城市污水特性分析及處理工藝選擇研究

摘 要：城市污水的特性和工藝選擇會(huì)直接影響城市污水處理效果，隨著公眾環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和國家環(huán)保投入力度的增大，城市污水處理廠的建設(shè)數(shù)量和規(guī)模不斷擴(kuò)大，掌握城市污水特性、合理選擇城市污水處理工藝對(duì)于做好城市污水處理設(shè)計(jì)和應(yīng)用具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：城市污水；特性；工藝選擇

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.260

0 概述

隨著城市化、工業(yè)化進(jìn)程的加快，城市污水排放量逐年增加。據(jù)建設(shè)部發(fā)布的《2015年城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)公報(bào)》公布的數(shù)據(jù)顯示，2015年，我國城市城區(qū)人口3.94億人，全年共處理污水總量428.8億立方米，污水處理率為91.9%，較上一年度增加了1.72個(gè)百分點(diǎn)，城市污水處理量和處理率均有增加。城市污水處理的質(zhì)量和效果會(huì)直接影響城市能否可持續(xù)發(fā)展的重要因素，因此，要不斷更新現(xiàn)有技術(shù)，提升污水處理效率和效果。

1 我國城市污水特性分析

1.1 來源

在城市發(fā)展過程中，在工業(yè)生產(chǎn)和居民生活用水過程中會(huì)不同程度地改變水的化學(xué)成分和物理組成，導(dǎo)致了大量廢水和污水的產(chǎn)生。生活污水：城市居民在日常生活中用過的并被生活廢料污染的水，包括衛(wèi)生間、洗衣房、廚房等。其中，學(xué)校、機(jī)關(guān)、醫(yī)院、公共場所以及餐飲業(yè)等生活污水排放量相對(duì)集中。工業(yè)污水：是在工業(yè)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的各種廢液和廢水，主要是集中在工業(yè)園區(qū)、大型廠房等等。降水：主要是在降水或降雪時(shí)沖刷地面后進(jìn)入城市管網(wǎng)的水，這一類水量易受季節(jié)、氣候的影響。

1.2 污染物

生活污水更多含有的是有機(jī)物，如蛋白質(zhì)、動(dòng)植物脂肪、碳水化合物、尿素、氨氮、磷酸鹽，以及糞便中所含有的各種病原微生物等。在工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的水，夾帶著生產(chǎn)過程中的原料，產(chǎn)生反應(yīng)的中間體，產(chǎn)物或副產(chǎn)物等，主要有硫酸鹽、氯化物、鈉鉀鈣鎂等無機(jī)鹽。降水初期含有較多污染物，但pH值較低。

1.3 物理性質(zhì)

水溫：對(duì)污水的生物、物理以及化學(xué)處理均有影響。在生活、工業(yè)或商業(yè)用水過程中需要加入熱量，污水溫度一般較原水高（一般在10-30℃）。氣味：城市污水氣味有助于判別污水處理?xiàng)l件和處理工藝運(yùn)行狀況。新鮮的生活污水不含霉味，若有其他氣味則表明存在工業(yè)廢水或其他特殊生活污水。色度：城市污水中的色度常由懸浮態(tài)、膠體態(tài)以及溶解態(tài)構(gòu)成，新鮮生活污水較清亮，呈灰或黃色，存放時(shí)間長則呈黑色。但，工業(yè)廢水則多是由其成分所定。

1.4 化學(xué)性質(zhì)

有機(jī)化合物：城市污水中的有機(jī)化合物如蛋白質(zhì)、脂類、糖類、有機(jī)酸等容易為細(xì)菌分解，但纖維素、木質(zhì)素等天然有機(jī)物難降解。隨著科技的發(fā)展，人工合成有機(jī)物也不斷增加，很多屬細(xì)菌難分解，甚至還有毒害作用。無機(jī)物：污水中無機(jī)物主要是砂、礫石、懸浮或溶解于水體中的鹽類、重金屬等，過量重金屬會(huì)對(duì)細(xì)菌有一定毒害或抑制作用，但，氮、磷、鉀則對(duì)細(xì)菌是一種較好營養(yǎng)物質(zhì)。氣體：污水中常含有N2、O2、CO2、H2S、NH3、CH4等氣體。污水在生物作用下可耗去水體的O2，并使其污水腐敗，而含硫污水在厭氧條件會(huì)含產(chǎn)生H2S。

2 城市污水處理工藝選擇原則

目前，城市污水處理工藝大多選擇一級(jí)處理和二級(jí)處理模式。其中，一級(jí)處理主要是通過物理方法如格柵攔截法或沉淀法等先將污水中的大塊懸浮物或沙粒物去除。二級(jí)處理則主要是生化法，通過微生物的生命活動(dòng)等方法，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物溶解或去除污水中的氮磷等營養(yǎng)鹽。

2.1 工藝合理

城市污水處理工藝選擇要充分考慮城市污水的水質(zhì)和水量特點(diǎn)，既要考慮工藝選擇的先進(jìn)性，也要把握技術(shù)的成熟度。具體來說，既要高度重視各種工藝具備的技術(shù)指標(biāo)的先進(jìn)性，也要選擇符合我國城市污水處理特點(diǎn)及需要的工藝，做好工程施工建設(shè)。在先進(jìn)性和成熟性、可靠性方面，為了后期污水處理工藝的順利實(shí)行，應(yīng)側(cè)重考慮技術(shù)的成熟性和可靠性，在此基礎(chǔ)上，積極提倡新技術(shù)和先進(jìn)工藝的應(yīng)用，根據(jù)城市污水的處理規(guī)模以及對(duì)污染物排放控制的特殊要求，積極穩(wěn)妥推進(jìn)新技術(shù)新工藝的合理應(yīng)用。這也是對(duì)新近頒布的城市污水處理技術(shù)政策中“對(duì)在國內(nèi)首次應(yīng)用的新工藝，必須經(jīng)過中試和生產(chǎn)性實(shí)試驗(yàn)，提供可靠設(shè)計(jì)參數(shù)后再進(jìn)行應(yīng)用”的具體落實(shí)。

2.2 經(jīng)濟(jì)環(huán)保

工程投資成本是城市污水處理廠建設(shè)考慮的重要因素，污水處理工藝方案的確定要充分考慮城市經(jīng)濟(jì)和資源環(huán)境條件，實(shí)事求是地確定城市污水處理的規(guī)模、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及工藝流程等，一方面以現(xiàn)狀水量為主要依據(jù)確定近期規(guī)模，根據(jù)經(jīng)濟(jì)狀況充分考慮處理工藝的分期、分級(jí)實(shí)施（如先采用一級(jí)處理或強(qiáng)化一級(jí)處理，以后再建二級(jí)處理，也可部分采用一級(jí)處理，另一部分采用二級(jí)處理），工藝的選擇經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)主要有處理單位水量投資、削減單位污染物投資、處理單位水量電耗和成本等；另一方面也要考慮環(huán)保因素，例如，污泥的處理要根據(jù)污泥出路（農(nóng)用、填埋或排海等）做好消化處理，要在污水處理的全過程重視節(jié)能環(huán)保的應(yīng)用，防止出現(xiàn)二次污染。

2.3 適用易管理

在設(shè)計(jì)城市污水處理廠工藝和運(yùn)營方案時(shí)，既要考慮BOD5的處理效果，也要綜合考慮氮、磷的去除效果。城市污水處理廠的投資建設(shè)和運(yùn)營管理是一項(xiàng)長期性的工作，在工程實(shí)踐中任何一種工藝都有利與弊，關(guān)鍵是看其對(duì)于城市污水處理的適用性。在保證污水處理效果、運(yùn)行穩(wěn)定，滿足處理要求（排放水體或回用）的前提下，選擇運(yùn)行管理簡單，控制調(diào)解方便，污泥量少等工藝。

綜上，城市污水處理工藝技術(shù)穩(wěn)定且效果理想的工藝主要有SBR工藝、UCT工藝、氧化溝工藝、A2/O工藝、CASS工藝、生物接觸氧化工藝以及曝氣生物濾池工藝等等。

3 展望

隨著城市污水處理廠覆蓋率與建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，污水處理廠大型化集中化發(fā)展趨勢明顯，處理工藝不斷改進(jìn)。進(jìn)水水質(zhì)水量特性和出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的確定是污水處理工藝選擇的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和因素，要進(jìn)一步完善污水管網(wǎng)，進(jìn)行必要的水質(zhì)水量特性分析測定和動(dòng)態(tài)工藝試驗(yàn)研究。積極審慎地采用高效經(jīng)濟(jì)的新工藝，必要時(shí)應(yīng)通過中試和生產(chǎn)性試驗(yàn)，提供可靠設(shè)計(jì)參數(shù)后再進(jìn)行應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]王丹.城市污水處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].智能城市，2016（07）：302.

[2]崔青艷.我國城市污水處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢探究[J].工業(yè)，2015（06）：106.

作者簡介：高海平（1981-），男，山東煙臺(tái)人，本科，助理工程師，主要從事水污染控制研究。