中小城鎮(zhèn)生活污水處理技術(shù)措施研究

劉少華

（深圳市華爾信環(huán)保科技有限公司，廣東 深圳 518000）

水是人類最重要的自然資源，隨著人均水資源量的降低、水環(huán)境的惡化，水體污染越來越受到人們的關(guān)注。城市污水處理早已從正常處理和一級處理發(fā)展到應(yīng)用各種專業(yè)工藝實(shí)現(xiàn)廢水的深層處置和再利用，工藝處理也從傳統(tǒng)的活性污泥法和氧化溝法發(fā)展到人工濕地法等工藝，并根據(jù)不同的污水處理規(guī)定，使流入江河和湖水的水質(zhì)達(dá)標(biāo)。污水處理技術(shù)依據(jù)不同處理水平可分成一級水平、二級水平、三級水平。一級水平主要是應(yīng)用物理方法解決污水中的飄浮型固態(tài)污染物質(zhì)，這是比較簡單的方法，難以達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，必須進(jìn)行二級水平的處理。二級水平主要解決污水中的膠體溶液和易溶解的有機(jī)污染物，去除率可以達(dá)到90%以上，大部分可達(dá)到有機(jī)污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)。三級水平解決的是無法溶解的化學(xué)物質(zhì)，如難處理的有機(jī)物、水體污染的水溶性無機(jī)化合物等。其處理方式有混凝沉淀法、脫氮去磷法、活性炭吸附法、砂過濾法、滲電分析法及離子交換法等。市政污水處理流程為原污水排到污水提升泵中，通過格珊或沙濾沉淀池完成初次沉淀，再利用生物處理設(shè)備進(jìn)行二次沉淀，最后通過消毒、排放，進(jìn)行三級水平的處理。利用的生物處理材料包括活性污泥和生物纖維膜，市政污水處理會形成很多廢棄物，污泥中富含有機(jī)物且重金屬嚴(yán)重超標(biāo)，但經(jīng)處理后可以回收利用。[1]

1 城鎮(zhèn)污水處理過程中存在的主要問題

1.1 污水處理操作不當(dāng)

目前，大部分污水處理廠的監(jiān)管都存在一定問題，污水處理廠的運(yùn)行相對比較復(fù)雜，廢水處理水量和水質(zhì)達(dá)不到規(guī)定的效果。污水處理廠的運(yùn)行管理主要是對污水處理設(shè)施進(jìn)行日常維護(hù)。由于各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，污水處理工藝也存在著較大差別，先進(jìn)的污水處理廠維護(hù)成本較高，而在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)展不發(fā)達(dá)的地區(qū)，污水處理廠缺乏專業(yè)的維護(hù)管理者，使污水處理廠的管理方法不健全。

1.2 資金不足、技術(shù)薄弱

中小城鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低，城市規(guī)劃建設(shè)中可用于污水處理的資金投入相對較少。除此之外，中小城鎮(zhèn)居民的環(huán)境保護(hù)意識薄弱，污水處理進(jìn)程較慢。從目前情況看，二三線城市污水處理廠基本建設(shè)的財力籌集主要借助國家項(xiàng)目投資，且必須用專業(yè)技術(shù)來管理基本建設(shè)的全過程，但由于經(jīng)濟(jì)不太發(fā)達(dá)，導(dǎo)致二三線城市污水處理廠缺乏熟練工人，使污水處理廠無法更好地投入到日常工作中。

2 選擇污水處理技術(shù)工藝的原則

日常生活污水處理工藝的選擇務(wù)必依據(jù)設(shè)計方案中對水質(zhì)、水量的相關(guān)規(guī)定及占地總面積和工程規(guī)模進(jìn)行。不同工藝有一定的適用標(biāo)準(zhǔn)，要明確項(xiàng)目的詳細(xì)情況。選擇適合的污水處理方法，不僅可以降低項(xiàng)目投資成本，并且可以優(yōu)化污水處理站的運(yùn)行管理，減少其運(yùn)行成本費(fèi)用，確保處理后的污水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。污水處理方法的選擇應(yīng)遵循以下原則[1]：（1）處理后的水質(zhì)必須符合國家和地區(qū)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定和要求。（2）充分考慮本項(xiàng)目污水處理進(jìn)水和出水水質(zhì)的指標(biāo)值規(guī)定，并考慮污水處理的現(xiàn)實(shí)狀況。依據(jù)水源保護(hù)區(qū)水質(zhì)的環(huán)境承載力和可利用性，選擇耗能低、運(yùn)行成本低、資金分配少、實(shí)際操作便捷而完善的處理技術(shù)。（3）選擇適合本地區(qū)的污水處理技術(shù)，并積極探索污水處理新技術(shù)、新方法、新工藝，不斷優(yōu)化污水處理流程。（4）盡可能選用綠色生態(tài)處理工藝，將環(huán)保理念與生態(tài)工程相結(jié)合，將環(huán)境污染防治與園林景觀實(shí)際效果相結(jié)合。

3 常見的生活污水處理技術(shù)

3.1 常規(guī)活性污泥法

活性污泥法是使用最廣泛的污水處理技術(shù)，其原理是利用好氧生物特性進(jìn)行的一種污水處理技術(shù)，主要由曝氣池、二沉池、曝氣系統(tǒng)設(shè)備和淤泥流回系統(tǒng)構(gòu)成。廢水首先通過一沉池，經(jīng)過短暫的沉淀和預(yù)處理后，與活性污泥同時進(jìn)入曝氣池，活性污泥因重力作用會沉淀于二沉池的底端。根據(jù)曝氣原理，活性污泥漂浮后會充分與廢水接觸。廢水中的懸浮固體和膠體化學(xué)物質(zhì)會被吸收沉淀，就流動狀態(tài)而言，氧化溝處于徹底混合和推流之間。例如，在中下游微孔曝氣器處，溶氧濃度值從高降低，有可能發(fā)生氧氣性污泥吸附，使廢水中的可溶有機(jī)化合物被活性污泥中的微生物菌作為自身繁育的物質(zhì)，進(jìn)行新陳代謝并轉(zhuǎn)換為生物細(xì)胞，將空氣氧化為最后物質(zhì)（主要是CO2）。在新陳代謝和回收利用前，不可溶有機(jī)化合物一定要轉(zhuǎn)換為可溶性有機(jī)化合物，從而凈化處理污水，且必須去除凈化后污泥與活性污泥從二沉池中分離出來的頂層廢物；一部分分離出來的廢水在通過萃取工序后再返回通風(fēng)槽中，以確保在通風(fēng)槽系統(tǒng)中保留一定濃度的活性污泥，同時也能夠直接去除系統(tǒng)中殘留的廢水和污泥。經(jīng)過不斷地探索和運(yùn)用，傳統(tǒng)活性污泥法已演化成多種不同的運(yùn)行模式。最主要的運(yùn)行模式包括傳統(tǒng)式活性污泥法、全混合活性污泥法、吸附再造活性污泥法和延遲曝氣活性污泥法等。

3.2 氧化溝法

氧化溝法又稱為氧化槽型活性污泥法，是用氧化槽取代傳統(tǒng)型活性污泥法中的生物反應(yīng)池。氧化溝也是循環(huán)曝氣池，其工藝流程見圖1。由于氧化溝的曝氣池始終保持密閉狀態(tài)，污泥和活性污泥都在其中需要繼續(xù)循環(huán)運(yùn)用中段。這種與眾不同的水流狀況有益于活性污泥的生物凝結(jié)，可分成氧氣充足區(qū)和氧氣不足區(qū)進(jìn)行硝化反應(yīng)，以達(dá)到脫氮的實(shí)際效果。其主要特點(diǎn)為運(yùn)作平穩(wěn)，處理后的水質(zhì)好，對水溫、水體、水質(zhì)的轉(zhuǎn)變適應(yīng)能力強(qiáng)，排泥量少，處理流程簡單，實(shí)際操作便捷，運(yùn)行成本低，具備脫氮作用。由于氧化溝工藝占地總面積大，適用于大中型污水處理站[2]。氧化溝法的優(yōu)缺點(diǎn)見表1。

表1 氧化溝法優(yōu)缺點(diǎn)

圖1 氧化溝工藝流程圖

3.3 人工濕地法

人工濕地系統(tǒng)是一種人力開發(fā)的技術(shù)性工程系統(tǒng)。其凈化處理原理是發(fā)揮濕地自然環(huán)境中物理反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)和微生物作用的總體效果，包含沉降原理、吸附原理、過濾原理、溶解原理、離子交換法、復(fù)合型反應(yīng)、正硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)、營養(yǎng)物質(zhì)消化吸收、生物新陳代謝活動的轉(zhuǎn)換及細(xì)菌和真菌的異化理論。人工濕地系統(tǒng)的實(shí)際凈化效果與濕地的主要組成物質(zhì)（基質(zhì)、水生植物和微生物）相關(guān)。基質(zhì)、水生植物和微生物對已建濕地生態(tài)系統(tǒng)中的水處理具有關(guān)鍵作用。現(xiàn)階段，普通的人工濕地系統(tǒng)是由沙子、沙土、土壤層和石塊構(gòu)成，這種組合不但為微生物的生長發(fā)育提供平穩(wěn)的表層，還為水生植物提供生長環(huán)境和營養(yǎng)成分。人工濕地生態(tài)系統(tǒng)中有機(jī)污染物質(zhì)的清潔主要包含基質(zhì)過濾和微生物溶解，既使在水中短時間滯留，也可以對有機(jī)污染物質(zhì)起到很好的過濾效果。

水生植物在濕地公園污水處理中具有特別關(guān)鍵的功效。一方面，水生植物可以自身消化吸收養(yǎng)分，同時其根區(qū)為微生物菌種的存活和降解營養(yǎng)元素提供必不可少的場地以及需氧和厭氧發(fā)酵標(biāo)準(zhǔn)。水生植物通過根系消化吸收污水中的養(yǎng)分，吸附和聚集超標(biāo)的重金屬及其一些有毒有害物質(zhì)，其潔凈效果與根系的構(gòu)成、生長發(fā)育和生長層次相關(guān)。同時，水生植物對培養(yǎng)基的攜氧能力和擴(kuò)散作用也與根系的生長發(fā)育相關(guān)。不同水生植物的人工濕地系統(tǒng)，污水處理效果也有差別，因而，在水處理全過程中，選擇合適的水生植物類型十分關(guān)鍵。

3.4 氧化法

氧化法可分為有機(jī)化學(xué)氧化、催化反應(yīng)氧化、超臨界萃取氧化等。在城鎮(zhèn)生活污水處理的預(yù)處理過程中，氧化法是一種廣泛應(yīng)用且具有潛質(zhì)的技術(shù)。有機(jī)化學(xué)氧化法的優(yōu)勢是操作簡單，但也有一定的缺陷，即污水處理效果不理想，且運(yùn)行費(fèi)用較高，因而，這類方法在日常城鎮(zhèn)污水處理中極少應(yīng)用。為了更好地提升污水處理的實(shí)際效果，降低運(yùn)行成本，人們研發(fā)了氧化技術(shù)。光催化氧化技術(shù)具備操作簡單、對運(yùn)行條件要求不高、除菌能力強(qiáng)、處理后沒有雜質(zhì)殘余等顯著優(yōu)勢。因而，該方法廣泛應(yīng)用于難降解的高級污水處理中?，F(xiàn)階段，該方法已成為世界各國的一個主要研究課題。進(jìn)入21世紀(jì)，氧化法在城市廢水處理中發(fā)揮著愈來愈關(guān)鍵的功效。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段，全國中小城鎮(zhèn)生活污水處理還有很多不足和問題，距離和諧發(fā)展全國文明城區(qū)建設(shè)的目標(biāo)尚有一段距離。城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)需要隨時代的進(jìn)步而不斷完善，我國的城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)也應(yīng)該在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，大膽創(chuàng)新，向西方發(fā)達(dá)國家學(xué)習(xí)借鑒相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能逐步完善污水處理工藝流程，實(shí)現(xiàn)對水資源的循環(huán)利用和高效利用。