淺析城鎮(zhèn)生活污水處理技術(shù)

周遵倫

【摘 ?要】本文根據(jù)城鎮(zhèn)生活污水的特點，介紹了幾種操作簡單、效果較好的水處理技術(shù)，以期待為我國污水處理廠的建設(shè)發(fā)展提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】城鎮(zhèn)生活污水;水處理技術(shù);綜述

引言

隨著我國的社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)污水量大大增加，嚴(yán)重影響了人類的生存和社會的發(fā)展。我國有文字記載的給水處理從明礬凈水開始，而比較完整的現(xiàn)代自來水廠是創(chuàng)建于1882年的上海楊浦水廠。到改革開放的近20年來，我國污水處理事業(yè)取得了迅速的發(fā)展，但仍然滯后于城市發(fā)展的需要。目前我國城鎮(zhèn)污水的處理工藝較多，本文綜述了當(dāng)前我國城市污水處理工藝技術(shù)的研究進(jìn)展，比較各種處理工藝的處理效果，期望為以后的污水處理項目提供參考。

1.我國城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)施的現(xiàn)狀及特點

近年來，國家和地方政府高度重視污水處理的情況，高速推進(jìn)城鎮(zhèn)污水處理事業(yè)的發(fā)展，從工藝類型上看，活性污泥法是我國現(xiàn)有的城鎮(zhèn)污水廠的主要處理工藝類型，占到八成以上;其余的工藝類型包括一級處理、強(qiáng)化一級處理、人工濕地等。常用的污水處理方法包括生物法、化學(xué)法和物理法。其中生物法簡單高效易于操作，同時也能夠?qū)ξ鬯械牡椎然瘜W(xué)元素進(jìn)行快速去除，可以保證污水的處理效果。污水生物處理是利用微生物的生命活動過程對廢水中的污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化作用，從而使廢水得到凈化的處理方法。其主要特征是應(yīng)用微生物特別是細(xì)菌，并在為充分發(fā)揮微生物的作用而專門設(shè)計的生化反應(yīng)器中，將廢水中的污染物轉(zhuǎn)化為微生物細(xì)胞以及簡單的無機(jī)物。

2.我國城鎮(zhèn)污水處理的技術(shù)研究進(jìn)展

2.1活性污泥法

活性污泥法處理系統(tǒng)，實質(zhì)上是自然界水體自凈的人工強(qiáng)化模擬。長期以來，城鎮(zhèn)生活污水多采用活性污泥法，它是世界各國應(yīng)用最廣的一種生物處理流程，具有處理能力高，出水水質(zhì)好的優(yōu)點?；钚晕勰喾ń?jīng)歷了近百年的發(fā)展，已經(jīng)衍生出多種不同的工藝類型，有傳統(tǒng)活性污泥法工藝、完全混合活性污泥法工藝、吸附—再生活性污泥法工藝、吸附生物降解工藝、氧化溝工藝、序批式活性污泥法（SBR）工藝以及SBR工藝的變形工藝（包括ICEAS、CASS、IDEA、DAT-IAT、UNITANK、MSBR等SBR的變形工藝）、多孔懸浮載體活性污泥工藝和膜生物反應(yīng)器工藝等。

但是，活性污泥法在多年的運用與改進(jìn)中仍存在一些問題，如耗能較大，管理復(fù)雜，基建與運行成本較高。在設(shè)備運行過程中，容易發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象，導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備的處理效率降低。

2.2生物膜法

生物膜法是利用微生物群體附著在固體填料表面而形成生物膜來處理廢水的一種方法，是土壤自凈的人工化和強(qiáng)化。生物膜法主要用于從廢水中去除溶解性有機(jī)污染物，主要特點是微生物附著在介質(zhì)“濾料”表面，形成生物膜，污水同生物膜接觸后，溶解的有機(jī)污染物被微生物吸附轉(zhuǎn)化為H2O、CO2、NH3和微生物細(xì)胞物質(zhì)，污水得到凈化，所需氧氣一般直接來自大氣。由于污水中有氮磷等物質(zhì)，通常二級生化處理方法去除的氮磷是有限的。因此，K.Yamamoto首次提出工程采用一體式MBR處理工藝來處理生活污水。一體式MBR又稱為浸沒式MBR（submerged membrane bioreactor，SMBR）。它是將膜組件直接安裝在生物反應(yīng)器內(nèi)，減少了處理系統(tǒng)的占地面積，而且由于用抽吸泵或真空泵抽吸出水，動力消耗費用遠(yuǎn)低于分置式MBR。鄭祥等認(rèn)為脫氮除磷工藝均包含著厭氧、缺氧、好氧3種狀態(tài)的交替，而通過實驗數(shù)據(jù)分析，MBR工藝存在厭氧和好氧的狀態(tài)，使得同步硝化和反硝化過程同時進(jìn)行是可能的。同時，MBR工藝對氨氮和總磷的去除率較高，說明MBR工藝條件下具有同步脫氮除磷的能力。在生物聚磷的同時，硝酸氮被還原成氮氣，這使得聚磷和反硝化脫氮這2個不同的生物過程借助同一種細(xì)菌在同一環(huán)境下完成，實現(xiàn)氮、磷的同步去除。廖志明認(rèn)為兼氧型MBR工藝中存在“氣化除磷”現(xiàn)象，對兼氧MBR工藝處理生活污水磷的去向做出了說明，但目前學(xué)術(shù)界還存在較大爭議。

如今，生物膜法處理技術(shù)在城鎮(zhèn)生活污水深度處理特別是硝化和反硝化研究方面取得了很大進(jìn)展。生物膜法具有處理效率高、耐沖擊負(fù)荷性能好、產(chǎn)泥量低、占地面積少、便于運行管理等優(yōu)點，其缺點為濾料表面積小，BOD容積負(fù)荷小;附著于固體表面的微生物量較難控制，操作伸縮性差;靠自然通風(fēng)供氧，容易產(chǎn)生厭氧;需要較多的填料和支撐結(jié)構(gòu)，基建投資較大?，F(xiàn)今如何克服這些缺點，將成為生物膜法以后發(fā)展的主要方向。

2.3氧化塘

氧化塘又稱為穩(wěn)定塘，是將土地進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜斯ば拚?，建成設(shè)有圍堤和防滲層的污水池塘，依靠塘內(nèi)生長的微生物來處理污水，主要利用菌藻的共同作用處理廢水中的有機(jī)污染物。研究表明，這種組合處理技術(shù)對COD、總氮、氨氮和總磷等各指標(biāo)的平均去除率分別為88%、97%、98%和97%。這種組合處理方式占地面積比較大，適用于有閑置土地的城鎮(zhèn)地區(qū)。該工程投資成本低、維護(hù)簡便、運行穩(wěn)定，適合城鎮(zhèn)污水的集中和分散處理。

2.4人工濕地技術(shù)

人工濕地污水處理技術(shù)主要依照純天然的濕地對污染物的降解作用去進(jìn)行作業(yè)，主要目的就是為了清除水中的雜質(zhì)。它是由濕地中的植物與微生物共同構(gòu)成，由礫石、沙粒、泥土和礦山開采、加工過程中產(chǎn)生的固體廢物等多種介質(zhì)組成的污水處理系統(tǒng)。該技術(shù)類型是采用水體、水生植被以及微生物群體來實現(xiàn)化學(xué)與生物協(xié)同，最終實現(xiàn)生態(tài)處理系統(tǒng)的有效應(yīng)用。袁俊等[8]以粒狀鐵碳材料改進(jìn)人工濕地床層結(jié)構(gòu)，將微電解和人工濕地工藝有機(jī)結(jié)合，設(shè)計出升流式垂直流潛流人工濕地，研究發(fā)現(xiàn)，上升流和復(fù)合流兩種微電解耦合人工濕地系統(tǒng)的啟動時間比普通人工濕地縮短25%以上，系統(tǒng)穩(wěn)定后對污染物的去除效率也明顯高于普通人工濕地。姜廷亮等采用人工快滲與人工濕地相結(jié)合的生態(tài)處理技術(shù)，研究結(jié)果表明，該工藝對COD、NH3-N的平均去除率分別為79%、86%，COD的年削減量為98kg。

人工濕地技術(shù)不但費用低廉、運行管理簡便，而且對難生化降解有機(jī)物、氮磷營養(yǎng)物和細(xì)菌的去除率都高于常規(guī)二級處理，達(dá)到部分三級處理的效果，而其基建費用和處理成本也較二級處理廠和三級處理廠低。此外，在一定條件下，生物穩(wěn)定塘還能作為養(yǎng)殖塘加以利用，污水灌溉則可將廢水和其中的營養(yǎng)物質(zhì)作為水肥資源利用，獲得除害興利、一舉兩得的效果。現(xiàn)如今，我國已經(jīng)在生態(tài)處理法的理論研究與應(yīng)用推廣方面取得了大力發(fā)展。

3.結(jié)語

目前，我國的污水處理技術(shù)已經(jīng)處在一種百花齊放的狀態(tài)，即各種污水處理技術(shù)都得到了一定規(guī)模的發(fā)展與應(yīng)用。綜上所述，城鎮(zhèn)污水的處理工作是具有長遠(yuǎn)意義的，但還需積極探究國內(nèi)外的先進(jìn)城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)，確保污水處理的高效率和高質(zhì)量，為我國的可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]邵青.水處理及循環(huán)再利用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[2]田文龍，劉瑤環(huán).我國污水處理事業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].中國科技信息，2006（3）：110.

[3]王宇.城市污水處理廠工藝類型與優(yōu)化選擇研究[J].河南化工，2010，27（4）：34.

[4]曾洋，朱寶玉.城市生活污水處理工藝綜述[J].環(huán)境與發(fā)展，2019，31（07）：76+78.

[5]鄭祥，魏源送，樊耀波，等.膜生物反應(yīng)器在我國的研究進(jìn)展[J].中國給水排水，2002（2）：106-108.

[6]張志超，黃霞.膜-生物反應(yīng)器強(qiáng)化生物除磷工藝特性研究[D].北京：清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系，2008.