蘇猛業(yè)

（中電國際新能源控股有限公司，上海 200025）

城市污水污染破壞力極強，如直接排放，后期消耗大量人力、物力、財力也無法將其造成的影響有效解決。因此，加強城市污染處理力度、全面掌握污水源情況、堅持因地制宜處理原則、采取多元化污水治理方式、對污水進行合理化管控、確保城市污水處理質(zhì)量，是促進城市環(huán)保、生態(tài)建設穩(wěn)定發(fā)展關鍵。城市污水主要源自工業(yè)廢水與生活廢水，工業(yè)廢水是城市污水中的重要組成部分，隨著我國工業(yè)化發(fā)展，工業(yè)廢水、污水排放量爆發(fā)式增多，工廠生產(chǎn)過程中造成大量廢水、污水，對城市水環(huán)境造成極大污染。生活廢水所含元素的影響小于工業(yè)廢水，但仍會對城市環(huán)境造成一定影響。我國城市污水處理系統(tǒng)使用的污水處理技術和設備較為單一化，較為簡單、單一的污水處理系統(tǒng)能否支撐城市污水處理，并保障污水處理質(zhì)量值得探討[1-2]。

1 城市污水處理技術

1.1 活性污泥法

活性污泥法將活性污泥混入廢水中，攪拌均勻，分解出有機污染物，采取分離做法抽取生物固體，將物質(zhì)以回流方式置入曝氣池內(nèi)。通過曝光池、沉淀池、污泥回流設備以及二沉池等設備處理，經(jīng)過沉淀、過濾等一系列過程，活性污泥與污染物混合進入曝氣池，停留6 h，通過回流污泥、進水通過曝氣作用實現(xiàn)有機結合?；钚晕勰嗵幚砑夹g具有較強的實用性，針對COD濃度較低的生活污水，去除效果高達90%。從經(jīng)濟角度分析，活性污泥技術工程量、投資量較大，且其設備占地面積較大，進水負荷承載力較低。

活性污泥處理流程如圖1所示。

圖1 活性污泥處理流程

1.2 AB去污處理法

AB污水處理技術在我國處于推廣階段，屬于較為新穎的污水處理技術，該處理技術主要通過生物降解原理實現(xiàn)污水處理，本質(zhì)屬于活性污泥處理技術的優(yōu)化。AB污水處理技術通過AB兩段對污水實施分批分離。處理過程中，第一階段主要吸附污水進行沉淀，第二階段對污水曝氣反應，在第三階段對污水實施分離與回收。

AB去處理流程如圖2所示。

圖2 AB去污處理流程

AB處理技術可以有效清除污水中的雜質(zhì)，具有改善污水酸堿值的效能。

1.3 A2/O法

A2/O法應用于除磷、除氮、除COD的污水工藝，主要涵蓋生物濾池、活性污泥法。處理過程中，污水經(jīng)沉淀池反應器作用下釋放大量磷，完成有機物氧化；氧化反應后，進入缺氧反應器實現(xiàn)脫氮；混合液流入反應器進行消化、磷吸收，最后在沉淀池中完成分離。

A2/O法同步脫氮除磷工藝流程如圖3所示。

圖3 A2/O法同步脫氮除磷工藝流程

A2/O法效果較為良好，且建設量、投資量較低，占地面積較小，處理系統(tǒng)結構較為簡單，便于人員后續(xù)維護、維修，具有較為廣泛的應用。但A2/O對運行控制精準度要求極高，池內(nèi)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象時，處理效果將會降低[3-4]。

1.4 間接反應器去污處理技術

采用順序批式活性污泥法對該工藝進行優(yōu)化改進，污水處理環(huán)節(jié)不需要反應池，應用較為簡單，在整個處理過程中處于穩(wěn)定狀態(tài)。

1.5 礦物質(zhì)處理技術

礦物質(zhì)處理技術屬于物理處理方法，通過物理吸收凈化實現(xiàn)污水處理效果。礦物質(zhì)處理技術將礦物質(zhì)表面電荷作載體，為實現(xiàn)凈化功能，電荷能夠有效吸收廢水及污水內(nèi)的毒害雜質(zhì)。礦物質(zhì)是現(xiàn)階段污水處理材料中處理效果較好的原材料，可以有效處理污水中所含金屬、微粒、雜質(zhì)，避免造成二次污染及危害。

1.6 生物膜處理技術

生物膜處理技術是一種較為復雜但污水凈化效果較好的物理方法，其工藝主要分為3個部分，即膜分離裝置、空氣裝置、萃取反應裝置。膜法可以有效分離污水中的固體顆粒和電性顆粒，避免電性顆粒對污水處理裝置的影響。與其他污水處理技術相比，膜法分離活性微生物的效果更好[5]。

1.7 聲波處理技術

聲波處理技術是一種污水處理前置工作及技術，以超聲波為先導。該技術釋放出大量超聲波，將污水凈化，對有機污染物進行分解，這種污水處理技術能量較強，可以促進低能級原子向高能態(tài)躍遷，實現(xiàn)分離。

2 城市污水處理過程研究

2.1 預處理

預處理主要對造成初級處理澄清池的泵和污水管線損壞與堵塞的物質(zhì)進行收集。預處理應用于廢棄物、垃圾及大型物體中，對污水進行處理時，主要依靠柵欄將罐頭、塑料制品等大型物體剔除在外。部分工程將現(xiàn)代化技術應用其中，運用大量自動化和機械化剔除技術，如傾斜式棒篩等，小型工廠多數(shù)以人工、手動的清潔方式篩網(wǎng)。

（1）清除砂礫。

清除沙、礫石、煤渣和其他重物質(zhì)如有機物（蛋殼、骨屑、種子），通過調(diào)整排水量可以完全掌握積沙、沙礫的沉淀速度。減少過多的砂礫使消化池清洗頻率降低情況；避免機械設備由于其硬度而造成的不必要磨損，對設備起到一定的保護作用。對于金屬表面處理方面，去除砂礫是一個必不可少的關鍵過程，如粉碎機、離心機和高壓隔膜泵等設備常采用這種做法。沉砂池依據(jù)操作原理的不同，主要分為水平沉砂池、渦流沉砂池和充氣沉砂池，渦流沉砂池中的渦流方式包括水力誘導渦流、機械誘導渦流和多塔渦流分離器等。

（2）流量均衡。

澄清劑、機械化二次處理在均勻流動條件下效果更佳，水池臨時存放污水，具有排放有毒性及高強度廢水的設施與技術，這些有毒性或高強度廢水會抑制生物二級處理，流量均衡需可變排放控制，包括旁路和清潔設備以及曝氣器。

為達到預期效果，澄清劑二次處理和機械化二次處理均應發(fā)揮均勻流動作用；水池除了用于臨時存儲污水，還應與技術相結合，提高排放毒性和處理廢水的效率。

2.2 初級處理

初級處理又稱“預沉淀池”，主要指沉淀階段。常見的初池設備有配套的機械驅(qū)動刮板，刮板能夠發(fā)揮驅(qū)動作用，有效收集污泥，輸送至罐底部漏斗，泵送至污泥處理處。

2.3 二級處理

二級處理將降低污水的生物含量作為主要目標，較多工程應用有氧生物處理技術。該技術在沉降污水時，消耗大量細菌和原生物，能夠有效降低脂肪、糖等可降解物的可溶性，不可溶或可溶性差的物質(zhì)經(jīng)過二次處理后變成絮狀物。二級處理體系包括兩大系統(tǒng)，即固體膜系統(tǒng)和懸浮生長系統(tǒng)。固體膜系統(tǒng)又稱附著式生產(chǎn)系統(tǒng)，主要有人工濕地、旋轉(zhuǎn)生物接觸器等設施，利用培養(yǎng)基促進生物質(zhì)生長，使污水依附于生物塔表面，其基本原理的操作主要借助移動床生物膜反應器，整合成固定膜活性污泥技術，在這些因素中，生物膜反應器系統(tǒng)比懸浮生長系統(tǒng)使用更少。

懸浮生長系統(tǒng)能夠在狹小空間內(nèi)操作，被應用于活性污泥處理中，將生物質(zhì)與污水混合，形成懸浮生長系統(tǒng)。在一定程度上，固定膜系統(tǒng)可以更有效地處理生物量的急劇變化，提供比懸浮生長系統(tǒng)更高、更穩(wěn)定的有機物。目前，國內(nèi)大多數(shù)污水二級處理方法涉及二級澄清，將生物反應器沉淀、過濾材料進行再次處理。

2.4 三級處理

（1）過濾砂。

過濾池又稱“碳吸附”，主要使用活性炭過濾，剔除殘留懸浮物，清除殘留物質(zhì)效果較好。

（2）去除生物營養(yǎng)物質(zhì)。

我國污水處理過程中，多數(shù)將生物營養(yǎng)物質(zhì)去除定義為二級處理過程，但其處理屬性仍處于三級處理。污水中含有N和P等高營養(yǎng)物質(zhì)，過度釋放到環(huán)境會導致營養(yǎng)物質(zhì)積累，促進雜草、海藻和藍藻的過度生長。生物降解藻類需要消耗大量的氧氣，使微生物分解有機物的數(shù)量增加。一些藻類物質(zhì)既能造成脫氧，又能在飲用水中生成大量毒害氣體，需要及時采取有效方法去除N和P[6]。

（3）除氮。

氨生物氧化作用下，會生成硝酸鹽，即硝化，并在反硝化條件下生成N2，使其較好地從水中排出?；诘獨庾陨韺傩裕鳛橛醒跎蛇^程，其中含有多種細菌。氨在氧化作用下轉(zhuǎn)換為亞硝酸鹽，此時亞硝化單胞菌生成亞硝基，主要指亞硝基官能團。從傳統(tǒng)理論角度出發(fā)，亞硝酸鹽氧化轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}由硝化桿菌（硝）實現(xiàn)，是亞硝基官能團的作用原理。結合現(xiàn)有情況，亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛猁}基本由硝化單胞菌生成亞硝基促進，含氮量的增加需要低氧條件促進生物群落形成[7-8]。

污水處理過程如圖4所示。

圖4 污水處理過程

3 存在問題與處理措施

3.1 存在問題

（1）污水處理技術水平低。

根據(jù)近年來常出現(xiàn)的排污問題分析可知，我國污水處理技術水平需進一步提高。

（2）雨水處理經(jīng)驗不足。

我國具有豐富的降水資源，但未充分利用，甚至引發(fā)城市內(nèi)澇、降水污染等問題，增大排污系統(tǒng)壓力。

（3）專項投入不足。

城市排污管道網(wǎng)絡多由政府部門出資建設，建設中需要大量的人力、物力，存在投入不足現(xiàn)象，使城市污水排放問題尤為嚴重。

（4）前期規(guī)劃不合理。

城市污水管網(wǎng)設計與規(guī)劃是一項宏觀工程，全面詳細規(guī)劃至關重要，直接影響城市開發(fā)建設、污水排放效率和管網(wǎng)設計質(zhì)量。較多工程項目前期建設中規(guī)劃不合理，造成建設工作流于形式，或規(guī)劃內(nèi)容雜亂、缺乏層次性。

3.2 處理措施

（1）對城市污水加強循環(huán)利用。

水資源較為緊缺，應重視污水的有效處理。污水循環(huán)處理中應采用技術手段，加強有毒有害物質(zhì)的消殺，確保水資源二次利用和循環(huán)利用安全。

（2）優(yōu)化城市污水處理管網(wǎng)的鋪設。

分析現(xiàn)有管道不足原因，采取技術加以改造和升級，確保污水的流通和排放，制定一套污水排放和控制的標準，加大執(zhí)行力度，禁止污水流入田地、河流等區(qū)域。

（3）優(yōu)化污水處理技術。

不斷優(yōu)化和改進污水處理技術，提高對污染物的處理效率，強化污水清潔和回收。

（4）合理建設污水處理廠。

建設污水處理廠時，應選取合理位置，科學鋪設管網(wǎng)，健全凈化處理系統(tǒng)，擴寬污水處理融資渠道，實現(xiàn)污水處理廠可持續(xù)發(fā)展。

4 展望

現(xiàn)代化、工業(yè)化社會發(fā)展態(tài)勢下，城市污水對我國環(huán)境保護造成巨大影響，破壞我國社會生態(tài)環(huán)境，對居民身體造成不同影響。我國污水處理技術仍處于發(fā)展階段，相關技術人員應積極通過污水處理技術的學習與研究，實現(xiàn)污水處理質(zhì)量的提升。

（1）增加資金投入。

從我國污水處理效果及其設備使用分析，我國污水處理資金投入力度欠缺，是造成城市污水處理效率低下的主要原因之一。為加強我國生態(tài)文明建設，應主抓城市污水處理工作，加大專項資金投入，致力城市污水處理與研究。應健全監(jiān)管機制，增強管理理念，優(yōu)化污水處理技術，統(tǒng)籌規(guī)劃污水處理工作，不斷提升污水處理質(zhì)量。

（2）革新和創(chuàng)新技術。

需要積極改進與推新污水處理技術、地方城市優(yōu)化管網(wǎng)設計、科學布局管網(wǎng)設計，統(tǒng)籌兼顧社會效益和經(jīng)濟效益，堅持可持續(xù)發(fā)展觀念，將污水處理工藝深入各項工作，不斷豐富污水處理內(nèi)容，積極引進國內(nèi)外先進的技術，切實提升污水處理水平，促進城市生態(tài)文明和綠色文明的建設。

（3）統(tǒng)籌規(guī)劃。

統(tǒng)籌規(guī)劃應做到因時因地制宜，結合城市實際情況動態(tài)化調(diào)整，強調(diào)培養(yǎng)節(jié)約水資源意識，倡導節(jié)約用水[9-10]。