生态环境保护工程中污水处理技术分析

刘本涛，李晓龙，孟祥永

（临沂市生态环境局费县分局，山东 临沂 273400）

引言

由于工业废水的过度排放，我国部分地区的水域环境已经出现了较为严重的污染问题，针对此情况，国家及时加大了环保理念的宣传力度，在各地兴建污水处理厂，并制定了一系列对于污水排放的有关规定，全面加强了生态环境管理，旨在促进社会经济的可持续发展。其中，污水处理技术具有十分关键的作用，能够有效减少污水中的有害物质，降低其对自然生态系统的影响程度，促进水资源的循环利用，这对于社会民众的健康问题也有着极为重要的意义。

1 污水处理技术的应用原则

污水处理技术能够利用科学手段，对污水进行无害化处理，使其对自然环境的不良影响降到最低，以保证水域环境的干净清洁，同时还能够促进水资源的循环利用。在应用该技术的过程中，污水处理人员需要坚持的一定原则以保证污水处理的效益和成果。

1.1 节约资源

节约水资源，减少由于污染问题所产生的浪费，是污水处理的主要目的之一，所以在应用相关技术时，需要坚持资源节约的原则，其主要体现在，经过无害化处理的水可以进入生态系统，实现循环利用。为了达到水资源循环利用的目的，需要技术人员充分了解该项技术所涉及的生态系统，明确污水处理标准，使其达到能够进入对应的生态系统且不会产生不良影响的效果。从本质上讲，水资源的循环利用，依赖于生态系统对于污染物的降解能力，所以技术人员需要全面了解当地的生态系统，并将其应用于污水处理过程中，只有这样才能发挥其应有的作用。

1.2 自然和谐

自然和谐是生态保护的重要原则，作为环境保护的重要措施，在污水处理技术的应用过程中，也必须始终贯彻该原则。所谓自然和谐，就是保证生态系统中的生物与非生物之间的平衡，如果在某一生态系统中投入了一种不确定因素，导致其中某个参与者过于强大，则会显著提升整个生态环境发展趋势的不确定性，对人类的生存也会产生严重影响[1]。因此，在应用污水处理技术时，工作人员应该详细调查当地生态系统中的所有参与者，并采用既能够快速降解污染物，又能维持现有生态系统平衡的技术。在污水处理过程中，必须保证对其中的有害物质进行处理，为生态系统的自我修复预留出足够的缓冲空间与时间，避免由于超出生态系统的负担上限，导致自然环境受到不可逆的破坏。

1.3 整体观念

生态系统是一个整体，在进行污水处理时，不能只针对水质，而是要从全局角度出发，充分考虑到处理后的水对于相应生态系统中所有参与者的影响。所以，在应用污水处理技术时，技术人员应该进行严格的检测和详细的调查，在确保污水处理工作本身不会对自然环境造成危害的前提下，才能开始相关的实验工作。此外，在实际应用过程中，需要根据现实情况、待处理污水中的污染物成分以及具体的环境要求科学制定处理方案。经过处理的水，需要按批次、缓慢地向自然界排放，同时要仔细观察其给生态系统所带来的影响，掌握其对于污染物降解的最大速率。

1.4 因地制宜

由于我国幅员辽阔，其中包括了各种各样的生态系统，不同地区的水域中所包含的生物也是各不相同的，所以不同城市的污水需要根据当地生态环境的具体情况，针对性地制定污水处理方案，才能达到最好效果。如果只是简单地照搬其他地区的处理方法，就会大幅降低污水处理效果，如果两个生态系统的差异较大，甚至会对自然环境起到相反的效果。同时，每个地区都有自身的特色，比如地形地貌、民俗习惯等，所以技术人员在开展工作前，需要做好相应的调查，以保证污水处理技术的适用性。

2 现行污水处理技术分析

自从水污染问题进入大众视野以来，有关学者和研究人员坚持科学探究，相继推出了多种有效的污水处理技术。现阶段，在我国主要应用生态污水处理技术、传统技术、环保处理技术等进行污水处理。

2.1 生态污水处理技术

所谓生态污水处理技术，就是着眼于整个生态系统，利用其自我修复能力，对污水中的有害物质进行快速降解，以达到污水无害化处理的目的。技术人员利用新型生态技术，在污水处理过程中建立一套相对完善的生态系统，通过指定的植物或微生物，将污水中的污染物转化为生物能，进而在该生态系统中循环利用。该技术所选用的植物或微生物，通常是农业生产中较为常见的，而且需要具备容易培育的特性，并基于此条件开展污水处理工作。该技术具有成本低、收益高且长久有效等优势。相比于传统处理方法，生态污水处理技术不使用任何化学药剂，因而不会对自然环境造成二次污染，风险性也更低，能够最大程度地满足自然环境对于污水处理的要求，弥补了传统技术的不足。在水污染治理和环境保护相关实践活动中，具有极其关键的实际意义。

2.2 传统污水处理技术

目前，由于经济发展情况的限制，我国很多地区都还在使用传统的污水处理技术。该技术主要是在水中投放特殊的化学试剂，利用化学反应将污水中的有害物质转变为其他物质，最终实现去除污染物的目的。在化学反应过程中，能够将水中的有害物质转化为低害物质，再经过后续一系列的专业化处理措施，明显降低其对自然环境的不良影响。但是在常规条件下，在利用化学药剂处理污水时，需要投入较大剂量的化学药剂，大幅度提升了污水处理的成本，而且随着待处理污水体量的增加，最终处理效果的可靠性也会逐渐降低[2]。因为传统技术大多较为简单，导致污水处理的效率和质量都得不到充分保障，如果在处理过程中，使用的化学药剂剂量不够，则达不到处理标准，无法从根本上实现对污水无害化处理的目的。反之，若是化学药品的投放量过多，又会使经过处理的污水中污染物的残存量过多，直接将其排放入自然界，会对水体环境有着较高的二次污染风险。由此可见，利用传统污水处理技术的关键在于把控待处理污水总量与化学试剂的投入量，要想使该项技术发挥最大效果，就要严格测量污水中所含有的污染物总量，并计算出所需药品的准确剂量再加以投放。

由于我国在不断深入地推进城市化建设进程，人口也在持续增长，很多城市中的环境污染问题逐渐凸显出来，虽然大部分地区相继开始了污水治理工作，但是其实际效果却并没有达到预期。从现阶段各城市的污水处理效果看，由于该项工作开展的时间较晚，相关技术还不够成熟，而且缺乏先进的管理理念，致使污水处理工作缺少科学指导，所取得的成果也差强人意，其中，污水处理厂选址不够合理、污水总量的估算不准确等问题一直存在。如果污水处理厂的地理位置靠近居民区，就会对居民的日常生活产生一定影响，但是如果距离太远，又会增加污水的运输成本。另外，很多地区仍然将以往数据作参考对污水量进行估算，由于这些数据没有得到及时更新，降低了统计工作的准确率，进而阻碍了污水处理工作的多元化发展。另个，在实际污水处理工作中，还存在着少数城市不重视污水处理相关工作，所投入的资金数额不足的问题，这也是影响城市污水处理效果的重要原因之一。

2.3 环保处理技术

由于传统技术存在资金投入大、效果得不到保证的问题，已经无法满足社会大众对污水处理的实际要求，所以各种新型技术应运而生，环保型处理技术就是其中的代表。在实际应用中，生态环保型污水处理技术是利用微生物对水中有害物质进行降解的新技术。根据研究发现，某些细菌或是微生物对于污水中的污染物有着较强的降解能力，技术人员可以在污水处理时，向水中导入经过培育的细菌，通过微生物的新陈代谢，将水中的大部分有害物质转变为无害物质。与传统技术相比，该项新技术成本更低，处理效果更好，而且不会对自然水域环境造成二次污染。目前，很多国内外科学家正在努力通过基因工程制造具有较强降解作用的微生物，以期能够达到更好的污水处理效果。

环保型污水处理技术的典型代表就是活性污泥处理法。现阶段，该方法是国内应用最广泛的污水处理技术之一。由于绝大多数工厂的废水排放是无规律间歇性排放的，所以通常情况下，会选用间歇式活性污泥法，经过化粪、酸化、好氧生物、厌氧生物和污泥处置等工艺流程后，可以使水质达到正常排放标准，从而最大程度地降低其给自然环境造成的负面影响，以下为活性污泥处理法的具体操作流程。

2.3.1 污水接纳

将待处理的污水引入反应池中，实现污水接纳的过程，被称为进水期。反应器中通常会存有高浓度的活性污泥，以达到污泥回流的效果。因为是间歇性进水，所以在不同运转周期之间需要留有一定的时间间隔。等到反应池中的水位到达处理上限时，要及时关闭进水阀，并开始后续操作。

2.3.2 反应阶段

完成污水接纳操作后，需对污水进行必要的搅拌和曝气，以排除污水中的杂质和污染气体。在反应进行过程中，由于其中存在大量微生物，所以在反应器中会存在厌氧、缺氧、好氧三种情况交替出现的现象。

2.3.3 污泥沉降

在反应完成后，可以将污水排入沉降池，由于重力作用，污泥会发生向下沉降的现象，从而实现污染物与上层清液的分离。在此过程中，技术人员不再需要对污水进行搅拌和曝气操作，而且污泥的沉降受流速时间因素的影响较小，效率也足够高。

2.3.4 排放污水

经过完整的进水、反应、沉降操作后的污水，已经达到自然排放的标准，所以可以将其排放至自然界，实现了水资源的循环利用。因为沉降在底部的污泥，会有一部分被应用到下一次污水处理中，所以在进行污水排放时，需要保留污泥总量的30%左右，待到所有污水都排放干净后，才能开始进行下一步骤的操作[2]。

2.3.5 污泥脱水

污水处理人员对留存下来的污泥进行搅拌曝气操作，使微生物更好地恢复活性，从而达到脱水的目的，以便于下次污水处理时应用。

3 应用污水处理技术时的注意事项

在实际应用污水处理技术时，为了保证处理效果，避免对自然环境造成二次污染，技术人员还需要注意以下几点。

3.1 增加格栅

在污水处理系统中，由于涉及到大量的进水、出水操作，必然会多次使用水泵，而污水中的漂浮物和大块杂质，会对水泵叶轮造成危害。技术人员为了延长水泵叶轮的使用寿命，一般会选择在污水管道中，或是进水口处，加设一道格栅，用以阻挡污水中的杂质和漂浮物。虽然格栅并不属于污水处理系统的主体设备，但其对于水泵的保护作用却十分关键，直接影响着污水处理效率。通过拦截污水中的漂浮物和杂质，能够有效降低水泵故障的发生频率，从而间接减少污水处理成本。然而，为了避免格栅处堆积大量杂质，堵塞进水通道，工作人员需要定期对其进行检修和疏通，以保证其能够长期处于正常的工作状态。

3.2 设置调节池

由于各个工厂的污水排放时间并不统，每次的排放量也不固定，所以在实际工作中，污水处理厂所收集的污水水质和体量都不确定，所以无法保证污水处理效果。鉴于这种情况，在实际应用过程中，应在反应池前预先设置一个调节池，用于储存污水。污水先在调节池中静置，等到污水量和水质达到处理标准后，再将其引入反应池进行常规操作。如此一来，便能够保证每次污水处理操作都是在污水和操作设备状态良好的情况下进行，进一步为污水处理的效果提供了可靠保障。在日常工作中，由于调节池中污水的存放时间不同，有时会在其中停留较长时间，因而在调节池底部形成有害杂质的沉淀。因此，工作人员应选择合适的时机，对其底部的沉积物进行清理，以保证调节池的正常运行状态。

3.3 曝气池的设计

曝气是污水处理中的一项重要操作，能够有效排除污水中的有害气体，所以对于污水处理厂而言，曝气池的设计工作十分重要。在通常情况下，曝气池可以从工作原理角度分为机械曝气和鼓风曝气两种，前者主要通过叶片、叶轮等机械设备，使曝气池中的废水和污泥的混合液不断与空气接触；后者则使用鼓风装置，向曝气池中持续输送空气，从而达到曝气操作的目的。

在曝气池的设计过程中，设计人员需要深刻了解污水处理厂的具体情况，掌握当地环境对于污水处理的实际要求，科学设置曝气池中冷凝水的相关参数，确保其能够在固定的时间内定时流淌，避免由于冷凝水长时间停留于一处，形成管线内部的积水现象，从而影响后续的污水处理操作。除此之外，设计人员还要关注污水处理厂所涉及范围内的污水排放量，掌握污水排放峰值，科学设计曝气池的处理速率，在保证能够高质、高效地完成曝气操作的基础上，预留出污水排放量增长的空间。

3.4 泵房的建设

如前文所述，水泵装置在污水处理过程中发挥着不可忽视的重要作用，所以泵房的建设工作，对于污水处理厂来说格外重要。在泵房设计阶段，需要预先调查指定区域内的污水排放量与排放时间，总结出大致规律，然后在此基础上，科学设计泵房，使其能够充分满足该区域内的污水处理工作，同时预留出污水排放量上涨的缓冲空间，还要兼顾节约能源。在泵房位置的选择方面，设计人员应该综合考量地理条件因素，兼顾电源规划，做出最为合理的安排，同时还需注意预留紧急情况的人员疏散通道。

3.5 统筹规划污水处理工作

污水处理站的相关设施，在完成施工后，很难再进行修改，重新建造又会浪费资金，所以在开始设计之前，掌握当地污水排放的准确信息至关重要。工作人员应该对周边的污水排放源进行深入调查，了解其中的主要污染物，保证在污水处理装置的选择上与实际情况相匹配，并统计污水的常规排放总量、平均值与峰值，从而更好地保障污水处理系统在常规情况下的良好运行状态。在统筹规划污水处理工作时，可以应用信息技术及物联网技术，对指定地区的污水排放进行统计，同时以数据的形式进行纵向、横向对比，从而更为科学地规划污水处理厂的建设工作。

4 结语

综上所述，为了减少工业废水对自然环境的破坏，改善人民群众的生活环境，全面开展污水处理工作已经势在必行，只有这样，才可以在减少污染物排放的同时节省资源和降低成本[3]。而在生态环境保护工程中，如何选择适宜的技术手段并进行科学地利用，是有关人员需要重点思考的问题。截至目前，有关学者和科研工作人员，从未停止改进和优化现有技术，相信在未来将会有更加高效、清洁的污水处理技术问世，困扰大众的水污染问题也终将得到妥善解决。