市政污水处理工艺与污水回用技术研究

摘 要：当前，我国城市化进程日益加快，城市产生的污水总量明显增加，水资源紧张问题日益突出。为保护城市水环境，缓解水资源紧张，需采取有效的城市污水处理工艺，并通过相关技术对污水进行回用。本文首先对市政污水处理工艺及污水回用技术的应用意义进行了深入探讨，并针对当前市政污水处理存在的问题进行了分析。随后，对市政污水处理工艺及污水回用技术进行总结，并列举了实际应用案例。最后，总结了市政污水处理工艺及污水回用技术应用的相关经验，为今后类似项目的实施提供有益的参考。

关键词：污水处理；污水回用；市政污水文章编号：2095-4085（2024）04-0034-03

0 引言

水资源是人们生产生活必不可少的资源。随着城市人口数量的不断增加和城市规模的持续扩大，污水的产生量也呈现出显著的上升趋势，导致城市水资源供应日趋紧张。为此，各地区需结合实际情况采取适宜的市政污水处理技术，加强污水回用技术的应用研究，并在实践中不断总结经验，积极完善相关工艺技术，以保证城市水资源充足供应，改善城市生态环境。

1 市政污水处理工艺及污水回用技术应用的意义

目前，城市污水排放量明显增加，水资源紧张，合理应用市政污水处理工艺及污水回用技术具有重要意义。第一，有效保护生态环境。通过市政污水处理及回用技术可减少有害物质的排放总量，减轻污水对河流水系的污染，进而改善水系生态环境［1］。同时，处理后的市政污水可应用于农田灌溉，农作物可吸收部分未处理完全的养分，进而减少污水中各类营养物质的总体含量，避免污水排放至河流中引发水体富营养化等问题，进而有效改善生态环境。第二，缓解水资源紧张问题。水资源是城市发展过程中必不可少的资源，伴随城市人口的增加，水资源紧张问题日益突出。通过市政污水处理工艺及污水回用技术的合理应用能够实现水资源的循环利用，减少水资源的消耗量，提升水资源的综合利用率，进而解决城市水资源紧张的问题［2］。

2 市政污水处理存在的问题

现阶段，各地区在市政污水处理过程中仍存在诸多问题，具体体现在如下方面。第一，部分城市对市政污水处理工作缺乏足够的重视。在污水厂建设、市政污水处理技术研发等方面投入资金不足，导致污水处理厂中沉淀池、水池、格栅间、厂区设计及施工存在诸多问题，进而影响污水处理的整体效果［3］。第二，部分地区尚未建立完善的市政污水处理机制，污水处理流程不够完善，部分污水直接排放至河流，进而导致生态环境污染问题。第三，部分地区在市政污水处理过程中采用的工艺相对落后，无法清除全部污染物，污水处理的整体质量有待提高。

3 市政污水处理工艺

3.1 市政污水处理流程

目前，大部分城市采用三级处理流程完成市政污水处理。第一级处理采用物理处理工艺，其主要作用是清除污水中存在的固体污染物及悬浮污染物。第二级处理主要作用是清除污水中溶解状态的污染物。第三级处理主要作用是清除污水中有机物，使污水符合排放标准。具体开展市政污水处理的过程中，需将污水引导至泵体内部，通过沉淀池、格栅、砂滤器等设备及水解酸化、生物滤池、生物脱氧、沉淀等工艺完成对污水的处理，并对符合排放标准的污水进行二次回收利用，并妥善清理污水中残留的淤泥等物质［4］。

3.2 生物滤池处理工艺

在市政污水处理中，生物滤池处理工艺应用广泛，并取得良好的应用效果。在应用生物滤池处理工艺的过程中，可将焦炭、矿渣、碎石等作为处理污水的生物填层，填层中含有大量微生物，伴随微生物的生长繁殖，可在填层表面区域形成生物膜结构，待污水导入后生物膜可降解污水中的重金属、细菌、有机物等物质。同时，在应用生物滤池处理工艺前，可采用生物处理器对污水进行预处理，以确保水体中的污染物被生物填层吸附及降解。目前。生物滤池处理技术可降解的污染物主要包括NO3、NH3、SO2、S、H2S等，上述物质的清除率达85%以上，符合国家相关标准［5］。

3.3 水解酸化AAO工艺

水解酸化AAO工艺也是市政污水处理中的常用工艺，其处理过程主要包括好氧阶段、缺氧阶段、厌氧阶段，各阶段处理污水的进程存在明显差别。其中好氧阶段以硝化反应为基础，可清除市政污水中的磷质；缺氧阶段的主要作用是脱氮；厌氧阶段是在市政污水沉淀后分解其中的有机物。相关研究资料统计显示，水解酸化AAO工艺对市政污水中BOD5的清除率可达到98%，对COD的清除率可达到95%，对SS的清除率可达到98%，对总磷的清除率可达89%，对氮气及氨气的清除率可达95%以上［6］。

3.4 其他市政污水处理工艺

伴随科技水平的发展进步，市政污水处理工艺日益成熟，处理方法显著增加，物理处理法、化学处理法、物化处理法、膜生物反应器处理法等均得到广泛应用。活性污泥法、生物膜法是现阶段应用广泛的二级生物处理工艺，处理流程相对完善，处理效率较高。同时城市在降雨状态下合流排水管网中污水进水量较高，会导致污水处理厂中部分活性污泥进入沉淀池内部，对此可采用Orbal工艺及SBR工艺解决相关问题，以实现对各类有机物的有效降解［7］。

3.5 市政污水处理工艺的选用原则

在选用市政污水处理工艺的过程中需遵循以下原则。第一，如污水属于优质杂排水或杂排水，污染物浓度较低，在处理过程中仅需清除少量悬浮物或有机物，以降低水体的色度及浑浊［8］。在处理此类污水的过程中，污水厂可采用调节池及格栅进行初步处理，并采用混凝剂处理悬浮物，配合消毒、过滤等处理技术，可获取能够正常使用的回用水。第二，生活污水中有机物含量偏高，在处理过程中需采用二级生物处理模式。污水通过调节池及格栅进行初步处理，利用一级生物处理使污水沉淀，后续采用二级生物处理技术完成处理，通过过滤及消毒处理后能够得到可用的回用水。

4 市政污水回用技术

4.1 市政污水回用的主要用途

第一，城市绿化。城市绿化用水量较高，对水质无过高要求，因此可采用市政污水回用作为绿化用水。第二，景观补水及道路清洁。景观补水及道路清洁属于市政部门的重要工作内容，对水质无过高要求，采用市政污水回用可节约水资源，并可方便随时取用。第三，冲厕及洗车。冲厕及洗车用水量较大，市政污水回用的水质能够满足其需求。第四，城市消防、工业冷却、建筑行业用水量较大，且对水质要求较低，可采用市政污水回水［9］。

4.2 市政污水回用的方式

第一，全程回用。全程回用主要指利用排水管网采集城市的全部污水，由污水处理厂完成污水的综合处理，并将处理后的市政污水排放至回用管网中，以满足生产生活需求。全程回用模式要求城市污水处理具有较大规模，管网系统相对完善，多应用于新建城镇污水处理领域。

第二，分区回用。分区回用主要指以特定区域为基本单位，分区完成污水收集与回用，其主要适用范围为污水处理厂周边区域。

第三，选择性回用。选择性回用主要是指在污水处理厂周边区域建设污水回用管道，将处理后的污水供给周边居民使用。

4.3 生物活性炭技术

BAC法即生物活性炭技术，该技术利用活性炭具备的吸附性特征，可吸收大量微生物。微生物在活性炭表面繁殖后形成生物膜，生物膜可降解市政污水中的有机质，使污水满足排放标准。如市政污水污染程度较为严重，可采用生物活性炭进行处理，以满足污水回用的要求。生物活性炭技术的应用过程中，需优先采用沉淀挂膜、自然挂膜等方式诱导活性炭完成挂膜，完成挂膜后可进行污水处理。在污水处理过程中，技术人员需重点关注水体内部容积氧的总量，保证3.5mm活性炭供给充足，并利用生物膜对COD、SS及其他类型的有机污染物进行降解，以达到水体处理效果。

4.4 化学絮状沉淀技术

化学絮状沉淀技术能够有效处理市政污水，清除污水中的病毒及大肠菌群等物质，使市政污水达到回用标准。化学絮状沉淀技术主要采用阴离子、无机絮凝剂混合制成的水溶液，使污水中的悬浮胶体、颗粒物等聚集并沉底，最终形成絮状体结构，伴随絮状体体积增加可在水体中形成沉淀，进而使处理后的水体满足回用要求。如市政污水中主要污染物为葡萄球菌，可选用主要成分为三氧化铁、硫酸铝的絮状剂，并采用氧化硅作为助凝剂，通过二者联合可诱导微生物凝集及沉降。但采用三氧化铁、硫酸铝等絮凝剂的过程中需控制用量，建议控制三氧化铁用量为20～40mg/L，硫酸铝用量为50～120mg/h［10］。

4.5 臭氧氧化联合生物滤池技术

市政污水中含有多种污染物，单一污水回用技术处理效果往往无法满足回用的相关要求。比如市政污水中污染物质以PPCPS类物质为主，此时单纯采用一种污水处理技术无法达到回用标准。为此，技术人员采用臭氧氧化联合生物滤池技术，通过臭氧的氧化作用可分解污水中的有机物，配合采用生物滤池处理能够清除污水中的CDD、SS，并可提升污水的清洁度。具体应用臭氧氧化联合生物滤池技术的过程中，需优先将市政污水引流至催化氧化池内部，通过催化剂介导的化学反应使臭氧氧化并分解污水。完成污水的初步处理后，需将污水引流至稳定池内部，静止数分钟后可取出水中的臭氧。通过初步处理的污水中有机物、氨氮等物质的含量较低，此时将污水引流至生物滤池内部，可有效处理污水中含有的小分子有机物，使污水满足回用要求。应用臭氧氧化联合生物滤池技术过程中，需保证生物滤池内温度低于38℃，液体pH值需控制为7～9区间，污水在生物滤池中停留的时间需控制60min左右，水反洗强度设定为2L/m2·s，气反洗强度设定为15L/m2·s。相关研究数据表明，通过臭氧氧化联合生物滤池技术处理后，污水出水时COD水平为50mg/L以下，满足回用要求。

5 实例分析

某地区为纺织工业、食品行业、轻工业基地，并存在多家工矿类企业。近年来，该地区经济发展迅速，用水量明显增加，日用水量约为9万吨，其中日生活用水量约为1.5万吨，日工业用水量约为7.5万吨。目前，该地区在主干道设置清水与污水合流管道，未建立统一的污水排放管网，大部分生活污水、工业废水在未处理状态下直接排放至天然沟渠、下水道内，导致城市水资源浪费及水体污染问题日益加重。

为解决上述问题，该地区综合分析研究污水排放现状，探究排污系统中存在的问题。通过实地考察选择工业污染相对集中的城乡结合部新建污水处理厂，且污水处理厂所在区域地势低洼，便于收集各类污水。在市政污水处理过程中，该地区采取一级与二级处理相结合的模式，工业企业对生产中产生的污水自行实施预处理，生活污水与预处理的工业污水共同排放至污水管网内部，并输送至污水处理厂中。一级污水处理过程中，技术人员将污水引流至集水池内部，通过格栅将污水中体积较大的污染物清除，在沉淀池内部使压缩空气与污水混合，并分离沉淀泥砂，通过吸砂泵将泥砂清除，并采用筛网清除污水中剩余的污染物。二级处理过程中，技术人员综合运用多种技术对市政污水中的重金属、化学物质、悬浮物进行处理，完成净化后部分污水用于工业等领域的循环利用，部分污水排放至自然水系中。

6 结语

城市污水处理及回用可对城市发展产生较大影响，为此各地区需提高重视程度，加强技术研究，增加资金投入力度，高质量完成硬件设施建设，合理运用污水处理工艺及回用技术，以促进污水处理整体效果的提升，并提高水资源综合利用率。

参考文献：

［1］朱永斌，周继.分析污水处理工艺及回用技术在市政工程中的应用［J］.区域治理，2020（43）：173.

［2］魏青友，赵林涛.浅谈污水处理工艺及回用技术在市政工程中的应用［J］.世界家苑，2014（7）：141-141.

［3］张晓媛，张萌，刘雨.通向闭路水循环的未来市政污水处理新模式［J］.科学通报，2020，65（14）：1358-1367.

［4］刘卿瑞.市政污水处理工艺与污水回用技术探讨［J］.百科论坛电子杂志，2020（14）：1660-1661

［5］马兆云.新形势下市政污水处理项目建设和运营管理探析［J］.建材发展导向（下），2020，18（7）：103.

［6］梁杰.简述市政污水处理工艺与污水回用技术［J］.皮革制作与环保科技，2023（4）：92-94.

［7］谢永鹏，刘建华.谈市政污水处理存在的问题及对策研究［J］.城市建设理论研究（电子版），2015，5（13）：4343-4344.

［8］宫志鹏，梅仁堂.市政污水处理工艺与回用技术分析［J］.皮革制作与环保科技，2021，2（19）：99-100.

［9］李科.市政污水处理工艺与污水回用技术探讨［J］.工程建设与设计，2021（19）：121-123.

［10］高空.市政协开展“污水处理回用农业”提案促办活动［J］.团结与民主，2001（6）：16.