城市污水處理現(xiàn)狀及處理工藝分析

隨著我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市水污染問(wèn)題日益突出，城市污水處理已經(jīng)成為當(dāng)前水污染治理的重點(diǎn)。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)城市建設(shè)的發(fā)展與人口、資源、環(huán)境和工業(yè)建設(shè)不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)施長(zhǎng)期超負(fù)荷承載。全國(guó)絕大多數(shù)城市的污水處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實(shí)際需要。

城市污水處理，作為一個(gè)城市發(fā)展程度的重要標(biāo)志，其實(shí)施效果已經(jīng)成為了評(píng)價(jià)城市發(fā)展程度的重要指標(biāo)，城市污水處理的效果不僅僅關(guān)系到城市所在周邊的環(huán)境保護(hù)，更關(guān)系到下游城市人民的身體健康以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展。加快城市污水處理建設(shè)，加快城市污水處理新技術(shù)的應(yīng)用，促進(jìn)城市的和諧發(fā)展以及可持續(xù)發(fā)展路線的實(shí)施，是目前城市污水處理相關(guān)部門(mén)的首要任務(wù)。

一、我國(guó)污水處理現(xiàn)狀

（1）、污水處理設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷率有待進(jìn)一步提升歷年來(lái)，我國(guó)的城市污水處理設(shè)施平均運(yùn)行負(fù)荷率在65到70%左右，還有一定的提高空間，造成運(yùn)行負(fù)荷率不高的主要原因有兩個(gè)：(1)城鎮(zhèn)生活污水收集系統(tǒng)建設(shè)滯后，管網(wǎng)配套工程覆蓋率低，污水不能全部收集進(jìn)人污水處理廠，這是全國(guó)各地普遍存在的現(xiàn)象;(2)城市污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)模過(guò)大，導(dǎo)致管理運(yùn)行費(fèi)用過(guò)高，或者是設(shè)計(jì)處理規(guī)模超過(guò)了實(shí)際的處理需求，造成“大馬拉小車”的現(xiàn)象，直接導(dǎo)致污水處理運(yùn)行負(fù)荷率不高。

 (二)污水資源化率低
國(guó)外城市污水處理回用率較高，例如以色列1997年生活污水回用率就達(dá)100%，而美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，城市生活污水的資源化程度也很高。而在我國(guó)，目前城鎮(zhèn)生活污水再生利用量?jī)H占污水處理量的4. 6%，我國(guó)的污水資源化還有很大前景，尤其是在干旱、半干旱的缺水地區(qū)。

二、縱觀我國(guó)城市污水處理在污水處理工藝技術(shù)、污泥處理及污水回用等技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)大體情況簡(jiǎn)述如下：

1、預(yù)處理
預(yù)處理僅用于城市污水排海排江工程,予處理的目的在于去除污水中的漂浮物質(zhì)、油類或油脂類物質(zhì)以及砂粒等無(wú)機(jī)物質(zhì)及部分有機(jī)物。
2、一級(jí)處理
從傳統(tǒng)的城市污水處理工藝流程來(lái)看,一級(jí)處理部分以污水收集粗、中、細(xì)格柵或水力篩、沉砂池及初次沉淀池等物理處理來(lái)達(dá)到一級(jí)處理。近期主要的發(fā)展為處理設(shè)備的機(jī)械化和自動(dòng)化水平的提高,各種機(jī)械設(shè)備的研制與開(kāi)發(fā),各種新型處理構(gòu)筑物的應(yīng)用等。
3、二級(jí)處理
從污水二級(jí)處理工藝來(lái)看,仍然以生化處理為主,典型的流程格局仍為污水經(jīng)格柵到沉砂池到初沉池、曝氣池、二沉池、消毒接觸池后排放。
4、三級(jí)處理
進(jìn)一步處理水中難降解的有機(jī)物，以及氮和磷等能夠?qū)е滤w富營(yíng)養(yǎng)化的可溶性無(wú)機(jī)物等。
經(jīng)過(guò)以上三級(jí)處理之后，基本去除了水中的污染物。

三、目前國(guó)內(nèi)城市污水的主流處理方法
1、活性泥技術(shù)
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)活性泥技術(shù)就是利用活性污泥去除水中的有機(jī)物。首先是回流的活性污泥和污水同時(shí)進(jìn)入曝氣池，并將空氣打入曝氣池，使污水和活性污泥充分混合，曝氣池中微生物吸附、混合液進(jìn)入二次沉淀池進(jìn)行分離操作。最后就可以向外排放凈化后的水，分離出一部分活性污泥通過(guò)回流系統(tǒng)，回流至曝氣池，另一部分將從系統(tǒng)出中排出。
下面簡(jiǎn)單介紹幾種有關(guān)活性污泥技術(shù)的方法。

(1)AB法
該工藝將曝氣池分為高低負(fù)荷兩段,各有獨(dú)立的沉淀和污泥回流系統(tǒng)。高負(fù)荷段(A段)停留時(shí)間約20—40分鐘,以生物絮凝吸附作用為主,同時(shí)發(fā)生不完全氧化反應(yīng),生物主要為短世代的細(xì)菌群落,去除BOD達(dá)50%以上。B段與常規(guī)活性污泥法相似,負(fù)荷較低,泥齡較長(zhǎng)。
AB法A段效率很高,并有較強(qiáng)的緩沖能力。但是,AB法污泥產(chǎn)量較高,A段污泥有機(jī)物含量極高,污泥后續(xù)穩(wěn)定化處理是必須的,將增加一定的投資和費(fèi)用。另外，A段在運(yùn)行中如果控制不好,很容易產(chǎn)生臭氣,影響附近的環(huán)境衛(wèi)生，產(chǎn)生硫化氫、大糞素等惡臭氣體。對(duì)于污水濃度較低的場(chǎng)合，B段運(yùn)行較為困難,也難以發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。目前有僅采用A段的做法,效果要好于一級(jí)處理。當(dāng)對(duì)脫氮除磷要求很高時(shí),A段不宜按AB法的原來(lái)去除有機(jī)物的分配比去除BOD,因?yàn)锽段曝氣池的進(jìn)水含碳有機(jī)物含量的碳/氮比偏低,不能有效地脫氮。

(2)SBR
序批式反應(yīng)池(SBR)屬于"注水——反應(yīng)——排水"類型的反應(yīng)器，在流態(tài)上屬于完全混合式，氮有機(jī)污染物確實(shí)隨著反應(yīng)時(shí)間的推移而被降解的。其操作流程由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個(gè)基本過(guò)程組成，從污水流入到閑置結(jié)束構(gòu)成一個(gè)周期，所有處理過(guò)程都是在同一個(gè)設(shè)有抱起或攪拌裝置的反應(yīng)器內(nèi)依次進(jìn)行，混合液始終留在池中，從而不需另外設(shè)置沉淀池。
該工藝將傳統(tǒng)的曝氣池、沉淀池由空間上的分布改為時(shí)間上的分布,形成一體化的集約構(gòu)筑物,并利于實(shí)現(xiàn)緊湊的模塊布置,最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省占地,可以減少污泥回流量,有節(jié)能效果。

(3)CAST法
CAST工藝是SBR工藝的一種變形，池體內(nèi)用隔油墻隔出生物選擇區(qū)、兼性區(qū)和主反應(yīng)區(qū)三個(gè)反應(yīng)區(qū)，三個(gè)反應(yīng)區(qū)的體積比大致為1:2:20，混合液由第三區(qū)回流到第一區(qū)，回流比一般為20%，在第一區(qū)內(nèi)活性污泥與進(jìn)入的新鮮污水混合、接觸。創(chuàng)造微生物種群在高濃度、高負(fù)荷環(huán)境下競(jìng)爭(zhēng)生存的條件，從而選出適合該系統(tǒng)的獨(dú)特的微生物種群，并有效抑制絲狀菌的過(guò)分增值，避免污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

(4)氧化溝
氧化溝是活性污泥法的一種變形,是延時(shí)曝氣法的一種特殊形式。一般采用圓形或橢圓形廊道，池體狹長(zhǎng),池深較淺，在溝內(nèi)設(shè)有機(jī)械曝氣和推進(jìn)裝置，近年來(lái)也有采用局部區(qū)域鼓風(fēng)曝氣外加水下推進(jìn)器的運(yùn)行方式。通過(guò)曝氣或攪拌作用在廊道中形成0.25—0.30m/s的流速，使活性污泥成懸浮狀態(tài)，在這樣的廊道流速下，混合液在5—15min內(nèi)完成一次循環(huán)，而廊道中大量的混合液可以稀釋進(jìn)水20—30倍，廊道中水流雖然呈推流式。當(dāng)污水離開(kāi)曝氣區(qū)后，溶解氧濃度降低，有可能發(fā)生反消化反應(yīng)。

2、生物脫氮除磷工藝
近年來(lái)，隨著對(duì)生物脫氮除磷的機(jī)理研究不斷深入，以及各種新材料、新技術(shù)、新設(shè)備的不斷運(yùn)用，衍生除了許多新的生物脫氮除磷工藝，下面簡(jiǎn)單介紹幾種我國(guó)各污水處理廠的生物脫氮除磷工藝。

(1)A/O法
流程如下:
污水——前處理——厭氧水解池——接觸氧化池——沉淀池——過(guò)濾池——出水——污泥回流
A/O脫氮工藝處理高濃度城市污水,不但熊夠效穩(wěn)定地脫氮,而且COD、BOD和ss的去除效果和穩(wěn)定性更好。雖然其基建投資和運(yùn)行管理費(fèi)用均高于設(shè)有硝化功能的傳統(tǒng)法,但當(dāng)要求出水的TKN濃度較低或考慮處理后的出水回用,并考慮工藝運(yùn)行穩(wěn)定時(shí),建議首先采用A/O脫氮工藝。但A/O法中如果有硝化發(fā)生，除磷效果會(huì)降低，而且脫氮效果受內(nèi)循環(huán)比的影響，另外，此工藝的靈活性較差。

(2)A2/O法
A2/O工藝是通過(guò)厭氧、兼氧和好氧交替變化的環(huán)境,完成除磷脫氮反應(yīng)。在厭氧條件下,回流污泥中的聚磷菌受到抑制,只能釋放體內(nèi)的磷酸鹽獲取能量,以吸收污水中的可快速生物降解的溶解性有機(jī)物來(lái)維持生存,在這個(gè)過(guò)程中完成了磷的厭氧釋放;在缺氧條件下,反硝化細(xì)菌利用污水中的有機(jī)碳作為電子供體,以硝酸鹽作為電子受體進(jìn)行無(wú)氧呼吸,將回流液中硝態(tài)氮還原成氮?dú)忉尫懦鰜?lái),完成反硝化過(guò)程;在好氧條件下,一方面聚磷菌將體內(nèi)的PHB進(jìn)行好氧分解,釋放的能量用于細(xì)胞合成、增殖和吸收污水中的磷合成聚磷酸鹽,隨剩余污泥排出系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)污水的脫磷;采用A2/O系統(tǒng)可將污水中的COD、BOD和氮、磷同時(shí)去除,處理出水可優(yōu)于國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn),接近三級(jí)處理水平。另外，污泥沉降性能也較好。

3、生物接觸氧化法
生物接觸氧化法就是在生物接觸氧化池內(nèi)安裝一定數(shù)量的填料，為了使污水達(dá)到凈化的目的，通過(guò)填料上的生物膜和供應(yīng)的氧氣發(fā)生生物氧化作用，以此來(lái)將氧化分解廢水中的有機(jī)物。生物接觸氧化法是生物法處理廢水中的一種重要方法。

 
 四、污水處理的展望

 (一)工業(yè)廢水處理與城市污水合并處理
工業(yè)廢水與城市污水是合并處理還是分別處理，是多年?duì)庌q的老問(wèn)題，世界各國(guó)都存在， 在我國(guó)更為突出。工業(yè)廢水與城市污水處理的關(guān)系能否合理的解決，關(guān)系到如何發(fā)揮投資效益，即能不能使有效的資金用于更好地防治水污染的問(wèn)題。多數(shù)人己認(rèn)識(shí)到，應(yīng)優(yōu)先一考慮工業(yè)廢水與城市污水的合并處理，規(guī)定工業(yè)廢水進(jìn)入城市下水道的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并在廠內(nèi)進(jìn)行必要的預(yù)處理，以控制并處理容易造成的問(wèn)題，工廠和城市應(yīng)對(duì)城市下水道和污水處理廠的投資和運(yùn)行費(fèi)用共同負(fù)責(zé)，可按水量、水質(zhì)合理分?jǐn)偂?br />
(二)城市污水再生利用
污水經(jīng)過(guò)不同深度的處理后，成為人們的第一水資源。污水經(jīng)過(guò)處理不能得到合理的使用，就會(huì)淡化了污水處理的意義。中國(guó)水資源的擁有量在世界排名第121 位，說(shuō)明我國(guó)淡水資源缺乏。實(shí)踐證明來(lái)源較為可靠的再生水是第一水資源之一，但是人們對(duì)再生水的認(rèn)識(shí)有偏見(jiàn)，認(rèn)為再生水是由污水經(jīng)過(guò)處理后獲得的，歸根還是污水，所以不能得到重用，因此給再生水利用渠道的開(kāi)發(fā)造成了極大的困難。而對(duì)淡水資源的寶貴要求，人們重新認(rèn)識(shí)再生水， 把再生水利用的渠道拓寬，要因地制宜根據(jù)需要確定利用途徑。例如農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、市政、園林用水、生活雜用水、城市1 級(jí)河道景觀用水、利用現(xiàn)有坑塘儲(chǔ)存再生水、地下水回灌溉用水等。

(三)建設(shè)環(huán)保型的污水處理廠
污水處理廠是消除污染、化害為利、造福于民的產(chǎn)業(yè)，建設(shè)污水處理廠要消除自身對(duì)環(huán)境的污染，特別是隨著環(huán)保法的深入人心，全民環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，污水處理廠自身的污染應(yīng)引起高度的重視。城市污水處理廠的建設(shè)可以從少到多，從低級(jí)到高級(jí)。結(jié)合我國(guó)實(shí)際，盡量開(kāi)發(fā)高效、低耗的處理技術(shù)，以便在財(cái)力、物力不充足的條件下，經(jīng)濟(jì)有效地解決水污染防治問(wèn)題。

(四)提高污水和污泥的資源化程度
經(jīng)過(guò)處理的生活污水達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)之后就成為了資源，如果直接排人水體而不進(jìn)行有效利用就是一種浪費(fèi)，尤其是干早、半干早的缺水地區(qū)。因此，一方面，政府要建設(shè)分類供水系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)中水回用建立基礎(chǔ)，另一方面，要制定積極的政策措施，采取經(jīng)濟(jì)手段鼓勵(lì)中水回用，防止浪費(fèi)。

(五)城市污水處理廠建設(shè)要規(guī)模適度
建設(shè)城市污水處理廠要立足實(shí)際情況，規(guī)模適度建設(shè)。規(guī)模過(guò)大，一次性資金需求過(guò)大， 資金不能及時(shí)到位，工程建設(shè)周期長(zhǎng)，有限的資金投人不能盡快產(chǎn)生效益;規(guī)模過(guò)小，既滿足不了當(dāng)?shù)氐奈鬯幚硇枨螅中尾怀梢?guī)模效益。因此，建設(shè)污水處理廠要在一個(gè)適度的規(guī)模水平上，這樣才能運(yùn)行成本最低，從而取得最佳效益規(guī)模。

城市污水處理是一個(gè)迫在眉睫的問(wèn)題，目前越來(lái)越多的受到人們的關(guān)注，但目前遇到的最大的問(wèn)題是技術(shù)的改良和污水處理實(shí)際落實(shí)的問(wèn)題，還需進(jìn)一步投資進(jìn)行新技術(shù)的研究，山東海普歐環(huán)保致力于發(fā)展污水處理，希望為人們的生活帶來(lái)更多的綠色和清新。

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