市政污水處理工藝與回用技術(shù)分析

桑茂源

山西省環(huán)境工程設(shè)計(jì)院(有限公司)，山西 太原 030012

人類社會(huì)發(fā)展離不開水資源，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展速度較快，工業(yè)化、城市化導(dǎo)致水污染成為水資源緊缺的主要原因。當(dāng)前階段，污水回收處理能耗較高，并且處理后污水難以達(dá)到水質(zhì)使用標(biāo)準(zhǔn)[1]。如何有效處理市政污水，是我國相關(guān)部門面臨的重點(diǎn)難點(diǎn)問題。因此，必須采用更加完善的污水處理工藝與回用技術(shù)，提升污水處理質(zhì)量，才能滿足可持續(xù)發(fā)展需求。

1 市政污水處理與回收的重要性

市政污水處理工藝和回用技術(shù)對社會(huì)進(jìn)步發(fā)展具有積極意義。人們生產(chǎn)、生活方方面面都離不開用水，因此市政污水排放量較大，我國若要實(shí)現(xiàn)有效治理，必須選用合適污水處理工藝。現(xiàn)階段，我國水處理方式通過不斷革新與完善，技術(shù)已經(jīng)相對成熟。為減少長途運(yùn)輸可能導(dǎo)致的土地污染與水污染，大部分污水處理場地都被放置于工業(yè)建筑附近，減少了運(yùn)輸距離，降低了污水運(yùn)輸造成的經(jīng)濟(jì)成本[2]。水資源緊缺問題嚴(yán)重制約著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，影響著國民生活質(zhì)量，解決水資源緊缺與浪費(fèi)問題迫在眉睫。使用先進(jìn)市政污水處理工藝和回用技術(shù)凈化污水，使水資源實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用，可以有效緩解水資源短缺和浪費(fèi)問題。污水處理與回用技術(shù)應(yīng)用，可以有效實(shí)現(xiàn)污水循環(huán)利用，緩解水資源緊張狀況。除此之外，通過回用技術(shù)有效應(yīng)用，能夠?qū)⑽鬯赜糜谵r(nóng)業(yè)與工業(yè)之中，以此來防止水資源浪費(fèi)情況發(fā)生。由此可見，市政污水處理與回收對促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展有重要作用，有利于我國生態(tài)文明建設(shè)。

2 市政污水處理工藝

市政污水主要分為生活污水以及工業(yè)污水等，本質(zhì)上看市政污水是混合型污水，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適污水處理方式。常見的污水處理方式為膜生物反應(yīng)器工藝、UNITANK污水處理工藝以及AB法污水處理工藝[3]。通過對市政污水進(jìn)行有效處理，將混合型污水處理為可以二次使用的水，實(shí)現(xiàn)污水循環(huán)利用，減少水資源浪費(fèi)，選擇適宜處理工藝能夠防止污水對地下水造成污染，節(jié)約城市土地資源，減少污水處理投入資本。同時(shí)污水處理工藝操作簡單，處理效率高，運(yùn)行費(fèi)用較低，使污水處理更加便利，是人類社會(huì)發(fā)展不可或缺的技術(shù)。

2.1 膜生物反應(yīng)器工藝

膜生物反應(yīng)器工藝是一種新型、適用性強(qiáng)的污水處理系統(tǒng)，其結(jié)合了膜分離技術(shù)與生物處理技術(shù)。凈化后的污水用于綠化、觀賞、灌溉等。此工藝發(fā)展較早，如今已成為相對完善、成熟的水處理工藝。此工藝在活性淤泥內(nèi)放置有機(jī)膜，使水與泥分離，阻隔微生物與污染物，其由進(jìn)水井、格柵、調(diào)節(jié)池、MBR反應(yīng)池、消毒裝置、計(jì)量裝置以及電控裝置組成。膜生物反應(yīng)器工藝有相當(dāng)多優(yōu)勢，可以有效實(shí)現(xiàn)水泥分離，分離效果優(yōu)于沉淀池，處理后基本不會(huì)存在懸浮物，渾濁度接近于零；膜截留作用強(qiáng)勁，能夠在反應(yīng)器內(nèi)截留大部分微生物，運(yùn)行穩(wěn)定；曝氣池與二沉池結(jié)合更加節(jié)約土地資源；系統(tǒng)性的自動(dòng)化控制操作管理簡單方便。與其他處理工藝相比，膜生物反應(yīng)器工藝處理污水投入成本較少，不會(huì)過于占用更多城市土地資源，大型城市中應(yīng)用較多。并且膜生物反應(yīng)器工藝可就近處理，避免長途運(yùn)輸中污水滲漏導(dǎo)致地下水污染[4]。

2.2 UNITANK污水處理工藝

UNITANK污水處理工藝進(jìn)行污水處理時(shí)，需要用到平行且相通的三個(gè)矩形污水處理池。每個(gè)處理池都需要具備曝氣與供氧功能，建立池底通道或者墻壁通道實(shí)現(xiàn)三個(gè)污水處理池相互連通，中間處理池只用于曝氣。外側(cè)兩池交替曝氣、沉淀，開啟水閘后污水連續(xù)性進(jìn)入任意池，完成污水處理過程。污水處理中需要保持進(jìn)水與出水連續(xù)性。此工藝水處理效率較高，并且處理污水具有兼容性，污水處理更加便利。所有處理池均為矩形并且相鄰，可以公用池壁，在一定程度上減少了投入資金與所占用土地資源。UNITANK系統(tǒng)較小減少了污泥回流，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較低[5]。恒定水位下行可以使水處理系統(tǒng)維護(hù)與管理更加方便，結(jié)構(gòu)相對簡單節(jié)約投資。UNITANK污水處理構(gòu)成如圖1所示。

圖1 UNITANK污水處理構(gòu)成圖

2.3 AB法污水處理工藝

AB法污水處理工藝是生物降解工藝，將污水處理分為三段。A段為過濾、吸附段，B段為生物氧化段。預(yù)處理階段需要配備一些過濾沉淀設(shè)備，污水到達(dá)預(yù)處理階段時(shí)過濾掉大型雜質(zhì)。A段設(shè)置吸附與沉淀池，由于污水中存在大量微生物，且微生物在此地不斷繁殖、淘汰，最后培養(yǎng)出適應(yīng)原污水的微生物群。A段有較高產(chǎn)泥率，吸附能力較強(qiáng)，可以吸附污染物。此階段可以有效將重金屬、微生物、氮、磷等物質(zhì)去除，為后續(xù)處理提供基礎(chǔ)。B段設(shè)置曝氣與沉淀池，進(jìn)行二次沉淀與降解，去除掉有機(jī)污染物，凈化水質(zhì)。A、B兩段是完全分離開的，各自擁有污泥回流系統(tǒng)。但是A段的良好運(yùn)行是B段處理工作的基礎(chǔ)，因此必須控制A段合理有效運(yùn)行。AB法污水處理工藝構(gòu)成如圖2所示。

圖2 AB法污水處理工藝構(gòu)成圖

3 市政污水回用技術(shù)

經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人類生活都離不開水資源，水資源緊缺一直是影響人類社會(huì)發(fā)展的重要因素。污水回用能夠有效緩解城市用水緊張問題，使用合理技術(shù)進(jìn)行污水處理，實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)利用，緩解城市化、工業(yè)化用水緊缺狀況。污水回用技術(shù)包括物理回用技術(shù)、化學(xué)回用技術(shù)、生物回用技術(shù)，可根據(jù)污水類型進(jìn)行合理選擇。

3.1 物理回用技術(shù)

物理回用技術(shù)是使用物理方式分離污水中的污染物，并利用物理方式將無法溶解的污染物進(jìn)行合理回收。過濾法、廢水重力分離處理法、離心法以及篩濾法、高梯度磁分離法等皆為常見市政污水物理回用技術(shù)。

廢水重力分離處理法分為上浮法與下沉法，當(dāng)污水中懸浮物比重較大時(shí)會(huì)下沉，比重較小懸浮物會(huì)上浮。下沉法利用重力原理建立沉淀池，重力作用下泥、沙和其他污染物與干凈水相分離，這種分離方式應(yīng)用時(shí)間較長，是基本且常用的污水處理法。上浮法主要為氣浮法，利用微氣泡使懸浮物上升至水面后刮除，主要用于懸浮狀微小懸浮物。

離心法是使用高速旋轉(zhuǎn)離心裝置進(jìn)行水污分離的方法。將污水放入高速旋轉(zhuǎn)容器中，離心力可以將較大懸浮物甩至容器外側(cè)，分離后的可用水會(huì)停留在內(nèi)側(cè)，通過不同排出口排出水與懸浮物。

篩濾法需要使用格柵、篩網(wǎng)、布濾設(shè)備等，將污染物層層攔截、過濾再沉淀。格柵將大塊懸浮物阻攔在外，篩網(wǎng)可阻截水中存在的纖維等細(xì)小污染物，布濾設(shè)備將更微小的污染物截留下來。

高梯度磁分離法是利用磁場將顆粒污染物從污水中提取出來的方式。永磁分離器與電磁分離器是兩種常用分離器，使用高梯度磁分離法能夠高效提取工業(yè)廢水中的磁性物質(zhì)，工藝操作簡單，分離速度較快。

3.2 化學(xué)回用技術(shù)

部分工業(yè)污水具有一定毒性，化學(xué)回用技術(shù)可以可溶解污水中有毒物質(zhì)。對污水進(jìn)行檢測分析，根據(jù)污水中的污染成分選擇不同化學(xué)試劑，將污染物溶解或者篩選出來。臭氧化處理法是現(xiàn)實(shí)常用的污水處理方式，使用臭氧技術(shù)凈化消毒污水池中工業(yè)廢水，需要注意臭氧技術(shù)處理污水必須現(xiàn)場制作，臭氧化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，不合理應(yīng)用可能會(huì)出現(xiàn)分解。

3.3 生物回用技術(shù)

生物回用技術(shù)是指對微生物分解降化，配合人工方式營造一個(gè)適合微生物生長的環(huán)境，利用微生物新陳代謝處理污染物質(zhì)。生物技術(shù)可以更多繁殖微生物，加快污水中氯化物分解速度，高效清除存在于污水中的有毒污染物[6]。

生物回用技術(shù)是最受歡迎的污水處理方式。當(dāng)前階段，生物回用技術(shù)是我國污水處理最為綠色環(huán)保的方式。A/O+MBR技術(shù)就是一種常用生物回用技術(shù)，是厭氧/好氧結(jié)合膜生物反應(yīng)器共同組成的污水處理工藝，運(yùn)行原理為利用超濾實(shí)現(xiàn)固液分離，與傳統(tǒng)二次沉淀相比效率更高，處理后的水優(yōu)質(zhì)且穩(wěn)定。裝置由進(jìn)水管、格柵、調(diào)節(jié)氧池、膜生物反應(yīng)器、設(shè)備區(qū)、消毒池、出水管組成。污水由進(jìn)水管流入格柵，初步過濾后進(jìn)入調(diào)節(jié)池、經(jīng)提升后進(jìn)入好氧曝氣池，微生物將污水中有機(jī)物經(jīng)過微生物充分降解，再將降解過的污水送入膜生物反應(yīng)器區(qū)。污水在膜生物反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行污水膜分離，膜分離后的水進(jìn)入消毒池進(jìn)行氯化(紫外線、臭氧)消毒，消毒后即可導(dǎo)出再利用。A/O+MBR技術(shù)回用處理效果較好，具有投入資金少、占地面積小等顯著優(yōu)點(diǎn)。A/O+MBR技術(shù)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 A/O+MBR技術(shù)結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié) 語

綜上所述，市政污水處理與回用對經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有積極意義，水循環(huán)使用能夠有效緩解水資源緊張，滿足國民日常需求，提升其生活質(zhì)量，同時(shí)還能滿足可持續(xù)發(fā)展要求，有助于生態(tài)文明建設(shè)。對此，我國相關(guān)部門必須加強(qiáng)水循環(huán)利用相關(guān)工作，應(yīng)用完善的水處理工藝進(jìn)行污水處理，再使用合理的水回用技術(shù)凈化水資源，推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。本文通過對市政污水處理工藝與回用技術(shù)進(jìn)行分析，以此提高群眾對自然生態(tài)建設(shè)認(rèn)知與理解水平。