擇適宜的技術(shù)手段并進行科學地利用，是有關(guān)人員需要重點思考的問題。截至目前，有關(guān)學者和科研工作人員，從未停止改進和優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)，相信在未來將會有更加高效、清潔的污水處理技術(shù)問世，困擾大眾的水污染問題也終將得到妥善解決。