胡燕金

（廣州市從化區(qū)水務(wù)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站 廣東廣州 510900）

引言

伴隨全球氣候的加速變化，城市經(jīng)濟(jì)隨之逐漸發(fā)展，城市生活對(duì)于水源的需求量呈最大化提升，大部分城市正面臨著生活生產(chǎn)用水緊張與水源枯竭的嚴(yán)峻局勢(shì)。水資源的主要特點(diǎn)為可再生與可回收，利用污水的處理設(shè)備對(duì)城市生活污水進(jìn)行加工處理，達(dá)到一定排放標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)入城市水資源的循環(huán)體系中，以此補(bǔ)充城市水源的消耗，調(diào)控城市生活的水資源[1]。城市生活污水處理需從城市生活污水結(jié)構(gòu)性質(zhì)以及治理現(xiàn)狀方面入手，分析污水處理存在問(wèn)題，采用新型技術(shù)，提高處理效果與水平，為提高城市生活質(zhì)量與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供保障。

1 城市生活污水

1.1 城市生活污水的概述

城市生活污水泛指生活中使用后排出的污水，主要來(lái)源為家庭產(chǎn)生的糞便污水和各類洗滌廢水，各類商業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的廢污水及少量工業(yè)廢污水。生活污水中蘊(yùn)含的污染物明顯比工業(yè)污水的低，但不同家庭排出來(lái)的生活污水污染物成分也不盡相同。目前城市生活污水的主要處理難點(diǎn)在于污水的污染狀況差異、評(píng)估困難與污水治理技術(shù)容易遭受自然環(huán)境所影響。

1.2 城市生活污水的組成及特點(diǎn)

1.2.1 城市生活污水組成成分

城市生活污水的主要成分是有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽類和病原體。城市生活污水含大量有機(jī)物，如纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、油脂、含糖物等；無(wú)機(jī)鹽類包含硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸氫鹽、氯化物以及鈣、鎂、鈉、鉀等；城市生活污水中常含細(xì)菌、病毒及寄生蟲(chóng)卵等病原體。

1.2.2 城市生活污水的特點(diǎn)

城市生活污水90%以上是水，其余為固體物質(zhì)。城市生活污水普遍含懸浮物、病原體、有機(jī)污染物、無(wú)機(jī)污染物和植物營(yíng)養(yǎng)素（氮、磷）五類污染物。污染物以生化需氧量（BOD5）、化學(xué)需氧量（COD）、懸浮物（SS）、氨氮（NH3-N）、總磷（TP）、重金屬等化學(xué)指標(biāo)表示。

城市生活污水的感觀不好，顏色黑、氣味臭，水質(zhì)因城市所在地域及經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的不同而存在差異。沿海發(fā)達(dá)城市和南方城市用水量較大，污水濃度較低，如廣州市中心城區(qū)COD 221.4mg/L，NH3-N 22.8mg/L（2021 年）；北方城市特別是西部地區(qū)用水量較少，相對(duì)濃度較高，如甘肅省河西地區(qū)COD 410.9mg/L，NH3-N 39.8mg/L[10]；工業(yè)比重大的城市，因工業(yè)廢水污染物濃度較高，城市污水濃度相對(duì)較高；排水體制對(duì)城市污水濃度變化影響較大，雨污分流率程度較高的城市，濃度受天氣變化影響不大，全部或部分截流式合流制排水體制的城市，其污水濃度受天氣及截留倍數(shù)、截留水量等影響變化大[9]。

城市生活污水直排自然水體，會(huì)使自然水體富營(yíng)養(yǎng)化，甚至對(duì)自然水體產(chǎn)生氮磷污染，造成藍(lán)藻暴發(fā)等現(xiàn)象。而且，城市生活污水存在一定的毒性，若未經(jīng)嚴(yán)格處理直接進(jìn)入水源地，很可能會(huì)引發(fā)飲用水中毒事件，嚴(yán)重影響人們的生命安全[3]。

2 城市生活污水的治理現(xiàn)狀

2.1 市場(chǎng)化管理制度有待完善

雖各大城市對(duì)城市生活污水處理的重視程度有所提高，但許多污水處理項(xiàng)目未實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化，仍由政府部門負(fù)責(zé)管理。在污水處理項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，因政府管理方法比較落后，使政府部門經(jīng)常面對(duì)需增加投資、資金超標(biāo)嚴(yán)重等問(wèn)題。有些城市積極運(yùn)用PPP 模式開(kāi)展污水處理項(xiàng)目，但尚未獲得理想的成效，且與此模式對(duì)應(yīng)的制度仍有待完善。

對(duì)于一個(gè)企業(yè)而言，學(xué)習(xí)能力是指企業(yè)處理知識(shí)的一系列能力集合，即創(chuàng)建、獲取、轉(zhuǎn)化、整合、運(yùn)用知識(shí)的能力，具有較高學(xué)習(xí)能力的企業(yè)能夠通過(guò)其特殊的組織特性和管理特性而顯著影響其學(xué)習(xí)過(guò)程，進(jìn)而以更有效的方式提高學(xué)習(xí)效率，增加企業(yè)知識(shí)并改變企業(yè)行為。越來(lái)越多的企業(yè)意識(shí)到應(yīng)對(duì)外部環(huán)境快速變化必須不斷對(duì)自身進(jìn)行調(diào)整和創(chuàng)新，學(xué)習(xí)能力是企業(yè)獲取持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵能力之一。一些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)型組織由于具有較強(qiáng)學(xué)習(xí)能力支持產(chǎn)生新知識(shí)解決問(wèn)題而明顯具有較好的財(cái)務(wù)績(jī)效。

2.2 管理系統(tǒng)比較落后

污水處理廠常用以PLC 技術(shù)為支撐的自控化管理系統(tǒng)進(jìn)行污水廠管理。這種管理方法具有單一性和重復(fù)性的特點(diǎn)，而且管理面相對(duì)狹窄，無(wú)法確保處理后的生活污水水質(zhì)符合新標(biāo)準(zhǔn)。因此，部分污水處理廠的管理方法仍比較粗放化，不具備先進(jìn)管理技術(shù)與管理觀念，導(dǎo)致污水處理成本偏高。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，大部分污水處理廠已使用智能化污水處理管理與控制系統(tǒng)。這種管理控制系統(tǒng)中的功能較多，可實(shí)現(xiàn)污水處理廠自動(dòng)閉環(huán)管理。因此，我國(guó)生活污水處理廠應(yīng)向發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)習(xí)先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，以此改進(jìn)優(yōu)化現(xiàn)有管理系統(tǒng)。

2.3 污染負(fù)荷的控制問(wèn)題

隨著國(guó)民生活質(zhì)量逐漸提升，人們的生活方法隨之發(fā)生變化，隨之而變的還有日漸豐富的生活物質(zhì)，在不變的用水習(xí)慣之下，城市生活污水的污染物也就變得復(fù)雜了。城市生活污水的污染物種類的復(fù)雜和污染負(fù)荷超設(shè)計(jì)能力等問(wèn)題使污水處理面臨新型挑戰(zhàn)。如南方城市某污水處理廠近年的進(jìn)廠水氨氮偏高，甚至持續(xù)超設(shè)計(jì)負(fù)荷，污水廠要保證出水氨氮達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)的情況下，氨氮的去除控制問(wèn)題成為該廠的一大難題。另外，污染負(fù)荷還隨季節(jié)、氣候和溫度的變化而變化，加上長(zhǎng)期運(yùn)行的污水收集系統(tǒng)存在外水入滲等問(wèn)題，使現(xiàn)有的城市生活污水處理技術(shù)難以滿足對(duì)變化多端的污染負(fù)荷的控制要求，污水處理效果未能達(dá)到新時(shí)代要求。

2.4 污水治理受外界影響因素的干擾

就當(dāng)前我國(guó)部分城市生活污水的處理方法來(lái)看，大都沿用老一輩的經(jīng)驗(yàn)和總結(jié)，但不同的城市具有不一樣的環(huán)境因素，這對(duì)城市生活污水的處理效果有一定的影響。同時(shí)，每個(gè)區(qū)域都具備獨(dú)有的風(fēng)俗習(xí)慣、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、區(qū)域文化等，這些都會(huì)在某種層次上，直接加大城市生活污水處理難度。所以，用同樣的處理技術(shù)處理不同地區(qū)的城市生活污水，其效果不一定能達(dá)到要求，外界環(huán)境因素一定程度影響污水處理效果[3]。

2.5 污染物排放指標(biāo)未達(dá)到當(dāng)前環(huán)保要求

城市生活污水處理廠建設(shè)初期往往根據(jù)當(dāng)時(shí)相關(guān)環(huán)保政策及城市規(guī)劃進(jìn)行設(shè)計(jì)及建設(shè)。隨著時(shí)代的變遷，特別是越來(lái)越重視生態(tài)環(huán)境的今天，部分城市生活污水處理廠出水污染物濃度指標(biāo)已不能達(dá)到環(huán)保要求?；蛞虺鞘械陌l(fā)展變化，人口聚集以及工業(yè)的發(fā)展，處理廠處理規(guī)模尚能滿足當(dāng)前需求，但部分污染物指標(biāo)因進(jìn)水濃度超設(shè)計(jì)值或處理工藝的局限性導(dǎo)致出水不達(dá)標(biāo)。使污水廠出水達(dá)到環(huán)保要求的最行之有效的措施是對(duì)污水廠進(jìn)行提標(biāo)改造。

3 城市生活污水的處理方法

3.1 膜處理技術(shù)

膜處理技術(shù)屬于一種簡(jiǎn)單易操作的新型城市生活污水處理方法，其主要原理是針對(duì)污水中的有害物質(zhì)建立相應(yīng)膜，隔離有害物質(zhì)和污水，從而發(fā)揮水質(zhì)凈化作用。膜處理技術(shù)的重點(diǎn)在于相應(yīng)膜的建立，其建立最好可以按照生活污水中的污染物質(zhì)實(shí)施針對(duì)性設(shè)置，特別是嚴(yán)格管控膜的細(xì)度，能實(shí)現(xiàn)全面分離生活污水中的顆粒物、膠體和其他類污染物質(zhì)等。但目前膜處理技術(shù)仍有無(wú)法處理的問(wèn)題，即膜污染問(wèn)題。對(duì)于控制膜污染問(wèn)題，可以使用膜構(gòu)件的定期清理、預(yù)先處理方法等改善濾液的成分與合理優(yōu)化工藝條件與環(huán)境等。如選擇混凝土技術(shù)將濾液中小型塊狀物進(jìn)行清理，轉(zhuǎn)變曝氣與雙向攪動(dòng)的控制方法，都可以減少膜污染。但上述方法會(huì)消耗大量能量，在全面推行節(jié)能降耗的今天，膜處理技術(shù)的推廣遇到瓶頸，節(jié)能降耗的污水處理方法才是未來(lái)的發(fā)展方向。

3.2 生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)作為另外一種處理生活污水的好氧生物技術(shù)，其主要通過(guò)生物流化床、生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池等設(shè)施處理生活污水。生物膜法需要足夠的氧氣，以促進(jìn)真菌、厭氧菌、好氧菌等微生物組成高密集度生態(tài)系統(tǒng)。生物膜法還需在處理生活污水的建筑中進(jìn)行微生物集中生長(zhǎng)載體的設(shè)置，又稱填料。在足夠氧氣的基礎(chǔ)下微生物在填料的表層匯集，形成生物膜。這時(shí)利用微生物妥善處理污水中的有機(jī)物，改善污水水質(zhì)的同時(shí)，還能增加生物膜厚度。生物膜并非是始終存在，而是會(huì)慢慢脫落，然后在填料的表層產(chǎn)生一層新的生物膜，通過(guò)循環(huán)換膜方法來(lái)處理生活污水。鑒于生物膜法的優(yōu)點(diǎn)，研究者對(duì)生物膜法有關(guān)工藝和設(shè)施不斷的優(yōu)化升級(jí)。與傳統(tǒng)生物濾池比較，全新生物膜的處理方法可以免受溫度影響，且填料的質(zhì)量明顯更輕便，設(shè)備處理能力更強(qiáng)，產(chǎn)泥量更少，操作管理更容易。但此類方法仍有諸多問(wèn)題存在，如填料消耗量大，成本投入大，處理過(guò)程中易出現(xiàn)大片生物膜片脫落，細(xì)小生物膜碎片也會(huì)殘留水中，使水質(zhì)渾濁，出水不達(dá)標(biāo)。

3.3 強(qiáng)化一級(jí)處理

因存在成本消耗少、投資需求不高、能及時(shí)控制污染負(fù)荷、簡(jiǎn)單易易操作、處理結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定等明顯優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)化一級(jí)處理技術(shù)成為城市生活污水處理發(fā)展速度最快的新技術(shù)，且在很多小型城市中大面積推廣使用。這項(xiàng)技術(shù)可以分為兩部分，一是一級(jí)處理工藝，而是生物強(qiáng)化一級(jí)處理工藝。在此過(guò)程中，CEPT 處理效果比較明顯。雖優(yōu)點(diǎn)較多，但這項(xiàng)技術(shù)目前仍面臨著很大的考驗(yàn)。強(qiáng)化一級(jí)處理技術(shù)處理成本較高；使用絮凝劑還會(huì)出現(xiàn)的諸多問(wèn)題，而且絮凝劑含量高的污泥易造成二次污染[4]。

4 城市生活污水的處理工藝

4.1 SBR法

4.2 A2/O工藝

A2/O 工藝具體可以分成好氧段、缺氧段、厭氧段三個(gè)階段。第一個(gè)階段，在厭氧段中，回流污泥和原污水共同混合發(fā)生生化反應(yīng)，通過(guò)微生物釋放磷，部分有機(jī)物的氨化流程；第二個(gè)階段，脫氮流程可以在缺氧段開(kāi)展；第三個(gè)階段，污水在好氧段后開(kāi)展BOD 處理和磷吸附。A2/O 工藝采用好氧、厭氧交替操作方法，一定程度上限制了絲狀菌的繁殖，從而制約活性污泥作用與特性。A2/O 工藝無(wú)需投藥，僅需對(duì)兩端污水輕微的攪拌即可，運(yùn)行成本不高，且其污泥具有較高的磷含量，經(jīng)過(guò)堆肥處理后可以作為高效肥料。

4.3 曝氣生物濾池

曝氣生物濾池，又叫顆粒狀生物填料濾池，由布水和布?xì)庀到y(tǒng)、池體及其他設(shè)備構(gòu)成。污水從濾池的上方進(jìn)入，與濾料接觸后，在接觸層形成一層生物活性薄膜?？諝鈴臑V料處流入，逐漸填滿濾料的縫隙，與由上而下的生活污水充分接觸，氧氣在二者之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使生物膜表層微生物攝取充足溶解氧，從而使有機(jī)物進(jìn)行降解。曝氣生物濾池通常不設(shè)立二沉池，無(wú)需投入大量建設(shè)成本，且具有較高的供氧效果，抗負(fù)荷沖擊能力很強(qiáng)。但對(duì)進(jìn)水SS 和進(jìn)水濃度的要求很高，曝氣生物濾池容易結(jié)團(tuán)，污泥穩(wěn)定性較差[5]。

4.4 傳統(tǒng)活性污泥法

傳統(tǒng)活性污泥法是指利用活性污泥的微生物去除生活污水中的有機(jī)物和有害物質(zhì)。處理流程如下：首先，污水與回流活性污泥共同流入曝氣池均勻混合，進(jìn)行生化反應(yīng)，完成反應(yīng)后泥水混合物進(jìn)入二沉池進(jìn)行分離。通過(guò)這些工序后，完成分離的活性污泥通過(guò)回流體系在回流至曝氣池，進(jìn)行下一輪泥水混合及生化反應(yīng)。有機(jī)污染物前后經(jīng)過(guò)兩個(gè)過(guò)程，即吸附與代謝，最后才被成功降解，在此過(guò)程中，活性污泥可以成功循環(huán)生長(zhǎng)一周期。因此，傳統(tǒng)活性污泥法有利于凈化生活污水，且適用于處理高濃度生活污水[6]。

5 發(fā)展展望

5.1 污水處理廠朝多元化管理模式發(fā)展

相關(guān)人員的研究表明，今后城市生活污水處理廠的管理方法會(huì)日益完善化。對(duì)于污水處理廠的管理系統(tǒng)，托管運(yùn)行模式、供排于一體、特許經(jīng)營(yíng)等管理模式已被應(yīng)用。污水處理廠的集資模式也在朝多元化方向發(fā)展，除了政府支持，還有居民集資，企業(yè)投資等。

5.2 污水處理廠朝大規(guī)模與數(shù)量化增加

因城市居民人口逐漸增多，人們生活質(zhì)量隨之上升，對(duì)于水資源的要求也不斷提高，城市生活污水的處理深受社會(huì)各界的關(guān)注和重視。為了解決日漸增多的城市生活污水，城市污水處理廠的數(shù)量和規(guī)模方面也會(huì)隨之發(fā)生變化，城市生活污水處理廠朝著大規(guī)模化方向發(fā)展，推動(dòng)污水處理水平的進(jìn)一步提升[7]。

5.3 污水處理技術(shù)朝更新?lián)Q代方向進(jìn)步

為了滿足城市生活污水的處理要求，污水處理技術(shù)工作者在實(shí)踐過(guò)程中不斷創(chuàng)新技術(shù)或設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水廠的提標(biāo)改造，如針對(duì)采用A/O 工藝的城市生活污水處理廠的出水氨氮、總氮難以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)，在二沉池后增加反硝化深床濾池，降低污水廠尾水總氮、氨氮污染物濃度。同時(shí)也引進(jìn)適用于我國(guó)的國(guó)外新技術(shù)或新設(shè)備，如針對(duì)氮、磷濃度較高的生活污水處理廠采用改良UCT 工藝，以達(dá)到較好的脫氮除磷效果。生活污水處理技術(shù)不斷更新?lián)Q代，污水處理水平逐漸提高，城市居民生活用水質(zhì)量得到改善。

5.4 城市生活污水的處理需具備持續(xù)發(fā)展能力

目前，延時(shí)曝氣技術(shù)在我國(guó)城市生活污水處理廠廣泛應(yīng)用，這種技術(shù)與國(guó)際上主流的生活污水處理技術(shù)差據(jù)較大。雖然我國(guó)水資源豐富，但這種低能高耗的污水治理系統(tǒng)，不利于國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展。發(fā)達(dá)國(guó)家將再生水利用和回收氮磷作為生活污水處理重點(diǎn)研究方向，而我國(guó)在這兩方面仍未取得實(shí)際進(jìn)展。南方某城市從節(jié)水角度大力推行再生水利用工作，推行污水處理廠五公里范圍內(nèi)的工業(yè)園區(qū)、高耗水工業(yè)企業(yè)和服務(wù)業(yè)、居民小區(qū)、高速路服務(wù)區(qū)等用水單位使用污水處理廠的再生水，但試點(diǎn)單位能直接取用的僅限于綠化、地面灑水及景觀環(huán)境用水，作為冷卻用水等工業(yè)用水仍需再凈化。因此，我國(guó)生活污水治理技術(shù)在可回收利用、低能耗、低排放方向的發(fā)展空間仍很大。

5.5 加強(qiáng)環(huán)保型污水處理廠建設(shè)

污水處理廠可化害為利、清除污染物，是為人民造福的產(chǎn)品，污水處理廠的建設(shè)必須滿足環(huán)境污染的處理目標(biāo)。在當(dāng)前人們高度關(guān)注節(jié)能環(huán)保理念和全面的環(huán)保意識(shí)情況下，污水處理廠本身的污染也理應(yīng)獲得重視。隨著城市污水處理廠建設(shè)數(shù)量增多，規(guī)模變大，我們應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，盡可能實(shí)現(xiàn)高效低耗處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)，在財(cái)力、物力缺乏的基礎(chǔ)下，也要對(duì)水污染問(wèn)題實(shí)現(xiàn)有效處理。

5.6 完善相關(guān)環(huán)保法規(guī)

與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)城市污水治理起步晚，力度明顯不足。即便近幾年全國(guó)各地都在強(qiáng)化建設(shè)城市生活污水的治理工程，但因資金投入不足，部分地方政府對(duì)于污水治理行動(dòng)的積極性不高。在開(kāi)展污水治理工作時(shí)，大多數(shù)人會(huì)從自身經(jīng)濟(jì)短期的發(fā)展收益方面思考而不嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)環(huán)保法規(guī)。此外，我國(guó)城市生活污水治理的相關(guān)法規(guī)也缺乏完善，相應(yīng)的生活污水及工業(yè)廢水的監(jiān)管系統(tǒng)有待完善，有些城市生活污水的處理成本征用困難，這些一定程度影響了城市生活污水的治理效果。從我國(guó)目前發(fā)展來(lái)看，及有關(guān)部門已致力于優(yōu)化環(huán)保和城市生活污水治理法規(guī)，將各地方、各部門工作積極性調(diào)動(dòng)起來(lái)，共同加強(qiáng)水污染監(jiān)管力度[8]。

結(jié)語(yǔ)

隨著城市經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，化工行業(yè)、新型服務(wù)業(yè)等的發(fā)展使水源遭受較為嚴(yán)重的污染，生活污水污染物含量和種類復(fù)雜化，水環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越明顯，生活污水治理和高效的處理技術(shù)問(wèn)題迫在眉睫。所以，為了更好的處理城市生活污水，我們需不斷創(chuàng)新處理技術(shù)，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，優(yōu)化管理方法，加大污水廠及收集系統(tǒng)的建設(shè)管理投入，從而改善水生態(tài)環(huán)境，改善人們生活環(huán)境，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。