污水處理技術應用分析

許鐵強++胡耀++馬春雨++許云海

【摘 要】柯橋印染企業對于地區生產總值做出了重要貢獻，但部分印染企業價排污水造成了極其惡劣的影響。加大三類污水治理，并做好地下水保護，在條件允許的情況下，積極引入先進技術用于污水處理，有著極其重要的意義。

【關鍵詞】高效菌；一體化工藝；降雨徑流；地下水保護；新技術；經濟效益

前言

2015年，柯橋區實現地區生產總值1200.11億元，其中印染企業貢獻突出。但印染企業偷漏排污水，對附近居民造成了巨大的傷害，為此造成的矛盾也時有發生。作為轉型升級的戰略工程、騰籠換鳥的示范工程、改善環境的民生工程，柯橋區印染產業集聚升級工程被寄予厚望集聚不是簡單搬遷，而是借集聚進行升級。柯橋區的目標是將濱海印染產業集聚區打造成全國印染產業綠色生態示范園區，即全區50%以上紡織印染裝備達到國際先進水準；主要產品質量標準達到國際先進水平，每米印染布附加值年均提高10%以上；單位增加值能耗年均下降5%，單位增加值用水量、COD排放量等指標明顯下降等等。

城市污水是通過下水管道收集到的所有排水，是排入下水管道系統的各種工業廢水、生活污水和城市降雨徑流的混合水。本文針對以上三種污水來源以及地下水保護四方面分別加以闡述，并對未來可能在污水處理應用的新技術予以概括。

1 工業廢水

工業廢水是生產過程中排出的廢水，包括生產工藝廢水、循環冷卻水沖洗廢水以及綜合廢水。由于各種工業生產的工藝、原材料、使用設備的用水條件等的不同，工業廢水的性質千差萬別。相比較于生活廢水，工業廢水水質水量差異大，具有濃度高、毒性大等特征，不易通過一種通用技術或工藝來治理，往往要求其在排出前在廠內處理到一定程度。

2015年，柯橋區實現全部工業總產值3971.83億元，其中規模以上工業總產值3478.32億元，增長2.5 %。全部工業實現主營業務收入3880.30億元，其中規模以上工業實現主營業務收入3386.79億元，增長2.9%。實現規模以上戰略性新興產業產值939.95億元，占比為27.0%。大紡織業實現產值2263.76億元，增長5.4%；實現利潤120.75億元，增長16.9%。印染行業是紹興市柯橋區的支柱產業，但也面臨環保等各方面的壓力。如何有效降低以印染企業為主的工業廢水對環境造成的危害，是擺在每個排水工作者面前的嚴峻課題。

1.1高效菌處理

用微生物處理工業廢水是一種高效、節能和綠色的污水處理技術。其中，活性污泥法經過近百年的發展，在工藝上已非常完善，應用也越來越廣泛。通常，運用該技術處理污水時會產生大師剩余污泥量。為了處理這些污泥，在工藝設計時就要增加大量與污泥分享和污泥濃縮相關的構筑物和設備。另外，為了處理這些污泥，還必須建造污泥填埋或焚燒系統，不但成本升高，還會對環境造成二次傷害。

為此，應篩選優勢菌群：分解污染物的能力強； 耐受性和抗毒性強；有效抑制絲狀菌生長；使用過程中不變異。通過試用，對工業廢水處理效果好，系統維護管理簡便；出水水質好，污泥大量減少。

存在的問題與解決方案

（1）總磷去除率低

運用高效菌處理方法后導致不排泥，致使總磷的去除率比較低，出水中的總磷含量不能達到一級A排放標準。通過基于氣浮法的化學沉淀法、水生植物吸收法和流動性復合載體法可有效降低磷含量，具體采用哪種方法還需針對實際情況加以試驗確定。

（2）依附多孔載體

目前，選用大孔海綿作填料，將高效菌依附其上。雖然價格便宜，附載微生物的效果好，但海綿浮力大，很難固定。通常，采用固定支架，但施工周期長，維修困難，新型快速拆裝填料模塊還在進一步實驗當中。

2 生活污水

生活污水是人們日常生活中排出的水。它是從住戶、公共設施（飯店、賓館、影劇院、體育場館、機關、學校和商店等）和工廠的廚房、衛生間、浴室和洗衣房等生活設施中排放的水。這類污水的水質特點是含有較高的有機物，如淀粉、蛋白質、油脂等，以及氮、磷、等無機物，此外，還含有病原微生物和較多的懸浮物。相比較于工業廢水，生活污水的水質一般比較穩定，濃度較低。

近年來，柯橋地區的經濟發展和居民生活水平提高較快，水資源消急劇增加。生活污水排放量也不斷增大。生活污水的任意排放，不但會對流經河流造成污染，而且對飲用水安全構成潛在威脅。

生活污水與居民生活環境、經濟水平、用水量等因素相關。一般而言，生活污水性質相差不大，但一天內的水質波動較大，可生化性良好。污水中含有的合成洗滌劑、細菌、病毒和寄生蟲卵等，在一天中的不同時段也有所差異。

城市排水管理規劃和管理相對規范，農村生活污水因排放點分散、水質水量變化幅度大、有機物和氮、磷含量高的特點，特別適合開展集預處理、生物處理、沉淀和消毒等為一體的生活污水處理裝置。一體化A/O工藝、一體化MBR工藝、一體化氧化溝工藝、一體化生態組合工藝和一體化生物濾池系統等高效低能、污泥量少、一次性投資低、運行費用低、處理效果穩定、維護管理運行成本合理，對于從源頭上控制水體富營養化形成條件，保障農村地區飲用水安全，滿足農村地區生活污水處理的切實需要都具有非常重要的意義。

3 降雨徑流

降雨徑流是由降水或冰雪融化形成的。對于分別敷設污水管道和雨水管道的城市，降雨徑流匯入雨水管道，對于采用雨污水合流排水管道的城市，可以使降雨徑流與城市污水一同加以處理，但雨水量較大時由于超過截留干管的輸送能力或污水處理廠的處理能力，大量的雨污水混合液出現溢流，將造成對水體更嚴重的污染。

根據柯橋降雨徑流形成的特點及其與排水系統的關系，可從三方面加以控制：

3.1源頭削減

在地表徑流產生的源頭采用一些工程性及非工程性的措施削減徑流量，以降低進入徑流的污染物總量。總體而言，通過源頭削減不僅簡單經濟，而且效果較好。通常采用的工程性措施包括綠屋頂、雨水罐、透水鋪面、植被過濾帶、植草溝、入滲溝、砂濾池和生物滯留池等。以上幾種措施的污染控制機理有所不同，因此在實際選用時要根據適宜去除的污染物和去除功效加以甄別。

非工程性措施包括加強城市固體廢棄物管理、合理清掃街道、綠化工作中控制化肥和殺蟲劑的使用、定期清潔下水道口及完善相應法律法規、加強宣傳教育和公眾參與。

3.2管路控制

當雨污水進入市政管網系統但尚未排入污水處理廠或受納水體之前要針對管網溢流和雨水口排放帶來的負荷，針對分流制系統中的（初期雨水）、合流制管網中的混合污水溢流以及分流制系統污水管網的溢流，分別采取：減少入流入滲或改善水力條件來提高既有管網的存儲能力、改造雨水口、安裝旋流分離器和雨水調蓄池等措施來加以控制。

3.3末端處理

在分流制雨水管網末端、雨水徑流進入受納水體之前的污染控制措施，或者用在分流制雨水管網末端且本身就是徑流最終出路的措施，以及在合流制系統的污水處理廠中用來應對雨季污染負荷的措施。該類技術包括入滲池、干式滯留池、濕式滯留池、雨水濕地、濱水緩沖區，以及雨污合流體系中污水處理廠的就地調蓄和雨季專用系統等。

為達到城市水污染物減排的整體目標和效果，上述各種徑流污染控制措施通常需要組合使用。受到用地類型、開發強度、人口密度、管網設施建設情況、占地面積、景觀和諧程度等因素影響，不同措施之間可以有多種方式的組合，在空間上也有多種布局的可能性。因此，相應的污染控制效果和成本會有所不同，在設計和應用時需做好單項措施的篩選和總體方案的評估優化工作。

4 地下水保護

地下水資源是在一定期限內能提供給人類使用的，且能逐年得到恢復的地下淡水量，是水資源的重要組成部分。因此，在利用地下水資源時一定要注意開采量不得超過補給量。否則，將會給區域經濟和社會生態造成嚴重危害，導致區域生態環境形成惡性循環。

柯橋區境內水資源的主要來源是雨水，常年雨量充沛，其年內時間分配隨季節交替變換，差異明顯：

1）2012年柯橋區按平均降雨量計算地表徑流量為15.2272億立方米，地下水資源3.0597億立方米，兩者重復計算水量2.0565億立方米，按年末戶籍人口72.72萬計算，人均水資源占有量2231.9立方米。

2）2013年度柯橋區平均降水量為1581.4毫米，總水資源量為10.7669億立方米，其中地表水資源量為9.9436億立方米，地下水資源量為2.4331億立方米，兩者重復計算量為1.61億立方米。全年全區總供水量為4.9681億立方米，總用水量也為4.9681億立方米，總耗水量為2.6492億立方米。

3）2014年全市地下水資源量14.3254億立方米，比多年平均（13.5300億立方米）偏多5.9%，比上年（14.1689億立方米）偏多1.1%，其中平原區（計算面積1990.4平方公里）地下水資源量4.4581億立方米，山丘區（計算面積6174.2平方公里）10.0902億立方米。地下水與地表水資源重復計算量12.2747億立方米。

以上數據反映出隨著柯橋經濟建設的發展，對地下水的需求量也越來越大。為避免出現以及緩解對雨水資源的過度開采，應以區域城鎮地下水管理為重點，建議地下水資源網絡，逐步完善地下水開發利用審批制度。

柯橋區首個地下水監測站建設項目于2014年12月動工興建，至2015年3月完成設備安裝，于4月接入全省水利通信平臺。該地下水監測站項目位于柯橋活水工程管理中心，主要包括土建鑿深井施工和地下水位采集系統兩方面建設內容，已通過省級技術驗收，并正式投入運行。該項目可直接監控地下水動態變化情況，使地下水資料的采集更趨現代化，也將為柯橋區地下水資源評價、管理和保護提供重要的技術依據。柯橋境內地表水源相對豐富，加上豐富的客水資源，為全區社會經濟的發展與穩定提供較優越的水源條件。水資源問題應從戰略的調試引起各級政府的重視，在進行地下水的開發與利用時，要注重地下水開采的方式、加強地下水信息監控管理、善用水文地質環境，并做好地下水超采回灌。

5 新技術應用

污水會帶來種種危害，加大對其的處理力度非常重要。目前，有幾種新技術已經開始在污水處理廠應用：

5.1光催化氧化技術

以半導體作為主要的催化劑，通過導帶中電子所具備的還原特性及價帶中所產生空穴的氧化性，可將水體中的OH-和H2O氧化成OH自由基。這種自由基具有超強的反應能，對水中有機物的多種鍵均有極強的破壞作用。通過該技術能把多種難以降解的有機物氧化成二氧化碳和水等無機物。

對于有機污染物含量高、毒性大及多種難以降解有機物的印染廢水處理和化工、醫藥和洗滌等行業中表面活性劑廢水處理，該技術都具有較好的應用效果。

5.2VBF技術

VBF即蚯蚓生物濾池技術，是一種新型的污水處理技術。相對于傳統的生物濾池而言，其環保性更高、處理效果更佳。該技術工藝流程簡單，整個處理流程既不需要建設初沉池和二沉池，也不需要配套的曝氣池，降低了建設和運行成本，具有良好的經濟效益。通過采用蚯蚓生物濾池技術簡化了處理流程，并且減少了剩余的污泥量，減輕了二次污染。不僅降低了能耗，而且不會產生臭味。可以在城市集中污水處理廠應用，也適用于各個污染源處。

5.3超聲波聯用技術

超聲波在水中可以傳送很遠的距離，且具備殺菌和消毒的作用。在對污水進行處理時，可利用超聲波的空化、彌散及機械等作用。作為一種新型污水處理技術，其既可單獨使用，也可與其他處理工藝聯用。與零價鐵聯用，可使PCP降解速度獲得大幅度提升，使廢水中苯胺的去除率達到90%以上；與光催化聯用，可以使其反應有效面積大幅度增加，有助于光催化反應活性的提升。二者在功能上相互補充，能夠將DOC的去除率提升到62%左右； 與臭氧聯用，可以使臭氧降解有機物的能力得到顯著提升。在降解廢水中的結晶紫時，通過兩種技術聯用能使TOC的去除率達到89%以上。

6 結論

對于大紡織占有較大比重的柯橋而言，污水處理廠作為處理污水的重要場所，其采用的技術先進與否直接關系到污水處理效率和效果。在進行污水處理的同時 ，若條件允許，應在現有處理工藝基礎上進行改進和完善，引入一些新的處理技術。同時做好地下水保護，不但能夠給污水處理廠帶來一定的經濟效益，而且還能提高社會效益和環境效益。

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