关于城市污水环境治理与治理方法的研究

宁雪 谭晓宇

杭州惠尔森科技有限公司 浙江 杭州 310000

1 城市污水环境治理现状

1.1 污水处理能力不足

近年来，我国城市污水产生总量保持着较高的逐年递增趋势，以2014-2018年度为例，城市污水产生总量由401.62亿m3提升至497.61亿m3，城市污水总量逐年创新高，对城市污水处理能力提出了更为严格的要求[1]。针对于此，我国随之加大城市污水环境治理力度，陆续设立多座污水处理厂，污水处理厂总量由2014年的1807座提升至2018年的2321座，且污水处理率由90.18%提升至95.49%，取得了极为显著的城市污水环境治理效果。

然而，在全新时代背景下，仍旧存在较大的污水处理缺口，现有污水处理资源匮乏，城市污水环境治理力度需要得到进一步加大，重点解决我国中西部地区和经济发展落后地区污水处理能力低于全国平均水平的问题。

1.2 城市污水处理技术手段单一

现阶段，在我国部分城市污水环境治理工程中，受到技术经验、治理理念、设施设备等多方面因素限制，仍旧采取传统A2/O、絮凝沉淀、重力沉淀等处理技术，污水处理技术体系以物理法和化学法为主，实际处理效果不理想，主要用于处理城市污水中的固体污染物质与处于溶解状态下的有机污染物，难以高效处理污水中分布的可溶性无机物、难降解有机物等污染物质[2]。同时，部分城市污水环境治理工程中虽然积极引进离子交换法、SPR除磷工艺和生物接触氧化法等近年来新推出的污水处理技术，但所采用单一处理技术存在应用局限性，无法高效处理城市污水中的全部污染物质，污水处理技术水平有待进一步提升。

1.3 设施建设滞后

从设施设备角度来看，在部分地区的城市污水环境治理工程中，由于建设资金匮乏，普遍存在设施设备老化的问题，所配置设施设备型号老旧、使用功能单一，所处理城市污水并未达到三级出水标准，污水处理与环境治理效果不理想，并影响到城市污水资源化处理目标的达成[3]。例如，处理后的城市污水水质未达到中水标准，无法将其用于景观用水、农田灌溉等，而是需要排入城市水环境与周边河流水域中，凭借环境自净能力进行进一步净化，容易由此造成生态环境的二次污染。

1.4 污水资源化程度有待提高

近年来，随着科技水平的不断提高，城市污水环境治理工程呈现出资源化发展趋势，可以将城市污水处理期间产生的污泥用于堆肥、造粒干化、焚烧发电、作为建材原料，并将处理后的城市污水作为中水，用于景观用水、道路冲洗用水、农田灌溉和消防用水，做到对城市污水潜在利用价值的深入挖掘。然而，根据城市污水环境治理情况来看，在部分治理工程中，尚未树立起城市污水资源化利用的治理意识，或是所拓展污水资源化利用渠道较为单一。例如，在污泥处理方面，主要采取污泥入海、垃圾场填埋、焚烧等原始手段，不但没有充分利用污泥剩余价值，还有可能造成生态环境二次污染。

2 城市污水环境的治理策略

2.1 强化污水处理意识与加大投资力度

为有效解决污水处理能力不足、污水处理资源分布不均、设施建设滞后的问题。首先，主管部门必须树立起正确的城市污水环境治理意识，认识到城市污水处理工作的重要程度，以及污水随意排放时将造成的严重后果[4]。随后，做好城市污水处理现状调查工作，全面掌握各城区污水产生总量、污水种类、工业废水与生活污水占比、污水处理资源布局结构和实际污水处理能力，在其基础上科学制定未来一定年限的城市污水环境治理规划发展方案，加大对污水处理能力较差和存在过大污水处理缺口区域的投资比例，增加污水处理厂数量与强化处理能力。再次，提高污水环境治理工程的投资额度，持续拓展多元化的投资渠道，如推行PPP模式，吸引社会资本方参与城市污水环境治理项目，由社会资本替代政府提供公共服务，以此来减轻政府财政负担，摆脱资金对城市污水环境治理工程发展造成的限制。最后，合理分配投资额，根据现有设施设备运行工况与配置情况，适当加大设备设施更新换代频率，购入A/O级生物处理池、曝气生物滤池等新型污水处理设施，既可以提高城市污水处理能力，同时，还可以为A/O生物滤池法等新型污水处理技术的应用推广奠定良好基础。

2.2 推动城市污水环境治理工程的资源化与产业化发展

首先，及早树立起城市污水资源化处理的正确意识，合理选择污水处理技术种类，将处理后的污水作为中水加以循环使用，持续拓展城市污水处理期间所产生污泥的利用渠道。例如，采取污泥碳化技术，将所产生污泥进行干化处理，待污泥含水率达标后，将其投入碳化机设备中加以干馏处理，蒸发污泥剩余水分，将碳化干馏处理后获取的产品用作园林肥料或燃料。

其次，机关部门针对性出台相关法律法规与政策，建立市场准入制度、推进污水收费体制的深化改革、建立统一化的城市污水处理标准体系，为城市污水产业的发展提供稳定环境和政策扶持，以此来扭转污水治理局面，有效集合现有污水处理资源，在其基础上构建起完善的城市污水环境治理体系。例如，从政策扶持角度来看，组合采取给予财政贴息、提供低息污水项目贷款、减免增值税、成立专项资助污水科研项目等。

3 采取多元化污水处理技术

在城市污水环境治理工程中，对多元化污水处理技术的应用，可以起到减少污水处理成本、突破单一技术局限性、改善水质的作用，并推动城市污水环境治理工程的现代化发展。例如，在控制污水处理成本方面，考虑到生活污水、工业废水与特殊行业污水的受污程度存在差异性，如果在保证水质的前提下采取统一的污水处理技术，将使得城市污水处理总成本极为高昂。在这一工程背景下，对多项污水处理技术的综合应用，可以根据所处理城市污水的来源、种类与受污程度，在保证水质达到排放标准的前提下，合理采取处理技术，如采取沉淀法、预曝气法、筛滤法、微电解法等技术进行一级、二级处理即可。而在突破技术局限性方面，单项污水处理技术存在应用局限性，如化学处理法的成本较为高昂、SPR除磷工艺过于依赖微生物释磷与摄磷作用。因此，需要根据污水种类与处理需求，组合应用多项处理技术，如组合应用好氧/厌氧法、物化法与离子交换法，依次去除污水中的有机氮、有机污染物、微悬浮物及胶态物、硝酸盐。

3 城市污水环境治理的主要方法

3.1 活性污泥法

活性污泥法本质上属于一项好氧生物处理技术，是当前最为常见的城市污水处理技术，有着水质高、净化程度高、使用功能完备的优势，主要用于去除城市污水中的胶态物、溶解性有机物、少量氮素磷素以及悬浮固体。

活性污泥处理系统由曝气池、二沉池、回流单元、污泥排放单元以及供氧单元五部分加以组成，城市污水在活性污泥系统中的净化处理流程为，将所处理城市污水以及回流污泥输入曝气池内，并持续向池内吹入压缩空气，起到提高污水溶解氧含量和搅动污水的作用，三者在搅动状态下充分混合、接触，污泥使污水中的有机污染物和菌胶团紧密吸附，分解大分子有机物形成水与二氧化碳。随后，待氧化分解完毕后，将活性污泥、城市污水和溶解氧三者形成的混合液输入二次沉淀池，混合液中的固体物质以及污泥产生沉淀分离现象，沉淀池出水，并将沉淀池底部的污泥进行沉淀浓缩处理。

在应用活性污泥法时，需要正确认识到水温、溶解氧含量、BOD负荷率、pH值等因素对污水处理效果造成的影响，科学制定活性污泥污水处理方案。例如，在系统运行期间，持续观测污水BOD5和活性污泥废弃量等参数，在其基础上准确估算需氧量，以此来控制BOD负荷率，保证污水处理效果。

3.2 氧化法

氧化法归属于化学处理技术体系，通过在污水中投入强氧化剂，快速降解污水中分布的溶于水的污染物和难降解有机物，可将氧化法细分为电化学氧化、光催化氧化、超临界水氧化、臭氧催化氧化、旋转接触氧化等多项污水处理方法，各项方法的适用范围与处理效果存在差异性，必须全面掌握各项技术的优缺点与工艺流程要点，结合工程情况加以合理选择。例如，臭氧催化氧化是在污水中添加多相催化剂，同时起到吸附污水中的有机物、催化活化臭氧分子作用，在催化剂表面充分吸附污水中含有的有机物，使其形成表面螯合物，在臭氧与表面螯合物进行氧化反应的过程中，持续形成中间产物，或脱附至溶液中进行氧化，最终将污水中的有机物降解为水和二氧化碳。与其他污水处理技术相比，臭氧催化氧化法有着处理速度快、处理成本低廉、不会造成二次污染、操作性强的优势。

3.3 生物膜法

生物膜法归属于好氧生物处理技术体系，常见污水治理方法包括生物滤池、厌氧生物滤池、生物转盘以及曝气生物滤池，其具有供氧充分、污水处理量大、污泥产量少、工艺过程稳定、系统设备运行能耗小的优势。以常用的生物滤池法和厌氧生物滤池法为例，其中，生物滤池技术是使用塑料填料等作为生物载体堆置形成滤床，在滤床下方布置集水层，控制布水器将城市污水间歇式均匀洒布在滤床上，污水下渗滤床时与好氧微生物进行物质交换，下渗污水与代谢产物流入集水层，再将污水输入沉淀池进行分离处理。而厌氧生物滤池是在滤池内填充适量的炉渣等材料作为固体填料，在填料层上繁殖生长厌氧微生物，控制布水系统在填料层表面均匀洒布城市污水，污水与厌氧细菌充分接触，污水中的有机物被其分解、消化，并在处理期间持续徐产生具备能源价值的沼气，此项技术主要被用于处理COD浓度在1000～20000mg/L区间内的城市污水，处理过程分为水解、发酵、产乙酸与产甲烷阶段，其有着启动时间短、可回收生物能、污泥产量低、可降解污水有机物种类多的优势，但在实际应用期间，系统易出现填料床堵塞问题。

4 结束语

综上所述，在城市污水环境治理工程中，相关部门必须正视环境治理期间实际存在的问题，深入分析问题产生原因，针对性落实上述污水环境治理策略，掌握常用污水治理方法的适用条件、优缺点与工艺原理，结合城市污水环境实际治理需求合理选择技术种类，提高城市污水环境的治理质量与效率，切实保护城市水环境与生态环境，从根源上预防环境污染问题的反复出现。