基于污水處理技術的研究

朱海龍

（惠州市保家環境工程有限公司，廣東 惠州 516000）

1 前言

隨著工業化、城鎮化的加快，城市污水排放量越來越大，如果污水不能得到妥善處理，將嚴重污染環境，影響人居環境質量和城市可持續發展。因此，城市污水處理事業的發展好壞十分重要。對于污水的各種處理技術，按照其方法原理可分為物理方法、化學方法和生物方法三類。

2 污水處理的主要方法

2.1 物理方法

利用物理作用分離去除污水中呈懸浮狀態的污染物質，處理過程中不改變污染物的化學性質。常用的物理方法有格柵、篩網、過濾、沉淀、氣浮和離心分離等。其優點在于工藝簡單，費用低廉，但處理效果較差，一般作為污水的預處理和初級處理。

2.2 化學方法

通過化學反應去除污染物或改變污染物的性質，使之無害化。主要處理方法有中和、化學沉淀、氧化還原、電解、離子交換、化學吸附、電滲析等。化學方法處理效果較好，但運行費用較高，有些化學藥劑具有生物毒性，易造成二次污染。

2.3 生物方法

利用自然界中各種微生物的代謝作用將污水中的有機污染物分解、轉化為無機物，使污水得到凈化。生物處理是目前應用最廣泛且有效的一種方法，分為好氧處理和厭氧處理兩大類，好氧處理又包括活性污泥法和生物膜法，活性污泥法中的微生物無附著載體，呈懸浮狀態，而生物膜法的微生物有固定的附著載體，微生物可以附著在上面形成生物膜。生物處理方法的優點是效果較好，費用低廉，僅相當于化學方法所需費用的l/3～1/2，缺點在于占地面積較大，處理時間長，不能有效處理難降解工業廢水。

3 污水處理存在的主要問題

3.1 二次污染問題

現有的傳統處理方法多為預處理——生物處理——深度處理的三級模式，在分解、轉化廢水中原有污染物的同時，有時會在水體產生新的有毒、有害的中間產物，另外大量生物污泥、化學污泥的處理、處置也是一個棘手問題，處理不當極易對周圍環境造成二次污染。

3.2 難降解工業廢水的有效處理

隨著化學技術（特別是有機合成工業）的飛速發展，各種難降解、有生物毒性的人工合成有機物大量涌現，自然界中的微生物不能有效降解這些有機廢水，導致很多工業廢水（焦化、印染、農藥等廢水）無法達標排放。

3.3 面源污染及由此造成的水體富營養化

農業灌溉、畜禽養殖及城市地表徑流等面源污染由于收集困難、水量巨大，無法使用固定的污水處理構筑物有效處理，大量的氮、磷營養物質流入受納水體，造成水體富營養化。國內太湖、巢湖和滇池因富營養化而頻繁暴發藍藻水華，給當地居民生活、城市旅游和經濟發展帶來嚴重的負面影響。

4 污水處理技術的發展趨勢

為了克服傳統污水處理方法的問題與不足，適應不斷提高的污水處理要求，各種新興的污水處理技術應運而生。

4.1 高級氧化技術

通過使用氧化劑、催化劑、聲、光、電等，在反應中產生活性極強的自由基（主要是·OH），再通過自由基氧化、分解有機物，使廢水中難降解的大分子有機物降解、轉化為低毒或無毒的小分子有機物，甚至直接分解為CO2、H2O等無機物，達到無害化。主要包括光化學催化法、超聲氧化法、電催化氧化法、超臨界氧化法、Fenton試劑法等，具有處理效率高、對有毒污染物破壞徹底等優點，逐漸應用于有毒難降解工業廢水如制藥、精細化工、印染等有機廢水的處理中。高級氧化技術無毒、降解徹底，是典型的綠色水處理技術，以其巨大的潛力及獨特的優勢成為近年來環境學科領域競相研究的熱點，并迅速在水處理中得到推廣應用。

4.2 基因工程

盡管難降解化合物在自然界中可能會經自然形成的微生物群體的協同作用而緩慢降解，但一般需要一個漫長的過程而失去實際意義。針對某些特定的有毒廢水或成分單一的高濃度有機廢水，為了提高污水凈化效率，通過轉基因、質粒育種、固定化微生物等基因工程方法選育出具有較高降解活性的菌種，進行培養后用于廢水處理，可大大提高處理效率和效果。日本將嗜油酸單孢桿菌的耐汞基因轉入腐臭單孢桿菌，該菌株能把汞化物吸收到細胞內，用它處理污水既能解決汞污染問題，又使汞得以回收。美國利用 DNA重組技術把降解芳烴、萜烴、多環芳烴、脂肪烴的4種菌體基因鏈接，轉移到某一菌體中構建出可同時降解4種有機物的“超級細菌”，用之清除石油污染，在數小時內可將水上浮油中的 2/3烴類降解完，而天然菌株需一年之久。通過基因工程構建高效降解污染物的基因工程菌，必將對污水的凈化起到變革性的作用。

4.3 膜分離技術

利用天然或人工膜，以外界能量或化學位差作推動力，對水溶液中雜質進行分離、提純的方法，依據膜孔孔徑可分為微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）和反滲透（RO）等。膜分離技術作為一種新興的水處理技術，對水中雜質攔截效率高，出水水質好，工藝日趨成熟，隨著膜制造成本的逐漸降低和膜污染問題的改善，該技術在污水深度處理和中水回用方面必將得到廣泛應用。

4.4 生態處理與生態修復

運用生態學原理，采用生態工程與環境工程相結合的手段對污水進行治理與水資源利用，主要包括土地處理系統、穩定塘處理系統、人工濕地、活機器、蚯蚓生態濾池等。與傳統環境工程相比，生態工程是一項低能耗、多效益、無二次污染、可持續的工程體系，在治理污染的同時，可以取得生態環境效益、經濟效益和社會效益的統一，尤其適用于面源污染治理和受污染水體的生態修復。

4.5 各種單元技術的優化組合

各種處理技術自身的優勢、不足和污水的水質特點決定了不可能通過單一技術實現對污水的有效治理，由多個處理單元組成的工藝流程是必然選擇。在保證出水水質的前提下盡可能地縮短和簡化工藝流程，克服傳統污水處理工藝流程復雜的弊端，利用最合理的時空安排，通過對多種單元技術的優化組合，實現連續穩定工作的集成技術和一體化裝置，符合污水處理廠的運行要求和污水處理的發展方向，因而也是污水處理技術的重要發展趨勢。

5 結束語

總之，水環境是人類環境的重要組成部分和控制性因素，控制水污染、保護水環境是環境科學的重要任務。隨著環境科學的發展，污水治理技術也在不斷發展，原有的污水處理工藝不斷改進、完善，新的污水處理工藝不斷產生，這些工藝技術的推廣、應用，對于遏制水污染、保護水環境和實現經濟、社會的可持續發展必將發揮重要的現實作用和產生深遠的歷史意義。

1 李成江、李 晶.小城鎮污水處理技術探討[J].中國建設信息（水工業市場），2009.9

2 夏邦天、鄒 斌、趙 罡、周偉華.污水處理技術的方法原理、問題與發展趨勢[J].中國科技信息，2010.5

3 湯 健.鄉村污水處理技術探討[J].安徽建筑，2010.1