生態環境保護工程中污水處理技術分析

劉本濤，李曉龍，孟祥永

（臨沂市生態環境局費縣分局，山東 臨沂 273400）

引言

由于工業廢水的過度排放，我國部分地區的水域環境已經出現了較為嚴重的污染問題，針對此情況，國家及時加大了環保理念的宣傳力度，在各地興建污水處理廠，并制定了一系列對于污水排放的有關規定，全面加強了生態環境管理，旨在促進社會經濟的可持續發展。其中，污水處理技術具有十分關鍵的作用，能夠有效減少污水中的有害物質，降低其對自然生態系統的影響程度，促進水資源的循環利用，這對于社會民眾的健康問題也有著極為重要的意義。

1 污水處理技術的應用原則

污水處理技術能夠利用科學手段，對污水進行無害化處理，使其對自然環境的不良影響降到最低，以保證水域環境的干凈清潔，同時還能夠促進水資源的循環利用。在應用該技術的過程中，污水處理人員需要堅持的一定原則以保證污水處理的效益和成果。

1.1 節約資源

節約水資源，減少由于污染問題所產生的浪費，是污水處理的主要目的之一，所以在應用相關技術時，需要堅持資源節約的原則，其主要體現在，經過無害化處理的水可以進入生態系統，實現循環利用。為了達到水資源循環利用的目的，需要技術人員充分了解該項技術所涉及的生態系統，明確污水處理標準，使其達到能夠進入對應的生態系統且不會產生不良影響的效果。從本質上講，水資源的循環利用，依賴于生態系統對于污染物的降解能力，所以技術人員需要全面了解當地的生態系統，并將其應用于污水處理過程中，只有這樣才能發揮其應有的作用。

1.2 自然和諧

自然和諧是生態保護的重要原則，作為環境保護的重要措施，在污水處理技術的應用過程中，也必須始終貫徹該原則。所謂自然和諧，就是保證生態系統中的生物與非生物之間的平衡，如果在某一生態系統中投入了一種不確定因素，導致其中某個參與者過于強大，則會顯著提升整個生態環境發展趨勢的不確定性，對人類的生存也會產生嚴重影響[1]。因此，在應用污水處理技術時，工作人員應該詳細調查當地生態系統中的所有參與者，并采用既能夠快速降解污染物，又能維持現有生態系統平衡的技術。在污水處理過程中，必須保證對其中的有害物質進行處理，為生態系統的自我修復預留出足夠的緩沖空間與時間，避免由于超出生態系統的負擔上限，導致自然環境受到不可逆的破壞。

1.3 整體觀念

生態系統是一個整體，在進行污水處理時，不能只針對水質，而是要從全局角度出發，充分考慮到處理后的水對于相應生態系統中所有參與者的影響。所以，在應用污水處理技術時，技術人員應該進行嚴格的檢測和詳細的調查，在確保污水處理工作本身不會對自然環境造成危害的前提下，才能開始相關的實驗工作。此外，在實際應用過程中，需要根據現實情況、待處理污水中的污染物成分以及具體的環境要求科學制定處理方案。經過處理的水，需要按批次、緩慢地向自然界排放，同時要仔細觀察其給生態系統所帶來的影響，掌握其對于污染物降解的最大速率。

1.4 因地制宜

由于我國幅員遼闊，其中包括了各種各樣的生態系統，不同地區的水域中所包含的生物也是各不相同的，所以不同城市的污水需要根據當地生態環境的具體情況，針對性地制定污水處理方案，才能達到最好效果。如果只是簡單地照搬其他地區的處理方法，就會大幅降低污水處理效果，如果兩個生態系統的差異較大，甚至會對自然環境起到相反的效果。同時，每個地區都有自身的特色，比如地形地貌、民俗習慣等，所以技術人員在開展工作前，需要做好相應的調查，以保證污水處理技術的適用性。

2 現行污水處理技術分析

自從水污染問題進入大眾視野以來，有關學者和研究人員堅持科學探究，相繼推出了多種有效的污水處理技術。現階段，在我國主要應用生態污水處理技術、傳統技術、環保處理技術等進行污水處理。

2.1 生態污水處理技術

所謂生態污水處理技術，就是著眼于整個生態系統，利用其自我修復能力，對污水中的有害物質進行快速降解，以達到污水無害化處理的目的。技術人員利用新型生態技術，在污水處理過程中建立一套相對完善的生態系統，通過指定的植物或微生物，將污水中的污染物轉化為生物能，進而在該生態系統中循環利用。該技術所選用的植物或微生物，通常是農業生產中較為常見的，而且需要具備容易培育的特性，并基于此條件開展污水處理工作。該技術具有成本低、收益高且長久有效等優勢。相比于傳統處理方法，生態污水處理技術不使用任何化學藥劑，因而不會對自然環境造成二次污染，風險性也更低，能夠最大程度地滿足自然環境對于污水處理的要求，彌補了傳統技術的不足。在水污染治理和環境保護相關實踐活動中，具有極其關鍵的實際意義。

2.2 傳統污水處理技術

目前，由于經濟發展情況的限制，我國很多地區都還在使用傳統的污水處理技術。該技術主要是在水中投放特殊的化學試劑，利用化學反應將污水中的有害物質轉變為其他物質，最終實現去除污染物的目的。在化學反應過程中，能夠將水中的有害物質轉化為低害物質，再經過后續一系列的專業化處理措施，明顯降低其對自然環境的不良影響。但是在常規條件下，在利用化學藥劑處理污水時，需要投入較大劑量的化學藥劑，大幅度提升了污水處理的成本，而且隨著待處理污水體量的增加，最終處理效果的可靠性也會逐漸降低[2]。因為傳統技術大多較為簡單，導致污水處理的效率和質量都得不到充分保障，如果在處理過程中，使用的化學藥劑劑量不夠，則達不到處理標準，無法從根本上實現對污水無害化處理的目的。反之，若是化學藥品的投放量過多，又會使經過處理的污水中污染物的殘存量過多，直接將其排放入自然界，會對水體環境有著較高的二次污染風險。由此可見，利用傳統污水處理技術的關鍵在于把控待處理污水總量與化學試劑的投入量，要想使該項技術發揮最大效果，就要嚴格測量污水中所含有的污染物總量，并計算出所需藥品的準確劑量再加以投放。

由于我國在不斷深入地推進城市化建設進程，人口也在持續增長，很多城市中的環境污染問題逐漸凸顯出來，雖然大部分地區相繼開始了污水治理工作，但是其實際效果卻并沒有達到預期。從現階段各城市的污水處理效果看，由于該項工作開展的時間較晚，相關技術還不夠成熟，而且缺乏先進的管理理念，致使污水處理工作缺少科學指導，所取得的成果也差強人意，其中，污水處理廠選址不夠合理、污水總量的估算不準確等問題一直存在。如果污水處理廠的地理位置靠近居民區，就會對居民的日常生活產生一定影響，但是如果距離太遠，又會增加污水的運輸成本。另外，很多地區仍然將以往數據作參考對污水量進行估算，由于這些數據沒有得到及時更新，降低了統計工作的準確率，進而阻礙了污水處理工作的多元化發展。另個，在實際污水處理工作中，還存在著少數城市不重視污水處理相關工作，所投入的資金數額不足的問題，這也是影響城市污水處理效果的重要原因之一。

2.3 環保處理技術

由于傳統技術存在資金投入大、效果得不到保證的問題，已經無法滿足社會大眾對污水處理的實際要求，所以各種新型技術應運而生，環保型處理技術就是其中的代表。在實際應用中，生態環保型污水處理技術是利用微生物對水中有害物質進行降解的新技術。根據研究發現，某些細菌或是微生物對于污水中的污染物有著較強的降解能力，技術人員可以在污水處理時，向水中導入經過培育的細菌，通過微生物的新陳代謝，將水中的大部分有害物質轉變為無害物質。與傳統技術相比，該項新技術成本更低，處理效果更好，而且不會對自然水域環境造成二次污染。目前，很多國內外科學家正在努力通過基因工程制造具有較強降解作用的微生物，以期能夠達到更好的污水處理效果。

環保型污水處理技術的典型代表就是活性污泥處理法。現階段，該方法是國內應用最廣泛的污水處理技術之一。由于絕大多數工廠的廢水排放是無規律間歇性排放的，所以通常情況下，會選用間歇式活性污泥法，經過化糞、酸化、好氧生物、厭氧生物和污泥處置等工藝流程后，可以使水質達到正常排放標準，從而最大程度地降低其給自然環境造成的負面影響，以下為活性污泥處理法的具體操作流程。

2.3.1 污水接納

將待處理的污水引入反應池中，實現污水接納的過程，被稱為進水期。反應器中通常會存有高濃度的活性污泥，以達到污泥回流的效果。因為是間歇性進水，所以在不同運轉周期之間需要留有一定的時間間隔。等到反應池中的水位到達處理上限時，要及時關閉進水閥，并開始后續操作。

2.3.2 反應階段

完成污水接納操作后，需對污水進行必要的攪拌和曝氣，以排除污水中的雜質和污染氣體。在反應進行過程中，由于其中存在大量微生物，所以在反應器中會存在厭氧、缺氧、好氧三種情況交替出現的現象。

2.3.3 污泥沉降

在反應完成后，可以將污水排入沉降池，由于重力作用，污泥會發生向下沉降的現象，從而實現污染物與上層清液的分離。在此過程中，技術人員不再需要對污水進行攪拌和曝氣操作，而且污泥的沉降受流速時間因素的影響較小，效率也足夠高。

2.3.4 排放污水

經過完整的進水、反應、沉降操作后的污水，已經達到自然排放的標準，所以可以將其排放至自然界，實現了水資源的循環利用。因為沉降在底部的污泥，會有一部分被應用到下一次污水處理中，所以在進行污水排放時，需要保留污泥總量的30%左右，待到所有污水都排放干凈后，才能開始進行下一步驟的操作[2]。

2.3.5 污泥脫水

污水處理人員對留存下來的污泥進行攪拌曝氣操作，使微生物更好地恢復活性，從而達到脫水的目的，以便于下次污水處理時應用。

3 應用污水處理技術時的注意事項

在實際應用污水處理技術時，為了保證處理效果，避免對自然環境造成二次污染，技術人員還需要注意以下幾點。

3.1 增加格柵

在污水處理系統中，由于涉及到大量的進水、出水操作，必然會多次使用水泵，而污水中的漂浮物和大塊雜質，會對水泵葉輪造成危害。技術人員為了延長水泵葉輪的使用壽命，一般會選擇在污水管道中，或是進水口處，加設一道格柵，用以阻擋污水中的雜質和漂浮物。雖然格柵并不屬于污水處理系統的主體設備，但其對于水泵的保護作用卻十分關鍵，直接影響著污水處理效率。通過攔截污水中的漂浮物和雜質，能夠有效降低水泵故障的發生頻率，從而間接減少污水處理成本。然而，為了避免格柵處堆積大量雜質，堵塞進水通道，工作人員需要定期對其進行檢修和疏通，以保證其能夠長期處于正常的工作狀態。

3.2 設置調節池

由于各個工廠的污水排放時間并不統，每次的排放量也不固定，所以在實際工作中，污水處理廠所收集的污水水質和體量都不確定，所以無法保證污水處理效果。鑒于這種情況，在實際應用過程中，應在反應池前預先設置一個調節池，用于儲存污水。污水先在調節池中靜置，等到污水量和水質達到處理標準后，再將其引入反應池進行常規操作。如此一來，便能夠保證每次污水處理操作都是在污水和操作設備狀態良好的情況下進行，進一步為污水處理的效果提供了可靠保障。在日常工作中，由于調節池中污水的存放時間不同，有時會在其中停留較長時間，因而在調節池底部形成有害雜質的沉淀。因此，工作人員應選擇合適的時機，對其底部的沉積物進行清理，以保證調節池的正常運行狀態。

3.3 曝氣池的設計

曝氣是污水處理中的一項重要操作，能夠有效排除污水中的有害氣體，所以對于污水處理廠而言，曝氣池的設計工作十分重要。在通常情況下，曝氣池可以從工作原理角度分為機械曝氣和鼓風曝氣兩種，前者主要通過葉片、葉輪等機械設備，使曝氣池中的廢水和污泥的混合液不斷與空氣接觸；后者則使用鼓風裝置，向曝氣池中持續輸送空氣，從而達到曝氣操作的目的。

在曝氣池的設計過程中，設計人員需要深刻了解污水處理廠的具體情況，掌握當地環境對于污水處理的實際要求，科學設置曝氣池中冷凝水的相關參數，確保其能夠在固定的時間內定時流淌，避免由于冷凝水長時間停留于一處，形成管線內部的積水現象，從而影響后續的污水處理操作。除此之外，設計人員還要關注污水處理廠所涉及范圍內的污水排放量，掌握污水排放峰值，科學設計曝氣池的處理速率，在保證能夠高質、高效地完成曝氣操作的基礎上，預留出污水排放量增長的空間。

3.4 泵房的建設

如前文所述，水泵裝置在污水處理過程中發揮著不可忽視的重要作用，所以泵房的建設工作，對于污水處理廠來說格外重要。在泵房設計階段，需要預先調查指定區域內的污水排放量與排放時間，總結出大致規律，然后在此基礎上，科學設計泵房，使其能夠充分滿足該區域內的污水處理工作，同時預留出污水排放量上漲的緩沖空間，還要兼顧節約能源。在泵房位置的選擇方面，設計人員應該綜合考量地理條件因素，兼顧電源規劃，做出最為合理的安排，同時還需注意預留緊急情況的人員疏散通道。

3.5 統籌規劃污水處理工作

污水處理站的相關設施，在完成施工后，很難再進行修改，重新建造又會浪費資金，所以在開始設計之前，掌握當地污水排放的準確信息至關重要。工作人員應該對周邊的污水排放源進行深入調查，了解其中的主要污染物，保證在污水處理裝置的選擇上與實際情況相匹配，并統計污水的常規排放總量、平均值與峰值，從而更好地保障污水處理系統在常規情況下的良好運行狀態。在統籌規劃污水處理工作時，可以應用信息技術及物聯網技術，對指定地區的污水排放進行統計，同時以數據的形式進行縱向、橫向對比，從而更為科學地規劃污水處理廠的建設工作。

4 結語

綜上所述，為了減少工業廢水對自然環境的破壞，改善人民群眾的生活環境，全面開展污水處理工作已經勢在必行，只有這樣，才可以在減少污染物排放的同時節省資源和降低成本[3]。而在生態環境保護工程中，如何選擇適宜的技術手段并進行科學地利用，是有關人員需要重點思考的問題。截至目前，有關學者和科研工作人員，從未停止改進和優化現有技術，相信在未來將會有更加高效、清潔的污水處理技術問世，困擾大眾的水污染問題也終將得到妥善解決。