城市污水不同处理工艺对水质提升效果的对比

2021-01-09郑媛浙江环境监测工程有限公司浙江杭州310012

化工管理 2021年35期

郑媛(浙江环境监测工程有限公司，浙江杭州 310012)

0 引言

当前，环境资源问题是阻碍现代城市经济发展的主要原因之一。因此，城市污水处理对现代社会发展具有重要意义。如何实现污染水的减少、更好地净化水质和循环利用，如何处理工业和住宅污水，以及在分开处理或联合处理之间做出选择，以尽量提高水质，在经济成本允许的范围内，有效处理城市污水，这些问题都是必须注意的。

1 城市污水处理现状分析

根据相关二线城市的数据分析，城市污水处理工艺方面仍然存在很大问题。人们的日常生活是城市污水的主要来源之一，日常用品含有大量成分复杂的化学物质，这些物质一旦与水结合，会使得水质成分变得非常复杂，并不可避免地带来许多水污染问题。同时，在中国南方，由于常年降雨量较大，雨水会将水源稀释，加上雨污分流不彻底等因素，这就导致了生活污水浓度的降低。调查资料亦显示，不同生活环境所产生的主要污水污染物各有不同。在许多城市污水中，冲厕污水占污水的比重很大，氨含量较高，排放量一般发生在夜间；除了冲厕污水外，住宅污水排放量亦不容小觑，进而住宅污水排放量占磷酸盐的比例亦相当大。

城市的发展离不开工业，而工厂附近的污水排放问题则更为突出，因为工业的生产往往伴随着一些化学原料，因此工业废水污染问题较生活污水问题更为严重。此外，农业种植常常会使用农药以帮助农作物更好地生长，一旦土地受到雨水的浇灌，这些农药就会流失，这也会在一定程度上造成水污染。

综上所述，现代城市污水处理是一项复杂繁琐的工程，需要根据含量、浓度、比例等进行细致的评估，准确地判断污染载荷水平，参照实际污染情况进行治理，方可更好的管控并提升城市生活用水的质量水平。

2 城市污水处理技术分析

2.1 膜分离技术

膜分离技术的应用是科技发展的突出代表，其通过采用微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)、反渗透膜(RO)等过滤水中混合物，从而达到改善水质的效果。目前，国内外都在积极探索采用膜分离技术将城市污水开发为新的水资源。

2.2 生态滤池

生态滤池是利用水生微生物和人工填料上的生物膜形成模仿自然生态系统对污水进行净化的污水处理技术，是目前有效的城市污水处理方法之一。例如蚯蚓生态滤池，将废水排放到滤池中，通过利用蚯蚓的消化及吸收能力，使滤池具有代谢功能，从而有效分解污水中的有机物，然后实现污水处理。生态滤池可有效地减少污水中所含有机物的数量，但由于其存在受温度影响大、布水不均匀、局部积水和污泥堵塞等一系列缺点，因此还需要进一步进行改善。

2.3 循环混合式曝气池

循环混合式曝气池也称氧化沟，是一种简易的活性污泥系统，属于延时曝气法。循环混合式曝气池的环状循环可以使污泥和污水完全混合。此外，采用该方法还可以使污水的溶解度得以改变，从而为微生物的生长创造有利条件，使其发挥更好的凝聚作用，从而达到较好的污水处理效果。但是，由于其工艺和结构特点，往往伴随着恶臭，因此需要进行特定的加盖除臭技术，避免其产生二次污染。

3 城市污水处理工艺选择的原则

3.1 技术规范

污水处理最重要的目的，是确保所排的是达到或超过国家污水排放标准的污水。因此，市政污水处理厂必须引进成熟、可靠、合理和有效率的污水处理设施。国内首次选用的新工艺、新工艺应通过生产方法进行试验，得到可靠性参数。

3.2 工艺的成熟可靠

污水处理作为城市基础设施项目，具有规模大、投资高等特点，同时这也是祖国建设的百年计划。工艺的选择必须注意成熟度和可靠性，因此我们不仅应该提倡先进技术，而且我们必须将技术风险降至最低[1]。

4 不同污水处理工艺对水质提升效果的比较

4.1 活性污泥法

活性污泥法是一种属于好氧生物处理的方法，主要利用活性污泥的生物进行凝聚、吸附和氧化，分解并溶解污水中的有机污染物。活性污泥法是将未经处理的城市污水和生物污泥加入沉淀池，机械搅拌后混合，再经过絮凝吸附等物理反应后，使污染物进入沉淀池，进而使固体和液体分开。此外，通过改进池形、污泥负荷率和微生物种类等，提高活性污泥处理工艺的效率。城市生活污水采用活性污泥法的BOD去除率可以达到95%以上，同时，它的能源消耗也较低。但活性污泥法存在污水处理周期长、投资成本高、设备需求量大、处理设施面积大等缺点，这不利于污水处理厂的管理。

4.2 A/O工艺和AA/O工艺

A/O工艺和AA/O工艺除了可去除废水中的有机污染物外，还可同时去除氮、磷。A/O工艺是将厌氧水解技术作为活性污泥法的前处理，因此是活性污泥法的改良版。A/O工艺以原污水中的含碳有机物和内源代谢产物为碳源，反硝化反应较为充分，脱氮效果良好，但其缺点是除磷效果较差。

AA/O工艺是在A/O工艺中加一缺氧池，因此其反应池包括厌氧、缺氧和好氧三部分。污水中的磷在厌氧段释放出能吸收磷的聚磷菌，当它们好氧段时，聚磷菌吸收大量溶解磷，并将其转化为不溶性多聚正磷酸盐在体内贮存起来，从而达到去除废水中磷的效果；缺氧段中的兼氧脱氮菌利用水中BOD作为有机碳源，使BOD和氨氮浓度下降，因此，AA/O工艺具有良好的脱氮除磷效果。此外，AA/O工艺的废水处理效率很高，可用于大中型城市的废水处理。

4.3 间歇性活性污泥法

间歇式活性污泥法又称SBR法。随着我国城市化的快速进步，很多小型污水处理厂相继使用SBR工艺来处理污水，该工艺由一个或多个反应池连接在一起组成。污水按顺序进入各个反应池反应，最终在沉淀池中沉淀后，排放出处理后的水。SBR法既能有效去除污水中的杂质和悬浮物，又具有良好的除磷效果；此外，其本身还具有调节功能，可大大降低水质和水量波动对系统稳定性的破坏。与此同时，SBR法具有处理方式简单、易脱水等优点，且运行管理相对先进，可实现无人看管下自动工作，但也存在对分析仪器仪表要求高的缺点[2]。

4.4 连续循环曝气系统工艺

连续循环曝气系统工艺(CCAS)，是在SBR工艺的基础上发展起来的。这一工艺最早是运用于国外，为了更好地将该工艺引入中国，形成适合中国国情的污水处理新工艺，中国科研机构在实验室对整个CCAS工艺系统进行了模拟试验，最终开发出适合中国城市发展的新CCAS污水处理工艺，其负荷可增加1～2倍，土地和资金投资可节省近30%。其处理核心是利用CCAS反应池去除氮磷、降解有机物和悬浮物，并使BOD和COD的去除率高达95%。同时，它在反应区内采用“好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式，完成污水的除碳、脱氮和除磷，使氮、磷去除率达到80%以上，并确保各项污染物出水浓度达到相关标准，从而取得良好的经济、社会和环境效益。但CCAS污水处理工艺各反应池为同时间歇作业，必须依赖于电脑控制，因此对设计、培训、安装、调试等工作要求较为严格，对污水处理厂管理人员要求也就更高。

5 不同污水处理工艺的分析

现时，城市污水处理技术主要是A/O、AA/O、SBR等，已广泛应用于中小型城市。三种废水处理方法的COD、BOD、SS等去除率较高，有利于提高城市污水处理厂出水水质。其中AA/O工艺又称生物脱氮工艺，由于它能有效地降低城市污水中BOD、氮、磷等污染物浓度，现被广泛应用于国内外大型城市污水处理厂。由于该技术的应用，我国云南昆明市污水处理厂获得了较好的污水处理效果，包括TN去除率超过一半，TP去除率超过87%。

6 采用新技术改善处理效果

城市污水处理技术非常复杂，涉及面很广。随着中国科研生产和管理水平的提高和发展，传统的城市污水处理方法得到了改进或更新。新技术的进步主要表现在以下两个方面：首先体现在分离技术上，通过改变传统装置，采用旋转式分离器孔，进而出现有效的空气浮出和新的重力沉积技术。其次体现在活性污泥以及生物膜技术上：主要通过微孔气溶胶技术的应用，包括A/O和AA/O工艺、生物接触氧化、连续紊流曝气、氧化沟道、SBR工艺等。通过对相关数据的统计分析，发现上述污水处理技术在兴建中的市区污水处理厂实施后，污水处理效率有所提高[3]。

7 城市污水处理技术发展方向

目前，城市废水一般采用化学和生物技术手段处理，并且需要很大的处理空间。科技的发展使污水处理技术，例如静电污水处理技术，有了更大的进步，为城市污水处理提供了新的机会。其原理是在水中产生一个静电场，然后由臭氧、有机物和细菌等物质的作用，可以实现完全净化。同时，可以将这些技术与其他化学手段相结合，有效防止二次污染。采用该技术的成本不高，但具有较高的生态功能，除了静电水处理技术外，还伴随着双膜处理技术[4]。