中小城镇生活污水处理技术措施研究

2022-08-16刘少华

皮革制作与环保科技 2022年11期

刘少华

（深圳市华尔信环保科技有限公司，广东深圳 518000）

水是人类最重要的自然资源，随着人均水资源量的降低、水环境的恶化，水体污染越来越受到人们的关注。城市污水处理早已从正常处理和一级处理发展到应用各种专业工艺实现废水的深层处置和再利用，工艺处理也从传统的活性污泥法和氧化沟法发展到人工湿地法等工艺，并根据不同的污水处理规定，使流入江河和湖水的水质达标。污水处理技术依据不同处理水平可分成一级水平、二级水平、三级水平。一级水平主要是应用物理方法解决污水中的飘浮型固态污染物质，这是比较简单的方法，难以达到环保标准，必须进行二级水平的处理。二级水平主要解决污水中的胶体溶液和易溶解的有机污染物，去除率可以达到90%以上，大部分可达到有机污染物的排放标准。三级水平解决的是无法溶解的化学物质，如难处理的有机物、水体污染的水溶性无机化合物等。其处理方式有混凝沉淀法、脱氮去磷法、活性炭吸附法、砂过滤法、渗电分析法及离子交换法等。市政污水处理流程为原污水排到污水提升泵中，通过格珊或沙滤沉淀池完成初次沉淀，再利用生物处理设备进行二次沉淀，最后通过消毒、排放，进行三级水平的处理。利用的生物处理材料包括活性污泥和生物纤维膜，市政污水处理会形成很多废弃物，污泥中富含有机物且重金属严重超标，但经处理后可以回收利用。[1]

1 城镇污水处理过程中存在的主要问题

1.1 污水处理操作不当

目前，大部分污水处理厂的监管都存在一定问题，污水处理厂的运行相对比较复杂，废水处理水量和水质达不到规定的效果。污水处理厂的运行管理主要是对污水处理设施进行日常维护。由于各地区经济发展水平不同，污水处理工艺也存在着较大差别，先进的污水处理厂维护成本较高，而在一些经济发展不发达的地区，污水处理厂缺乏专业的维护管理者，使污水处理厂的管理方法不健全。

1.2 资金不足、技术薄弱

中小城镇的经济发展水平较低，城市规划建设中可用于污水处理的资金投入相对较少。除此之外，中小城镇居民的环境保护意识薄弱，污水处理进程较慢。从目前情况看，二三线城市污水处理厂基本建设的财力筹集主要借助国家项目投资，且必须用专业技术来管理基本建设的全过程，但由于经济不太发达，导致二三线城市污水处理厂缺乏熟练工人，使污水处理厂无法更好地投入到日常工作中。

2 选择污水处理技术工艺的原则

日常生活污水处理工艺的选择务必依据设计方案中对水质、水量的相关规定及占地总面积和工程规模进行。不同工艺有一定的适用标准，要明确项目的详细情况。选择适合的污水处理方法，不仅可以降低项目投资成本，并且可以优化污水处理站的运行管理，减少其运行成本费用，确保处理后的污水水质达标。污水处理方法的选择应遵循以下原则[1]：（1）处理后的水质必须符合国家和地区现行标准的有关规定和要求。（2）充分考虑本项目污水处理进水和出水水质的指标值规定，并考虑污水处理的现实状况。依据水源保护区水质的环境承载力和可利用性，选择耗能低、运行成本低、资金分配少、实际操作便捷而完善的处理技术。（3）选择适合本地区的污水处理技术，并积极探索污水处理新技术、新方法、新工艺，不断优化污水处理流程。（4）尽可能选用绿色生态处理工艺，将环保理念与生态工程相结合，将环境污染防治与园林景观实际效果相结合。

3 常见的生活污水处理技术

3.1 常规活性污泥法

活性污泥法是使用最广泛的污水处理技术，其原理是利用好氧生物特性进行的一种污水处理技术，主要由曝气池、二沉池、曝气系统设备和淤泥流回系统构成。废水首先通过一沉池，经过短暂的沉淀和预处理后，与活性污泥同时进入曝气池，活性污泥因重力作用会沉淀于二沉池的底端。根据曝气原理，活性污泥漂浮后会充分与废水接触。废水中的悬浮固体和胶体化学物质会被吸收沉淀，就流动状态而言，氧化沟处于彻底混合和推流之间。例如，在中下游微孔曝气器处，溶氧浓度值从高降低，有可能发生氧气性污泥吸附，使废水中的可溶有机化合物被活性污泥中的微生物菌作为自身繁育的物质，进行新陈代谢并转换为生物细胞，将空气氧化为最后物质（主要是CO2）。在新陈代谢和回收利用前，不可溶有机化合物一定要转换为可溶性有机化合物，从而净化处理污水，且必须去除净化后污泥与活性污泥从二沉池中分离出来的顶层废物；一部分分离出来的废水在通过萃取工序后再返回通风槽中，以确保在通风槽系统中保留一定浓度的活性污泥，同时也能够直接去除系统中残留的废水和污泥。经过不断地探索和运用，传统活性污泥法已演化成多种不同的运行模式。最主要的运行模式包括传统式活性污泥法、全混合活性污泥法、吸附再造活性污泥法和延迟曝气活性污泥法等。

3.2 氧化沟法

氧化沟法又称为氧化槽型活性污泥法，是用氧化槽取代传统型活性污泥法中的生物反应池。氧化沟也是循环曝气池，其工艺流程见图1。由于氧化沟的曝气池始终保持密闭状态，污泥和活性污泥都在其中需要继续循环运用中段。这种与众不同的水流状况有益于活性污泥的生物凝结，可分成氧气充足区和氧气不足区进行硝化反应，以达到脱氮的实际效果。其主要特点为运作平稳，处理后的水质好，对水温、水体、水质的转变适应能力强，排泥量少，处理流程简单，实际操作便捷，运行成本低，具备脱氮作用。由于氧化沟工艺占地总面积大，适用于大中型污水处理站[2]。氧化沟法的优缺点见表1。

表1 氧化沟法优缺点

图1 氧化沟工艺流程图

3.3 人工湿地法

人工湿地系统是一种人力开发的技术性工程系统。其净化处理原理是发挥湿地自然环境中物理反应、化学反应和微生物作用的总体效果，包含沉降原理、吸附原理、过滤原理、溶解原理、离子交换法、复合型反应、正硝化反应和反硝化反应、营养物质消化吸收、生物新陈代谢活动的转换及细菌和真菌的异化理论。人工湿地系统的实际净化效果与湿地的主要组成物质（基质、水生植物和微生物）相关。基质、水生植物和微生物对已建湿地生态系统中的水处理具有关键作用。现阶段，普通的人工湿地系统是由沙子、沙土、土壤层和石块构成，这种组合不但为微生物的生长发育提供平稳的表层，还为水生植物提供生长环境和营养成分。人工湿地生态系统中有机污染物质的清洁主要包含基质过滤和微生物溶解，既使在水中短时间滞留，也可以对有机污染物质起到很好的过滤效果。

水生植物在湿地公园污水处理中具有特别关键的功效。一方面，水生植物可以自身消化吸收养分，同时其根区为微生物菌种的存活和降解营养元素提供必不可少的场地以及需氧和厌氧发酵标准。水生植物通过根系消化吸收污水中的养分，吸附和聚集超标的重金属及其一些有毒有害物质，其洁净效果与根系的构成、生长发育和生长层次相关。同时，水生植物对培养基的携氧能力和扩散作用也与根系的生长发育相关。不同水生植物的人工湿地系统，污水处理效果也有差别，因而，在水处理全过程中，选择合适的水生植物类型十分关键。

3.4 氧化法

氧化法可分为有机化学氧化、催化反应氧化、超临界萃取氧化等。在城镇生活污水处理的预处理过程中，氧化法是一种广泛应用且具有潜质的技术。有机化学氧化法的优势是操作简单，但也有一定的缺陷，即污水处理效果不理想，且运行费用较高，因而，这类方法在日常城镇污水处理中极少应用。为了更好地提升污水处理的实际效果，降低运行成本，人们研发了氧化技术。光催化氧化技术具备操作简单、对运行条件要求不高、除菌能力强、处理后没有杂质残余等显著优势。因而，该方法广泛应用于难降解的高级污水处理中。现阶段，该方法已成为世界各国的一个主要研究课题。进入21世纪，氧化法在城市废水处理中发挥着愈来愈关键的功效。