城鎮(zhèn)污水處理工藝的主要污染物去除效率分析

陳澤昂

（南京索益盟環(huán)保科技有限公司，江蘇 南京 210000）

通過在互聯(lián)網(wǎng)和圖書館進行文獻查閱的方式，可看出當前對于城鎮(zhèn)污水處理工藝進行研究的文獻比較多，但是將這些處理技術(shù)進行融合對比的文獻相對要少一些，而針對當前城鎮(zhèn)污水處理廠使用的全部污水處理工藝進行整體研究的文獻并不多。因此，本文基于我國第二次污染調(diào)查所獲得的數(shù)據(jù)作為研究的數(shù)據(jù)基礎，資料包含了我國2021年所有城鎮(zhèn)污水處理廠的數(shù)據(jù)，研究數(shù)據(jù)能夠準確展現(xiàn)出當前城鎮(zhèn)污水處理廠的水質(zhì)處理情況。本文通過分析和梳理總結(jié)的方式得出當前多種處理方式的具體應用情況，并以此分析在多種污水處理工藝影響下，COD、氨氮兩種污染物在去除率上存在的差異，希望能夠促進我國城鎮(zhèn)污水處理廠的建設與優(yōu)化，為城鎮(zhèn)污水處理研究提供參考。

1 我國污水排放以及污水處理現(xiàn)狀

1.1 污水排放現(xiàn)狀

目前我國的污水治理技術(shù)還面臨許多問題。城鎮(zhèn)污水以生活廢水為主，包含的化學物質(zhì)成分十分復雜，由此衍生出一系列水污染問題。城市發(fā)展離不開工業(yè)的發(fā)展，但是工業(yè)生產(chǎn)往往導致大量化學物質(zhì)被排出，工業(yè)廢水問題比生活污水問題更加嚴重。

我國城鎮(zhèn)污水的排放量不斷上升，生活污水已經(jīng)成為污水處理廠處置比例較大的污水項目。居民生活污水中磷含量較高，此外，廁所廢水占有很大比例，其中氨氣濃度較高，通常在晚上產(chǎn)生。伴隨著城鎮(zhèn)社會經(jīng)濟的發(fā)展，未來城鎮(zhèn)生活污水的排放量仍將隨著城市建設而不斷增長[2]。通過對近些年城鎮(zhèn)污水排放量的調(diào)查可以看出，城鎮(zhèn)污水排放量出現(xiàn)逐年遞增的趨勢，同時遞增速度較快，地區(qū)之間的經(jīng)濟發(fā)展水平以及人口密度存在差異，導致生活污水排放量也存在差異，當前城鎮(zhèn)污水排放量處于前三的地區(qū)為廣東、江蘇、山東[3]。

1.2 污水處理現(xiàn)狀

近些年，我國城鎮(zhèn)不斷建設污水處理廠，城鎮(zhèn)污水處理廠的處理能力也在不斷加強。截止到2021年，我國共有污水處理廠2209座，每天接受處理的污水共計15743萬立方米，這一數(shù)據(jù)和十年前相比有了跨越式的增長，處理廠和十年前相比增加了621座，同時每天接受處理的污水數(shù)量更是增加了4440萬立方米。我國通常按照城鎮(zhèn)地區(qū)居民日常生活污水的實際特點有針對性地選擇污水處置技術(shù)，但一些城鎮(zhèn)并未設置污水處理廠，因此污水處理設施的覆蓋率仍然需要進一步提升[4]。而已建成的污水處理廠問題主要集中在缺少充足資金、日常運營存在困難、民眾缺少污水處理意識等方面。

不同地區(qū)的經(jīng)濟水平以及實際的用水量存在較大差異，在經(jīng)濟比較發(fā)達的地區(qū)例如華東等地用水量相對較大，截止2021年底，華東地區(qū)已設置3065座污水處理廠，其中城市設置了703座污水處理廠，縣城設置了332座污水處理廠，城鎮(zhèn)設置了2030座污水處理廠，這些污水處理廠占到了全國整體數(shù)量的35.68%；而次之的是西南地區(qū)，截止到2021年底污水處理廠共計2111座，占到了全國污水處理廠整體數(shù)量的24.57%。最近幾年，雖然我國在污水排放總量上有不同程度的降低，但是我國的污水處理數(shù)量在世界上仍然處于相對較高的水平，并且國家為了減少污水排放和提升污水處理能力也制定了很多利好政策，伴隨著污水處理設施建設數(shù)量的不斷增加，污水處理設施所覆蓋的區(qū)域也在增加，未來我國污水處理仍然呈現(xiàn)向好的發(fā)展態(tài)勢[5]。

2 污水處理工藝的應用

2.1 活性污泥法

活性污泥工藝是一種污水的好氧生物處理法，它的原理是利用活性淤渣實現(xiàn)對有機物的濃縮，同時吸附污染物并將其氧化，最后使廢水中的有機物得到完全溶解。所謂的活性污泥工藝，就是將未經(jīng)處理的生活垃圾放在好氧水池中，然后利用機器將它們充分攪動，再利用絮凝和吸附等物理作用，讓廢水迅速流入沉積池中，使污染物分離[6]。另外，采用改變池型、負載比、微生物類型等方法，可以改善活性污泥的最終處理效果。采用活性污泥工藝去除城鎮(zhèn)污水中BOD的效果較好，去除效率可以達到95%，同時在進行污染物去除的過程中能源消耗較少。但是這種技術(shù)在進行污水處理時需要的時間相對較長，前期投入成本較高，所需要的設備數(shù)量較多，還存在占地面積較大等問題[7]。

2.2 A/O 工藝和AA/O 工藝

A/O工藝以及AA/O工藝的優(yōu)勢是能夠快速去除水中的污染物，還能額外去除污水中的氮及磷。A/O工藝是一種采用厭氧水解技術(shù)進行廢水預處理的方法，它也是一種改進的反應過程。A/O處理技術(shù)以廢水中的碳和有機物質(zhì)以及內(nèi)源性的代謝物為碳源，其反硝化作用較為徹底，有很好的脫氮率[8]。

AA/O法是在A/O工藝流程中加入一個氧氣槽，因此該反應器由三個環(huán)節(jié)組成：厭氧、低氧、好氧。廢水中的磷可以在厭氧區(qū)產(chǎn)生一種可以吸附磷的聚磷菌，而在好氧階段，則可以將大部分的磷都吸附到水中，同時還能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)化成為一些不溶性的多聚正磷酸鹽，并將其快速貯存，由此達到比較理想的除磷效果。但AA/O法的污水處理效果不太理想，比較適合部分大中型城市的污水處理。

2.3 間歇性活性污泥法

分批反應污泥工藝又稱為SBR工藝。隨著近年來城市建設的加快，很多小規(guī)模的污水處理廠都會采用SBR技術(shù)進行污水的處理。污水按照一定的程序，依次被送到不同的反應器中進行反應，并將完成處理的水排出。SBR法不但能夠快速去除污水里的雜質(zhì)以及懸浮物，同時還具備非常理想的除磷效果。另外，間歇式活性污泥法還具備調(diào)節(jié)功能，能夠極大減少水質(zhì)和水量的波動對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響[9]。SBR法處置模式簡便、容易脫水，并且其運行管理可以向智能化發(fā)展，能夠在無人看管的情況下工作，但需要配備精準性較高的在線監(jiān)測儀器儀表。

2.4 連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)工藝

該技術(shù)是在SBR技術(shù)基礎上發(fā)展而來。該方法在外國首先采用，為了能夠?qū)⑦@一工藝應用在我國的污水處理上，使其能夠適應國內(nèi)的實際情況，中國的研究單位在實驗室進行了CCAS一體化技術(shù)的仿真實驗，最終研制出適合于中國城市發(fā)展的新型CCAS污水治理技術(shù)，其負荷能夠提升1～2倍，除此之外還能節(jié)約30%的土地資金。該方法處理的重點是使用CCAS反應池完成氮的去除，除此之外還能夠充分降解有機物和懸浮物，對BOD和COD的脫除率達到95%以上。同時，通過采用“好氧-低氧”和“好氧-厭氧”等連續(xù)操作，達到污水的脫碳-脫氮化和去除磷的需求，氮和磷的去除率可以提升到80%，同時保證各種污染物質(zhì)的排放水平達到國家規(guī)定的要求，從而取得良好的經(jīng)濟效益，并在一定程度上提高了社會和環(huán)境的綜合效益。在CCAS廢水處理過程中，多個反應器同時進行間歇操作，因此需要使用電腦完成所需要的控制，對污水處理廠管理人員的技術(shù)能力也提出了較高的要求。

總的來講，我國地域遼闊，不同地區(qū)因其所處地域的環(huán)境特征和土地資源實際分布情況存在差異，因此需要對污水處理廠布設進行合理規(guī)劃。當前城鎮(zhèn)污水處理廠應用較多的工藝主要是活性污泥法，我國當前共計有7322家城鎮(zhèn)污水處理廠采用活性污泥法進行污水處理，占到了我國城鎮(zhèn)污水處理廠整體工藝的81.6%，其中A2/O工藝、普通活性污泥法、氧化溝類以及A/O工藝是應用比較廣泛的方式，4種應用所占比例共計占到整體應用的68.0%。

3 結(jié)論及建議

（1）城鎮(zhèn)污水處理廠在我國集中式污水處理設施中占據(jù)的比例較高，處理能力和污水處理量分別占到86.5%和91.4%，已經(jīng)成為我國進行污水及污染物治理經(jīng)常使用的處理方式。我國城鎮(zhèn)污水處理廠當前所應用的污水處理工藝多種多樣，其中好氧生物處理工藝在應用中的技術(shù)主要是活性污泥法，該法在污水處理上具有較高的使用效率，占到了城鎮(zhèn)污水處理廠整體應用的81.6%，而其中所使用的A2/O工藝和普通活性污泥法，氧化溝類以及A/O工藝等幾種工藝所占整體比例達到68.0%。

（2）在城鎮(zhèn)污水處理廠所應用的三個不同大類別的工藝里，針對COD的去除率從高至低分別是好氧生物處理工藝、厭氧生物處理工藝，穩(wěn)定塘和人工濕地以及土地處理工藝；針對氨氮的去除率從高至低為好氧生物處理工藝、厭氧生物處理工藝、穩(wěn)定塘和人工濕地以及土地處理工藝。活性污泥法中涉及到的多種小類工藝和其他多種不同的工藝類型，針對COD以及氨氮都能夠起到非常理想的去除效果。

（3）污水處理廠依證監(jiān)管是當前排污許可執(zhí)行的關(guān)鍵內(nèi)容，在排污許可標準按照地區(qū)政策執(zhí)行的同時，證后管理也需要按照地區(qū)的實際施策執(zhí)行。針對處于優(yōu)先保護單元以及重點監(jiān)督和管理控制單元的企業(yè)，相關(guān)部門需要增加證后監(jiān)管執(zhí)法的次數(shù)，還需要增加檢查內(nèi)容；現(xiàn)場執(zhí)法時，相關(guān)人員需要對排污許可證規(guī)定提到的許可事項以及具體的執(zhí)行情況展開逐一檢查。針對進行一般管理和控制的企業(yè)，執(zhí)法需要進行以書面檢查為重點，現(xiàn)場檢查為輔助的基本監(jiān)督和管控方式，書面檢查排污許可證所提到的申請資料；此外還需要對排污單位當前的不足進行檢查，以及對以往整改內(nèi)容和經(jīng)過整改之后的情況進行深入調(diào)查，通過對資料進行審核的方式找出存在的不足之處；針對現(xiàn)場需要制定執(zhí)法相關(guān)的檢查表，在現(xiàn)場對重點進行詳細核實及資料檢查，及時找出存在的問題，快速、有序地完成現(xiàn)場相關(guān)的執(zhí)法工作，并盡可能減少監(jiān)督管理過程的成本。

4 結(jié)語

城市生活垃圾的治理歷來是人們十分關(guān)心的問題，所以我們必須通過提高污水及污染物的處置效率，從根 本上解決我國的缺水問題，并大力發(fā)展高品質(zhì)、高效率的污水治理技術(shù)，持續(xù)提升環(huán)保水平，為環(huán)保事業(yè)發(fā)展做出貢獻。