淺談城市污水處理工藝及技術(shù)

林霞 吳燕紅 趙興瑤 王甜

摘 要：隨著我國城市化建設(shè)的快速推進，人口數(shù)量與日俱增，城市水污染問題變得越來越嚴(yán)重。目前為解決我國水污染帶來的問題，國家出臺相關(guān)政策支持，加大對污水處理工藝及技術(shù)的開發(fā)與研究。本文綜述了當(dāng)前城市污水處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀，列舉了幾種常用的污水處理技術(shù)，并對污水處理現(xiàn)存問題進行了探討與分析。

關(guān)鍵詞：城市污水；污水處理；工藝；技術(shù)

水是生命之源，是維持地球生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)。而污水處理的任務(wù)是控制水污染，節(jié)約水資源，目標(biāo)是促使水的社會循環(huán)達到或逐步趨于良性循環(huán)，實現(xiàn)誰的良性社會循環(huán)和水資源的可持續(xù)利用。因此，國家對污水處理工程的研究與開發(fā)的投入力度不斷加大，工程規(guī)模不斷擴大，同時對污水處理工藝及技術(shù)的完善與改良任務(wù)也刻不容緩。

一、城市污水概述

城市污水包括生活污水、工業(yè)廢水、初期雨水等，是一種綜合污水。這類污水的水質(zhì)特點是有機物含量較高，例如：淀粉，蛋白質(zhì)，油脂以及氮和磷等無機物質(zhì)。由于城鎮(zhèn)污水水質(zhì)水量日變化較大，城市污水處理治理工藝應(yīng)該根據(jù)水質(zhì)特點、受納污水水體環(huán)境及當(dāng)?shù)匚鬯幚砼欧艠?biāo)準(zhǔn)和要求確定。

二、城市污水處理主要工藝及技術(shù)

這里的污水處理工藝及技術(shù)是指用一定的物理、化學(xué)和生物的方法處理后，將原水中所的懸浮、溶解雜質(zhì)、有毒物質(zhì)分離或轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，從而達到污水的凈化效果。

1.活性污泥法

活性污泥法是我國城市污水處理的主要工藝類型，占總量的80%，是世界各國應(yīng)用最廣的一種生物處理流程，具有出水效果好、出水水質(zhì)較好等優(yōu)點。其指的是主要利用大量懸浮生長的微生物絮凝體處理廢水的一類好氧生物處理方法，如氧化溝法、AB法、SBR法及SBR改良工藝、A/O法、A/A/O法等。這種技術(shù)將污水與活性污泥在曝氣池混合，通入空氣后進行水力或機械攪拌，并在二沉池中進行沉淀分離。經(jīng)過一段時間后，將二沉池上清液收集至下一處理構(gòu)筑物，部分污泥回流至曝氣池重新利用，其余污泥作為剩余污泥排除系統(tǒng)后經(jīng)過一定濃縮脫水后外運處置。

2.生物膜法

生物膜法是指由微生物群體附著在固體填料和載體表面上，從而形成生物膜，污水與生物膜相接觸而得到凈化的處理方法，與活性污泥法同屬污水的好氧生物處理技術(shù)，主要包括生物濾池法、，生物轉(zhuǎn)盤法，生物接觸氧化法，生物流床法，曝氣生物濾池等。生物濾池在歐美等國已得到大規(guī)模的推廣應(yīng)用。其主要特點有生物相多樣化，在生物膜上出現(xiàn)了細(xì)菌、原生動物外還能出現(xiàn)較少的真菌、藻類、后生動物等；生物量大、處理能力強，生物膜含水量較低，單位體積生物量的處理水量是活性污泥的5-20倍；由于生物膜上生物量較多，食物鏈較長，污泥可在生物作用下降解，從而使剩余污泥量大大減少。

3.厭氧生物處理

廣義上的厭氧生物處理是指在無氧條件下，厭氧或兼性厭氧微生物通過其生命活動轉(zhuǎn)化各種有機或無機物質(zhì)，最后產(chǎn)生甲烷及二氧化碳等具有利用價值的氣體。。厭氧處理工藝處理過程與活性污泥法相似，通過污泥回流使消化池內(nèi)保持足夠的微生物，提高了反應(yīng)器容積負(fù)荷，改善了反應(yīng)器的處理效果。污水厭氧處理的優(yōu)勢在于，動力消耗低，不需要供氧設(shè)備，減少了設(shè)備運行及維修費用，且厭氧處理后產(chǎn)生的清潔能源又能進一步被人類利用。其主要缺點在于處理不夠徹底，原則上仍需要后續(xù)處理才能達標(biāo)排放。厭氧生物處理技術(shù)主要有：厭氧生物膜法、厭氧接觸法、上流式厭氧污泥床（UASB）反應(yīng)器。

4.自然條件下的生物處理法

自然界的土壤和水體中富含大量微生物種群，在一定的條件下能夠構(gòu)成復(fù)雜的生物鏈（網(wǎng)）和天然水體凈化系統(tǒng)。常見的自然生物處理系統(tǒng)有生物穩(wěn)定塘、土地處理和濕地處理等。生態(tài)處理法不僅費用低廉、運行管理簡便，而且污水中難生物降解的有機污染物的去除率能達到較高數(shù)值，有時能達到三級處理效果。利用天然處理實現(xiàn)污水穩(wěn)定、低耗、高標(biāo)準(zhǔn)處理，具有良好的生態(tài)及經(jīng)濟效益。現(xiàn)主要存在處理周期較長，效率較低，受氣候、自然因素影響，且需要占用大量土地面積等問題。

三、城市污水處理工藝流程

現(xiàn)代污水處理技術(shù)，按等級劃分可劃分為：一級處理、二級處理、三級處理。一級處理主要去除原水中30%左右的BOD、COD濃度；二級處理主要去除污水中呈膠體或溶解狀態(tài)的有機物和營養(yǎng)鹽等污染物，去除率達90%；三級處理主要是指二級處理后污水進一步脫氮除磷。整個污水過程可大致描述為：污水通過粗格柵后通過提升泵站提升到細(xì)格柵，用以攔截污水中的懸浮物和漂浮物，初次除砂后，將其送至生物處理構(gòu)筑物（主要指活性污泥法和生物膜法），生物處理后的污水進入到二沉池進行沉淀，二沉池出水經(jīng)過消毒處理后達到排放標(biāo)準(zhǔn)即可排放，而污泥中一部分回流一部分進入污泥濃縮消化池處理。若有還需進一步脫氮除磷，則進行三級處理，三級處理只要有生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂濾法、離子交換法、活性炭吸附法和電滲析法。

四、城市污水處理技術(shù)現(xiàn)存問題

我國目前水污染問題嚴(yán)重，污染水量急劇升高，與當(dāng)前城市快速發(fā)展極不協(xié)調(diào)。絕大部分地區(qū)由于人口數(shù)量較大，人口密集，城市污水處理能力滿足不了實際需求。因此近年來國家頻頻出面進行整治，要求對城市污水進行綜合處理，大力發(fā)展污水處理設(shè)施的建設(shè)。我國污水處理主要有以下兩方面問題亟待解決：第一，污水處理技術(shù)落后，自動化程度較低，能耗高、效率低；第二，運營單位管理與城市規(guī)劃不統(tǒng)一，污水處理廠管理制度不夠完善，污水處理技術(shù)達不到標(biāo)準(zhǔn)，而廠址選擇不合理會導(dǎo)致污水分配不均勻。由于城市污水的成分比較復(fù)雜，不同的城市污水處理工藝應(yīng)根據(jù)水質(zhì)特征確定重點的處理對象，此外還應(yīng)考慮工程造價、施工難度、工藝運行控制難度、氣候自然條件等因素的影響，從而制定該城市最為經(jīng)濟合理的污水處理工藝。

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