中小城鎮生活污水處理技術措施研究

劉少華

（深圳市華爾信環保科技有限公司，廣東 深圳 518000）

水是人類最重要的自然資源，隨著人均水資源量的降低、水環境的惡化，水體污染越來越受到人們的關注。城市污水處理早已從正常處理和一級處理發展到應用各種專業工藝實現廢水的深層處置和再利用，工藝處理也從傳統的活性污泥法和氧化溝法發展到人工濕地法等工藝，并根據不同的污水處理規定，使流入江河和湖水的水質達標。污水處理技術依據不同處理水平可分成一級水平、二級水平、三級水平。一級水平主要是應用物理方法解決污水中的飄浮型固態污染物質，這是比較簡單的方法，難以達到環保標準，必須進行二級水平的處理。二級水平主要解決污水中的膠體溶液和易溶解的有機污染物，去除率可以達到90%以上，大部分可達到有機污染物的排放標準。三級水平解決的是無法溶解的化學物質，如難處理的有機物、水體污染的水溶性無機化合物等。其處理方式有混凝沉淀法、脫氮去磷法、活性炭吸附法、砂過濾法、滲電分析法及離子交換法等。市政污水處理流程為原污水排到污水提升泵中，通過格珊或沙濾沉淀池完成初次沉淀，再利用生物處理設備進行二次沉淀，最后通過消毒、排放，進行三級水平的處理。利用的生物處理材料包括活性污泥和生物纖維膜，市政污水處理會形成很多廢棄物，污泥中富含有機物且重金屬嚴重超標，但經處理后可以回收利用。[1]

1 城鎮污水處理過程中存在的主要問題

1.1 污水處理操作不當

目前，大部分污水處理廠的監管都存在一定問題，污水處理廠的運行相對比較復雜，廢水處理水量和水質達不到規定的效果。污水處理廠的運行管理主要是對污水處理設施進行日常維護。由于各地區經濟發展水平不同，污水處理工藝也存在著較大差別，先進的污水處理廠維護成本較高，而在一些經濟發展不發達的地區，污水處理廠缺乏專業的維護管理者，使污水處理廠的管理方法不健全。

1.2 資金不足、技術薄弱

中小城鎮的經濟發展水平較低，城市規劃建設中可用于污水處理的資金投入相對較少。除此之外，中小城鎮居民的環境保護意識薄弱，污水處理進程較慢。從目前情況看，二三線城市污水處理廠基本建設的財力籌集主要借助國家項目投資，且必須用專業技術來管理基本建設的全過程，但由于經濟不太發達，導致二三線城市污水處理廠缺乏熟練工人，使污水處理廠無法更好地投入到日常工作中。

2 選擇污水處理技術工藝的原則

日常生活污水處理工藝的選擇務必依據設計方案中對水質、水量的相關規定及占地總面積和工程規模進行。不同工藝有一定的適用標準，要明確項目的詳細情況。選擇適合的污水處理方法，不僅可以降低項目投資成本，并且可以優化污水處理站的運行管理，減少其運行成本費用，確保處理后的污水水質達標。污水處理方法的選擇應遵循以下原則[1]：（1）處理后的水質必須符合國家和地區現行標準的有關規定和要求。（2）充分考慮本項目污水處理進水和出水水質的指標值規定，并考慮污水處理的現實狀況。依據水源保護區水質的環境承載力和可利用性，選擇耗能低、運行成本低、資金分配少、實際操作便捷而完善的處理技術。（3）選擇適合本地區的污水處理技術，并積極探索污水處理新技術、新方法、新工藝，不斷優化污水處理流程。（4）盡可能選用綠色生態處理工藝，將環保理念與生態工程相結合，將環境污染防治與園林景觀實際效果相結合。

3 常見的生活污水處理技術

3.1 常規活性污泥法

活性污泥法是使用最廣泛的污水處理技術，其原理是利用好氧生物特性進行的一種污水處理技術，主要由曝氣池、二沉池、曝氣系統設備和淤泥流回系統構成。廢水首先通過一沉池，經過短暫的沉淀和預處理后，與活性污泥同時進入曝氣池，活性污泥因重力作用會沉淀于二沉池的底端。根據曝氣原理，活性污泥漂浮后會充分與廢水接觸。廢水中的懸浮固體和膠體化學物質會被吸收沉淀，就流動狀態而言，氧化溝處于徹底混合和推流之間。例如，在中下游微孔曝氣器處，溶氧濃度值從高降低，有可能發生氧氣性污泥吸附，使廢水中的可溶有機化合物被活性污泥中的微生物菌作為自身繁育的物質，進行新陳代謝并轉換為生物細胞，將空氣氧化為最后物質（主要是CO2）。在新陳代謝和回收利用前，不可溶有機化合物一定要轉換為可溶性有機化合物，從而凈化處理污水，且必須去除凈化后污泥與活性污泥從二沉池中分離出來的頂層廢物；一部分分離出來的廢水在通過萃取工序后再返回通風槽中，以確保在通風槽系統中保留一定濃度的活性污泥，同時也能夠直接去除系統中殘留的廢水和污泥。經過不斷地探索和運用，傳統活性污泥法已演化成多種不同的運行模式。最主要的運行模式包括傳統式活性污泥法、全混合活性污泥法、吸附再造活性污泥法和延遲曝氣活性污泥法等。

3.2 氧化溝法

氧化溝法又稱為氧化槽型活性污泥法，是用氧化槽取代傳統型活性污泥法中的生物反應池。氧化溝也是循環曝氣池，其工藝流程見圖1。由于氧化溝的曝氣池始終保持密閉狀態，污泥和活性污泥都在其中需要繼續循環運用中段。這種與眾不同的水流狀況有益于活性污泥的生物凝結，可分成氧氣充足區和氧氣不足區進行硝化反應，以達到脫氮的實際效果。其主要特點為運作平穩，處理后的水質好，對水溫、水體、水質的轉變適應能力強，排泥量少，處理流程簡單，實際操作便捷，運行成本低，具備脫氮作用。由于氧化溝工藝占地總面積大，適用于大中型污水處理站[2]。氧化溝法的優缺點見表1。

表1 氧化溝法優缺點

圖1 氧化溝工藝流程圖

3.3 人工濕地法

人工濕地系統是一種人力開發的技術性工程系統。其凈化處理原理是發揮濕地自然環境中物理反應、化學反應和微生物作用的總體效果，包含沉降原理、吸附原理、過濾原理、溶解原理、離子交換法、復合型反應、正硝化反應和反硝化反應、營養物質消化吸收、生物新陳代謝活動的轉換及細菌和真菌的異化理論。人工濕地系統的實際凈化效果與濕地的主要組成物質（基質、水生植物和微生物）相關。基質、水生植物和微生物對已建濕地生態系統中的水處理具有關鍵作用。現階段，普通的人工濕地系統是由沙子、沙土、土壤層和石塊構成，這種組合不但為微生物的生長發育提供平穩的表層，還為水生植物提供生長環境和營養成分。人工濕地生態系統中有機污染物質的清潔主要包含基質過濾和微生物溶解，既使在水中短時間滯留，也可以對有機污染物質起到很好的過濾效果。

水生植物在濕地公園污水處理中具有特別關鍵的功效。一方面，水生植物可以自身消化吸收養分，同時其根區為微生物菌種的存活和降解營養元素提供必不可少的場地以及需氧和厭氧發酵標準。水生植物通過根系消化吸收污水中的養分，吸附和聚集超標的重金屬及其一些有毒有害物質，其潔凈效果與根系的構成、生長發育和生長層次相關。同時，水生植物對培養基的攜氧能力和擴散作用也與根系的生長發育相關。不同水生植物的人工濕地系統，污水處理效果也有差別，因而，在水處理全過程中，選擇合適的水生植物類型十分關鍵。

3.4 氧化法

氧化法可分為有機化學氧化、催化反應氧化、超臨界萃取氧化等。在城鎮生活污水處理的預處理過程中，氧化法是一種廣泛應用且具有潛質的技術。有機化學氧化法的優勢是操作簡單，但也有一定的缺陷，即污水處理效果不理想，且運行費用較高，因而，這類方法在日常城鎮污水處理中極少應用。為了更好地提升污水處理的實際效果，降低運行成本，人們研發了氧化技術。光催化氧化技術具備操作簡單、對運行條件要求不高、除菌能力強、處理后沒有雜質殘余等顯著優勢。因而，該方法廣泛應用于難降解的高級污水處理中。現階段，該方法已成為世界各國的一個主要研究課題。進入21世紀，氧化法在城市廢水處理中發揮著愈來愈關鍵的功效。

4 結語

現階段，全國中小城鎮生活污水處理還有很多不足和問題，距離和諧發展全國文明城區建設的目標尚有一段距離。城鎮污水處理技術需要隨時代的進步而不斷完善，我國的城鎮污水處理技術也應該在現有基礎上，大膽創新，向西方發達國家學習借鑒相關經驗，這樣才能逐步完善污水處理工藝流程，實現對水資源的循環利用和高效利用。