市政污水處理工藝與污水回用技術研究

摘 要：當前，我國城市化進程日益加快，城市產生的污水總量明顯增加，水資源緊張問題日益突出。為保護城市水環境，緩解水資源緊張，需采取有效的城市污水處理工藝，并通過相關技術對污水進行回用。本文首先對市政污水處理工藝及污水回用技術的應用意義進行了深入探討，并針對當前市政污水處理存在的問題進行了分析。隨后，對市政污水處理工藝及污水回用技術進行總結，并列舉了實際應用案例。最后，總結了市政污水處理工藝及污水回用技術應用的相關經驗，為今后類似項目的實施提供有益的參考。

關鍵詞：污水處理；污水回用；市政污水文章編號：2095-4085（2024）04-0034-03

0 引言

水資源是人們生產生活必不可少的資源。隨著城市人口數量的不斷增加和城市規模的持續擴大，污水的產生量也呈現出顯著的上升趨勢，導致城市水資源供應日趨緊張。為此，各地區需結合實際情況采取適宜的市政污水處理技術，加強污水回用技術的應用研究，并在實踐中不斷總結經驗，積極完善相關工藝技術，以保證城市水資源充足供應，改善城市生態環境。

1 市政污水處理工藝及污水回用技術應用的意義

目前，城市污水排放量明顯增加，水資源緊張，合理應用市政污水處理工藝及污水回用技術具有重要意義。第一，有效保護生態環境。通過市政污水處理及回用技術可減少有害物質的排放總量，減輕污水對河流水系的污染，進而改善水系生態環境［1］。同時，處理后的市政污水可應用于農田灌溉，農作物可吸收部分未處理完全的養分，進而減少污水中各類營養物質的總體含量，避免污水排放至河流中引發水體富營養化等問題，進而有效改善生態環境。第二，緩解水資源緊張問題。水資源是城市發展過程中必不可少的資源，伴隨城市人口的增加，水資源緊張問題日益突出。通過市政污水處理工藝及污水回用技術的合理應用能夠實現水資源的循環利用，減少水資源的消耗量，提升水資源的綜合利用率，進而解決城市水資源緊張的問題［2］。

2 市政污水處理存在的問題

現階段，各地區在市政污水處理過程中仍存在諸多問題，具體體現在如下方面。第一，部分城市對市政污水處理工作缺乏足夠的重視。在污水廠建設、市政污水處理技術研發等方面投入資金不足，導致污水處理廠中沉淀池、水池、格柵間、廠區設計及施工存在諸多問題，進而影響污水處理的整體效果［3］。第二，部分地區尚未建立完善的市政污水處理機制，污水處理流程不夠完善，部分污水直接排放至河流，進而導致生態環境污染問題。第三，部分地區在市政污水處理過程中采用的工藝相對落后，無法清除全部污染物，污水處理的整體質量有待提高。

3 市政污水處理工藝

3.1 市政污水處理流程

目前，大部分城市采用三級處理流程完成市政污水處理。第一級處理采用物理處理工藝，其主要作用是清除污水中存在的固體污染物及懸浮污染物。第二級處理主要作用是清除污水中溶解狀態的污染物。第三級處理主要作用是清除污水中有機物，使污水符合排放標準。具體開展市政污水處理的過程中，需將污水引導至泵體內部，通過沉淀池、格柵、砂濾器等設備及水解酸化、生物濾池、生物脫氧、沉淀等工藝完成對污水的處理，并對符合排放標準的污水進行二次回收利用，并妥善清理污水中殘留的淤泥等物質［4］。

3.2 生物濾池處理工藝

在市政污水處理中，生物濾池處理工藝應用廣泛，并取得良好的應用效果。在應用生物濾池處理工藝的過程中，可將焦炭、礦渣、碎石等作為處理污水的生物填層，填層中含有大量微生物，伴隨微生物的生長繁殖，可在填層表面區域形成生物膜結構，待污水導入后生物膜可降解污水中的重金屬、細菌、有機物等物質。同時，在應用生物濾池處理工藝前，可采用生物處理器對污水進行預處理，以確保水體中的污染物被生物填層吸附及降解。目前。生物濾池處理技術可降解的污染物主要包括NO3、NH3、SO2、S、H2S等，上述物質的清除率達85%以上，符合國家相關標準［5］。

3.3 水解酸化AAO工藝

水解酸化AAO工藝也是市政污水處理中的常用工藝，其處理過程主要包括好氧階段、缺氧階段、厭氧階段，各階段處理污水的進程存在明顯差別。其中好氧階段以硝化反應為基礎，可清除市政污水中的磷質；缺氧階段的主要作用是脫氮；厭氧階段是在市政污水沉淀后分解其中的有機物。相關研究資料統計顯示，水解酸化AAO工藝對市政污水中BOD5的清除率可達到98%，對COD的清除率可達到95%，對SS的清除率可達到98%，對總磷的清除率可達89%，對氮氣及氨氣的清除率可達95%以上［6］。

3.4 其他市政污水處理工藝

伴隨科技水平的發展進步，市政污水處理工藝日益成熟，處理方法顯著增加，物理處理法、化學處理法、物化處理法、膜生物反應器處理法等均得到廣泛應用。活性污泥法、生物膜法是現階段應用廣泛的二級生物處理工藝，處理流程相對完善，處理效率較高。同時城市在降雨狀態下合流排水管網中污水進水量較高，會導致污水處理廠中部分活性污泥進入沉淀池內部，對此可采用Orbal工藝及SBR工藝解決相關問題，以實現對各類有機物的有效降解［7］。

3.5 市政污水處理工藝的選用原則

在選用市政污水處理工藝的過程中需遵循以下原則。第一，如污水屬于優質雜排水或雜排水，污染物濃度較低，在處理過程中僅需清除少量懸浮物或有機物，以降低水體的色度及渾濁［8］。在處理此類污水的過程中，污水廠可采用調節池及格柵進行初步處理，并采用混凝劑處理懸浮物，配合消毒、過濾等處理技術，可獲取能夠正常使用的回用水。第二，生活污水中有機物含量偏高，在處理過程中需采用二級生物處理模式。污水通過調節池及格柵進行初步處理，利用一級生物處理使污水沉淀，后續采用二級生物處理技術完成處理，通過過濾及消毒處理后能夠得到可用的回用水。

4 市政污水回用技術

4.1 市政污水回用的主要用途

第一，城市綠化。城市綠化用水量較高，對水質無過高要求，因此可采用市政污水回用作為綠化用水。第二，景觀補水及道路清潔。景觀補水及道路清潔屬于市政部門的重要工作內容，對水質無過高要求，采用市政污水回用可節約水資源，并可方便隨時取用。第三，沖廁及洗車。沖廁及洗車用水量較大，市政污水回用的水質能夠滿足其需求。第四，城市消防、工業冷卻、建筑行業用水量較大，且對水質要求較低，可采用市政污水回水［9］。

4.2 市政污水回用的方式

第一，全程回用。全程回用主要指利用排水管網采集城市的全部污水，由污水處理廠完成污水的綜合處理，并將處理后的市政污水排放至回用管網中，以滿足生產生活需求。全程回用模式要求城市污水處理具有較大規模，管網系統相對完善，多應用于新建城鎮污水處理領域。

第二，分區回用。分區回用主要指以特定區域為基本單位，分區完成污水收集與回用，其主要適用范圍為污水處理廠周邊區域。

第三，選擇性回用。選擇性回用主要是指在污水處理廠周邊區域建設污水回用管道，將處理后的污水供給周邊居民使用。

4.3 生物活性炭技術

BAC法即生物活性炭技術，該技術利用活性炭具備的吸附性特征，可吸收大量微生物。微生物在活性炭表面繁殖后形成生物膜，生物膜可降解市政污水中的有機質，使污水滿足排放標準。如市政污水污染程度較為嚴重，可采用生物活性炭進行處理，以滿足污水回用的要求。生物活性炭技術的應用過程中，需優先采用沉淀掛膜、自然掛膜等方式誘導活性炭完成掛膜，完成掛膜后可進行污水處理。在污水處理過程中，技術人員需重點關注水體內部容積氧的總量，保證3.5mm活性炭供給充足，并利用生物膜對COD、SS及其他類型的有機污染物進行降解，以達到水體處理效果。

4.4 化學絮狀沉淀技術

化學絮狀沉淀技術能夠有效處理市政污水，清除污水中的病毒及大腸菌群等物質，使市政污水達到回用標準。化學絮狀沉淀技術主要采用陰離子、無機絮凝劑混合制成的水溶液，使污水中的懸浮膠體、顆粒物等聚集并沉底，最終形成絮狀體結構，伴隨絮狀體體積增加可在水體中形成沉淀，進而使處理后的水體滿足回用要求。如市政污水中主要污染物為葡萄球菌，可選用主要成分為三氧化鐵、硫酸鋁的絮狀劑，并采用氧化硅作為助凝劑，通過二者聯合可誘導微生物凝集及沉降。但采用三氧化鐵、硫酸鋁等絮凝劑的過程中需控制用量，建議控制三氧化鐵用量為20～40mg/L，硫酸鋁用量為50～120mg/h［10］。

4.5 臭氧氧化聯合生物濾池技術

市政污水中含有多種污染物，單一污水回用技術處理效果往往無法滿足回用的相關要求。比如市政污水中污染物質以PPCPS類物質為主，此時單純采用一種污水處理技術無法達到回用標準。為此，技術人員采用臭氧氧化聯合生物濾池技術，通過臭氧的氧化作用可分解污水中的有機物，配合采用生物濾池處理能夠清除污水中的CDD、SS，并可提升污水的清潔度。具體應用臭氧氧化聯合生物濾池技術的過程中，需優先將市政污水引流至催化氧化池內部，通過催化劑介導的化學反應使臭氧氧化并分解污水。完成污水的初步處理后，需將污水引流至穩定池內部，靜止數分鐘后可取出水中的臭氧。通過初步處理的污水中有機物、氨氮等物質的含量較低，此時將污水引流至生物濾池內部，可有效處理污水中含有的小分子有機物，使污水滿足回用要求。應用臭氧氧化聯合生物濾池技術過程中，需保證生物濾池內溫度低于38℃，液體pH值需控制為7～9區間，污水在生物濾池中停留的時間需控制60min左右，水反洗強度設定為2L/m2·s，氣反洗強度設定為15L/m2·s。相關研究數據表明，通過臭氧氧化聯合生物濾池技術處理后，污水出水時COD水平為50mg/L以下，滿足回用要求。

5 實例分析

某地區為紡織工業、食品行業、輕工業基地，并存在多家工礦類企業。近年來，該地區經濟發展迅速，用水量明顯增加，日用水量約為9萬噸，其中日生活用水量約為1.5萬噸，日工業用水量約為7.5萬噸。目前，該地區在主干道設置清水與污水合流管道，未建立統一的污水排放管網，大部分生活污水、工業廢水在未處理狀態下直接排放至天然溝渠、下水道內，導致城市水資源浪費及水體污染問題日益加重。

為解決上述問題，該地區綜合分析研究污水排放現狀，探究排污系統中存在的問題。通過實地考察選擇工業污染相對集中的城鄉結合部新建污水處理廠，且污水處理廠所在區域地勢低洼，便于收集各類污水。在市政污水處理過程中，該地區采取一級與二級處理相結合的模式，工業企業對生產中產生的污水自行實施預處理，生活污水與預處理的工業污水共同排放至污水管網內部，并輸送至污水處理廠中。一級污水處理過程中，技術人員將污水引流至集水池內部，通過格柵將污水中體積較大的污染物清除，在沉淀池內部使壓縮空氣與污水混合，并分離沉淀泥砂，通過吸砂泵將泥砂清除，并采用篩網清除污水中剩余的污染物。二級處理過程中，技術人員綜合運用多種技術對市政污水中的重金屬、化學物質、懸浮物進行處理，完成凈化后部分污水用于工業等領域的循環利用，部分污水排放至自然水系中。

6 結語

城市污水處理及回用可對城市發展產生較大影響，為此各地區需提高重視程度，加強技術研究，增加資金投入力度，高質量完成硬件設施建設，合理運用污水處理工藝及回用技術，以促進污水處理整體效果的提升，并提高水資源綜合利用率。

參考文獻：

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