現(xiàn)代城市生活污水處理技術(shù)創(chuàng)新研究

陳兵

摘 要：這些年來，我國的城市化建設(shè)速度越來越快，城市人口激增，與此同時，城市的污水和垃圾也越來越多。與一些西方國家相比較而言，我國在處理污水方面還存在著諸多問題，處理技術(shù)比較落后，以至于每次在處理污水時，都要花費大量的財力、人力、物力，然而結(jié)果卻不盡如人意。筆者結(jié)合個人實踐，在本文中就如何創(chuàng)新城市生活污水技術(shù)，提出了相關(guān)的策略，旨在促進(jìn)人類社會的和諧發(fā)展。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代;城市生活;污水處理技術(shù);創(chuàng)新

在人類發(fā)展的歷史進(jìn)程之中，水扮演著無比重要的角色。可以說，沒有水，就沒有人類，沒有地球如今生機勃勃的景象。由此可見，水是多么的重要。但是隨著社會的不斷發(fā)展，城市建設(shè)速度越來越快，城市人口密度逐年增加，重工業(yè)的快速發(fā)展，造成了嚴(yán)重的水污染[1]。

1 我國城市生活污水處理的現(xiàn)狀

1.1 污水處理技術(shù)缺乏先進(jìn)性

現(xiàn)在，污水處理廠已經(jīng)遍布全國各地，然而與發(fā)達(dá)國家相比較而言，我國的處理技術(shù)一直都處于落后的地位。我國的污水處理廠缺乏先進(jìn)的設(shè)施和技術(shù)，在處理污水時，會浪費大量的時間和精力，處理質(zhì)量依舊不盡如人意。

1.2 未健全市場化管理機制

很多城市的污水處理建設(shè)項目尚未市場化，靠政府主導(dǎo)建設(shè)，建設(shè)模式存在投資、建設(shè)、管理、使用一體化帶來的效率低下、投資規(guī)模大、經(jīng)費超支嚴(yán)重問題。有的地方雖然建立了以PPP項目模式的市場化機制，但機制仍不成熟，存在建設(shè)運營周期長、投資回報慢、部分社會組織專業(yè)運營能力不足、社會信用體系還不成熟等問題，最后導(dǎo)致設(shè)備更新不及時，長期處于落后的狀態(tài)。同時，由于缺乏完善的機制，市場需求又快速擴大，導(dǎo)致污水處理行業(yè)發(fā)展畸形，最常見的就是盲目采用發(fā)達(dá)國家的處理工藝，出現(xiàn)“水土不服”的情況，比如亂用MBR膜技術(shù)、特殊形式的管式曝氣器、空懸鼓風(fēng)機等。在引進(jìn)工藝和設(shè)備時，城市會花費大量的資金，一旦設(shè)施出現(xiàn)了問題，還需要花費更多的時間和財力去解決，嚴(yán)重耽誤了污水處理的進(jìn)度，也嚴(yán)重?fù)p耗城市的社會資源[2]。

1.3 缺乏先進(jìn)的管理技術(shù)

我國缺乏先進(jìn)的管理技術(shù)，阻礙了污水廠的健康發(fā)展。一是目前我國的污水處理廠管理大部分停留在自控化管理，即通過簡單的PLC編程實現(xiàn)重復(fù)性、單一條件判斷性管理。其方式管理粗放，運行成本高、控制范圍小，隨著環(huán)保要求的不斷提高，該方法控制下，水質(zhì)難以達(dá)到新標(biāo)準(zhǔn)要求，不能應(yīng)對生產(chǎn)的突發(fā)變化，存在環(huán)保風(fēng)險。在美國、歐洲等發(fā)達(dá)地區(qū)，早在20年前已經(jīng)普及使用智能化污水處理管控系統(tǒng)，該系統(tǒng)的功能包括自動挖掘信息、自動感知異常、自動優(yōu)化工藝、自動修復(fù)故障等，能實現(xiàn)自動閉環(huán)控制，是一個能夠自主學(xué)習(xí)、自主控制、精細(xì)化管理、控制范圍大的智慧系統(tǒng)，兩者差距明顯。

2 現(xiàn)代城市生活污水處理技術(shù)創(chuàng)新研究

2.1 創(chuàng)新工藝技術(shù)

我國目前的污水處理技術(shù)主要有生物降解法、曝氣生物濾池、膜生物反應(yīng)器、氧化溝法以及A20法等。2003年7月1日，我國頒布了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002），進(jìn)一步提高污水處理廠出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。為應(yīng)對該標(biāo)準(zhǔn)的要求，具備更強脫氮除磷和有機物去除能力的A2/O、氧化溝工藝成為了各污水廠提標(biāo)改造的首選。但隨著近年來，城市的快速發(fā)展及人們對環(huán)境質(zhì)量需求的日益提高，北京、浙江、四川等地相繼推出了更嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn)。此時，單一的依靠A2/O工藝無法達(dá)到地方標(biāo)準(zhǔn)要求。進(jìn)而催生出了第二次新工藝技術(shù)的升級、變革。一般來講，提高污水的處理效率的思路主要有兩種，一是提高活性污泥的量，從而提高處理效果[3]。二是提高活性污泥的質(zhì)，及優(yōu)選菌種，由此演變的新型工藝有：

（1）A2/O（氧化溝）+MBR，MBR是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)，早期由加拿大Zenon公司首推。與A2/O工藝搭配后具備明顯優(yōu)勢：①膜的高效分離效果遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)沉淀池，處理出水極其清澈，懸浮物和濁度接近于零，細(xì)菌和病毒被大幅去除。②該工藝可以在高容積負(fù)荷、低污泥負(fù)荷下運行，剩余污泥產(chǎn)量低，降低了污泥處理費用。③生物反應(yīng)器內(nèi)能維持高濃度的微生物量，處理裝置容積負(fù)荷高，占地面積大大節(jié)省。缺點是：①膜造價高，且需要定期更換，運行維護(hù)費用高。②易出現(xiàn)膜污堵，運行管理難度大。③能耗高。④使用環(huán)境有限，宜用于高濃度污水處理廠，不宜用于低濃度污水處理廠。

（2）A2/O（氧化溝）+MBBR，MBBR是一種新型高效的污水處理方法，依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài)，進(jìn)而形成懸浮生長的活性污泥和附著生長的生物膜，充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性，使之揚長避短，相互補充，從而強化了活性污泥的質(zhì)量和數(shù)量。與A2/O工藝搭配后具備明顯優(yōu)勢：①容積負(fù)荷高，不增加用地面積，僅需對現(xiàn)有設(shè)施簡單改造，污水處理能力可增加2-3倍，并提高出水水質(zhì)[4]。②耐沖擊性強，性能穩(wěn)定，運行可靠 。沖擊負(fù)荷以及溫度變化對流動床工藝的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對活性污泥法的影響。當(dāng)污水成分發(fā)生變化或污水毒性增加時，生物膜對此受力很強。③攪拌和曝氣系統(tǒng)操作方便，維護(hù)簡單 。④生物池?zé)o堵塞，生物池容積得到充分利用，沒有死角。⑤靈活方便。工藝的靈活性體現(xiàn)在兩個方面。一方面，可以采用各種池型（深淺方圓都可），而不影響工藝的處理效果。另一方面，可以很靈活地選擇不同的填料填充率，達(dá)到兼顧高效和遠(yuǎn)期擴大處理規(guī)模而無需增大池容的要求。⑥使用壽命長。優(yōu)質(zhì)耐用的生物填料，曝氣系統(tǒng)和出水裝置可以保證整個系統(tǒng)長期使用而不需要更換，折舊率低。

（3）A2/O（氧化溝）+ARES技術(shù)，ARES技術(shù)以光化（合）微生物為中心，以微量元素+水合電子為輔助，構(gòu)筑了生物鏈循環(huán)體系;集生物技術(shù)、光合作用、能量傳遞、微量元素、水合電子、有機物低能量轉(zhuǎn)化為一體形成組合工藝。A2/O（氧化溝）接入ARES裝置后，能夠?qū)υ到y(tǒng)中的藍(lán)藻、光合細(xì)菌為主的特定光化微生物賦能，令其在量和質(zhì)上迅速提升，最終形成對原系統(tǒng)生物循環(huán)鏈的橋接，構(gòu)筑形成穩(wěn)定的含有光化微生物循環(huán)鏈的微生態(tài)體系。新的生物鏈，能增強污水處理系統(tǒng)的生物活性和有機質(zhì)的生物同化程度，形成有機質(zhì)的高還原位，系統(tǒng)生物量可達(dá)8000-10000mg/L，使得系統(tǒng)處理能力得到極大的提升，并能大幅削減剩余污泥。在生活污水污泥中培養(yǎng)出中間微生物大量吞噬污水中的絲狀菌等形成脫膜斷裂，易于沉淀和脫水，進(jìn)而達(dá)到提高污水廠中水水質(zhì)，消減污泥水分，消除廠區(qū)臭味的功效。