新形勢下污水處理技術的發展趨勢探析

張友杰+白冰

【摘 要】 黨的十八屆三中全會明確提出要進行生態文明的建設，并對環境治理做了綜合部署。污水處理技術的發展既是環境治理的重要一環，更是建設生態環境的重要內容。本文對污水處理技術的發展現狀進行了說明，并就未來污水處理技術的發展趨勢進行了探討。

【關鍵詞】 生態文明 環境治理 污水處理技術

近幾十年來，我國的社會經濟發展取得了重大成果，但環境保護也面臨巨大的挑戰，特別是水資源、水環境的污染破壞，已經成為需要迫切解決的嚴重現實問題，尤其是城市水污染問題，不僅關系到城市的可持續發展的問題，更是關系到廣大人民群眾生命健康的重大問題。由于城市水資源污染的多樣化和復雜化，污水處理技術需要進行不斷的創新和發展，才能對水污染的解決提供可靠的技術支持。

城市水污染主要來源于四個方面：生活污水、工業廢水、被污染的雨水、其他污水。根據污水水質的不同，往往需要采用不同的方法進行處理。一是物理的方法，也就是利用物理作用來實現水質的凈化，例如沉淀的方法。二是化學的方法，也就是利用污水中物質與添加的物質之間發生化學反應進行轉化和分離，例如使用低分子無機（無機）絮凝劑進行污水處理。三是生物的方法。它是利用具有不同生理生化性能的微生物類群相互配合進行的物質循環過程。例如污水處理廠最常用的生物膜法。這三種方法是污水處理技術的基本思路，現在和未來污水處理技術都是在這之上的發展和創新。

1 污水處理技術的現狀

在我國，大多數城市污水處理方法是生物處理的方法，這種污水處理方法具有效率高、費用低、能耗低、凈化效果好以及處理過程簡單等等優點。生物法又可以依據處理過程中微生物對氧環境的需求不同分為好養法和厭氧法。現在應用最為廣泛的活性污泥法、生物膜法屬于好氧法，而AF、UASB、EGSB等則是屬于厭氧法。

（1）活性污泥法。活性污泥處理技術發展至今已經有100多年的歷史，經過不斷的改進和發展，已經成為世界上應用最為廣泛的污水處理技術。活性污泥法以活性污泥為主體，通過曝氣供氧大量繁殖微生物懸浮在污水中并對污水中的有機物進行有效降解，然后停止曝氣，使得懸浮微生物群絮凝體沉淀實現水的凈化目的。隨著水質的復雜化，污水處理專家對傳統的活性污泥法進行了不斷的改進和發展，開發了許多新的處理工藝，例如百樂卡法、吸附-生物降解法（AB法）、間歇性活性污泥法（SBR）等等，這些新的處理技術不僅彌補了傳統方法的不足，還大大提升了污水的凈化效果，其中前兩種新工藝在我國應用較為廣泛。

（2）生物膜法。生物膜法通過一定技術使得微生物附著在活性或者非活性的載體表面，污水在流經載體的過程中，污水中的有機營養物被吸附，經過復雜的生物氧化作用實現對污水的凈化。生物膜法在污水處理的實踐中不斷的發展，除了生物濾池、生物轉盤等之外，還衍生出例如復合式活性污泥膜反應器、移動床生物膜反應器等等新興生物膜處理技術。

（3）EGSB法。EGSB（即：膨脹顆粒污泥床）是比較新型的污水厭氧生物處理技術（系統）之一，厭氧生物污水處理技術既可以凈化污水，還可以產生CH4等可燃氣體，滿足經濟發展對能源的需求，在近幾十年發展迅速，其中EGSB反應器具有幾個獨特優勢：一是采用了處理水回流技術，能有效降低污水中有毒物質的濃度和毒性。二是EGSB具有很好的適用性，既可以適用于生活污水，各種濃度的工業廢水，還可以用于垃圾填埋場的滲濾液以及農業廢物廢水的處理。近幾年，EGSB技術在我國應用較廣。

2 污水處理技術的發展趨勢

隨著城市的進一步發展，我國傳統污水處理技術面臨挑戰。一是我國的污水處理是典型的高耗能。雖然 厭氧污泥系統可以回收部分能源，但回報率僅有可憐的3%左右，短期無法實現碳減排的要求，另外活性污泥法等在曝氣等環節的節能降耗潛力有現。二是我國污水處理技術（系統）與可持續發展還有相當的差距。例如回用水往往要經過長時間的輸送才能實現回用，在污水生物質能利用、氮磷回收等方面的技術研究還不足。未來污水處理技術的發展趨勢在于將針對污水的不同來源分類進行處理技術進行集成、系統優化和降低運行成本，實現污水處理技術（系統）的節能、低碳、環保和可持續發展。其中傳統污水處理系統進行可持續化模式的改進還將進行一段時間，例如厭氧氨氧化、磷回收以及反滲透技術將進一步得到發展，回用水的有機物、氨、磷等含量會逐步減少；通過兩級高溫消化、水熱消化以及餐廚垃圾等方式，污水處理系統的能量回收將會進一步提升。

但是，在現有技術上的工藝升級，無法避免有機質能的消耗和二氧化碳的排放，污水處理深度工藝的建設、運行成本仍舊無法大幅減少，所以，污水處理技術的發展趨勢在于尋找低碳排放、零污染循環利用的顛覆性處理系統。一是純粹的源分離污水處理技術，通過在源頭對污水進行針對性的收集和處理，摒棄了傳統的污水管網，是最經濟、能耗最低、資源利用最大化的污水處理技術，但在現實推廣中面臨技術和管理上的困難；另一個是基于“末端分離”的污水資源化處理系統（技術）。它通過在污水管末端將污水進行濃縮預處理，分別得到低濃度污水和污水濃縮液（含有豐富的有機物），前者可以通過原先的污水系統進行低耗能的處理得到高純度凈水，而后者的處理是實現污水資源化的關鍵，現在已經有較多的關于這方面的技術創新，例如以MBR為代表的膜技術，通過混凝和過濾技術相結合，可以對污水濃縮液中氮、氨等有機物實現有效的分離。但由于在混凝-微濾的過程中，膜本身容易受到污染，有效解決膜污染的技術還在進一步的研究之中，末端分離污水處理系統還存在一定的技術缺陷。雖然源分離和末端分離的污水處理技術實現規模化的應用還存在一些技術和管理障礙，但作為低碳、節能、環保的污水處理創新技術，是未來污水處理技術發展的方向。

3 結語

我國的環境治理面臨嚴重挑戰，現有的污水處理技術又存在諸多問題，例如高耗能、高二氧化碳排放、高建設成本等，我們需要緊跟國際污水處理技術的發展方向，積極進行技術創新，實現污水處理技術的低碳、節能和環保。

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