城市污水不同處理工藝對水質(zhì)提升效果的對比

鄭媛(浙江環(huán)境監(jiān)測工程有限公司，浙江 杭州 310012)

0 引言

當(dāng)前，環(huán)境資源問題是阻礙現(xiàn)代城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要原因之一。因此，城市污水處理對現(xiàn)代社會發(fā)展具有重要意義。如何實現(xiàn)污染水的減少、更好地凈化水質(zhì)和循環(huán)利用，如何處理工業(yè)和住宅污水，以及在分開處理或聯(lián)合處理之間做出選擇，以盡量提高水質(zhì)，在經(jīng)濟(jì)成本允許的范圍內(nèi)，有效處理城市污水，這些問題都是必須注意的。

1 城市污水處理現(xiàn)狀分析

根據(jù)相關(guān)二線城市的數(shù)據(jù)分析，城市污水處理工藝方面仍然存在很大問題。人們的日常生活是城市污水的主要來源之一，日常用品含有大量成分復(fù)雜的化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)一旦與水結(jié)合，會使得水質(zhì)成分變得非常復(fù)雜，并不可避免地帶來許多水污染問題。同時，在中國南方，由于常年降雨量較大，雨水會將水源稀釋，加上雨污分流不徹底等因素，這就導(dǎo)致了生活污水濃度的降低。調(diào)查資料亦顯示，不同生活環(huán)境所產(chǎn)生的主要污水污染物各有不同。在許多城市污水中，沖廁污水占污水的比重很大，氨含量較高，排放量一般發(fā)生在夜間；除了沖廁污水外，住宅污水排放量亦不容小覷，進(jìn)而住宅污水排放量占磷酸鹽的比例亦相當(dāng)大。

城市的發(fā)展離不開工業(yè)，而工廠附近的污水排放問題則更為突出，因為工業(yè)的生產(chǎn)往往伴隨著一些化學(xué)原料，因此工業(yè)廢水污染問題較生活污水問題更為嚴(yán)重。此外，農(nóng)業(yè)種植常常會使用農(nóng)藥以幫助農(nóng)作物更好地生長，一旦土地受到雨水的澆灌，這些農(nóng)藥就會流失，這也會在一定程度上造成水污染。

綜上所述，現(xiàn)代城市污水處理是一項復(fù)雜繁瑣的工程，需要根據(jù)含量、濃度、比例等進(jìn)行細(xì)致的評估，準(zhǔn)確地判斷污染載荷水平，參照實際污染情況進(jìn)行治理，方可更好的管控并提升城市生活用水的質(zhì)量水平。

2 城市污水處理技術(shù)分析

2.1 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)的應(yīng)用是科技發(fā)展的突出代表，其通過采用微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)、反滲透膜(RO)等過濾水中混合物，從而達(dá)到改善水質(zhì)的效果。目前，國內(nèi)外都在積極探索采用膜分離技術(shù)將城市污水開發(fā)為新的水資源。

2.2 生態(tài)濾池

生態(tài)濾池是利用水生微生物和人工填料上的生物膜形成模仿自然生態(tài)系統(tǒng)對污水進(jìn)行凈化的污水處理技術(shù)，是目前有效的城市污水處理方法之一。例如蚯蚓生態(tài)濾池，將廢水排放到濾池中，通過利用蚯蚓的消化及吸收能力，使濾池具有代謝功能，從而有效分解污水中的有機(jī)物，然后實現(xiàn)污水處理。生態(tài)濾池可有效地減少污水中所含有機(jī)物的數(shù)量，但由于其存在受溫度影響大、布水不均勻、局部積水和污泥堵塞等一系列缺點(diǎn)，因此還需要進(jìn)一步進(jìn)行改善。

2.3 循環(huán)混合式曝氣池

循環(huán)混合式曝氣池也稱氧化溝，是一種簡易的活性污泥系統(tǒng)，屬于延時曝氣法。循環(huán)混合式曝氣池的環(huán)狀循環(huán)可以使污泥和污水完全混合。此外，采用該方法還可以使污水的溶解度得以改變，從而為微生物的生長創(chuàng)造有利條件，使其發(fā)揮更好的凝聚作用，從而達(dá)到較好的污水處理效果。但是，由于其工藝和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，往往伴隨著惡臭，因此需要進(jìn)行特定的加蓋除臭技術(shù)，避免其產(chǎn)生二次污染。

3 城市污水處理工藝選擇的原則

3.1 技術(shù)規(guī)范

污水處理最重要的目的，是確保所排的是達(dá)到或超過國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)的污水。因此，市政污水處理廠必須引進(jìn)成熟、可靠、合理和有效率的污水處理設(shè)施。國內(nèi)首次選用的新工藝、新工藝應(yīng)通過生產(chǎn)方法進(jìn)行試驗，得到可靠性參數(shù)。

3.2 工藝的成熟可靠

污水處理作為城市基礎(chǔ)設(shè)施項目，具有規(guī)模大、投資高等特點(diǎn)，同時這也是祖國建設(shè)的百年計劃。工藝的選擇必須注意成熟度和可靠性，因此我們不僅應(yīng)該提倡先進(jìn)技術(shù)，而且我們必須將技術(shù)風(fēng)險降至最低[1]。

4 不同污水處理工藝對水質(zhì)提升效果的比較

4.1 活性污泥法

活性污泥法是一種屬于好氧生物處理的方法，主要利用活性污泥的生物進(jìn)行凝聚、吸附和氧化，分解并溶解污水中的有機(jī)污染物?；钚晕勰喾ㄊ菍⑽唇?jīng)處理的城市污水和生物污泥加入沉淀池，機(jī)械攪拌后混合，再經(jīng)過絮凝吸附等物理反應(yīng)后，使污染物進(jìn)入沉淀池，進(jìn)而使固體和液體分開。此外，通過改進(jìn)池形、污泥負(fù)荷率和微生物種類等，提高活性污泥處理工藝的效率。城市生活污水采用活性污泥法的BOD去除率可以達(dá)到95%以上，同時，它的能源消耗也較低。但活性污泥法存在污水處理周期長、投資成本高、設(shè)備需求量大、處理設(shè)施面積大等缺點(diǎn)，這不利于污水處理廠的管理。

4.2 A/O工藝和AA/O工藝

A/O工藝和AA/O工藝除了可去除廢水中的有機(jī)污染物外，還可同時去除氮、磷。A/O工藝是將厭氧水解技術(shù)作為活性污泥法的前處理，因此是活性污泥法的改良版。A/O工藝以原污水中的含碳有機(jī)物和內(nèi)源代謝產(chǎn)物為碳源，反硝化反應(yīng)較為充分，脫氮效果良好，但其缺點(diǎn)是除磷效果較差。

AA/O工藝是在A/O工藝中加一缺氧池，因此其反應(yīng)池包括厭氧、缺氧和好氧三部分。污水中的磷在厭氧段釋放出能吸收磷的聚磷菌，當(dāng)它們好氧段時，聚磷菌吸收大量溶解磷，并將其轉(zhuǎn)化為不溶性多聚正磷酸鹽在體內(nèi)貯存起來，從而達(dá)到去除廢水中磷的效果；缺氧段中的兼氧脫氮菌利用水中BOD作為有機(jī)碳源，使BOD和氨氮濃度下降，因此，AA/O工藝具有良好的脫氮除磷效果。此外，AA/O工藝的廢水處理效率很高，可用于大中型城市的廢水處理。

4.3 間歇性活性污泥法

間歇式活性污泥法又稱SBR法。隨著我國城市化的快速進(jìn)步，很多小型污水處理廠相繼使用SBR工藝來處理污水，該工藝由一個或多個反應(yīng)池連接在一起組成。污水按順序進(jìn)入各個反應(yīng)池反應(yīng)，最終在沉淀池中沉淀后，排放出處理后的水。SBR法既能有效去除污水中的雜質(zhì)和懸浮物，又具有良好的除磷效果；此外，其本身還具有調(diào)節(jié)功能，可大大降低水質(zhì)和水量波動對系統(tǒng)穩(wěn)定性的破壞。與此同時，SBR法具有處理方式簡單、易脫水等優(yōu)點(diǎn)，且運(yùn)行管理相對先進(jìn)，可實現(xiàn)無人看管下自動工作，但也存在對分析儀器儀表要求高的缺點(diǎn)[2]。

4.4 連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)工藝

連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)工藝(CCAS)，是在SBR工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。這一工藝最早是運(yùn)用于國外，為了更好地將該工藝引入中國，形成適合中國國情的污水處理新工藝，中國科研機(jī)構(gòu)在實驗室對整個CCAS工藝系統(tǒng)進(jìn)行了模擬試驗，最終開發(fā)出適合中國城市發(fā)展的新CCAS污水處理工藝，其負(fù)荷可增加1～2倍，土地和資金投資可節(jié)省近30%。其處理核心是利用CCAS反應(yīng)池去除氮磷、降解有機(jī)物和懸浮物，并使BOD和COD的去除率高達(dá)95%。同時，它在反應(yīng)區(qū)內(nèi)采用“好氧-缺氧”及“好氧-厭氧”的反復(fù)運(yùn)行模式，完成污水的除碳、脫氮和除磷，使氮、磷去除率達(dá)到80%以上，并確保各項污染物出水濃度達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從而取得良好的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。但CCAS污水處理工藝各反應(yīng)池為同時間歇作業(yè)，必須依賴于電腦控制，因此對設(shè)計、培訓(xùn)、安裝、調(diào)試等工作要求較為嚴(yán)格，對污水處理廠管理人員要求也就更高。

5 不同污水處理工藝的分析

現(xiàn)時，城市污水處理技術(shù)主要是A/O、AA/O、SBR等，已廣泛應(yīng)用于中小型城市。三種廢水處理方法的COD、BOD、SS等去除率較高，有利于提高城市污水處理廠出水水質(zhì)。其中AA/O工藝又稱生物脫氮工藝，由于它能有效地降低城市污水中BOD、氮、磷等污染物濃度，現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外大型城市污水處理廠。由于該技術(shù)的應(yīng)用，我國云南昆明市污水處理廠獲得了較好的污水處理效果，包括TN去除率超過一半，TP去除率超過87%。

6 采用新技術(shù)改善處理效果

城市污水處理技術(shù)非常復(fù)雜，涉及面很廣。隨著中國科研生產(chǎn)和管理水平的提高和發(fā)展，傳統(tǒng)的城市污水處理方法得到了改進(jìn)或更新。新技術(shù)的進(jìn)步主要表現(xiàn)在以下兩個方面：首先體現(xiàn)在分離技術(shù)上，通過改變傳統(tǒng)裝置，采用旋轉(zhuǎn)式分離器孔，進(jìn)而出現(xiàn)有效的空氣浮出和新的重力沉積技術(shù)。其次體現(xiàn)在活性污泥以及生物膜技術(shù)上：主要通過微孔氣溶膠技術(shù)的應(yīng)用，包括A/O和AA/O工藝、生物接觸氧化、連續(xù)紊流曝氣、氧化溝道、SBR工藝等。通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)上述污水處理技術(shù)在興建中的市區(qū)污水處理廠實施后，污水處理效率有所提高[3]。

7 城市污水處理技術(shù)發(fā)展方向

目前，城市廢水一般采用化學(xué)和生物技術(shù)手段處理，并且需要很大的處理空間?？萍嫉陌l(fā)展使污水處理技術(shù)，例如靜電污水處理技術(shù)，有了更大的進(jìn)步，為城市污水處理提供了新的機(jī)會。其原理是在水中產(chǎn)生一個靜電場，然后由臭氧、有機(jī)物和細(xì)菌等物質(zhì)的作用，可以實現(xiàn)完全凈化。同時，可以將這些技術(shù)與其他化學(xué)手段相結(jié)合，有效防止二次污染。采用該技術(shù)的成本不高，但具有較高的生態(tài)功能，除了靜電水處理技術(shù)外，還伴隨著雙膜處理技術(shù)[4]。

8 結(jié)語

城市污水處理一直是大眾關(guān)注的焦點(diǎn)，也是每一個人都要面對的問題。因此，我們必須重視污水，充分緩解水資源短缺問題，積極開發(fā)一整套優(yōu)質(zhì)高效的技術(shù)手段，有效提高水環(huán)境質(zhì)量，促進(jìn)城市環(huán)境保護(hù)。