肖 靜

（山東勝安檢測技術(shù)有限公司，山東 東營 257000）

環(huán)保工程中的污水處理是當代環(huán)境保護的一個重要領(lǐng)域，其重要性不僅體現(xiàn)在保護水資源，也在于維持生態(tài)平衡和促進可持續(xù)發(fā)展。隨著工業(yè)化和城市化的加速，污水排放量大幅增加，帶來一系列環(huán)境問題和挑戰(zhàn)。這就要求相關(guān)人員不斷探索和優(yōu)化污水處理工藝，以提高處理效率，減少環(huán)境污染?？茖W技術(shù)的進步創(chuàng)新和環(huán)境保護意識的增強，也在不斷推動污水處理技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，從傳統(tǒng)的物理、化學方法到生物處理技術(shù)，再到新興的高級處理技術(shù)，每一步都是對現(xiàn)有技術(shù)的補充和提升。

1 環(huán)保工程中污水處理存在的問題

1.1 缺乏配套設(shè)施，污水收集管網(wǎng)不夠完整

在環(huán)保工程領(lǐng)域，污水處理面臨的一個主要問題是缺乏配套設(shè)施，特別是污水收集管網(wǎng)的不完整性。這個問題根源于城市規(guī)劃和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不均衡，導致管網(wǎng)無法有效覆蓋所有需要處理的區(qū)域。例如，在許多城市發(fā)展建設(shè)中，新興住宅區(qū)和工業(yè)區(qū)的快速擴張往往超出原有污水處理設(shè)施的設(shè)計容量。由于缺乏前瞻性規(guī)劃，新區(qū)域的污水直接排放到自然水體中，加劇水體污染問題。此外，現(xiàn)有污水管網(wǎng)的老化和破損也是一個關(guān)鍵因素。由于長期缺乏有效的維護和升級，這些管網(wǎng)往往出現(xiàn)泄漏和堵塞問題，降低污水收集和處理的效率。這不僅會導致環(huán)境污染加劇，還會引起地下水污染和公共衛(wèi)生問題。此外，污水管網(wǎng)的不完整還影響到污水處理廠的運行效率。由于管網(wǎng)收集不全，處理廠接收的污水量波動較大，無法穩(wěn)定運行，這不僅影響處理效果，還會增加運營成本[1]。

1.2 未做好前期工作，整體規(guī)劃不到位

在環(huán)保工程的污水處理領(lǐng)域，未做好前期工作和整體規(guī)劃不到位是一大難題，這在很大程度上影響項目的有效性和可持續(xù)性。首先，缺乏全面的市場調(diào)研和環(huán)境影響評估導致規(guī)劃者無法準確預測未來的需求和潛在影響，從而使得污水處理設(shè)施在設(shè)計時無法適應未來的發(fā)展或環(huán)境變化。其次，規(guī)劃中往往忽視與其他基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，例如城市排水系統(tǒng)和工業(yè)區(qū)的排污需求，這種孤立的規(guī)劃方式會限制系統(tǒng)的整體效能。另外，技術(shù)選型方面的不足也是一個重要問題，即在規(guī)劃階段未能充分考慮地區(qū)特有的環(huán)境條件和污染特征，導致選擇的技術(shù)無法有效應對實際污水處理中的特定挑戰(zhàn)。而且，規(guī)劃階段對于成本和資源的不充分估計，經(jīng)常導致項目在實施過程中面臨資金短缺、資源不足等問題，會嚴重影響項目的進度和質(zhì)量。這些問題的存在說明在污水處理項目的前期規(guī)劃中，需要更多的專業(yè)知識、綜合考量和長遠視角，以確保項目的有效性和持續(xù)發(fā)展[2]。

2 環(huán)保工程中污水處理的工藝

2.1 生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)在污水處理中扮演著核心角色，它主要通過利用微生物的自然活動來去除污水中的有機物質(zhì)和營養(yǎng)鹽。這一技術(shù)的核心是模擬和加強自然界中的生物降解過程。在生物處理系統(tǒng)中，常見的方法包括活性污泥法、生物膜法和污泥消化法。活性污泥法利用懸浮生長的微生物群體，通過不斷循環(huán)的污泥回流，以提高污水中有機物的去除效率。生物膜法則依賴于固定在某種載體上的微生物膜，這種方法對于處理空間有限制的場合尤為有效，因為它能在較小的空間內(nèi)實現(xiàn)高效的污水處理。污泥消化法主要用于處理污水處理過程中產(chǎn)生的污泥，通過厭氧消化作用將有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可作為能源利用的沼氣。這些技術(shù)的應用不僅能提高污水處理的效率，而且有助于減少污水處理過程中的化學需氧量（COD）和生物需氧量（BOD），從而減輕對環(huán)境的壓力。生物處理技術(shù)的挑戰(zhàn)在于其對操作條件的敏感性，如溫度、pH 值和溶解氧水平，這些因素都需要嚴格控制以保證處理效果。

2.2 礦物質(zhì)污水處理技術(shù)

礦物質(zhì)污水處理技術(shù)是指使用礦物質(zhì)作為主要媒介來處理污水中的污染物。這類技術(shù)通常包括用礦物質(zhì)吸附、離子交換和催化氧化等方法來去除污水中的有害成分。例如，天然礦物質(zhì)如沸石和黏土因其獨特的孔隙結(jié)構(gòu)和表面特性，被廣泛用于吸附污水中的重金屬和某些有機污染物。礦物質(zhì)離子交換技術(shù)則利用特定礦物的離子交換能力，來去除水中的硬度離子或重金屬離子，如應用于去除水中的鈣、鎂離子以軟化水質(zhì)。在催化氧化過程中，某些礦物如錳礦石可以作為催化劑，加速污水中有害物質(zhì)的氧化分解。這些技術(shù)的優(yōu)勢在于其相對低成本、高效率和環(huán)境友好性，特別是在處理特定類型污染物（如重金屬和某些難降解有機物）方面表現(xiàn)突出。然而，礦物質(zhì)處理技術(shù)的挑戰(zhàn)在于其對污水成分的選擇性和處理后礦物質(zhì)的再生或處置問題，這需要進一步的技術(shù)創(chuàng)新和工藝優(yōu)化來解決[3]。

3 環(huán)保工程中污水處理工藝及方法的研究

3.1 加強污水處理系統(tǒng)改進與完善

在環(huán)保工程中，污水處理系統(tǒng)的改進與完善是提高水質(zhì)管理效率和環(huán)境保護水平的關(guān)鍵。首先，技術(shù)創(chuàng)新是推動污水處理系統(tǒng)改進的主要驅(qū)動力。隨著科技的發(fā)展，新型的污水處理技術(shù)如膜生物反應器（MBR）、納米技術(shù)在污水處理中的應用日益廣泛。MBR 技術(shù)將膜過濾與生物處理相結(jié)合，能有效提高污水處理的效率和出水水質(zhì)，尤其在有限空間內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的處理容量和更好的污染物去除效果。納米技術(shù)在污水處理中的應用，如使用納米材料作為吸附劑或催化劑，可以有效去除污水中的重金屬和有機污染物，提高處理效率。

此外，智能化和自動化技術(shù)的應用也是改進污水處理系統(tǒng)的重要方向。通過實施先進的監(jiān)控和控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對污水處理過程的實時監(jiān)控和自動調(diào)節(jié)，確保處理系統(tǒng)在最佳狀態(tài)下運行，同時降低人力成本和操作錯誤。

此外，提高污水處理系統(tǒng)的能源效率和可持續(xù)性也是改進的重點。在傳統(tǒng)污水處理過程中，能源消耗是一個重要的成本因素。因此，研發(fā)和應用能夠降低能耗的處理技術(shù)變得尤為重要。例如，利用厭氧消化技術(shù)從污泥中產(chǎn)生沼氣，不僅可以減少污泥的體積，還可以將其轉(zhuǎn)化為可再利用的能源，提高能源回收率。此外，集成化和模塊化設(shè)計也是優(yōu)化污水處理系統(tǒng)的有效方法。通過模塊化設(shè)計，可以靈活調(diào)整處理容量和工藝流程，以應對不同規(guī)模和特性的污水處理需求，同時便于系統(tǒng)的升級和維護。此外，采用綠色化學材料，如生物可降解的化學品和環(huán)境友好型材料，可以減少污水處理過程中的環(huán)境影響。

3.2 革新處理技術(shù)工藝

3.2.1 磁混凝沉淀技術(shù)

磁混凝沉淀技術(shù)作為一種革新的污水處理方法，在環(huán)保工程領(lǐng)域顯示出顯著的潛力。這種技術(shù)的核心在于使用磁性材料作為混凝劑，以提高污水處理的效率和效果。磁性混凝劑的加入使污水中的懸浮顆粒和污染物更容易被吸附和聚集。由于磁性的引入，這些聚集的顆粒可以在磁場的作用下迅速分離，能大大加快沉淀過程，提高處理速度。與傳統(tǒng)的化學混凝相比，磁混凝沉淀技術(shù)在去除細小顆粒和某些溶解性污染物方面表現(xiàn)出更高的效率，尤其是在處理含有重金屬和有機物的工業(yè)廢水時更為明顯。

此外，這種技術(shù)由于其快速分離的特性，也能顯著降低對沉淀池和相關(guān)設(shè)施的依賴，從而減少所需的土地占用和建設(shè)成本。磁混凝沉淀技術(shù)的挑戰(zhàn)在于磁性材料的回收和再利用，這對于保持整個處理過程的經(jīng)濟性和可持續(xù)性至關(guān)重要。為解決這一問題，當前的研究集中在開發(fā)高效的磁性材料回收技術(shù)和提高混凝土的使用壽命。

3.2.2 SBR 技術(shù)

SBR 技術(shù)是一種先進的污水處理方法，它通過序列控制污水處理過程中的各個階段，以實現(xiàn)高效的污水凈化。SBR 技術(shù)的主要特點是在單一反應器內(nèi)分時完成污水處理的所有步驟，包括充氣（曝氣）、攪拌、沉淀和排水。這種分時操作的最大優(yōu)勢是可以針對不同的處理階段優(yōu)化操作條件，從而提高處理效率和出水質(zhì)量。在SBR 系統(tǒng)中，生物降解和物理沉淀過程在同一個反應器中進行，避免傳統(tǒng)處理過程中需要多個反應器和復雜的流程控制。SBR 技術(shù)特別適用于處理有機負荷波動較大的污水，因為它可以根據(jù)實際污水的情況調(diào)整運行周期和曝氣時間，以適應不同的處理需求。此外，SBR 系統(tǒng)由于其操作靈活性和占地面積小，被廣泛應用于城市污水處理、工業(yè)廢水處理以及小型和中型污水處理設(shè)施。然而，SBR 技術(shù)的挑戰(zhàn)在于其對操作管理的要求較高，需要準確控制各個處理階段的時間和條件，以確保處理效果。

此外，SBR 系統(tǒng)的設(shè)計和優(yōu)化需要根據(jù)具體的污水成分和處理目標進行定制，以實現(xiàn)最優(yōu)的處理效果和經(jīng)濟效益[4]。

3.2.3 生物除磷技術(shù)

生物除磷技術(shù)是一種在污水處理中去除磷的有效方法，它利用特定微生物的能力來吸收和轉(zhuǎn)化溶解在污水中的磷。這種技術(shù)基于微生物在不同環(huán)境條件下對磷的吸收和釋放特性。在生物除磷過程中，污水首先經(jīng)歷一個無氧階段，微生物在此階段吸收有機物，并釋放出磷。隨后，在接下來的好氧階段，微生物會吸收溶解在水中的磷，并將其儲存于細胞內(nèi)。這種生物除磷過程可以顯著減少污水排放中的總磷含量，從而有效減輕對水體富營養(yǎng)化的影響。生物除磷技術(shù)相比化學除磷具有成本低、無二次污染和更好的環(huán)境適應性等優(yōu)勢。然而，這種技術(shù)的效率高度依賴于微生物的活性和環(huán)境條件，如pH 值、溶解氧水平和有機物的種類及濃度。因此，為維持高效的生物除磷，需要精確控制處理過程中的環(huán)境條件，并根據(jù)具體的污水特性選擇合適的微生物群落。此外，生物除磷系統(tǒng)的設(shè)計和運行還需要考慮污泥的處理和處置，因為富含磷的污泥成為資源回收的潛在途徑。通過優(yōu)化操作條件和處理流程，生物除磷技術(shù)有望在環(huán)保工程中發(fā)揮更大的作用，為污水處理提供更環(huán)保、更經(jīng)濟的解決方案。

3.3 構(gòu)建水污染再生利用體系

構(gòu)建水污染再生利用體系是實現(xiàn)可持續(xù)水資源管理的重要策略。這種體系不僅涉及污水的有效處理，還包括將處理后的水資源重新引入日常使用循環(huán)。在此體系中，關(guān)鍵技術(shù)包括高級污水處理技術(shù)、污水再生利用方案設(shè)計，以及水質(zhì)監(jiān)控和管理機制的建立。高級污水處理技術(shù)，如反滲透、紫外線消毒和臭氧處理，能夠?qū)⒊鞘泻凸I(yè)污水處理到接近飲用水標準。這些技術(shù)的應用使得再生水可以安全地用于農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)冷卻、城市景觀，甚至直接補充飲用水源。在設(shè)計污水再生利用方案時，需要考慮到不同用水領(lǐng)域的特定需求和水質(zhì)標準，以確保再生水的質(zhì)量與用途相匹配。例如，用于農(nóng)業(yè)灌溉的再生水需要特別控制重金屬和營養(yǎng)鹽含量，以防止土壤退化和作物受損。

此外，建立健全的水質(zhì)監(jiān)控和管理機制是確保水污染再生利用體系長期有效運行的關(guān)鍵。這包括對再生水質(zhì)進行持續(xù)監(jiān)測，以及建立應急響應機制以應對潛在的水質(zhì)問題。通過利用現(xiàn)代信息技術(shù)，如物聯(lián)網(wǎng)（IoT）傳感器和數(shù)據(jù)分析平臺，可以實現(xiàn)對再生水系統(tǒng)的實時監(jiān)控和智能管理。這種技術(shù)的應用不僅能提高水質(zhì)監(jiān)控的準確性和效率，還有助于及時發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)運行中的問題。同時，公眾教育和參與也是構(gòu)建水污染再生利用體系的重要組成部分。通過增強公眾對水資源保護和再生利用的認識，可以提高再生水項目的社會接受度和支持度。綜合應用高效的處理技術(shù)、精確的監(jiān)控管理系統(tǒng)以及公眾教育，水污染再生利用體系將在節(jié)約水資源、保護環(huán)境和促進可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮關(guān)鍵作用[5]。

4 結(jié)束語

環(huán)保工程中的污水處理工藝和方法是一個復雜且不斷進步的領(lǐng)域。從應對基礎(chǔ)設(shè)施和規(guī)劃不足的挑戰(zhàn)，到探索和應用生物處理、礦物質(zhì)處理等先進技術(shù)，再到革新處理技術(shù)如磁混凝沉淀、SBR 技術(shù)和生物除磷技術(shù)的開發(fā)，每一個步驟都是為實現(xiàn)更高效、更環(huán)保的污水處理。構(gòu)建水污染再生利用體系不僅能提升污水處理的效率，也為水資源的可持續(xù)管理開辟了新途徑。這些不斷的努力和創(chuàng)新在環(huán)境保護領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，促進生態(tài)系統(tǒng)更加健康和可持續(xù)發(fā)展。