市政污水處理工藝與回用技術分析

錢勍 徐天虎

摘要：污水處理作為市政工程中的組成部分，對城市的可持續(xù)發(fā)展產生著重要影響。本文通過技術概念、原理講解的方式對市政污水處理工藝與回用技術進行詳細分析，發(fā)現(xiàn)不同的污水類別需要對應不同的污水處理技術，才能達到回用水的潔凈度指標，回用水同樣根據(jù)級別進行適用方向。

Abstract： Sewage treatment， as an integral part of municipal engineering， has an important impact on the sustainable development of cities. This paper analyzes the municipal sewage treatment process and reuse technology in detail through technical concept and principle explanation. It is found that different sewage types need correspond different sewage treatment technologies in order to achieve the cleanliness index of water reuse. The reuse water has different applicable directions based on its level.

關鍵詞：市政污水;處理工藝;回用水;處理工藝

Key words： municipal sewage;treatment process;reuse water;treatment process

中圖分類號：S273.5 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）11-0085-04

0 ?引言

污水僅僅得到凈化直接排放的話雖然對環(huán)境構成污染的壓力變小了，但是這些已經被凈化過的水資源的價值并沒有得到最大化利用，因此污水處理后的水資源回用成為資源節(jié)約、價值提升的重要方式，但是污水回用對污水凈化工藝又提出了一個新的要求。

1 ?市政污水處理工藝與回用技術相關理論

1.1 污水處理廠

市政污水處理廠的建設質量對污水的處理效率產生著直接的影響，因為設計層面的合理性對污水處理工藝方面的資源價值發(fā)揮也產生著重要影響。污水處理與回收是兩個不同的方面，因此中間聯(lián)結的條件異常復雜，需要得到專業(yè)人員的精細規(guī)劃，對其中的影響因素進行多角度考慮，促進設施與工藝的作用發(fā)揮到最大。

首先，市政污水處理與回收工作組織人員要對城市的污水產生與排放量進行精確計算，依據(jù)這些統(tǒng)計上來的數(shù)據(jù)對污水處理廠的數(shù)量進行確定，盡量讓城市的污水處理需求得到滿足。其次是要注意這些污水需要得到處理的區(qū)位，并對這些區(qū)位每天產生的污水數(shù)量進性統(tǒng)計，讓污水處理廠的建設位置得到有效規(guī)劃，促進污水處理廠布局更為科學合理，為城市凈化工作減輕負擔。合理布局規(guī)劃也能夠讓城市的污水處理能力得到增強，對城市排污系統(tǒng)承載的壓力進行減輕，讓城市管網敷設規(guī)劃更為科學，保證城市的經濟與環(huán)境共同可持續(xù)發(fā)展。再次，專業(yè)設計人員要對市政污水未來發(fā)展趨勢進行預測，依據(jù)發(fā)展趨勢對市政污水處理工藝與設施進行細節(jié)調整。最后是市政污水處理廠的建設地點選擇，污水處理廠的建設位置規(guī)劃不合理的話不僅會影響污水處理作用，還會讓城市的環(huán)境承受更大的壓力。

1.2 污水處理工藝

城市污水處理工藝技術相對豐富，運用也較為成熟。這些方法包括物理處理、化學處理、生物處理等。對污水進行處理時，可以根據(jù)污水分類選擇工藝，保障工藝作用發(fā)揮到最大。在對市政污水處理技術進行選擇時，應對以下幾個方面的工作重點考慮：

首先，要先對污水水質與回用水質具體要求進行掌握，依據(jù)這些標準要求對選用的處理工藝進行選擇或組合，保障選用的處理方案更為科學。其次，不同區(qū)位的城市產業(yè)結構差異較大，因此在選用污水處理工藝時，應先對當前城市的工業(yè)發(fā)展狀況進行嚴格調查，查看城市工業(yè)生產過程中產生的污水為哪些種類，依據(jù)指標合理選擇處理工藝。最后，為了讓污水處理工藝效果最大化，節(jié)約更多的資金，應依據(jù)回收水的指標要求對工藝進行再次篩選。（圖1）

1.3 污水回用

市政污水處理回收技術的應用能夠對城市污水的二次利用提供技術支持，也能夠對城市水資源短缺的問題進行緩解。不同類型的市政污水處理過后，因為凈水指標不同，應用的領域便會有所差異。從整體來看，污水回用可以分為三個種類，包括分區(qū)污水回用、選擇性污水回用、全程污水回用、分區(qū)污水回用。首先，分區(qū)污水回用是將城市劃分為幾個區(qū)域單位，然后對這些污水進行處理，配送回用水到各個區(qū)域中。這種污水回用方式覆蓋面較廣，但是每個區(qū)域內都必須配置一個污水處理廠，資金占用也較多。選擇性污水回用是指以污水處理廠為中心，向周邊區(qū)域的用戶進行回水配送，覆蓋范圍小，回水利用率較低。最后，全程污水回用的概念是將污水進行集中處理后，直接返回城市的水資源回用管網，讓回水可以輸送到城市的各個角落。這種回水利用方式覆蓋面最為廣泛，因為得到城市排水管網和回用管網的支持，可以直接被看作是一項系統(tǒng)工程，在人力、物力、資金、技術等方面的投入是三種污水回用方式中消耗最突出的一種。

2 ?污水處理工藝的種類與級別

2.1 市政污水處理工藝種類

城市污水產生的原因和種類各不相同，所以不同的污水水質應該選用不同處理方法，依據(jù)水質可以劃分出四種不同的污水處理方式：

首先，是物理處理法。物理處理法就是根據(jù)物理學上的作用原理將污水中的雜質進行分離，達到去污效果。一般情況下，常見的物理處理法包括重力和離心分離、篩濾截留等方法，這幾種物理處理方法可以根據(jù)實際情況進行選擇。工藝技術在使用時，還需要配備一些專業(yè)設備進行輔助，讓處理效果最大化。

其次，是生物處理法。利用生物處理原理開展污水處理工作，最具代表性的處理方式是微生物處理。通過微生物將污水中的有機物代謝分離，達到水資源凈化目的。這種污水處理技術較為環(huán)保，但成本也較高。

第三種是化學處理法。在城市生活污水處理中很少應用化學處理方法，原因是這種方法使用時需要大量化學試劑輔助技藝運行，所以這種方法多用于工業(yè)污水處理過程中，通過一定的化學反應對污水中的雜質或化學元素進行去除。

2.2 污水處理工藝級別劃分

根據(jù)污水處理層次進行等級劃分，可分為三級。一級處理，通過物理方法將污水中的固體懸浮顆?；蛭廴疚镞M去除，但是經過一級處理的污水不能直接排放，沒有達到排放標準，這只是二級處理技術開展的基礎。一般情況下，污水得到二級處理后，大多數(shù)有機物已經被清理干凈，所以二級處理大多使用生物處理法，通過微生物對污水中的有機物進行代謝幫助污水達到排放標準。三級處理的是一個復合式處理方式，進入到此級處理方式的污水會得到多種工藝處理方法共同作用，讓一級二級處理過的污水得到深層凈化，這些經過三級處理后的污水可以達到排放或是回收二次利用的標準。

3 ?污水處理工藝解析

3.1 外置正壓膜過濾工藝

這種污水過濾方法的優(yōu)勢較多，因此在污水處理中較為常見。此項技術的基本原理是在傳統(tǒng)的膜過濾工藝的基礎上加入氣水雙洗、反洗、加藥清洗等一些控制方法，讓膜過濾工藝在不同的狀態(tài)下穩(wěn)定開展處理工藝步驟。

在很多市政污水深度處理中外置正壓膜過濾工藝使用最為廣泛，可以對預處理海水淡化、凈化地表水、工業(yè)用水處理等方面，都獲得了較好的效果，穩(wěn)定性強。這種工藝處理技術還有一個強大的技術優(yōu)勢是反滲透，這種與反滲透技術結合后形成的雙膜工藝在再生水工藝處理中價值較大。

3.2 生物濾池法

生物濾池是指在污水處理中利用耗氧微生物對有機廢水與污水進行氧化處理，進而達到水凈化的目的。這從工藝種類上來看，也是一種生物膜反應技術。一般情況下，生物濾池法主要利用焦炭、淬石等作為填層濾膜，污水經過過濾床以后，污水中的細菌與其他雜物就會直接附著在過濾床的表面，所以生物膜上會積聚大量的微生物，這些微生物就是導致水質變差的罪魁禍首，因此污水中的污染物得到吸附后，污水便會凈化，生物濾池主要由沉淀池、生物濾池、二沉池組成，有特殊需要時生物濾池可以與其他工藝進行結合使用，發(fā)揮出更為強大的污水凈化作用。

3.3 超濾工藝

3.3.1 基本原理

超濾工藝是指在靜壓狀態(tài)下進行液體分離的工藝操作。分離機制的工作原理是利用物理原理對污水與污水水體中的雜質進行篩分，在科學操作的指導下，對液體進行壓力施加，超濾微孔膜可以將懸浮在水中的膠質與高分子粒子進行吸附，此時膜表面可以具備一定的篩分性質，讓孔洞中污水雜質可以直接被過濾膜給阻攔下來。水與其他低分子物質可以直接通過過濾膜，這種超濾膜材料是由無機膜與分子膜材料組成。

3.3.2 超濾工藝的關鍵點

超濾工藝的工作溫度一般為60℃，工作壓力為0.1～0.6MPa，超濾膜的過濾量為500L/m2·h。通過觀察超濾工藝的操作經驗，可以從中得到的結論是超濾膜的通透性主要來自于操作壓力，液體流速、運行周期等指標的影響，所以技術人員必須可以根據(jù)參數(shù)顯示選出最為合適的通透量，讓超濾膜可以一直保持在優(yōu)良的狀態(tài)下，水質的穩(wěn)定性與可靠性都會因此得到保障。

3.4 膜生物反應器工藝

膜生物反應器的工藝原理是讓膜直接被浸泡在活性淤泥中，然后直接讓泥水被分離開來，讓微生物直接被阻截，讓淤泥的濃度，讓氨氮與其他一些有機污染物因子被阻隔開來，讓城市土地資源的占用量。因此這種污水處理工藝在那些用地資源緊張的大型城市中較為受歡迎。

4 ?市政污水回用類型

4.1 工業(yè)

市政污水進行回收利用也可劃分多個層次。首先，是將回水利用在工業(yè)生產中。工業(yè)發(fā)達城市因為產業(yè)基礎較為雄厚，因此工業(yè)生產中需要大量水資源支持。但如果直接使用市政管網提供的凈水不僅浪費、不夠環(huán)保，企業(yè)還需付出巨大的成本，所以在工業(yè)生產中，根據(jù)工業(yè)生產需求的指標規(guī)定用一些回收水代替凈水，不僅可以提高水資源的利用率，也降低了工業(yè)生產中的水費支出。但是這些回收水經過工業(yè)生產流程后成為工業(yè)廢水時，就無法二次凈化了，但也須經過凈化，達到排放標準后進行排放，防止給城市環(huán)境帶來污染。

4.2 農業(yè)

農業(yè)同樣是國家和城市發(fā)展的重要產業(yè)，支撐著人們的物質生活基本需求。所以在農業(yè)發(fā)展中使用回收水也是一個較具實用價值的方法，最重要的一點是有些回收水中富含礦物質可以對農作物生長起到促進作用，因此一些處理后的污水在農業(yè)灌溉上作用很大，可謂是一舉兩得。

4.3 城市綠化與基礎發(fā)展

城市綠化與基礎發(fā)展同樣需要大量的水資源支持。許多回收水雖然沒有達到應用標準，但是一些對水質要求不高的行業(yè)仍然可以用這些回收水開展工作。如洗車行業(yè)，人們生活水平的提高，致使私家車數(shù)量越來越多，車輛清潔行業(yè)缺口大，而回收水可以則可支撐大部分產業(yè)運作的水資源需求。其次，是城市道路清潔開展城市道路清潔工作時，對水質要求也不高，故可以將回收水利用在道路清潔工作中。最后，是城市綠化方面。城市綠化在城市發(fā)展過程中占據(jù)重要位置，是展示城市發(fā)展面貌的重要標志。綠化工作維護需要大量淡水資源，回收水可以直接對這些城市綠化中的植物進行水分補充，為城市精神面貌維護貢獻力量。

5 ?污水回用SBR技術解析

間歇性活性污泥處理技術（SBR）的工藝使用流程較為特殊，原因是每個工序的處理中間都需得到間隔，同時影響工藝操作的因素主要分布在控制與安排上，這讓這種工藝的適應具備較為明顯的周期與間歇性。SBR技術在實際操作中幾個步驟較為重要，具備代表性，進水、曝氣反應、沉淀、排水、閑置等，基本工藝流程如圖2所示，這些步驟的實際運作中有基本的操作流程進行規(guī)范。

5.1 進水

污水處理的技術人員打開進水口的閥門后，先讓這些污水經過粗格柵，過濾以后，污水就會經過水泵再進入到細格柵二次過濾，這些污水經過兩次過濾后會被直接排放到SBR的污水處理池中靜淀，等待下一步處理。

5.2 曝氣反應

污水池中的污水積攢到一定的水位后，將閥門進行關閉，然后在池中啟動鼓風機，進行曝氣反應，為了讓曝氣反應程度最大化，還需配合回流泥污與攪拌器開展混合與攪拌工作。

5.3 沉淀

當曝氣池中的污水反應達到相應的程度后，就會停止繼續(xù)反應，此時技術人員就可以將池中的潛水攪拌器關掉了，以及空氣閥門與回流泥污泵，接著開始對污水進行逆水分離與重力分離操作。

5.4 活性炭吸附

利用活性炭吸附特性，讓污水沉淀池中的雜質與離子被吸附，進而讓水質得到凈化，而后進入到排水池中。這種污水回用的處理方式屬于物理處理方式，但是有些特殊情況下，需要得到一些化學技術的輔助。活性炭的使用形狀主要分為兩種，一種是顆粒狀，一種是粉末狀。污水處理回用時，因顆?；钚蕴课搅Ω鼜娨虼溯^為常用。

5.5 排水

當SBR池中的水位積攢達到最好水位界限時，沉淀步驟也完成后，技術人員需要讓池中的清液被緩慢的釋放出來，然后利用潷水器幫助污水迅速排放，SBR池的中下部沉淀物被排放到淤泥池中時，SBR系統(tǒng)因為涉及較多的技術操作與工藝措施導致整個過程中異常復雜，同時一些傳統(tǒng)的老式設備無法對系統(tǒng)的要求進行滿足，所以隨著技術的不斷革新，現(xiàn)在可以直接利用PLC技術讓復雜的操作流程被簡化，側面提升系統(tǒng)的實用價值。

6 ?市政污水處理以及回用的意義與發(fā)展前景

6.1 污水處理、回用意義

水資源的日漸緊張，讓人們開始重視對資源的保護與使用價值最大化，同時尤其是淡水資源本身含量與可開發(fā)的數(shù)量都少之又少，污水得到處理以后，還應配合科學的處置方法讓可以二次利用的污水發(fā)揮出最大的使用價值，保證這些水資源可以對國家水資源緊張問題進行緩解，如果污水經過處理后其再生率與可利用率可以達到20%的標準，就可以對國家的水資源緊張情形進行緩解。

還能讓工業(yè)與農業(yè)發(fā)展得到水資源方面的成本節(jié)約，支撐這些產業(yè)的穩(wěn)定與高速發(fā)展，并不對環(huán)境構成太大的污染壓力，還可達到節(jié)約資源的目的。

污水經過處理后回用，不僅能夠減少污水排放量，還可以回收一些有用的物質，節(jié)約資源。因為并不是所有種類的污水中都只含有對環(huán)境有害的物質，有很多污水中因為生產源頭種類因素導致可能含有一些可以回收利用的資源，因此污水處理不僅僅是一個去除雜質的過程，也可能是一個收集資源的過程。

湖泊、江河中沒有被排放大量污水，可讓自然地理中的水環(huán)境得到保護，水資源也會因為獲得了更為專業(yè)的保障，生態(tài)環(huán)境達到可持續(xù)發(fā)展上的要求。污水得到專業(yè)技術的處理后，可以被用于農業(yè)灌溉，而生長中的植物可以對二次利用的污水營養(yǎng)物質進行利用轉化，成為生長所需的肥料。這種污水回用到農業(yè)中的方法讓環(huán)境衛(wèi)生問題得到有效預防，同時促進了農業(yè)的生產與發(fā)展。一些未經處理的污水直接排放到農田中的話，是不科學的，不僅可能給植物的生長造成影響，還會讓地表土層受到污染，長期在某一地點進行污水排放集中的話，還可能給地下水系帶來污染。

6.2 發(fā)展前景

污水處理與回用技術在人們的生活中起著至關重要的作用，與人們的工作與生活息息相關。所以實際技術研發(fā)工作中，專業(yè)的技術人員應增加技術研發(fā)力度，投入更多的研究資金，讓污水處理技術可以得到更為先進的升級、優(yōu)化。在污水處置方面可以通過科學技術輔助與方法安排，讓污水的使用與處置形成一個閉環(huán)，為人們的生活提供更多便利，降低對人們生活環(huán)境潔凈程度上的影響，污水回用與處理技術擁有較廣闊的發(fā)展前景，需要技術人員的不算開發(fā)與技術升級，讓這些污染環(huán)境的污水因為得到科學處理，變廢為寶。污水處理技術要保證技術的適用性，保障研發(fā)出的技術可以滿足使用環(huán)境要求，通過技術革新讓水質的使用標準得到滿足，讓這些污水可以不對環(huán)境與人類發(fā)展產生阻礙。其次，要保證污水處理技術的成本占用可以逐漸降低，方便技術可以得到大范圍推廣。

7 ?結語

由于我國以往的經濟發(fā)展中較為重視經濟指數(shù)的增長，導致經濟發(fā)展與環(huán)境保護工作之間產生了較大的矛盾。想要這個矛盾得到有效解決，必須讓環(huán)境與經濟的長遠可持續(xù)發(fā)展得以實現(xiàn)。因此污水處理與回用技術在城市市政工程中的大范圍推廣、建設已是時代發(fā)展運作的必然選擇，科研人員應繼續(xù)加大研究方面的投入力度，讓這些工藝技術得到不斷優(yōu)化，節(jié)約成本的同時達到污水凈化與回用的價值最大化。

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