城市生活污水處理技術及發展趨勢探索

朱 健

（上海市凈化技術裝備成套有限公司，上海 200120）

面對日益增多的生活污水量，若不能進行有效處理，不僅會導致水資源面臨嚴重污染，還會使生態環境日益惡化，影響人們的身心健康。為了改變現狀，相關企業和部門需合理應用污水處理技術，有效處理污水，使其達標排放，這樣不僅避免了水資源的污染，還提高了城市的形象以及城市居民的幸福指數。

1 城市生活污水處理現狀

1.1 污水處理技術有待提高

雖然許多城市擁有數量較多的污水處理廠，但與發達國家相比，大部分處理廠缺少先進的污水處理設施，污水處理技術和工藝比較落后，導致污水處理時間較長，而且無法保證處理后的污水達到指定標準。

1.2 缺乏健全的市場化管理機制

盡管各大城市對污水處理予以高度重視，但許多污水處理項目并未實現市場化，依然由政府負責。政府在進行項目建設時，由于管理模式比較落后，導致經常面臨投資數額較高、資金嚴重超標的問題。部分地區積極采用PPP項目模式，但卻并未收到預期的效果。在這一模式下，與之相關的機制還有待進一步完善。

1.3 管理體系不健全

許多污水廠缺乏先進的管理理念和管理技術，導致其管理模式比較粗放，污水處理的成本較高。在污水廠中，常用的管理方式是自控化管理，其主要采用PLC技術（可編程邏輯控制器）對項目進行管理，該管理模式具有一定的重復性和單一性，管理范圍有限，很難保證處理后的污水水質達到新標準。而在美國等發達國家，智能化污水處理管理與控制系統已得到大范圍的推廣與使用。這一系統包括很多功能，可以完全實現自動化閉環控制。因此，我國污水處理廠要積極學習發達國家的先進經驗，優化現有的管理體系。

2 常用的城市生活污水處理方法

2.1 膜分離法

在膜分離法中，使用具有特殊性質和功能的薄膜對液體中的部分成分進行處理，使之與液體分離。膜分離技術的類型比較多，如滲析、電滲析、反滲透、超濾等。膜分離技術的發展速度比較快，可取得良好的污水處理效果。且膜分離技術具有一定的節能性，可確保能量得到高效轉化。通常，需在常溫條件下進行膜分離操作。該方法由于所涉及的裝置比較簡單，操作較為方便，而且操作過程可得到有效的控制，因此，用于污水處理能進一步提高處理效率。然而，膜分離技術也有其自身的缺點，比如，其先進程度還有待進一步提升。而且，膜分離技術對預處理要求比較高，在處理過程中所使用的薄膜可能會面臨污染和損壞，導致這一技術在污水處理中尚無法得到進一步推廣[1]。

2.2 活性污泥法

在進行污水處理時，可采用活性污泥法。該方法是一種典型的好氧生物處理法，于1914年誕生于英國。目前，活性污泥法及其相應工藝在處理污水方面具有廣泛的應用空間，可處理污水中的部分有機物，并利用活性污泥及時吸附水中的固體，以保證水中的有害物質得到去除。將污水與活性污泥相結合進行攪拌，然后開展曝氣操作，可確保水中的有機污染物得到進一步分解。另外，技術人員在使用這一方法時，要通過不間斷通入空氣的方式對污水進行處理，以確保好氧性微生物迅速繁殖，從而利用這些微生物群處理污水中的有機物。傳統的活性污泥法法通常要消耗較大的能量，而且運行成本比較高，涉及到一系列復雜的流程，會進一步增加管理難度。而且，該方法在處理污水時會產生許多污泥，技術人員需對這一部分污泥進行另外處理，避免其對環境造成危害。活性污泥技術的發展時間比較長，與之相關的衍生工藝較多，除了傳統的處理方法之外，還包括完全混合活性污泥法、吸附與再生活性污泥法等，SBR工藝（序批式活性污泥法）以及與之相關的變形工藝。

2.3 生物膜法

生物膜法是另一種污水好氧生物處理技術，其主要利用生物濾池、生物轉盤、生物流化床等設備對污水進行處理。為了進一步發揮生物膜法的作用，要保證氧氣供應充足，并發揮出好氧菌、厭氧菌、真菌等一系列高度密集的微生物所構成的生態系統功能。技術人員要在專門用于處理污水的構筑物中設置微生物生長聚集載體，也可稱之為填料，然后，在氧氣充足的條件下，將微生物匯集于填料表面，形成一層生物膜。此時，通過微生物對水中的有機物進行相應的處理，可使污水的水質得到進一步改善，同時，生物膜的厚度也會不斷增加。生物膜不會一直存在，而是會逐漸脫落，然后在填料表面形成新的生物膜，以循環往復的方式對污水進行處理。隨著時間的不斷推移，與生物膜法相關的工藝和設備技術水平日益提升。與傳統的生物濾池相比，新型生物膜處理法不會輕易受到溫度的影響，而且使用的是質量比較輕便的填料，設備的處理能力比較強，不會產生較多的污泥，方便人們進行管理。但這一方法也存在一些缺點。比如，需耗費大量的填料，投資成本比較高。經過這一方法處理后的污水內部經常存在較大的生物膜片，間或摻雜細小、瑣碎的碎片，整體水質比較渾濁[2]。

3 城市生活污水處理技術的創新措施

3.1 創新污水處理工藝技術

近些年，我國對城市污水處理的排放標準提出了比較嚴格的要求，這意味著需對原有的污水處理技術進行改進與創新，才能保證最終的處理結果達標。因此，業內人士研究出更加先進的A2/O工藝，即厭氧-缺氧-好氧法生物脫氮除磷工藝。此外，人們對環境的要求越來越高，部分省市提出了更為嚴格的標準。若只采用A2/O工藝則無法保證污水達到部分地方的處理標準，因此，需對處理工藝進行再度升級和創新。常見的處理思路有兩種，第一，增加活性污泥的使用量，保證污水得到更加高效的處理。第二，保證活性污泥的質量符合要求，對菌種進行集中篩選，優中選優。在這兩種思路的影響下，又衍生了新的工藝。

3.1.1 A2O+MBR

MBR是一種嶄新的污水處理技術，可稱為膜生物反應器。將該項技術與A2O工藝相結合，可達到事半功倍的處理效果。第一，保證出水水質穩定，質量高。該項技術所具備的分離效果遠高于傳統沉淀池，對水進行處理后，水中的懸浮物和濁度幾乎不可見，水具有極高的清澈度，而且水中的大多數細菌和病毒已被去除，其整體出水水質高于建設部頒發的《生活雜用水水質標準》（CJ-25.1-89）[3]。第二，不會產生較多污泥，避免技術人員花費大量的時間和資金對污泥進行處理。第三，相關處理裝置不會占據較大面積，對環境的適應能力比較強，操作比較簡單，可在任何場合使用這一技術。第四，可有效處理極難去除的有機物和氨氮物質。第五，運行管理比較便捷，可通過微機進行自動化控制。第六，可通過這一技術實現對傳統處理工藝的改造。然而，該項技術也存在一定的缺點，比如，膜的成本比較高，極容易出現膜污染，而且會耗費較多的能量。

3.1.2 A2O+MBBR

MBBR又可稱為移動床生物膜反應器。該項技術具有一定的創新性，克服了傳統固定床反應器、流化床反應器和淹沒式生物濾池等設備的某些缺點，但又具備傳統生物膜法中的部分特點。利用MBBR生物膜不僅能夠促進微生物迅速繁殖，還能對污水中的有機污染物進行有效降解。該項工藝操作比較方便，擁有極高的有機物去除效率，同時，還能對磷和氮進行高效處理。將MBBR與A2/O相結合，可進一步提高污水處理水平，改善水質。其可采用多種池型，且不會影響最終的處理效果。此外，MBBR的生物填料具有一定的耐用性，而且質量較高，整個系統也比較耐用，可長期使用[4]。

3.1.3 A2O+ARES

ARES生態能污水處理系統是一種新型技術組合體系，該項技術通過合理運用生物酶誘導、微量元素等內容的平衡優勢，確保微生態環境中的微生物具有良好的工作環境，滿足其分解、合成需求。將ARES與A2O相結合，可確保系統中的特定光化微生物獲得充足能量，從而加速微生物的繁殖。微生物分解有機物后轉變成活性污泥，利用載體技術將生物酶和生物酸加入經過篩選的微生物體內，形成滿足特定條件的中間微生物。在光生物活化器的作用下，提高中間微生物的活性與穩定性，可對剩余的污泥進行持續、不間斷的分解，將其轉換成轉性污泥，其中包含許多強勢活性污泥。當中間微生物繼續對污泥進行處理時，還會產生微生物的營養劑——高級酸，當其得到進一步轉化后，就可使微生物再度充滿能量。通過這種循環往復的處理方式，可確保污染物得到有效處理。

3.1.4 A2O+BBR

BBR生化工藝是一種引入芽孢桿菌優勢菌種的污水處理技術。在應用這一污水處理技術時，要考慮到這一工藝的核心，即將芽孢桿菌作為主要的優勢菌種。為了滿足芽孢桿菌的生長條件，技術人員會結合BBR裝置與BBR生化池。BBR與A2/O相結合，可確保出水滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準。首先，要將需要處理的污水轉至BBR裝置中，然后，利用附著于裝置載體表面的芽孢桿菌對水中的有機物等物質進行處理。BBR生化池可確保芽孢桿菌保持其自身優勢，然后進一步去除污水中的物質。當處理后的水從生化池流出后，會進入二沉池之中，然后，水會與泥實現順利分離。在確定水質達標后，可予以排放[5]。為確保芽孢桿菌的活性穩定，需提前添加相應的營養劑，促進微生物迅速繁殖。BBR工藝流程圖如圖1所示。

圖1 BBR工藝流程圖

3.2 更新污水處理設施

許多污水處理廠的設備和設施比較落后，缺乏完善的性能和先進的技術，因此，要加大投入力度，對設備進行及時更新和升級。第一，對設備的性能進行優化和更新，可使設備擁有較為明顯的節能降耗效果，延長設備的使用壽命，降低設備的使用成本。第二，根據最新環保要求，購置具有環保功能的設備和構筑物。各大污水處理廠要結合自身實際情況，選擇和更新相應的設備。比如，污水廠可購置水泵和鼓風機，使設備的性能得到進一步優化，在提高污水處理效果的同時，還可進一步提高企業的效益。若企業具有雄厚的實力和較高的技術能力，要根據自身的發展目標和未來發展趨勢引進先進的技術和設備，如高密沉淀池和反硝化深床濾池。總之，企業要充分結合自身需求，選擇相應的設備類型，并提前對市場進行考察。此外，在引進相關設備和技術時，要對設備進行調試或展開實驗，確保其具有良好的功能。

3.3 合理利用自然循環技術

自然循環技術主要是通過利用大自然的規律和功能，實現對污水的有效處理，這也是保證污水處理技術得以充分發揮作用的重要原理。比如，在大自然中，污染物會得到進一步稀釋、擴散和沉淀，大自然中的微生物會對各類物質進行降解和處理，將這些反應和處理方式用于治理污水可達到事半功倍的效果。根據研究表明，自然循環工藝通過對水田和土壤進行高度模擬，就可改變污水的水質。然后，發揮微生物的功效，確保污水得到進一步凈化。在我國，該項技術的應用還面臨一定的限制，比如，由于需要處理污水的量比較多，導致處理時間比較長，無法保證處理的高效性。然而，在實際使用的過程中，將自然循環技術用于處理長江流域污水，充分發揮出陶土和木炭的作用，可改善處理效果。由于陶土和木炭源自大自然，可實現就地取材，因此，使用成本比較低。

4 城市生活污水處理的發展趨勢

隨著我國人民生活質量的不斷提升，污水的排放量逐年增加，城市水資源面臨日益嚴重的污染。因此，各大城市對污水的處理具有迫切的需求，各大城市將會更加重視對生活污水的處理，制定合理的處理方案，引進先進的技術，加強對城市水環境的保護。

4.1 污水處理廠規模不斷擴大

隨著人民群眾對環保重視程度的加深，國家對環保投入不斷增加，在各大城市中，將會出現更多頗具規模的污水處理廠。這些污水廠不僅擁有先進的處理技術和設備，還可保證處理后的污水水質達到相關標準。

4.2 污水處理工藝不斷改進

在污水廠的每個單元可設置不同的處理裝置，引進相應的處理方法比如生物活性炭法、太陽能輔助菌群降解法等，從而突破傳統處理方式的弊端，保證污水得到高效處理。

5 結語

人們對水資源的使用量不斷增加，并產生許多污水。為了確保污水得到有效處理，要積極引進和開發先進的設備和技術，提高污水廠的污水處理能力，改善城市環境，保障居民的生活。