城市污水不同處理工藝對水質提升效果的對比

鄭媛(浙江環境監測工程有限公司，浙江 杭州 310012)

0 引言

當前，環境資源問題是阻礙現代城市經濟發展的主要原因之一。因此，城市污水處理對現代社會發展具有重要意義。如何實現污染水的減少、更好地凈化水質和循環利用，如何處理工業和住宅污水，以及在分開處理或聯合處理之間做出選擇，以盡量提高水質，在經濟成本允許的范圍內，有效處理城市污水，這些問題都是必須注意的。

1 城市污水處理現狀分析

根據相關二線城市的數據分析，城市污水處理工藝方面仍然存在很大問題。人們的日常生活是城市污水的主要來源之一，日常用品含有大量成分復雜的化學物質，這些物質一旦與水結合，會使得水質成分變得非常復雜，并不可避免地帶來許多水污染問題。同時，在中國南方，由于常年降雨量較大，雨水會將水源稀釋，加上雨污分流不徹底等因素，這就導致了生活污水濃度的降低。調查資料亦顯示，不同生活環境所產生的主要污水污染物各有不同。在許多城市污水中，沖廁污水占污水的比重很大，氨含量較高，排放量一般發生在夜間；除了沖廁污水外，住宅污水排放量亦不容小覷，進而住宅污水排放量占磷酸鹽的比例亦相當大。

城市的發展離不開工業，而工廠附近的污水排放問題則更為突出，因為工業的生產往往伴隨著一些化學原料，因此工業廢水污染問題較生活污水問題更為嚴重。此外，農業種植常常會使用農藥以幫助農作物更好地生長，一旦土地受到雨水的澆灌，這些農藥就會流失，這也會在一定程度上造成水污染。

綜上所述，現代城市污水處理是一項復雜繁瑣的工程，需要根據含量、濃度、比例等進行細致的評估，準確地判斷污染載荷水平，參照實際污染情況進行治理，方可更好的管控并提升城市生活用水的質量水平。

2 城市污水處理技術分析

2.1 膜分離技術

膜分離技術的應用是科技發展的突出代表，其通過采用微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、納濾膜(NF)、反滲透膜(RO)等過濾水中混合物，從而達到改善水質的效果。目前，國內外都在積極探索采用膜分離技術將城市污水開發為新的水資源。

2.2 生態濾池

生態濾池是利用水生微生物和人工填料上的生物膜形成模仿自然生態系統對污水進行凈化的污水處理技術，是目前有效的城市污水處理方法之一。例如蚯蚓生態濾池，將廢水排放到濾池中，通過利用蚯蚓的消化及吸收能力，使濾池具有代謝功能，從而有效分解污水中的有機物，然后實現污水處理。生態濾池可有效地減少污水中所含有機物的數量，但由于其存在受溫度影響大、布水不均勻、局部積水和污泥堵塞等一系列缺點，因此還需要進一步進行改善。

2.3 循環混合式曝氣池

循環混合式曝氣池也稱氧化溝，是一種簡易的活性污泥系統，屬于延時曝氣法。循環混合式曝氣池的環狀循環可以使污泥和污水完全混合。此外，采用該方法還可以使污水的溶解度得以改變，從而為微生物的生長創造有利條件，使其發揮更好的凝聚作用，從而達到較好的污水處理效果。但是，由于其工藝和結構特點，往往伴隨著惡臭，因此需要進行特定的加蓋除臭技術，避免其產生二次污染。

3 城市污水處理工藝選擇的原則

3.1 技術規范

污水處理最重要的目的，是確保所排的是達到或超過國家污水排放標準的污水。因此，市政污水處理廠必須引進成熟、可靠、合理和有效率的污水處理設施。國內首次選用的新工藝、新工藝應通過生產方法進行試驗，得到可靠性參數。

3.2 工藝的成熟可靠

污水處理作為城市基礎設施項目，具有規模大、投資高等特點，同時這也是祖國建設的百年計劃。工藝的選擇必須注意成熟度和可靠性，因此我們不僅應該提倡先進技術，而且我們必須將技術風險降至最低[1]。

4 不同污水處理工藝對水質提升效果的比較

4.1 活性污泥法

活性污泥法是一種屬于好氧生物處理的方法，主要利用活性污泥的生物進行凝聚、吸附和氧化，分解并溶解污水中的有機污染物。活性污泥法是將未經處理的城市污水和生物污泥加入沉淀池，機械攪拌后混合，再經過絮凝吸附等物理反應后，使污染物進入沉淀池，進而使固體和液體分開。此外，通過改進池形、污泥負荷率和微生物種類等，提高活性污泥處理工藝的效率。城市生活污水采用活性污泥法的BOD去除率可以達到95%以上，同時，它的能源消耗也較低。但活性污泥法存在污水處理周期長、投資成本高、設備需求量大、處理設施面積大等缺點，這不利于污水處理廠的管理。

4.2 A/O工藝和AA/O工藝

A/O工藝和AA/O工藝除了可去除廢水中的有機污染物外，還可同時去除氮、磷。A/O工藝是將厭氧水解技術作為活性污泥法的前處理，因此是活性污泥法的改良版。A/O工藝以原污水中的含碳有機物和內源代謝產物為碳源，反硝化反應較為充分，脫氮效果良好，但其缺點是除磷效果較差。

AA/O工藝是在A/O工藝中加一缺氧池，因此其反應池包括厭氧、缺氧和好氧三部分。污水中的磷在厭氧段釋放出能吸收磷的聚磷菌，當它們好氧段時，聚磷菌吸收大量溶解磷，并將其轉化為不溶性多聚正磷酸鹽在體內貯存起來，從而達到去除廢水中磷的效果；缺氧段中的兼氧脫氮菌利用水中BOD作為有機碳源，使BOD和氨氮濃度下降，因此，AA/O工藝具有良好的脫氮除磷效果。此外，AA/O工藝的廢水處理效率很高，可用于大中型城市的廢水處理。

4.3 間歇性活性污泥法

間歇式活性污泥法又稱SBR法。隨著我國城市化的快速進步，很多小型污水處理廠相繼使用SBR工藝來處理污水，該工藝由一個或多個反應池連接在一起組成。污水按順序進入各個反應池反應，最終在沉淀池中沉淀后，排放出處理后的水。SBR法既能有效去除污水中的雜質和懸浮物，又具有良好的除磷效果；此外，其本身還具有調節功能，可大大降低水質和水量波動對系統穩定性的破壞。與此同時，SBR法具有處理方式簡單、易脫水等優點，且運行管理相對先進，可實現無人看管下自動工作，但也存在對分析儀器儀表要求高的缺點[2]。

4.4 連續循環曝氣系統工藝

連續循環曝氣系統工藝(CCAS)，是在SBR工藝的基礎上發展起來的。這一工藝最早是運用于國外，為了更好地將該工藝引入中國，形成適合中國國情的污水處理新工藝，中國科研機構在實驗室對整個CCAS工藝系統進行了模擬試驗，最終開發出適合中國城市發展的新CCAS污水處理工藝，其負荷可增加1～2倍，土地和資金投資可節省近30%。其處理核心是利用CCAS反應池去除氮磷、降解有機物和懸浮物，并使BOD和COD的去除率高達95%。同時，它在反應區內采用“好氧-缺氧”及“好氧-厭氧”的反復運行模式，完成污水的除碳、脫氮和除磷，使氮、磷去除率達到80%以上，并確保各項污染物出水濃度達到相關標準，從而取得良好的經濟、社會和環境效益。但CCAS污水處理工藝各反應池為同時間歇作業，必須依賴于電腦控制，因此對設計、培訓、安裝、調試等工作要求較為嚴格，對污水處理廠管理人員要求也就更高。

5 不同污水處理工藝的分析

現時，城市污水處理技術主要是A/O、AA/O、SBR等，已廣泛應用于中小型城市。三種廢水處理方法的COD、BOD、SS等去除率較高，有利于提高城市污水處理廠出水水質。其中AA/O工藝又稱生物脫氮工藝，由于它能有效地降低城市污水中BOD、氮、磷等污染物濃度，現被廣泛應用于國內外大型城市污水處理廠。由于該技術的應用，我國云南昆明市污水處理廠獲得了較好的污水處理效果，包括TN去除率超過一半，TP去除率超過87%。

6 采用新技術改善處理效果

城市污水處理技術非常復雜，涉及面很廣。隨著中國科研生產和管理水平的提高和發展，傳統的城市污水處理方法得到了改進或更新。新技術的進步主要表現在以下兩個方面：首先體現在分離技術上，通過改變傳統裝置，采用旋轉式分離器孔，進而出現有效的空氣浮出和新的重力沉積技術。其次體現在活性污泥以及生物膜技術上：主要通過微孔氣溶膠技術的應用，包括A/O和AA/O工藝、生物接觸氧化、連續紊流曝氣、氧化溝道、SBR工藝等。通過對相關數據的統計分析，發現上述污水處理技術在興建中的市區污水處理廠實施后，污水處理效率有所提高[3]。

7 城市污水處理技術發展方向

目前，城市廢水一般采用化學和生物技術手段處理，并且需要很大的處理空間。科技的發展使污水處理技術，例如靜電污水處理技術，有了更大的進步，為城市污水處理提供了新的機會。其原理是在水中產生一個靜電場，然后由臭氧、有機物和細菌等物質的作用，可以實現完全凈化。同時，可以將這些技術與其他化學手段相結合，有效防止二次污染。采用該技術的成本不高，但具有較高的生態功能，除了靜電水處理技術外，還伴隨著雙膜處理技術[4]。

8 結語

城市污水處理一直是大眾關注的焦點，也是每一個人都要面對的問題。因此，我們必須重視污水，充分緩解水資源短缺問題，積極開發一整套優質高效的技術手段，有效提高水環境質量，促進城市環境保護。