城鎮污水處理工藝的主要污染物去除效率分析

陳澤昂

（南京索益盟環保科技有限公司，江蘇 南京 210000）

通過在互聯網和圖書館進行文獻查閱的方式，可看出當前對于城鎮污水處理工藝進行研究的文獻比較多，但是將這些處理技術進行融合對比的文獻相對要少一些，而針對當前城鎮污水處理廠使用的全部污水處理工藝進行整體研究的文獻并不多。因此，本文基于我國第二次污染調查所獲得的數據作為研究的數據基礎，資料包含了我國2021年所有城鎮污水處理廠的數據，研究數據能夠準確展現出當前城鎮污水處理廠的水質處理情況。本文通過分析和梳理總結的方式得出當前多種處理方式的具體應用情況，并以此分析在多種污水處理工藝影響下，COD、氨氮兩種污染物在去除率上存在的差異，希望能夠促進我國城鎮污水處理廠的建設與優化，為城鎮污水處理研究提供參考。

1 我國污水排放以及污水處理現狀

1.1 污水排放現狀

目前我國的污水治理技術還面臨許多問題。城鎮污水以生活廢水為主，包含的化學物質成分十分復雜，由此衍生出一系列水污染問題。城市發展離不開工業的發展，但是工業生產往往導致大量化學物質被排出，工業廢水問題比生活污水問題更加嚴重。

我國城鎮污水的排放量不斷上升，生活污水已經成為污水處理廠處置比例較大的污水項目。居民生活污水中磷含量較高，此外，廁所廢水占有很大比例，其中氨氣濃度較高，通常在晚上產生。伴隨著城鎮社會經濟的發展，未來城鎮生活污水的排放量仍將隨著城市建設而不斷增長[2]。通過對近些年城鎮污水排放量的調查可以看出，城鎮污水排放量出現逐年遞增的趨勢，同時遞增速度較快，地區之間的經濟發展水平以及人口密度存在差異，導致生活污水排放量也存在差異，當前城鎮污水排放量處于前三的地區為廣東、江蘇、山東[3]。

1.2 污水處理現狀

近些年，我國城鎮不斷建設污水處理廠，城鎮污水處理廠的處理能力也在不斷加強。截止到2021年，我國共有污水處理廠2209座，每天接受處理的污水共計15743萬立方米，這一數據和十年前相比有了跨越式的增長，處理廠和十年前相比增加了621座，同時每天接受處理的污水數量更是增加了4440萬立方米。我國通常按照城鎮地區居民日常生活污水的實際特點有針對性地選擇污水處置技術，但一些城鎮并未設置污水處理廠，因此污水處理設施的覆蓋率仍然需要進一步提升[4]。而已建成的污水處理廠問題主要集中在缺少充足資金、日常運營存在困難、民眾缺少污水處理意識等方面。

不同地區的經濟水平以及實際的用水量存在較大差異，在經濟比較發達的地區例如華東等地用水量相對較大，截止2021年底，華東地區已設置3065座污水處理廠，其中城市設置了703座污水處理廠，縣城設置了332座污水處理廠，城鎮設置了2030座污水處理廠，這些污水處理廠占到了全國整體數量的35.68%；而次之的是西南地區，截止到2021年底污水處理廠共計2111座，占到了全國污水處理廠整體數量的24.57%。最近幾年，雖然我國在污水排放總量上有不同程度的降低，但是我國的污水處理數量在世界上仍然處于相對較高的水平，并且國家為了減少污水排放和提升污水處理能力也制定了很多利好政策，伴隨著污水處理設施建設數量的不斷增加，污水處理設施所覆蓋的區域也在增加，未來我國污水處理仍然呈現向好的發展態勢[5]。

2 污水處理工藝的應用

2.1 活性污泥法

活性污泥工藝是一種污水的好氧生物處理法，它的原理是利用活性淤渣實現對有機物的濃縮，同時吸附污染物并將其氧化，最后使廢水中的有機物得到完全溶解。所謂的活性污泥工藝，就是將未經處理的生活垃圾放在好氧水池中，然后利用機器將它們充分攪動，再利用絮凝和吸附等物理作用，讓廢水迅速流入沉積池中，使污染物分離[6]。另外，采用改變池型、負載比、微生物類型等方法，可以改善活性污泥的最終處理效果。采用活性污泥工藝去除城鎮污水中BOD的效果較好，去除效率可以達到95%，同時在進行污染物去除的過程中能源消耗較少。但是這種技術在進行污水處理時需要的時間相對較長，前期投入成本較高，所需要的設備數量較多，還存在占地面積較大等問題[7]。

2.2 A/O 工藝和AA/O 工藝

A/O工藝以及AA/O工藝的優勢是能夠快速去除水中的污染物，還能額外去除污水中的氮及磷。A/O工藝是一種采用厭氧水解技術進行廢水預處理的方法，它也是一種改進的反應過程。A/O處理技術以廢水中的碳和有機物質以及內源性的代謝物為碳源，其反硝化作用較為徹底，有很好的脫氮率[8]。

AA/O法是在A/O工藝流程中加入一個氧氣槽，因此該反應器由三個環節組成：厭氧、低氧、好氧。廢水中的磷可以在厭氧區產生一種可以吸附磷的聚磷菌，而在好氧階段，則可以將大部分的磷都吸附到水中，同時還能夠將其轉化成為一些不溶性的多聚正磷酸鹽，并將其快速貯存，由此達到比較理想的除磷效果。但AA/O法的污水處理效果不太理想，比較適合部分大中型城市的污水處理。

2.3 間歇性活性污泥法

分批反應污泥工藝又稱為SBR工藝。隨著近年來城市建設的加快，很多小規模的污水處理廠都會采用SBR技術進行污水的處理。污水按照一定的程序，依次被送到不同的反應器中進行反應，并將完成處理的水排出。SBR法不但能夠快速去除污水里的雜質以及懸浮物，同時還具備非常理想的除磷效果。另外，間歇式活性污泥法還具備調節功能，能夠極大減少水質和水量的波動對系統穩定性的影響[9]。SBR法處置模式簡便、容易脫水，并且其運行管理可以向智能化發展，能夠在無人看管的情況下工作，但需要配備精準性較高的在線監測儀器儀表。

2.4 連續循環曝氣系統工藝

該技術是在SBR技術基礎上發展而來。該方法在外國首先采用，為了能夠將這一工藝應用在我國的污水處理上，使其能夠適應國內的實際情況，中國的研究單位在實驗室進行了CCAS一體化技術的仿真實驗，最終研制出適合于中國城市發展的新型CCAS污水治理技術，其負荷能夠提升1～2倍，除此之外還能節約30%的土地資金。該方法處理的重點是使用CCAS反應池完成氮的去除，除此之外還能夠充分降解有機物和懸浮物，對BOD和COD的脫除率達到95%以上。同時，通過采用“好氧-低氧”和“好氧-厭氧”等連續操作，達到污水的脫碳-脫氮化和去除磷的需求，氮和磷的去除率可以提升到80%，同時保證各種污染物質的排放水平達到國家規定的要求，從而取得良好的經濟效益，并在一定程度上提高了社會和環境的綜合效益。在CCAS廢水處理過程中，多個反應器同時進行間歇操作，因此需要使用電腦完成所需要的控制，對污水處理廠管理人員的技術能力也提出了較高的要求。

總的來講，我國地域遼闊，不同地區因其所處地域的環境特征和土地資源實際分布情況存在差異，因此需要對污水處理廠布設進行合理規劃。當前城鎮污水處理廠應用較多的工藝主要是活性污泥法，我國當前共計有7322家城鎮污水處理廠采用活性污泥法進行污水處理，占到了我國城鎮污水處理廠整體工藝的81.6%，其中A2/O工藝、普通活性污泥法、氧化溝類以及A/O工藝是應用比較廣泛的方式，4種應用所占比例共計占到整體應用的68.0%。

3 結論及建議

（1）城鎮污水處理廠在我國集中式污水處理設施中占據的比例較高，處理能力和污水處理量分別占到86.5%和91.4%，已經成為我國進行污水及污染物治理經常使用的處理方式。我國城鎮污水處理廠當前所應用的污水處理工藝多種多樣，其中好氧生物處理工藝在應用中的技術主要是活性污泥法，該法在污水處理上具有較高的使用效率，占到了城鎮污水處理廠整體應用的81.6%，而其中所使用的A2/O工藝和普通活性污泥法，氧化溝類以及A/O工藝等幾種工藝所占整體比例達到68.0%。

（2）在城鎮污水處理廠所應用的三個不同大類別的工藝里，針對COD的去除率從高至低分別是好氧生物處理工藝、厭氧生物處理工藝，穩定塘和人工濕地以及土地處理工藝；針對氨氮的去除率從高至低為好氧生物處理工藝、厭氧生物處理工藝、穩定塘和人工濕地以及土地處理工藝。活性污泥法中涉及到的多種小類工藝和其他多種不同的工藝類型，針對COD以及氨氮都能夠起到非常理想的去除效果。

（3）污水處理廠依證監管是當前排污許可執行的關鍵內容，在排污許可標準按照地區政策執行的同時，證后管理也需要按照地區的實際施策執行。針對處于優先保護單元以及重點監督和管理控制單元的企業，相關部門需要增加證后監管執法的次數，還需要增加檢查內容；現場執法時，相關人員需要對排污許可證規定提到的許可事項以及具體的執行情況展開逐一檢查。針對進行一般管理和控制的企業，執法需要進行以書面檢查為重點，現場檢查為輔助的基本監督和管控方式，書面檢查排污許可證所提到的申請資料；此外還需要對排污單位當前的不足進行檢查，以及對以往整改內容和經過整改之后的情況進行深入調查，通過對資料進行審核的方式找出存在的不足之處；針對現場需要制定執法相關的檢查表，在現場對重點進行詳細核實及資料檢查，及時找出存在的問題，快速、有序地完成現場相關的執法工作，并盡可能減少監督管理過程的成本。

4 結語

城市生活垃圾的治理歷來是人們十分關心的問題，所以我們必須通過提高污水及污染物的處置效率，從根 本上解決我國的缺水問題，并大力發展高品質、高效率的污水治理技術，持續提升環保水平，為環保事業發展做出貢獻。