現(xiàn)代環(huán)境工程中的城市污水治理問(wèn)題與對(duì)策分析

石穎

（濟(jì)南市排水服務(wù)中心，濟(jì)南 250100）

1 引言

我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)深入建設(shè)背景下，愈發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題成為制約我國(guó)環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)的主要因素。隨著環(huán)境保護(hù)理念在我國(guó)各領(lǐng)域行業(yè)中的滲透，各城市紛紛加入現(xiàn)代環(huán)境工程建設(shè)隊(duì)伍中。作為環(huán)境工程中的核心問(wèn)題之一，城市污水處理水平與城市生態(tài)均衡發(fā)展之間存在密切關(guān)聯(lián)。但受限于部分因素，濟(jì)南市污水治理工作開(kāi)展中仍存在些許問(wèn)題。為進(jìn)一步推動(dòng)濟(jì)南市現(xiàn)代化、綠色化、生態(tài)化發(fā)展，急需借助科學(xué)的對(duì)策來(lái)提升污水治理水平。

2 濟(jì)南市污水治理現(xiàn)狀

經(jīng)國(guó)家各級(jí)部門統(tǒng)計(jì)與計(jì)算得知，2020 年濟(jì)南市年污水排放總量超過(guò)4.21×108t，年污水處理總量超過(guò)4.2×108t，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，山東省全年污水排放量超3.4×109t，濟(jì)南市占比約12%。濟(jì)南市2017 年污水排放總量超3.9×108t，2018 年污水排放總量超4×107t，2019 年污水排放總量超4.1×108t，呈現(xiàn)出逐年增高的發(fā)展態(tài)勢(shì)（見(jiàn)圖1）。2020 年，山東省年處理總量超過(guò)3.322×109t，濟(jì)南市占比約12.3%。

圖1 2018—2020 年濟(jì)南市污水排放總量趨勢(shì)

3 現(xiàn)代環(huán)境工程中城市污水治理問(wèn)題分析

3.1 管網(wǎng)管護(hù)不到位

城市污水管網(wǎng)體系構(gòu)建是否合理直接影響城市污水治理水平，而縱觀當(dāng)前城市管網(wǎng)系統(tǒng)的使用與運(yùn)行，因缺乏應(yīng)有的監(jiān)管與維護(hù)，使管網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行期間頻繁出現(xiàn)破損、開(kāi)裂等問(wèn)題[1]。部分區(qū)域管網(wǎng)體系因常年缺乏維護(hù)養(yǎng)護(hù)，在運(yùn)行期間頻繁出現(xiàn)堵塞問(wèn)題，不僅影響了城市污水治理工程的順利推進(jìn)，亦對(duì)城市居民日常生活產(chǎn)生一定的影響。

3.2 處理技術(shù)滯后

盡管現(xiàn)階段各城市污水治理取得初步成效，但相較于發(fā)達(dá)國(guó)家而言，在處理技術(shù)與設(shè)備工藝等方面仍處于相對(duì)落后的狀態(tài)[2]。目前仍有部分地區(qū)污水處理以SBR 反應(yīng)器、氧化溝技術(shù)為主，盡管可發(fā)揮出應(yīng)有的污水處理作用，但存在的高能耗、高物耗問(wèn)題與我國(guó)國(guó)情相背離。雖然我國(guó)針對(duì)當(dāng)前污水處理現(xiàn)狀相繼推出不同類型污水處理技術(shù)與工藝，但受限于認(rèn)知不到位、資金條件、技術(shù)缺陷等方面的影響，使得先進(jìn)處理技術(shù)尚未在各地區(qū)得到普及。

3.3 基礎(chǔ)設(shè)施匱乏

盡管當(dāng)前各城市對(duì)污水收集管網(wǎng)加大了建設(shè)力度，但在多方面因素的限制下，部分地區(qū)污水收集體系的建設(shè)仍無(wú)法滿足污水治理需求，具體原因包括：（1）過(guò)度重視對(duì)污水處理廠、主干管網(wǎng)的建設(shè)，未對(duì)收集支管、分管系統(tǒng)建設(shè)加以重視，致使城市污水收集效果未呈現(xiàn)出顯著提升的態(tài)勢(shì)，且收集管網(wǎng)利用率仍處于較低水平[3]。（2）城市部分老舊街區(qū)排水管道仍存在雨污未分流設(shè)置的情況，大量污水經(jīng)雨水管道排放傳輸，在污水管網(wǎng)改造后仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)污水處理網(wǎng)與生活污水的有效匹配，對(duì)城市污水治理開(kāi)展產(chǎn)生負(fù)面影響。

4 城市污水治理對(duì)策

4.1 科學(xué)應(yīng)用污水處理技術(shù)

為避免因處理技術(shù)滯后影響城市整體治理效果，需結(jié)合實(shí)際治理需求選擇合適的處理工藝，并與不同處理技術(shù)結(jié)合應(yīng)用來(lái)促進(jìn)污水處理的高效、高質(zhì)開(kāi)展。縱觀現(xiàn)階段城市污水治理中不同技術(shù)的應(yīng)用，具體包括：

1）吸附生物降解工藝（AB 法）。目前，AB 處理法在諸多城市地區(qū)得以有效，相較于傳統(tǒng)處理工藝應(yīng)用，超負(fù)荷活性污泥法在成本控制、處理效率等方面存在顯著優(yōu)勢(shì)（見(jiàn)圖2）。處理期間，A 段具備較強(qiáng)的抗沖擊能力，并以高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)有害物質(zhì)的侵蝕，通過(guò)破壞絡(luò)合物來(lái)達(dá)到水質(zhì)凈化的目的[4]。結(jié)合對(duì)AB 處理工藝特點(diǎn)的分析，可將其應(yīng)用于污染濃度高、水量大的污水處理區(qū)域。

圖2 AB 法工藝流程

2）光催化技術(shù)。作為新型污水處理技術(shù)，光催化技術(shù)應(yīng)用主要是在氧化還原反應(yīng)下使污染物生成鹽分、水以及二氧化碳，以此發(fā)揮水質(zhì)凈化的作用。在污水治理中光催化技術(shù)應(yīng)用涉及對(duì)ZnO、CdS、TiO2等材料的應(yīng)用，在紫外線照射下，TiO2會(huì)形成自由電子，空氣中氧氣分子在自由電子作用下產(chǎn)生活性氧、自由基，通過(guò)氧化還原反應(yīng)來(lái)消除污染物。對(duì)光催化機(jī)理進(jìn)行分析，可通過(guò)對(duì)光催化劑TiO2的再收集來(lái)達(dá)到提升污水凈化效果的目的，TiO2顆粒可在處理過(guò)程中附著于多空腔沸石，在實(shí)現(xiàn)催化劑收集的同時(shí)避免活性中心被破壞。在實(shí)際處理過(guò)程中投入催化劑，沸石上的TiO2顆粒可分散至水中來(lái)發(fā)揮催化作用，待污水去除后再利用沸石進(jìn)行靜置TiO2顆粒的再收集，通過(guò)催化劑重復(fù)利用來(lái)延長(zhǎng)使用壽命[5]。

2）A2O 法。目前，污水脫氮處理中A2O 技術(shù)應(yīng)用較為常見(jiàn)，其凈化機(jī)理主要是利用厭氧區(qū)、好氧區(qū)磷被釋放與吸收的特性，且有機(jī)氮在硝化菌的作用下轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，在回流過(guò)程中硝態(tài)氮進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，通過(guò)反硝化作用實(shí)現(xiàn)有效脫氮。可發(fā)揮去除COD、BOD5的功能（見(jiàn)圖3）。

圖3 A2O 法工藝原理

4.2 完善大污水處理基礎(chǔ)設(shè)施

完善且配套的基礎(chǔ)設(shè)施是提升城市污水治理水平的前提，為避免因基礎(chǔ)設(shè)施匱乏問(wèn)題影響污水治理效果，需結(jié)合城市污水治理需求、能力條件等方面的分析，進(jìn)一步促進(jìn)污水處理基礎(chǔ)設(shè)施體系的完善[6]。以濟(jì)南市為例，為進(jìn)一步推進(jìn)生態(tài)文明城市建設(shè)，分別對(duì)歷陽(yáng)湖、大辛河、歷陽(yáng)河、興濟(jì)河、鳳凰湖等河道開(kāi)展生態(tài)綜合治理作業(yè)，結(jié)合河道實(shí)際情況實(shí)施親水設(shè)施增設(shè)、沿河綠化、建壩蓄水、飲水補(bǔ)源等措施。將季節(jié)性旱溝打造成景觀河道，在促進(jìn)河道與周邊生態(tài)環(huán)境改善的同時(shí)，通過(guò)生態(tài)河道建設(shè)來(lái)促進(jìn)城市生態(tài)化、環(huán)保化發(fā)展。同時(shí)，加大對(duì)雨污河流管網(wǎng)與內(nèi)澇治理項(xiàng)目的建設(shè)力度，結(jié)合實(shí)際污水治理要求的分析，積極推進(jìn)小清河歷山北路片區(qū)雨污分流、奧體中路片區(qū)雨污分流、山大路周邊積水改造與雨污分流、彩石片區(qū)虎山路至孫村污水處理廠污水提升泵站、CBD 商務(wù)區(qū)周邊積水改造及雨污分流等工程。通過(guò)對(duì)需求區(qū)域排澇、分流能力的提升來(lái)促進(jìn)污水治理工程的有效開(kāi)展。積極開(kāi)展城區(qū)污水主干管功能修復(fù)工程，對(duì)城區(qū)內(nèi)老舊、破損管線進(jìn)行修復(fù)改造[7]。

4.3 加強(qiáng)排污管網(wǎng)體系的管理維護(hù)

污水治理過(guò)程中污水管網(wǎng)體系能否發(fā)揮出最大作用，受到管理維護(hù)工作開(kāi)展的直接影響。為避免因管理維護(hù)不到位影響排污系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行，需加大對(duì)排污管網(wǎng)系統(tǒng)的管護(hù)與維修力度。以濟(jì)南市為例，相關(guān)部門對(duì)排水設(shè)施的監(jiān)督管理提出明確要求，需在城市污水治理期間對(duì)208 km 排水主管網(wǎng)、4 座污水處理站、14 座排水泵站等加大運(yùn)行管護(hù)力度[8]。定期開(kāi)展人員技能、知識(shí)培訓(xùn)活動(dòng)，以增強(qiáng)相關(guān)人員維護(hù)與管理能力，保證設(shè)備得到充分維護(hù)與保養(yǎng)，盡可能將設(shè)備完好率控制在100%。同時(shí)，需充分借助信息技術(shù)構(gòu)建污水設(shè)施信息管理系統(tǒng)，以信息庫(kù)構(gòu)建為載體，對(duì)全市排水設(shè)施基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行全面錄入，并借助信息管理系統(tǒng)將檢查、監(jiān)督工作貫穿于城市各小區(qū)院落排水設(shè)施管理中。結(jié)合GPS 定位、GIS 技術(shù)等信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用，完善排水設(shè)施管理系統(tǒng)架構(gòu)，并結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行預(yù)案功能的增設(shè)與應(yīng)用，重視對(duì)巡查養(yǎng)護(hù)功能的完善與改進(jìn)，以確保信息管理系統(tǒng)的構(gòu)建契合濟(jì)南市城市污水治理需求。另外，濟(jì)南市污水治理中做到對(duì)組織調(diào)度的定期開(kāi)展，通過(guò)定期巡查、檢查判斷設(shè)備運(yùn)行是否存在問(wèn)題，結(jié)合運(yùn)維服務(wù)考核開(kāi)展來(lái)提升設(shè)施運(yùn)維水平提升。基于運(yùn)維管理工作的高水平開(kāi)展，濟(jì)南市實(shí)現(xiàn)全年污水管線巡查里程超過(guò)1.5×105km，截流井巡查次數(shù)超過(guò)2 340 次，閘門養(yǎng)護(hù)超過(guò)170 座，井蓋更換超過(guò)90 個(gè)，管線重要檢測(cè)點(diǎn)每日水位測(cè)量超4.2×104次，排水管線疏通超2 km，清理淤泥超123.5 m3，水泵等設(shè)備維修保養(yǎng)超2 800 臺(tái)次，實(shí)現(xiàn)將設(shè)備完好率控制在98%以上，污水泵站提升污水超1.09×108t。通過(guò)對(duì)排污管網(wǎng)系統(tǒng)的有效維護(hù)與養(yǎng)護(hù)，促使金牛公園、玉頂山、赤霞廣場(chǎng)、大澗溝4 座污水處理站污水處理量提升至9×106t 以上，COD 減排量超2 900 t，氨氮減排量超367.8 t。

此外，濟(jì)南市強(qiáng)調(diào)對(duì)208 km 污水主干網(wǎng)、4 座污水處理站、電工所園區(qū)污水外排一體化泵站、14 座排水泵站等設(shè)施設(shè)備加大運(yùn)維力度，重視對(duì)日常技能、知識(shí)培訓(xùn)工作的定期開(kāi)展，以確保維護(hù)隊(duì)伍的構(gòu)建能夠勝任基礎(chǔ)設(shè)施體系管理與維護(hù)工作，通過(guò)提高設(shè)備設(shè)施完好率控制來(lái)促進(jìn)城市污水治理能力的顯著提升。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)對(duì)現(xiàn)階段城市污水治理現(xiàn)狀與問(wèn)題的深度剖析，發(fā)現(xiàn)在城市現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展中污水治理問(wèn)題的出現(xiàn)不可避免。為避免因污水治理不到位影響生態(tài)文明城市建設(shè)進(jìn)程，各城市需正確認(rèn)知污水治理優(yōu)化開(kāi)展的必要性，結(jié)合城市當(dāng)前現(xiàn)狀分析污水治理問(wèn)題成因，在此基礎(chǔ)上通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)的污水處理工藝，加大城市污水管網(wǎng)體系建設(shè)力度，結(jié)合對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施管理維護(hù)工作的優(yōu)化開(kāi)展，為城市污水治理水平的持續(xù)提升打下良好基礎(chǔ)。