试论生态环保的城市环境工程污水治理

2023-12-27李鹏

皮革制作与环保科技 2023年21期

李鹏

（洛阳市生态环境局栾川分局，河南洛阳 471500）

引言

生态环保的城市环境工程中，污水治理是一个重要的环节。在城市化进程中，污水的排放对环境带来了巨大的影响，而有效的污水治理则可以大幅度降低这种负面影响。通常，城市污水处理厂是治理污水的主要设施，通过物理、化学和微生物等多种方法去除废水中的污染物，提高废水的处理效果，并最终使其达到国家排放标准。同时，养殖业、农业、畜禽养殖等行业的废水也需要进行处理才能排放，以保持环境卫生和健康。此外，新型生态环保技术也为城市污水治理提供了新的思路和手段。如采用植物沉香净化、人工湿地等治理措施进行污水净化，既有利于环境保护，又能提高城市的景观品质。总之，城市污水治理是建设生态优美城市的关键之一。必须加强管理、优化处理方法、推广新技术，不断完善城市环境工程体系，让城市变得更加健康、安全和美好[1-3]。

1 生态环保的城市环境工程污水治理概述

1.1 城市工程污水治理背景

城市工程污水治理的背景主要源于城市化进程中所带来的资源浪费、环境破坏和污染问题。随着城市人口规模的不断扩大，城市排放的废水和污染物逐渐增多，给城市环境和居民的健康带来了严重的威胁。同时，随着经济的快速增长，一些地区还存在着工业、商业等活动过程中产生的大量污水的排放和管理方面的问题。这些因素都导致城市污水处理面临着巨大的挑战和压力。因此，为了保护城市环境和居民的健康，有效解决城市污水治理问题已成为城市管理的重要任务，需要政府、企业和公众共同努力来推动城市工程污水治理工作的全面实施。

未来，城市环境污水治理将会提高环保技术的应用和整合层次，并将采用新型生态环保技术实现更好的城市污水处理，具体表现在以下几个方面：（1）微生物技术，利用微生物对城市污水中有机污染物进行分解、降解和去除，在较短时间内实现污水的净化。这种技术简单、经济、环保，将成为未来城市污水处理的重要领域。（2）核酸技术，核酸技术可以快速准确地监测污水中的重金属、营养盐、有机物等物质，能够帮助协助实时控制城市污水处理厂的操作、并且有效地降低处理费用。（3）采用磁化技术，在城市污水处理进程中可使污泥粒子富集到一起，从而能够减少粉尘的生成和冲击噪音，大幅降低污泥产生的碳足迹以及化学废料的产生。（4）人工湿地就是模拟湿地系统的污水处理技术，它可以对城市废水进行有序控制，减少废水对周边生态环境的污染，并促进污水资源化的应用。

新型生态环保技术在未来城市污水治理领域具有广阔前景，可与传统的物理化学方法相辅相成，使两者在净化效果和受益前景上形成协同效应。因此，未来城市污水治理将会更多地依赖于新型生态环保技术[4]。

1.2 工程污水的来源和危害

工程污水是指在建筑、生产、运输、维护等过程中所产生的污水。主要来源包括建筑施工期间的混凝土生产过程、建筑材料加工和使用、路面清洗、道路养护、机动车保养等。工程污水如果没有适当地处理排放，会对环境带来危害。首先，工程污水中含有大量的悬浮物、沉积物、重金属、有机物等有害物质，其中一些物质具有毒性、腐蚀性和刺激性，可能对水体和土壤造成污染，并损害生态系统的稳定性。其次，未经处理的工程污水会使城市街道变脏变臭，提高空气中微粒物质的浓度，影响居民健康[5]。最后，工程污水还会对城市的景观环境带来负面影响，破坏城市形象。因此，加强工程污水治理非常必要。

1.3 城市化进程加剧了污水排放问题

随着城市化进程的加剧，城市污水排放量会显著增加。主要表现在以下几个方面：城市人口的增加和集中居住型态的变化：城市化过程中人口数量和密度都会逐渐增大，并且城市化带来的城市扩张使得土地利用效率降低。这些因素将导致城市生活污水排放量大幅增加。工业和商业经济的转型升级：城市化过程中工业和商业经济的快速增长，使得工业废水和生产废水量急剧增加，这些污水通常含有大量的有机物和重金属等有害物质。此外，我国50年代以后进入工业化高峰期，在初期出现了大量“小作坊”，为环保治理留下了很多难题。区域与城市规模扩大带来的基础设施压力：城市化进程中建筑物和道路的增加特别需要引起重视。为满足新的建筑和基础设备需求，一些传统的区域，乡村和农村地区先行开发成为城市化地区[6]。这些地区通常缺乏适当的排水和处理设施，由此导致更多的污水直接排放进入水体。针对以上问题，应加强城市污水治理，并促进清洁能源、节能减排等，以减少城市环境污染并实现可持续发展。

2 生态环保的定义和改善方式

2.1 生态环保的定义

生态环保是指保护和改善生态环境，防止生态破坏和生物灭绝，实现人与环境和谐共处的行动和理念。其目的是最大限度地保护生物多样性、保障资源的可持续利用和促进人类的可持续发展。

生态环保关注的不仅是单一物种或一片土地的健康，更重要的是整个生态系统的平衡和稳定。生态环保涉及许多方面，例如大气污染、水污染、垃圾处理、野生动植物保护、生态修复、能源节约等。同时，生态环保还需要广泛的社会参与和政府支持，才能够推动生态文明建设和可持续发展的实现。

2.2 城市生态环境的改善方式

加强生态规划和设计：在城市规划和建设过程中，应充分考虑生态环境保护和修复的因素，从而减少对生态环境的破坏。

（1）推广绿色建筑：采用环保材料和技术，以及建筑物的节能、耐久性等特点，实现建筑物与周边环境的融合。（2）建立生态保护区：在城市周边或内部设置生态保护区，保护动植物物种的多样性和生态系统的健康。（3）提倡低碳出行：鼓励居民采用公共交通、自行车等低碳出行方式，减少污染物排放，提高城市空气质量。（4）加强垃圾处理和回收利用：完善城市垃圾分类和回收利用制度，减少垃圾对环境的污染和资源的浪费。（5）建设生态公园和绿地：增加城市绿地面积，提高城市景观质量，同时还能够增加城市空气湿度和提高空气质量。推广节能环保技术：（6）推广清洁能源、能源回收利用等低碳技术，以降低城市建设和运行过程中对资源的依赖，减少对环境的影响。重视生态环境保护，落实各项政策措施，将有利于实现城市生态环境的改善[3，7]。

3 主要的城市环境工程污水治理技术

3.1 污水处理工艺概述

城市环境工程中的污水处理是指将城市生产和生活废水中所含固体、液体和气体等流动物质，经过一系列化学、物理和生物过程的处理和转化，使其达到国家和地方规定的当前排放标准的技术手段。

常见的工艺有：（1）活性污泥法：通过添加好氧微生物对污水中有机物进行降解和去除，然后采用深度沉淀对生物和固体颗粒物进行分离。（2）MBR（膜生物反应器）法：将生物反应器与膜分离系统结合起来，利用微孔或超滤膜（0.01～0.5 μm）对污水中的悬浮物、杂质，阻挡、过滤除去并降解。SBR（序批式反应器）法：在同一个容器内，在不同的时段内进行好氧和厌氧交替的反应，从而完成对污水有机物的处理。（3）A2/O（厌氧-好氧异歩异氮除磷）法：将污水先进行厌氧预处理，降解有机物，然后进入好氧区进行好氧反应，最后进入沉淀处理区除去污水中的氮磷等物质。（4）MBBR（流化床生物膜反应器）法：将高速运转的生物载体填充在反应槽内，通过好氧微生物对污水进行降解和去除。这些污水处理技术的应用范围广泛，可以适应不同的污水处理需求，并且效果显著。

3.2 利用植物净化污水

天然植物净化法是利用具有生活垃圾、化学物质和城市污水处理等多种应用价值的湿地和绿地植物，通过吸收、降解、转运、沉淀等多种方式，来达到过滤、净化、消除有害物质或减少污染物排放的目的。以下是主要的城市环境工程中常用的天然植物净化污水技术：(1)人工湿地，采用草本植物在土壤或填充材料上生长，并通过吸附、吸收、挥发、固定、微生物代谢等机理保证污水的净化。(2)湿地与养殖相结合技术，将废弃农田通过精细设计，结合家畜养殖将其植被改善后利用潜力实现高效、快速而可持续的废水资源化治理。(3)屋顶绿化，建筑屋面铺设特制的育苗盘，在覆盖植物的同时也达到污水净化的效果。（4）美化绿化带，在规划和建设城市绿化带时，可以选择具有良好物种适应性的植物来吸收并净化沿街路和庭院内的污水。这些天然植物净化污水技术在城市环境工程中的应用，相对于传统的机械和化学处理方法，具有能耗低、成本低、可持续发展等优点。但是，在实际应用中需要根据地理位置、气候等因素进行把握[8]。

3.3 采取混合填料进行生物滤池式污水处理

采用混合填料的生物滤池是一种常见的污水处理技术。该技术利用微生物在填料表面形成生物膜，通过生物降解方式，将有机物和氮磷等污染物转化为无害的物质。常用的填料材料有聚苯乙烯球、PVDF膨胀球、复合高分子微球等。这些材料通常具有比表面积大、抗压强度高、耐腐蚀性好等特点。同时，混合不同材料的填料能够提高混合填料层间的空隙率，增加污水进出口间的跨度，从而使污水的接触时间更长，促进生物降解作用的发挥。使用混合填料的优势包括占地面积小，投资与运行费用低，可适用于正常及其周期流量变化大的废水处理等场景。

3.4 运用高浓度氨氮废水处理技术

高浓度氨氮废水的处理需要根据不同的情况采取不同的方法。一种常见的方法是利用生物法进行处理。好氧反硝化则兼顾了有机物和氮气的去除，有效降低了氨氮和氮气排放量。此外，化学法也是处理高浓度氨氮废水的一个重要手段，例如氧化法、吸附法等。氧化法通常采用臭氧氧化或过氧化氢氧化来将氨氮转化为氮气，但是该方法投资和运行成本较高。吸附法通过吸附剂对废水中的氨氮进行含量的降低，在一些实际应用场景中效果显著。需要注意的是，在进行高浓度氨氮废水处理时，一定要按照相关规定进行操作，并注意安全防护措施。同时，废水处理后的水质要符合相关排放标准，确保环境安全和健康。

4 实施“黑臭水体”治理，确保饮用水源水质安全

“黑臭水体”治理是生态环保城市建设中非常重要的任务之一。这些“黑臭水体”多集中在城市内河道、池塘等水域，受到大量工业及生活废水排放和垃圾等污染物的侵蚀，形成了难以接近、臭气熏天、水质污浊的困境。针对这个问题，生态环保城市需要实施有效的治理措施，实施水体防护与恢复，采取生态修复、改善水质等手段，如引入流动水生态系统，改善水体缺氧、酸化问题，提高水生态功能。推广新技术，技术手段，包括人工湿地、微电解技术、紫外线光解技术、超滤反渗透和离子交换等技术，在治理黑臭水体的过程中得到了广泛应用。治理“黑臭水体”的一大目的是确保饮用水源的水质安全，事关公共健康和城市可持续发展。为此，需要建立完整的监测体系，对治理后的水域进行持续跟踪和污染源追踪，严格落实水源保护措施，保障居民用水安全。

5 未来城市环境污水治理趋势

5.1 循环经济模式下的城市污水治理

未来城市环境污水治理将借鉴循环经济模式，实现资源的最大化利用。在城市污水治理方面，也将逐步推行循环经济模式，探索出更加高效、节能、环保的城市污水治理方式。

在循环经济模式下，城市污水治理具体采取以下措施：（1）垃圾分类，垃圾处理是与污水处理密切相关的领域。通过垃圾分类，可将可再利用的垃圾进行有序回收和再利用，并减少污水产生的垃圾负荷。（2）资源回收，通过先进的污水处理技术，回收利用的物质被提取出来，用于制造肥料、沼气等资源。（3）再生水利用，再生水可广泛用于公园绿化、城市景观、道路冲洗等非饮用水领域，有效地提升了水资源的可持续利用率。（4）污泥厌氧处理，污泥处理产生大量有机质，经过良好的处理过程，可以用于农业领域使用有机肥料。实现清洁环保和资源最优分配的未来城市环境污水治理循环经济模式，给予了污水处理技术更高的要求，有效地控制环境污染，在满足城市污水处理需求的同时，推进低碳、节能、环保的城市建设进程[9]。

5.2 新型生态环保技术的应用前景

新型生态环保技术在城市污水处理中应用前景广阔，将对城市环境及人们的生活起到积极的推动作用。新型生态环保技术将为智慧水务提供新的支持，使城市水资源管理更加高效和精准。随着太阳能、风能等可再生能源技术的不断推广，新型生态环保技术将会加速促进这些技术在城市中的应用。总体而言，新型生态环保技术在未来城市化进程中将发挥越来越重要的作用，并为人们创造更加宜居的城市生活环境。