生活污水處理工藝分析及比較

熊志明

(德州學(xué)院，山東 德州 253000)

在經(jīng)濟(jì)水平與生活質(zhì)量持續(xù)提升的當(dāng)下，城鎮(zhèn)以及農(nóng)村地區(qū)所排放污水的水量均較之前有所增加，對污水進(jìn)行處理勢在必行。事實證明，開展污水處理相關(guān)工作，可最大程度減小污水給環(huán)境所造成危害。要想使此項工作取得理想效果，關(guān)鍵是要以實際情況為依據(jù)選擇適宜處理工藝。由此可見，圍繞現(xiàn)有處理工藝展開討論并對其性能加以了解，具有重要意義。

1 生活污水排放情況

通過調(diào)查可知，近年各地區(qū)所排放生活污水量均有所增加，當(dāng)前，生活污水已成為污水主要來源，具體數(shù)據(jù)見表1[1]。隨著興建基礎(chǔ)設(shè)施的工作逐漸由城鎮(zhèn)延伸到農(nóng)村，農(nóng)民生活水平較之前有顯著提高，這也使得農(nóng)村地區(qū)所排放生活污水的水量逐年遞增。僅2020年，我國農(nóng)村地區(qū)所排放污水總量就已達(dá)到約260億t。如何使生活污水得到有效處理，現(xiàn)已成為社會各界關(guān)注的焦點。

表1 國內(nèi)污水排放情況 億t

2 生活污水處理情況

近幾年，各地區(qū)紛紛將興建污水處理設(shè)備的工作提上日程，無論是處理速度還是能力，均較之前有所提升。由于生活污水往往具有一定的地域性特點，所適用處理技術(shù)也并不相同?，F(xiàn)階段，農(nóng)村地區(qū)普遍存在缺少污水處理廠的情況，既有設(shè)備所能覆蓋范圍有限，已有污水處理廠的地區(qū)，同樣存在著亟待解決的問題。例如，設(shè)備更新速度較慢，有關(guān)人員未對該項工作引起重視等。

受經(jīng)濟(jì)水平等因素影響，各地區(qū)所排放污水的水量，通常有顯著差異存在，但整體趨勢為持續(xù)走高。隨著環(huán)保理念深入人心，污水排放量增速放緩，但整體水平仍然偏高。在此背景下，政府先后出臺多項政策，為建設(shè)處理設(shè)備的工作提供支持，相關(guān)設(shè)備的覆蓋率也因此而得到顯著提升。由此可見，污水處理的發(fā)展態(tài)勢良好。

3 污水處理常見工藝

3.1 污水處理工藝

3.1.1 氧化溝

生活污水往往含有大量有機(jī)物，而對有機(jī)物進(jìn)行去除的首選方法為生物法，氧化溝便是生物法的代表。作為一種對懸浮生物進(jìn)行處理的技術(shù)，氧化溝的運行原理和延時曝氣大致相同，二者均屬于活性污泥法。具體流程如下：第一步，基于格柵對污水進(jìn)行初步凈化；第二步，將處理后污水運送到提升泵房，由提升泵房負(fù)責(zé)對其水位進(jìn)行提升；第三步，利用沉砂池將無機(jī)顆粒盡數(shù)去除；第四步，將氧化溝作為載體，確保污泥還有污水可得到充分混合；第五步，對凈化后污水做沉淀和消毒處理，并對其進(jìn)行排放[2]。事實證明，該工藝可被用來對有機(jī)物進(jìn)行去除，實現(xiàn)污水脫氮目標(biāo)。

3.1.2 A/O工藝

活性污泥法先要對沉淀池進(jìn)行連續(xù)進(jìn)水，在污水初步沉淀后，將其運往曝氣池，和曝氣池內(nèi)活性污泥混合，獲得相應(yīng)混合物，隨后，通過向混合物注入空氣的方式，確保氧氣能夠與混合物發(fā)生充分反應(yīng)，待混合物含氧量達(dá)到特定數(shù)值，便可開始下一環(huán)節(jié)，經(jīng)由二沉池對混合液所含固體物質(zhì)進(jìn)行沉淀。活性污泥法能夠有效凈化有機(jī)物。一般來說，其凈化率均可達(dá)到約85%。處理期間所形成產(chǎn)物可利用多種方法進(jìn)行去除，無論是運行成本還是所耗費能源，均低于其他工藝，這也是該工藝得到廣泛應(yīng)用的主要原因。

近幾年，由傳統(tǒng)方法所衍生出A/O工藝逐漸進(jìn)入大眾視野，該工藝更適合被用來對具有富營養(yǎng)化特點的污水進(jìn)行去除。在實際應(yīng)用時，有關(guān)人員需要提前設(shè)置格柵、提升水泵等設(shè)施。與上文所介紹活性污泥法相比，該工藝所做出創(chuàng)新便是引入了缺氧池與氧化池。缺氧池的作用是充分混合污水，借助池內(nèi)填料將溶解難度較大的有機(jī)物盡數(shù)轉(zhuǎn)化成易于溶解的有機(jī)物，在將氨氮去除的基礎(chǔ)上，為氧化池的氧化分解處理提供便利。作為污水處理核心的氧化池，通常分為兩段。前段的有機(jī)復(fù)合較高，可借助填料所附著微生物群落，對有機(jī)雜質(zhì)進(jìn)行吸附并降解。有機(jī)負(fù)荷偏低的后段，主要依托硝化菌對污水氨氮進(jìn)行溶解，通過降低COD的方式，確保污水能夠得到有效凈化。

3.1.3 自然處理

該工藝的特點是對水體所具備自凈功能進(jìn)行激發(fā)并加以利用。研究表明，在特定環(huán)境范圍內(nèi)，水體能夠借助自身固有的化學(xué)、物理還有生物作用，對污染物的毒性和濃度進(jìn)行降低?，F(xiàn)階段，該工藝在我國農(nóng)村地區(qū)較為常見，這主要是由外界環(huán)境所決定的。其優(yōu)點不僅有便于管理和成本低廉，在去除生化工藝無法降解細(xì)菌及有機(jī)物方面，能夠取得十分理想的效果。除此之外，該工藝還使重復(fù)利用污水所含有營養(yǎng)物質(zhì)的設(shè)想成為現(xiàn)實。例如，利用污水對農(nóng)田進(jìn)行灌溉，真正做到了一舉多得。

3.1.4 SBR工藝

該工藝是活性污泥法的分支，強(qiáng)調(diào)以間歇曝氣為依托，通過對污泥生長環(huán)境進(jìn)行改變的方式，使污水得到充分凈化?；谠摴に噷ξ鬯M(jìn)行處理的流程為進(jìn)水—曝氣—沉淀—排水—閑置。具體操作如下：第一步，利用格柵對污水進(jìn)行預(yù)處理，將處理后污水運往調(diào)節(jié)池。第二步，利用調(diào)節(jié)池內(nèi)部高度可控的浮球，對污水的水量與水質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。第三步，在調(diào)節(jié)池注滿污水后，便可對污水進(jìn)行曝氣處理。除特殊情況外，曝氣時間均由污水相關(guān)參數(shù)所決定，若要對污水做除磷脫氮處理，應(yīng)維持曝氣狀態(tài)，反之，則需要停止曝氣。第四步，將污水沉淀 60～90 min，對沉淀后污水進(jìn)行消毒以及殺菌。第五步，在保留活性污泥的前提下，將沉淀所得上清液去除。第六步，停止反應(yīng)池的運行，為循環(huán)處理做準(zhǔn)備[3]。在去除COD等元素方面，規(guī)模不同的SBR所取得效果往往有所差異(如表2所示)，有關(guān)人員應(yīng)視情況對其進(jìn)行選用，最大程度保證處理效果達(dá)到預(yù)期。

表2 SBR處理效果 %

3.1.5 人工濕地

作為僅需投入較少成本，就能夠獲得水質(zhì)良好的污水的工藝。人工濕地的優(yōu)點，還包括便于操作，符合當(dāng)今社會對處理生活污水所提出要求。該工藝能夠被用來處理污水的原理如下：濕地往往存在大量微生物及耐水植物，可借助二者間的相互作用，通過土壤、生物治理雙管齊下的方式，使污水得到凈化。現(xiàn)階段，該工藝在鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)得到了較為廣泛的應(yīng)用，其中，最為常見的形式為垂直流入。

在經(jīng)過多次改進(jìn)后，垂直流入工藝已具備較為完成的流程，強(qiáng)調(diào)先對污水進(jìn)行初級處理，再將處理后污水經(jīng)由配水系統(tǒng)被運輸?shù)饺斯竦厮鶎?yīng)地床基質(zhì)，當(dāng)污水逐漸滲入基層下方，濕地既有微生物及植物，便會主動吸收并快速分解污水所含有機(jī)物，待污水滿足排放標(biāo)準(zhǔn)后，經(jīng)由給水系統(tǒng)對其進(jìn)行統(tǒng)一排放。研究證實，該工藝可對80%以上的氨氮進(jìn)行凈化，處理后污水滿足二級排放標(biāo)準(zhǔn)，相較于常規(guī)生化工藝，該工藝的成本更加低廉，具有一定的推廣價值。

3.2 污水消毒工藝

3.2.1 液氯

液氯消毒屬于化學(xué)消毒法。在水中加入適量液氯，可生產(chǎn)次氯酸、次氯酸根，二者均可被用來對污水進(jìn)行消毒，使其達(dá)到再次利用標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)階段，將液氯作為主要處理材料的處理工藝，主要有折點消毒、氯化消毒、過量消毒和氯氨消毒，其優(yōu)勢在于價格低廉。由于存在時間較長，該工藝已具備完善的使用流程，對其加以應(yīng)用的難度較低。但要考慮到液氯儲存較易出現(xiàn)泄漏的問題；在處理生活污水時，水中部分物質(zhì)會和氯發(fā)生反應(yīng)，生成可能影響人體健康的物質(zhì)。由此可見，對液氯工藝進(jìn)行推廣所受限制較大，有關(guān)人員需酌情選用，避免帶來不必要的問題。

3.2.2 臭氧

作為強(qiáng)氧化劑的臭氧，其特性是能夠和水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成有機(jī)物以及無機(jī)物。其中，有機(jī)物能夠滲入生物細(xì)胞，通過對細(xì)胞進(jìn)行滅活的方式，使污水得到全面消毒。實踐證明，臭氧消毒具有極為突出的優(yōu)點，即：適用范圍較廣，可保證消毒效果達(dá)到預(yù)期，無副產(chǎn)物生成，符合當(dāng)今社會所提倡環(huán)保理念。當(dāng)然，該工藝同樣有尚未得到解決的問題。例如，污水有機(jī)物和臭氧發(fā)生反應(yīng)后，將有大量絮狀物生成，雖然污水有害物質(zhì)含量減少，但其污濁度將出現(xiàn)一定程度的提高[4]。再例如，經(jīng)由臭氧所消毒污水，通常具有腐蝕性，甚至?xí)g排水管道，導(dǎo)致管道使用壽命縮短，要想避免該問題出現(xiàn)，關(guān)鍵是對尚未排出的污水做二次消毒處理。

3.2.3 紫外線

該工藝并不能直接消滅微生物，而是通過對微生物繁殖能力加以破壞的方式，達(dá)到消毒滅活的效果，簡單說，就是用紫外線照射需要處理的污水，隨著微生物遺傳物質(zhì)被摧毀，水質(zhì)自然能夠得到提升。與此同時，紫外線還能夠破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，同樣能夠起到制約微生物繁殖的效果。

現(xiàn)階段，對該工藝加以應(yīng)用所依托設(shè)備以紫外線激光為主，有關(guān)人員只需購入能夠產(chǎn)生紫外線的設(shè)備，便可對污水進(jìn)行處理。可經(jīng)由該工藝達(dá)到良好處理效果的污水類型，主要有再生水、溢流廢水與低質(zhì)量污水，對于紫外線難以穿透的污水，則更適宜采用其他工藝。

4 結(jié)語

由上文分析可知，每種能夠被用來處理污水的工藝，均有相應(yīng)的使用要求及條件，因此，在開展相關(guān)工作時，有關(guān)人員不應(yīng)過分追求對新工藝加以應(yīng)用，而忽略了污水處理所提出的訴求。由此可見，要想使污水得到快速且徹底的處理，關(guān)鍵是要做到因地制宜，根據(jù)污水的水量與水質(zhì)，結(jié)合處理廠規(guī)模和能夠提供的設(shè)備，對處理效果理想且具有良好經(jīng)濟(jì)性的工藝進(jìn)行選擇，通過高效處理污水的方式，為持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的達(dá)成助力。