城市污水处理途径分析

佐志强

(北京中联环工程股份有限公司市政设计二部，北京 100044)

随着全球城市化进程的加快，水资源成了制约城市发展的重要因素。跟据城市污水的利用并参考本地水体的自净能力，来确定本地污水的处理程度及采取的相应工艺。城市污水主要是指生活污水，其中合有大量有机物，如淀粉、糖类、蛋白质等，也常含有无机盐类的氯化物、磷酸盐和钠、钾、钙、镁等元素。

1 城市污水处理现状

城市污水处理技术最初以生物滤池为主。生物滤池法运行稳定，操作方便;但由于占地面积大、易产生臭味等缺点，使得生物滤池法渐被讲话效果好的活性污泥工艺所取代。但由于工程投资和运行费用高，加之水体富营养化日益严重，含有大量氮、磷等营养物质的城市污水的排放，使得传统活性污泥法不能满足脱氮除磷的要求，基于氧化沟法和SBR法基础的新方法呼之欲出[1]。

目前我国城市污水处理厂大部分以二级生物处理为主，但由于其投资巨大，能耗和运行费用较高;另外，随着近年来水体富营养化严重加剧，国内现有的污水处理厂绝大多数不具备氮、磷脱除能力，因而研究和开发“高效低能”的污水处理技术具有重要的现实意义。

2 城市污水处理途径

2.1 膜处理法[2]

生物膜法是指从废水中去除溶解性有机污染物的方法。其原理是利用微生物附着在介质滤料表面，从而形成生物膜。在污水接触生物膜后，溶解的有机污染物被微生物吸附转化生成微生物细胞物质，从而净化水质。该方法处理效率高、耐冲击负荷性能好，产泥量低且占地面积少，便于运行管理，故被广泛应用于生活污水处理。

2.2 城市污水强化一级处理

城市生活污水强化一级处理工艺具有投资少、提高污染物的去除率、工艺运行管理简便灵活、处理过程稳定可靠等特点[1]。主要包括化学法、生物絮凝吸附法和化学——生物联合絮凝法。

2.2.1 化学强化一级处理

该方法是在一级处理的基础上采用絮凝剂去除污染物的方法(简称CEPT)(见图1)。该工艺流程简单，易于操作管理。有机絮凝剂具有用量少、效率高的特点而常被人们使用，尤以硫酸铝、聚合氯化铝(PAC)、石灰等应用较为广泛。同济大学以铁盐为絮凝剂，对上海污水进行强化一级处理小试和中试试验研究，均取得了较好的效果[3-4]，证明该方法具有很强的实际应用效果。

图1 化学强化一级处理工艺流程图

化学强化一级处理技术对 SS、CODCr和BOD5都有较好的处理效果，还具有投资低廉、运行费用低、易于管理、处理过程稳定可靠等优点。但对污水中氨氮去除率较低，同时还会产生沉淀污泥，导致污泥处理难度加大[5]。

2.2.2 生物絮凝吸附强化一级处理[6]

该方法是指沉淀池污泥活化后再回流，利用活性污泥中微生物絮凝吸附作用去除污染物。该方法对有机物去除率较高，但对氨氮和磷去除率较低，故出水达不到排放要求，一般只做为预处理，用于减轻二级处理负荷或扩大二级处理能力。

2.2.3 化学——生物联合絮凝强化一级处理[4]

此方法以化学强化絮凝沉淀为主，生物絮凝沉淀为辅(见图2)。既可减少投药量、降低处理成本，又可减少污泥产生量，从而达到去除SS和TP以及CODCr和BOD5的目的。郑兴灿[7]研究结果证明该方法可使得CODCr和BOD5去除率高达80%，SS去除率达到90%，TP达到90% 左右。

图2 化学生物絮凝强化一级处理工艺流程图

2.3 生物处理方法

生物脱氮是在好氧条件下，硝化细菌将污水中有机物转化成氨氮，经过好氧硝化细菌的硝化作用转化为硝态或亚硝态的氮;在缺氧条件下，反硝化细菌将硝态或亚硝态的氮转化成氮气，从而达到脱氮的目的[6]。研究表明该方法对于有机物具有较高的去除率。

3 城市污水处理发展趋势

目前，我国的城市污水处理已由“污水处理达标排放”转变为以水质再生处理为核心的“水生态修复”。大力推行以除磷脱氮为核心的二级强化处理技术，并增加三级处理工艺，已达到生态净化水质的效果。如各种类型的絮凝沉淀技术，人工湿地等生态净化处理技术等都被开发并广泛应用于污水处理环节中。使得污水处理技术由单一的污水净化转变为污水回用，使处理后的再生水达到适用于各种用途要求的水质。例如，膜生物反应器(MBR)作为一种新兴高效的污水深度处理技术，可代替二沉池，同时还达到除菌的效果。生物膜中的生物过滤技术能有效去除二沉池出水中的大多数有机物、氮、磷，并减少后续消毒费用，因而在回用领域的应用越来越广泛。国外一些污水处理厂还利用UV紫外线消毒系统进行深度处理并直接用于农业灌溉，效果良好。

我国城市污水处理厂的集中控制和计算机管理技术还很薄弱，日后应加大推广计算机应用技术在污水处理方面的应用。下面以百乐克工艺为例进行的模拟实验来说明计算机应用的效果。

百乐克工艺是指在湖体、水塘内采用生物的方法处理污水。无论是处理单一生活污水，还是生活污水和工业废水的混合水，该工艺相对于传统工艺，具有投资少、日常维护简单和运行费用低等优点。利用BioW in3软件模拟百乐克污水处理工艺的实际水厂运行，结果表明，模拟运行的出水与实际的出水状况基本吻合，且参数也与实际运行值基本相同。这些参数可以有效地指导实际水厂的运行，从而避免因调试而造成的浪费，同时也可以让水厂在实际运行中具有可操作性。

保护和节约现有水资源，进一步科学、合理地开发和利用城市污水，最大效率地提高水的重复利用率，实现污水资源化、化解水资源危机，使污水回用成为城市的第二水源，必须积极研究符合我国国情的城市污水可持续发展道路，这才是解决我国水资源问题的出路。

[1]刘军，浅谈城市污水的处理技术[J].建筑工程，2010年 9月，P148.

[2]唐月新，对环境工程中城市污水处理的探讨[J].环保科技，2012年第14期，P298.

[3]熊建英，杨海真，王闯，等.铁盐处理上海合流一期污水试验研究[J].中国给水排水，2000，16(6):17-19.

[4]邢延峰，中小城镇城市污水处理技术国内外发展动态[J].黑龙江环境通报，2011年12月第35卷，第4期，P39.41

[5]邱慎初，化学强化一级处理(CEPT)技术[J].中国给水排水，2000，16(1):26-29.

[6]付立凯，国内外城市污水处理现状及发展趋势[J].石油石化节能与减排，2012年第2卷第1期，P34-35.

[7]郑兴灿，化学－生物联合絮凝剂的污水强化一级处理工艺[J].中国给水排水，2000，16(7):29-32.

[8] Chih Cheng Chang，Szu Kung Tseng，Hsien Kai Huang.Hydrogenotrophic denitrification with immobilized Alcaligenes eutrophus for drinking water treatment[J].Bioresource Technology，1999，69(1)53-58.