市政污水處理工藝與污水回用利用技術

顧兆洋

（上海久龍環境技術工程有限公司 上海 200000）

引言

市政污水處理工藝與污水回用利用技術選擇標準。市政污水處理需要應用到各種技術，技術的選擇標準與市政所在地區的自然地理地質氣候等條件存在關系，同時也受到了所在地區經濟發展水平、人才結構等各方面的影響。為了提高市政污水處理工藝與污水回用利用技術的應用水平，最重要的是提前針對市政的水質特點進行調研、分析，掌握所在地區受污染水體的基本情況，尤其是其污染程度與規模。將這些信息數據整合起來，分析、判斷所在地區的周邊環境自主清潔能力，從而確定科學合理的處理工藝和技術[1]。選擇相應的技術時還要考慮到成本，以避免造成各種資源的浪費。處理市政污水時要把握污水的進水水質，從而構建全面細致的解決方案。針對污染物的成分、構成、對應污染源加以分析，可以應用具體的實驗完成污水成分的檢測，確定其有害影響，將處理工藝與技術的選擇建立在具體的、清晰的、有效的數據之上。

市政污水處理對于城市的影響。市政污水處理的技術水平不斷提升，解決了很多城市的水質污染問題。污水處理管網的建設具有積極的作用，但是從另一個角度來看，建設污水處理管網會對城市環境造成一定的影響，比如造成城市生態系統方面的問題，一些植被被破壞等。所以為了讓污水處理的功能作用不斷地朝著積極的方面發展，在實踐中則需要提高污水處理與污水回用利用的綜合效率。污水處理通常需要機械運轉來達成目的，但是機械在運轉過程中容易產生噪聲污染，對于人們的生產生活以及周圍的環境都會形成消極影響，嚴重時還會誘發疾病。因此考慮到這些因素，市政污水處理的效果要想達到預期，則需要做好調研分析工作，以判斷市政污水處理的重點、難點，并且優化具體的處理工藝和污水回用利用技術，應用先進的處理設施、設備，在提高市政污水處理效率的同時，避免產生其他方面的污染。工作人員開展市政污水處理工藝與污水回用利用的過程中要避免有害氣體外泄，要避免破壞城市環境，尤其是污水處理場地周圍的環境安全。

1 市政污水處理工藝

1.1 生物濾池法

生物濾池法是使用濾池內需氧微生物分解污水中的可溶性與懸浮性物質，實現污水氧化處理目的的一項處理技術，歸屬于生物膜工藝體系，根據濾池設施種類分為高速生物濾池處理技術和標準濾池處理技術。生物濾池法在市政污水處理中使用的頻率較高，主要是這種處理工藝耗費的時間短，操作起來相對方便，對于市政污水這種規模大的處理工程具有積極作用[2]。

生物濾池法的工藝流程為，提前修建生物濾池，在濾池內鋪設碎石、礦渣等材料作為先填層，在先填層上方以點滴噴淋等方式均勻淋灑待處理的市政污水，控制配套設備持續向生物濾池內供應充足的氧氣和微生物生長繁殖所需養分。生物濾池的修建需要從市政污水處理的需求著手，結合規模以及處理要求設計生物濾池，如此才能夠保證最終污水處理的效果達到預期。另外在濾池內的先填層的處理需要安排專業的技術人員操作，以確保污水處理工藝達到最佳。如此，在一段時間后，將在濾材表面形成凝狀生物膜，在濾池內持續噴淋市政污水，污水穿透生物膜時，在膜體上吸附水中的懸浮物質以及可溶性物質，在微生物繁殖期間將這類物質進行氮化分解，最后，沿管道排出處理后的市政污水，即可完成市政污水處理過程。

1.2 超濾工藝

在市政污水處理領域中，超濾工藝是對所處理污水施加壓力，污水通過由無機膜以及分子膜材料制成的超濾膜，在靜壓狀態下完成水體中所含膠體、高分子污染物質和潔凈水體的分離凈化任務的處理技術，在超濾膜表面阻斷污水中的污染物質，獲取潔凈產水以及濃排水。

從超濾工藝的性質和原理可以看出，這種污水處理方法與生物濾池不同，超濾工藝更加強調對污水中具體污染物的處理，并且能夠讓市政污水得到二次利用，符合當前我國建立資源節約型社會的基本要求。

在應用超濾工藝時，需要結合市政污水處理需求合理選擇操作模式，常見的模式包括單段間歇、單段連續、多段連續三種。這三種操作模式各有優點，并且很多地區在處理市政污水的時候會同時應用，產生了良好的效果。主要是因為當前同一座城市，不同區域的市政污水處理難度和需求都會有所不同，應用針對性的操作模式能夠提高污水處理的整體效率。

其中，單段間歇超濾是間歇性高速開展市政污水超濾膜加壓過濾操作，定期清理濾膜組件表面截流的膠體與高分子物質，對同批污水重復開展多次加壓過濾操作，處理后的水體潔凈度較高，但操作時間較長、工藝流程復雜，主要用于處理污染程度嚴重與小規模的市政污水。

單段連續超濾是在接近濃縮液濃度的條件下連續性開展市政污水加壓過濾操作，污水處理效率較高，但污水中的膠體與高分子物質截留率相對較低，用于處理大規模的污染程度輕微的市政污水。

而多段連續超濾是對市政污水連續性開展多段加壓過濾操作，料液濃度持續提升，最終獲取達到污水處理標準的濾出液。

1.3 外置正壓膜過濾工藝

外置正壓膜過濾工藝是在膜過濾工藝流程中增加反洗、氣水雙洗、加藥強化等處理環節的一種現代化污水處理技術，有效克服了傳統膜過濾工藝的局限性，多用于處理污染程度較為嚴重的市政污水，如處理工業廢水[3]。而外置正壓膜過濾系統由自清洗單元、管路閥門、自控單元、加藥單元等部件模塊組成，可以在污水處理期間自動清洗濾膜上阻截的污染物質，有效去除市政污水中分布的懸浮物、細菌以及微生物。

外置正壓膜過濾工藝的應用體現了當前市政污水處理工藝水平不斷提高的特點，作為一種現代化污水處理技術整體上表現出的優勢十分明顯，屬于不斷地動態更新和優化形成的污水處理工藝，在實踐中使用這種工藝方法進行污水處理時需要安排專業人員操作，并且提前對市政污水的污染程度進行測驗。

1.4 膜生物反應器處理工藝

膜生物反應器是一項同時配置生物處理和膜分離單元的污水處理技術，配置一體化膜生物反應器，操作人員提前在反應器內部放置多種填料，營造適宜微生物生長繁殖的空間，在一段時間后即可在填料表面形成與膜體相似的生物結構，將其在活性污泥中浸泡一段時間，出現泥水分類現象，從而獲取較高潔凈度的水體，完成市政污水處理任務。

與單一的膜過濾技術及生物反應器處理技術相比，膜生物反應器技術有著無需額外配置污泥回流裝置、運行能耗低、污泥余量少、前期投入少的優勢，主要用于去除市政污水中含有的細菌、有機物與氨氮元素。

然而，根據實際運行情況來看，一體化膜生物反應器在使用期間時常出現膜組件堵塞問題，進而影響到污水處理效果與效率，操作人員應注重這一問題，定期更換清洗膜組件，或是配置新型的浮選-膜生物反應器裝置。

1.5 物理處理工藝

在市政污水處理領域中，物理處理工藝是采取重力和機械力來強制去除污水中所含污染物質的一類技術手段，有著前期投資少和工藝流程簡單的優勢，但僅可去除市政污水中含有的懸浮顆粒與漂浮物質，常用物理處理技術包括重力分離法、離心分離法以及篩濾截流法。

以重力分離法為例，配置沉淀池、上浮池與隔油池等設施，憑借懸浮物沉降特性、氣泡浮升特征，控制葉輪裝置快速轉動，在池內形成負壓環境與吸入適量空氣，或是在池內添加重力分離處理劑，處理劑與所處理污水產生一系列物理化學反應，使重于污水的懸浮物沉降至池底，輕于污水的懸浮物上浮至水面，操作人員去除水面懸浮與底部沉淀物質，即可實現市政污水處理目的。

2 市政污水回用利用技術

2.1 SBR活性污泥法

SBR 技術全稱為序批式活性污泥污水回用技術，配置SBR 反應池，這類設施同時具備均化、生物降解、一次沉降、二次沉降等使用功能，對市政污水進行間歇式處理，依次開展進水、曝氣反應、沉淀與排水作業，在池內交替發生厭氧與好氧反應，從而起到市政污水脫氮除磷效果，處理后的市政污水水質達到排放要求，可將其作為景觀用水等進行循環使用。根據實際應用情況來看，SBR 污水回用技術有著不易出現污泥膨脹現象、運行能耗低、脫氮除磷效果顯著的優勢，主要用于處理有毒性市政污水或是高濃度有機廢水。

SBR 活性污泥法的污水處理，首先，開啟SBR 反應池進水閥門，向池內流入經過粗格柵以及細格柵進行一次、二次過濾處理后的市政污水，待池內水位提升至預定高度后，關閉進水閥門。隨后，工作人員使用鼓風機、攪拌器等設備，對池內污水開展攪拌作業，污水在池內產生曝氣反應。為了讓曝氣反應的效果達到最佳，工作人員需要具有一定的工作經驗，并確保鼓風機、攪拌器等的質量以及其運轉的頻率、功率等都達到了具體的標準。再次，實時觀測池內污水曝氣反應情況，在反應進行至預定程度后停止攪拌器裝置運行，并開啟回流污泥泵和空氣閥門裝置，控制池內污水執行分離與沉淀操作。最后，待池內污水分離沉淀結束后，將形成頂部上清液、中部污水、底部沉淀物，將底部沉淀物經過管道輸送至淤泥池進行后續處理，將上清液排放或回用，將中部污水進行重復處理。

2.2 化學混凝技術

化學混凝法是在所處理污水中投放適量混凝劑與助凝劑，通過雙電層作用、吸附橋架作用和網捕作用來去除污水中無法通過物理沉淀等手段除去的膠體雜質、微小懸浮物等污染物質的一種污水回用技術，主要用于市政污水深度處理領域。市政污水深度處理與當前社會發展對市政污水處理要求不斷提升存在一定的關系，城市人口越來越多，市政用水壓力非常大，也進一步增加了市政污水處理的壓力，為此利用化學混凝法處理了污水之后，可以確保污水回用的效率，從而使得市政污水可以在其他環節發揮積極的作用。

其中，雙電層作用是通過添加混凝劑來改變污水中膠體雜質電位值，將微粒由穩定分散懸浮狀態變更為碰撞聚結狀態，從而形成凝聚物。吸附橋架作用是在污水中投放高分子混凝劑，污水與混凝土在接觸過程中能夠產生水解反應以及縮聚反應，最終在多個膠粒間隔部位出現吸附橋架現象并形成絮凝體。而網捕作用則是在水中投入三價鋁鹽混凝劑使其出現水解反應形成沉淀物。

在應用化學混凝技術時，一方面，綜合分析污水水質成分、水質處理要求、采購價格、水溫等因素，合理選擇混凝劑以及助凝劑品種。例如，在處理低溫市政污水時不宜使用硫酸鋁復鹽溶液作為混凝劑，應當優先使用聚合氧化鋁作為混凝劑，以此來改善污水混凝效果，在水中凝結粒徑較大的絮凝體，且聚合氧化鋁混凝體的用量較少，在處理同批次市政污水時，聚合氧化鋁平均用量在硅酸鋁混凝土的30%-50%左右。

另一方面，做好市政污水處理回用的前期調查工作，掌握水溫、污水pH 值、水質成分、雜質濃度等信息，在其基礎上科學制定污水化學混凝處理方案，或是對污水采取預加熱、pH 值中和等處理措施，方可取得理想的處理效果，確保所處理市政污水達到使用標準。

2.3 組合工藝聯用技術

根據市政污水回用利用技術實際應用情況來看，單一技術手段存在局限性，適用范圍有限，且污水處理效果不理想，僅可去除市政污水中的一部分污染物，處理后的市政污水難以達到國家污水綜合一級排放標準和循環使用標準。

因此，為突破單一工藝技術的局限性，需要組合聯用多項技術手段，以此來改善污水處理效果與提升水質。例如，可選擇組合采取砂濾法、活性炭吸附法、臭氧處理法，采取砂濾法提前濾除污水中的大粒徑懸浮物，在正向與反向清理步驟中清除濾料層表面黏附的膠體和懸浮物，將砂層保持疏松狀態。隨后，采取活性炭吸附法，憑借活性炭材料所具備的吸附特性，使污水產生物理化學吸附、催化氧化與還原等一系列反應，高效去除污水中的有機污染物和金屬離子。最后，采取臭氧處理技術，在污水中添加臭氧作為強氧化劑，對有機物進行氧化分解處理，從而去除污水中殘留的硝酸鹽、鐵離子、錳離子等污染物，將其轉為無毒物質。組合工藝聯用技術的產生、應用都能夠推動市政污水處理工藝的完善與優化，也能夠讓多種污水處理工藝的優勢發揮出來。組合工藝聯用技術所應用到的諸如臭氧處理技術都屬于新興技術，并且是處于不斷地更新狀態中的，這對于適應當前市政污水處理難度與規模不斷增加的問題非常有利。

2.4 污水回收方式

在采取不同污水回用利用技術與處理工藝時，考慮到處理后的水質質量與使用用途存在差異性。因此，為充分發揮水資源利用價值，需要合理選擇污水回收方式，常見回收方式分為分區回收、選擇性回收以及全程回收三種。

污水回用利用的效果受到了很多因素的影響，其中污水處理工藝及其應用后產生的實際效果就是其中之一。因此實踐中必須要將市政污水處理工藝與污水回用利用技術聯系起來，確保各個環節的工作質量都能夠達到標準。

其中，分區回收是將污水處理廠及周邊環境劃分為獨立區域，將凈化回用的市政污水用于該區域作為生活用水、工業用水、消防用水與景觀用水。

選擇性回收是根據水質質量來確定污水使用用途，針對性鋪設污水回用管網，例如，針對未達到飲用水標準的中水，鋪設管道連接市政園林、消防給水管網和污水處理廠，將處理后的污水作為景觀綠化用水和消防用水。而全程回收是在城市范圍內構建起全域性的市政污水回收管網，對處理后的市政污水進行統一調配管理，這種方式可以做到對回用污水的多元化使用，回收污水的實際使用率較高，但需要對市政管網進行改擴建處理，造價成本較為高昂，目前主要用于新建城區。

結語

綜上所述，面對水資源短缺和水環境遭受污染破壞的嚴峻形勢，必須提高對市政污水處理回用工作的關注度，深入了解上述常用污水處理與回用技術的優缺點、技術原理和適用范圍，結合實際情況科學制定技術方案，推動我國市政污水處理事業邁入全新發展階段，及早實現城市水資源高效、循環利用的發展目標。