市政污水處理工藝與回用技術(shù)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(chǎn)生著重要影響。本文通過技術(shù)概念、原理講解的方式對市政污水處理工藝與回用技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)不同的污水類別需要對應(yīng)不同的污水處理技術(shù)，才能達(dá)到回用水的潔凈度指標(biāo)，回用水同樣根據(jù)級別進(jìn)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(guān)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(xiàn)標(biāo)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(gòu)成污染的壓力變小了，但是這些已經(jīng)被凈化過的水資源的價(jià)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(jià)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(gè)新的要求。

1 ?市政污水處理工藝與回用技術(shù)相關(guān)理論

1.1 污水處理廠

市政污水處理廠的建設(shè)質(zhì)量對污水的處理效率產(chǎn)生著直接的影響，因?yàn)樵O(shè)計(jì)層面的合理性對污水處理工藝方面的資源價(jià)值發(fā)揮也產(chǎn)生著重要影響。污水處理與回收是兩個(gè)不同的方面，因此中間聯(lián)結(jié)的條件異常復(fù)雜，需要得到專業(yè)人員的精細(xì)規(guī)劃，對其中的影響因素進(jìn)行多角度考慮，促進(jìn)設(shè)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(chǎn)生與排放量進(jìn)行精確計(jì)算，依據(jù)這些統(tǒng)計(jì)上來的數(shù)據(jù)對污水處理廠的數(shù)量進(jìn)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(chǎn)生的污水?dāng)?shù)量進(jìn)性統(tǒng)計(jì)，讓污水處理廠的建設(shè)位置得到有效規(guī)劃，促進(jìn)污水處理廠布局更為科學(xué)合理，為城市凈化工作減輕負(fù)擔(dān)。合理布局規(guī)劃也能夠讓城市的污水處理能力得到增強(qiáng)，對城市排污系統(tǒng)承載的壓力進(jìn)行減輕，讓城市管網(wǎng)敷設(shè)規(guī)劃更為科學(xué)，保證城市的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境共同可持續(xù)發(fā)展。再次，專業(yè)設(shè)計(jì)人員要對市政污水未來發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測，依據(jù)發(fā)展趨勢對市政污水處理工藝與設(shè)施進(jìn)行細(xì)節(jié)調(diào)整。最后是市政污水處理廠的建設(shè)地點(diǎn)選擇，污水處理廠的建設(shè)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(shù)相對豐富，運(yùn)用也較為成熟。這些方法包括物理處理、化學(xué)處理、生物處理等。對污水進(jìn)行處理時(shí)，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(shù)進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)對以下幾個(gè)方面的工作重點(diǎn)考慮：

首先，要先對污水水質(zhì)與回用水質(zhì)具體要求進(jìn)行掌握，依據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn)要求對選用的處理工藝進(jìn)行選擇或組合，保障選用的處理方案更為科學(xué)。其次，不同區(qū)位的城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)差異較大，因此在選用污水處理工藝時(shí)，應(yīng)先對當(dāng)前城市的工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)查，查看城市工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污水為哪些種類，依據(jù)指標(biāo)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(yīng)依據(jù)回收水的指標(biāo)要求對工藝進(jìn)行再次篩選。（圖1）

1.3 污水回用

市政污水處理回收技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)Τ鞘形鬯亩卫锰峁┘夹g(shù)支持，也能夠?qū)Τ鞘兴Y源短缺的問題進(jìn)行緩解。不同類型的市政污水處理過后，因?yàn)閮羲笜?biāo)不同，應(yīng)用的領(lǐng)域便會有所差異。從整體來看，污水回用可以分為三個(gè)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(gè)區(qū)域單位，然后對這些污水進(jìn)行處理，配送回用水到各個(gè)區(qū)域中。這種污水回用方式覆蓋面較廣，但是每個(gè)區(qū)域內(nèi)都必須配置一個(gè)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(jìn)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(jìn)行集中處理后，直接返回城市的水資源回用管網(wǎng)，讓回水可以輸送到城市的各個(gè)角落。這種回水利用方式覆蓋面最為廣泛，因?yàn)榈玫匠鞘信潘芫W(wǎng)和回用管網(wǎng)的支持，可以直接被看作是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，在人力、物力、資金、技術(shù)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(chǎn)生的原因和種類各不相同，所以不同的污水水質(zhì)應(yīng)該選用不同處理方法，依據(jù)水質(zhì)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(xué)上的作用原理將污水中的雜質(zhì)進(jìn)行分離，達(dá)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(shí)際情況進(jìn)行選擇。工藝技術(shù)在使用時(shí)，還需要配備一些專業(yè)設(shè)備進(jìn)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(jī)物代謝分離，達(dá)到水資源凈化目的。這種污水處理技術(shù)較為環(huán)保，但成本也較高。

第三種是化學(xué)處理法。在城市生活污水處理中很少應(yīng)用化學(xué)處理方法，原因是這種方法使用時(shí)需要大量化學(xué)試劑輔助技藝運(yùn)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(xué)反應(yīng)對污水中的雜質(zhì)或化學(xué)元素進(jìn)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(jìn)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粒或污染物進(jìn)去除，但是經(jīng)過一級處理的污水不能直接排放，沒有達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，這只是二級處理技術(shù)開展的基礎(chǔ)。一般情況下，污水得到二級處理后，大多數(shù)有機(jī)物已經(jīng)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(jī)物進(jìn)行代謝幫助污水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。三級處理的是一個(gè)復(fù)合式處理方式，進(jìn)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(jīng)過三級處理后的污水可以達(dá)到排放或是回收二次利用的標(biāo)準(zhǔn)。

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(xiàng)技術(shù)的基本原理是在傳統(tǒng)的膜過濾工藝的基礎(chǔ)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(yù)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(qiáng)。這種工藝處理技術(shù)還有一個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢是反滲透，這種與反滲透技術(shù)結(jié)合后形成的雙膜工藝在再生水工藝處理中價(jià)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(jī)廢水與污水進(jìn)行氧化處理，進(jìn)而達(dá)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(yīng)技術(shù)。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(jīng)過過濾床以后，污水中的細(xì)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(dǎo)致水質(zhì)變差的罪魁禍?zhǔn)祝虼宋鬯械奈廴疚锏玫轿胶螅鬯銜艋餅V池主要由沉淀池、生物濾池、二沉池組成，有特殊需要時(shí)生物濾池可以與其他工藝進(jìn)行結(jié)合使用，發(fā)揮出更為強(qiáng)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(jìn)行液體分離的工藝操作。分離機(jī)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(zhì)進(jìn)行篩分，在科學(xué)操作的指導(dǎo)下，對液體進(jìn)行壓力施加，超濾微孔膜可以將懸浮在水中的膠質(zhì)與高分子粒子進(jìn)行吸附，此時(shí)膜表面可以具備一定的篩分性質(zhì)，讓孔洞中污水雜質(zhì)可以直接被過濾膜給阻攔下來。水與其他低分子物質(zhì)可以直接通過過濾膜，這種超濾膜材料是由無機(jī)膜與分子膜材料組成。

3.3.2 超濾工藝的關(guān)鍵點(diǎn)

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(jīng)驗(yàn)，可以從中得到的結(jié)論是超濾膜的通透性主要來自于操作壓力，液體流速、運(yùn)行周期等指標(biāo)的影響，所以技術(shù)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(zhì)的穩(wěn)定性與可靠性都會因此得到保障。

3.4 膜生物反應(yīng)器工藝

膜生物反應(yīng)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(jī)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(jìn)行回收利用也可劃分多個(gè)層次。首先，是將回水利用在工業(yè)生產(chǎn)中。工業(yè)發(fā)達(dá)城市因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較為雄厚，因此工業(yè)生產(chǎn)中需要大量水資源支持。但如果直接使用市政管網(wǎng)提供的凈水不僅浪費(fèi)、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(chǎn)中，根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)需求的指標(biāo)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(chǎn)中的水費(fèi)支出。但是這些回收水經(jīng)過工業(yè)生產(chǎn)流程后成為工業(yè)廢水時(shí)，就無法二次凈化了，但也須經(jīng)過凈化，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放，防止給城市環(huán)境帶來污染。

4.2 農(nóng)業(yè)

農(nóng)業(yè)同樣是國家和城市發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)，支撐著人們的物質(zhì)生活基本需求。所以在農(nóng)業(yè)發(fā)展中使用回收水也是一個(gè)較具實(shí)用價(jià)值的方法，最重要的一點(diǎn)是有些回收水中富含礦物質(zhì)可以對農(nóng)作物生長起到促進(jìn)作用，因此一些處理后的污水在農(nóng)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(chǔ)發(fā)展

城市綠化與基礎(chǔ)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(dá)到應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，但是一些對水質(zhì)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(chǎn)業(yè)運(yùn)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(shí)，對水質(zhì)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(biāo)志。綠化工作維護(hù)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(jìn)行水分補(bǔ)充，為城市精神面貌維護(hù)貢獻(xiàn)力量。

5 ?污水回用SBR技術(shù)解析

間歇性活性污泥處理技術(shù)（SBR）的工藝使用流程較為特殊，原因是每個(gè)工序的處理中間都需得到間隔，同時(shí)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(yīng)具備較為明顯的周期與間歇性。SBR技術(shù)在實(shí)際操作中幾個(gè)步驟較為重要，具備代表性，進(jìn)水、曝氣反應(yīng)、沉淀、排水、閑置等，基本工藝流程如圖2所示，這些步驟的實(shí)際運(yùn)作中有基本的操作流程進(jìn)行規(guī)范。

5.1 進(jìn)水

污水處理的技術(shù)人員打開進(jìn)水口的閥門后，先讓這些污水經(jīng)過粗格柵，過濾以后，污水就會經(jīng)過水泵再進(jìn)入到細(xì)格柵二次過濾，這些污水經(jīng)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(yīng)

污水池中的污水積攢到一定的水位后，將閥門進(jìn)行關(guān)閉，然后在池中啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，進(jìn)行曝氣反應(yīng)，為了讓曝氣反應(yīng)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(dāng)曝氣池中的污水反應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的程度后，就會停止繼續(xù)反應(yīng)，此時(shí)技術(shù)人員就可以將池中的潛水?dāng)嚢杵麝P(guān)掉了，以及空氣閥門與回流泥污泵，接著開始對污水進(jìn)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(zhì)與離子被吸附，進(jìn)而讓水質(zhì)得到凈化，而后進(jìn)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(xué)技術(shù)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(shí)，因顆粒活性炭吸附力更強(qiáng)因此較為常用。

5.5 排水

當(dāng)SBR池中的水位積攢達(dá)到最好水位界限時(shí)，沉淀步驟也完成后，技術(shù)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(shí)，SBR系統(tǒng)因?yàn)樯婕拜^多的技術(shù)操作與工藝措施導(dǎo)致整個(gè)過程中異常復(fù)雜，同時(shí)一些傳統(tǒng)的老式設(shè)備無法對系統(tǒng)的要求進(jìn)行滿足，所以隨著技術(shù)的不斷革新，現(xiàn)在可以直接利用PLC技術(shù)讓復(fù)雜的操作流程被簡化，側(cè)面提升系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)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(hù)與使用價(jià)值最大化，同時(shí)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(yīng)配合科學(xué)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(jià)值，保證這些水資源可以對國家水資源緊張問題進(jìn)行緩解，如果污水經(jīng)過處理后其再生率與可利用率可以達(dá)到20%的標(biāo)準(zhǔn)，就可以對國家的水資源緊張情形進(jìn)行緩解。

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

污水經(jīng)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(zhì)，節(jié)約資源。因?yàn)椴⒉皇撬蟹N類的污水中都只含有對環(huán)境有害的物質(zhì)，有很多污水中因?yàn)樯a(chǎn)源頭種類因素導(dǎo)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(gè)去除雜質(zhì)的過程，也可能是一個(gè)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(hù)，水資源也會因?yàn)楂@得了更為專業(yè)的保障，生態(tài)環(huán)境達(dá)到可持續(xù)發(fā)展上的要求。污水得到專業(yè)技術(shù)的處理后，可以被用于農(nóng)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(zhì)進(jìn)行利用轉(zhuǎn)化，成為生長所需的肥料。這種污水回用到農(nóng)業(yè)中的方法讓環(huán)境衛(wèi)生問題得到有效預(yù)防，同時(shí)促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)與發(fā)展。一些未經(jīng)處理的污水直接排放到農(nóng)田中的話，是不科學(xué)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(diǎn)進(jìn)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(shù)在人們的生活中起著至關(guān)重要的作用，與人們的工作與生活息息相關(guān)。所以實(shí)際技術(shù)研發(fā)工作中，專業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)增加技術(shù)研發(fā)力度，投入更多的研究資金，讓污水處理技術(shù)可以得到更為先進(jìn)的升級、優(yōu)化。在污水處置方面可以通過科學(xué)技術(shù)輔助與方法安排，讓污水的使用與處置形成一個(gè)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(shù)擁有較廣闊的發(fā)展前景，需要技術(shù)人員的不算開發(fā)與技術(shù)升級，讓這些污染環(huán)境的污水因?yàn)榈玫娇茖W(xué)處理，變廢為寶。污水處理技術(shù)要保證技術(shù)的適用性，保障研發(fā)出的技術(shù)可以滿足使用環(huán)境要求，通過技術(shù)革新讓水質(zhì)的使用標(biāo)準(zhǔn)得到滿足，讓這些污水可以不對環(huán)境與人類發(fā)展產(chǎn)生阻礙。其次，要保證污水處理技術(shù)的成本占用可以逐漸降低，方便技術(shù)可以得到大范圍推廣。

7 ?結(jié)語

由于我國以往的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中較為重視經(jīng)濟(jì)指數(shù)的增長，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)工作之間產(chǎn)生了較大的矛盾。想要這個(gè)矛盾得到有效解決，必須讓環(huán)境與經(jīng)濟(jì)的長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展得以實(shí)現(xiàn)。因此污水處理與回用技術(shù)在城市市政工程中的大范圍推廣、建設(shè)已是時(shí)代發(fā)展運(yùn)作的必然選擇，科研人員應(yīng)繼續(xù)加大研究方面的投入力度，讓這些工藝技術(shù)得到不斷優(yōu)化，節(jié)約成本的同時(shí)達(dá)到污水凈化與回用的價(jià)值最大化。

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