生活垃圾污水水質分析及處理措施

高海霞

（山東省臨沂市生態環境局平邑縣分局，山東 臨沂 273300）

引言

在當前城市化進程不斷加快的背景下，生活垃圾數量不斷增加，其中含有的大量有機物和污水對城市環境造成了嚴重污染。這些污染物不僅對人類健康造成潛在威脅，還對生態環境造成了嚴重破壞，使得城市生態環境面臨巨大挑戰。因此，對生活垃圾污水進行高效、可持續的處理已經成為城市環境治理和生態建設的必要措施。傳統的生活垃圾污水處理技術雖然已經得到了廣泛應用，但是在處理效率、能源消耗等方面存在較大的局限性。同時，隨著人們環保意識的增強和新型材料、新技術的不斷出現，發展新型的生活垃圾污水處理技術以提高處理效率、降低成本、減少污染物排放已經成為當務之急。

1 生活垃圾污水處理存在的問題

1.1 原水水質復雜

生活垃圾污水中含有有機物、氮、磷等復雜污染物，同時還可能含有重金屬、難降解有機物等物質，這使得生活垃圾污水的水質非常復雜，成分不穩定且變化頻繁。其中，有機物是生活垃圾污水中的主要污染物之一，主要包括生活垃圾、食品殘渣、糞便等。有機物含量高，容易引起水體富營養化和水華，對環境造成危害。此外，生活垃圾污水中的氮、磷等營養元素也會造成水體富營養化。生活垃圾污水還可能含有重金屬、難降解有機物等物質。重金屬對人體有害，易被生物富集，難以降解的有機物則會影響水體生態環境。因此，針對生活垃圾污水復雜的水質特點，相關人員需要綜合運用不同的污水處理技術，例如生物處理、物理化學處理、膜分離技術等，才能達到高效、可持續的污水處理效果，同時還需要根據具體的水質特點制定合理的處理工藝流程，確保處理效果穩定、可靠。

1.2 處理成本高

生活垃圾污水處理成本高是一個普遍存在的問題，主要原因包括以下幾方面。（1）能耗較高。污水處理需要消耗大量的電能和化學藥劑，如使用曝氣機、攪拌機、氧化劑、消毒劑等，使得處理成本較高。（2）人工成本較高。污水處理需要專業技術人員進行操作和維護，人工成本也是較大的開支。（3）污泥處理成本高。污水處理過程中產生的污泥需要進行后續處理，包括濃縮、脫水、消毒等步驟，需要消耗大量的能源和化學藥劑。（4）設備成本高。污水處理需要大量的設備投入，如生物反應器、曝氣設備、過濾器等，這些設備成本較高。為降低處理成本，相關部門及人員可以通過以下措施進行優化。（1）采用低能耗的處理技術，如利用自然植物濕地處理、利用太陽能、風能等可再生能源供電等，降低能耗和操作成本。（2）采用集中處理模式，將多個小型污水處理設施合并成一個大型污水處理廠，可以降低人工和設備成本。（3）通過對污泥進行資源化利用，如沼氣發電、污泥制肥等，可以降低后續處理成本。（4）通過采用智能化管理系統，實現污水處理的自動化、智能化控制，可以降低人工成本，提高處理效率。總之，降低生活垃圾污水處理成本需要相關人員綜合考慮多種因素，并采取多種措施進行優化，以實現處理成本的最小化。

1.3 污泥處理困難

生活垃圾污水處理過程中產生的大量污泥是一個難題。污泥中含有大量的有機物和微生物，如果不妥善處理，將會產生臭味和二次污染。污泥處理通常需要進行濃縮、脫水、消毒等步驟，這些步驟都需要消耗大量的能源和化學藥劑。此外，污泥處理還需要考慮其終端處置問題，如填埋、焚燒、利用等。目前，污泥處理存在以下困難：（1）污泥產生量大。生活垃圾污水處理過程中產生的污泥量較大，如何有效處理是一個難點。（2）污泥穩定性差。污泥中含有大量有機物和微生物，其化學性質不穩定，容易產生惡臭和二次污染。（3）污泥處理成本高。污泥處理需要消耗大量能源和化學藥劑，處理成本較高。為解決污泥處理困難問題，相關部門及人員可以采取以下措施：（1）對污泥進行資源化利用，如沼氣發電、污泥制肥等，可以降低處理成本，實現資源循環利用。（2）推廣新型處理技術，如高溫干化、壓濾等技術，可以大幅度減少污泥體積，降低處理成本。（3）加強對污泥處置過程的管理和監測，確保處置過程的合規性和安全性。（4）推廣污泥減量化處理，如減少生活垃圾污水中的有機物含量，從源頭上減少污泥產生量。綜上所述，解決污泥處理困難問題需要相關人員綜合考慮技術、管理、政策等多方面因素，以實現污泥資源化利用、減量化處理等目標。

1.4 引發二次污染

在生活垃圾污水處理過程中，如果處理不當，可能會造成二次污染，即在處理過程中產生廢水、廢氣、廢渣等可能對環境造成污染的物質。常見的二次污染問題包括以下內容：（1）化學物質殘留。在污水處理過程中使用的化學藥劑，如氯、硫酸鐵、氫氧化鈣等，如果沒有完全降解，可能會殘留在處理后的水中，對水體和環境造成污染。（2）廢氣排放。在生活垃圾污水處理過程中，一些污泥處理設備，如干化設備、焚燒爐等，可能會排放出大量的廢氣，其中含有大量的有害氣體，如二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等，對環境造成污染。（3）廢渣處置。生活垃圾污水處理過程中產生的污泥、濾渣、污泥膜等廢渣需要妥善處理，如果不進行合規處置，可能會對環境造成污染。為避免二次污染問題，相關人員需要采取以下措施：（1）相關人員應根據污水特性、處理要求等因素選擇合適的污水處理技術，確保處理效果符合要求。（2）控制化學藥劑的使用量和濃度，確保藥劑完全降解，避免殘留物質對水質造成污染。（3）對生活垃圾污水處理過程中產生的廢氣，相關人員應采取措施控制其排放量和排放濃度，減少其對環境造成的影響。（4）合理處置廢渣。生活垃圾污水處理過程中產生的廢渣應進行分類處理，如進行沼氣發電、制肥等，避免不合規的廢渣處置對環境造成污染。綜上所述，避免生活垃圾污水處理過程中的二次污染問題需要相關人員加強管理和監測，制定合理的處理工藝和管理措施，確保處理過程的環境安全和合規性[1]。

2 生活垃圾污水水質分析

2.1 生活垃圾污水成分分析

生活垃圾污水的成分非常復雜，主要包括有機物、氮、磷等污染物。其中，有機物是污染物的主要成分，占總有機碳的70%以上。有機物的主要來源包括食品殘渣、廢紙、布料、植物殘渣等。有機物的含量對污水處理效果有很大影響，高含量的有機物會導致污水難以降解和處理。氮和磷是生活垃圾污水中的另外兩種重要污染物。氮的形態主要有氨氮、有機氮和硝態氮，其中氨氮和有機氮都是有機物的分解產物，其含量會隨著有機物的降解而減少；而磷的形態主要是磷酸鹽，主要來源是洗衣粉、洗潔精、肥料等，其含量也會隨著有機物的降解而減少。此外，生活垃圾污水中還可能存在重金屬、微生物等污染物。重金屬主要來自電子產品、電池、涂料等，具有很高的毒性和穩定性；微生物則可能存在于廚余垃圾、糞便等有機廢棄物中，也是生活垃圾污水處理中需要注意的重要問題。

2.2 生活垃圾污水水質評價指標

生活垃圾污水的水質評價指標主要包括以下幾個方面。

2.2.1 化學需氧量(COD)

COD是指污水中可被氧化的有機物質量。COD高說明有機物含量高，污水難以降解和處理。

2.2.2 生化需氧量(BOD)

BOD是指污水中生物分解有機物質量。BOD反映了污水中有機物的生物降解程度，也是判斷污水的污染程度和處理效果的重要指標。

2.2.3 總氮(TN)

TN是指污水中所有氮化合物的總量，包括氨氮、有機氮等。TN過高會導致水體富營養化，影響水體生態系統的平衡。

2.2.4 氨氮(NH3-N)

NH3-N是指污水中氨態氮的含量，NH3-N過高會導致水體富營養化，同時也會對水生生物產生毒害。

2.2.5 總磷(TP)

TP是指污水中所有磷化合物的總量，TP過高會導致水體富營養化，同時也會對水生生物產生毒害。以上指標是衡量生活垃圾污水水質的主要指標。在實際污水處理過程中，相關人員還需根據實際情況選擇合適的指標，以便更好地評估處理效果[2]。

2.3 生活垃圾污水處理前后水質對比分析

生活垃圾污水處理前后水質對比分析是對處理效果進行評估的重要手段。一般來說，污水經過傳統處理工藝如生物處理、沉淀、過濾等處理后，可以得到處理后的出水。以下是處理前后水質對比分析的主要內容。

2.3.1 化學需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)

處理前COD和BOD的含量較高，處理后COD和BOD的含量明顯下降，這是因為生物處理等技術可以有效分解有機物，降低污水中COD和BOD的含量。

2.3.2 總氮(TN)和氨氮(NH3-N)

處理前TN和NH3-N的含量較高，處理后TN和NH3-N的含量有所下降，但下降幅度較小。因為傳統處理技術主要是通過氧化和沉淀來去除污水中的氮化合物，但對于氮的去除效果有限，需要采用更先進的處理技術。

2.3.3 總磷(TP)

處理前TP的含量較高，處理后TP的含量有所下降，但下降幅度不大。因為傳統處理技術對于磷的去除效果較差，需要采用更先進的處理技術。總之，傳統處理技術可以有效去除污水中的有機物，但對氮、磷等污染物的去除效果較差。因此，我們需要采用更先進的處理技術，如膜分離技術、生物-化學處理技術等，以更好地去除污染物。同時，在污水處理過程中，相關人員需要注意監測處理前后水質的變化，及時調整處理工藝和運行方式，以提高處理效率和出水質量。

3 生活垃圾污水處理技術

3.1 生物處理技術

生物處理技術是一種利用生物體代謝作用將污染物降解為無害物質的處理技術。生物處理技術在生活垃圾污水處理中應用廣泛，包括傳統的活性污泥法、固定化生物法、生物膜法等。

3.1.1 活性污泥法

活性污泥法是一種廣泛應用的生物處理技術，其基本原理是將污水與微生物混合攪拌，利用微生物降解有機物質。活性污泥法具有處理效率高、反應速度快等優點，但其操作復雜，容易出現污泥膨脹等問題。

3.1.2 固定化生物法

固定化生物法是通過將微生物固定在支撐體上，形成固定化生物群落來進行生物處理的一種方法。固定化生物法具有生物量密度高、反應速度快、耐負荷沖擊較強等優點，但其對水質的適應性較差，易受到溫度、pH等因素的影響。

3.1.3 生物膜法

生物膜法是一種利用生物膜降解有機物質的處理技術。生物膜法可以分為懸浮生物膜法和附著生物膜法兩種形式，其中附著生物膜法的處理效果更好。生物膜法具有處理效率高、占用空間小、反應速度快等優點，但對水質的適應性較差，對水流量和負荷均有一定要求。

總之，生物處理技術是一種有效的生活垃圾污水處理方法，其優點在于處理效率高、操作成本低，但需要注意對處理前后水質的監測和處理過程中微生物的適應性等問題。同時，不同的生物處理技術也有各自的適用范圍和局限性，需要相關人員根據實際情況進行選擇和優化[3]。

3.2 物理化學處理技術

物理化學處理技術是一種利用物理和化學反應來處理生活垃圾污水的技術。其主要包括沉淀、吸附、氧化還原、離子交換等方法。

3.2.1 沉淀法

沉淀法是通過加入化學沉淀劑使污水中的雜質沉淀并分離出來的方法。沉淀法主要適用于含有大量懸浮物質和重金屬離子等的污水。

3.2.2 吸附法

吸附法是利用吸附材料將污染物吸附在材料表面，從而將其去除的方法。吸附法主要適用于含有有機物、顏料等難以分解的污染物的污水。

3.2.3 氧化還原法

氧化還原法是通過加入氧化劑、還原劑等物質使污染物發生氧化還原反應而降解的方法。氧化還原法主要適用于含有有機物、氨氮、硝態氮等難以生物降解的污染物的污水。

3.2.4 離子交換法

離子交換法通過將離子交換樹脂與污水接觸使其發生離子交換，從而去除污染物的方法。離子交換法主要適用于含有陰離子、陽離子等離子污染物的污水。

總之，物理化學處理技術具有去除污染物效率高、操作簡單等優點，但其處理效果容易受到溫度、pH等環境因素的影響，同時也需要注意對處理前后水質的監測和處理劑的殘留等問題。因此，在實際污水處理過程中，相關人員需要根據不同污染物的特點和處理要求選擇合適的物理化學處理技術[4]。

3.3 膜分離技術

膜分離技術是利用半透膜將污染物和水分離的處理技術。根據膜的不同，膜分離技術主要包括微濾、超濾、納濾、反滲透等幾種方法。

3.3.1 微濾

微濾是一種通過微孔膜過濾出直徑較大的顆粒物質的方法。微濾通常用于分離水中的懸浮物質、膠體物質等，可以有效去除大多數細菌和病毒等微生物。

3.3.2 超濾

超濾是一種通過超薄膜過濾出直徑較小的分子和離子的方法。超濾通常用于分離水中的大分子有機物、膠體物質、蛋白質等，可以有效去除有機物和微生物等。

3.3.3 納濾

納濾是一種通過納濾膜過濾出分子量較小的物質的方法。納濾通常用于分離水中的無機物、有機物、離子等，可以有效去除溶解的有機物和無機物。

3.3.4 反滲透

反滲透是一種通過半透膜過濾出水中的離子、分子等物質的方法。反滲透通常用于海水淡化、高濃度有機物的處理等，可以有效去除細菌、病毒、重金屬等污染物。

膜分離技術具有處理效率高、能耗低等優點，可以在一定程度上實現無污染排放。但膜分離技術也存在運行成本高、膜的損壞等問題。在實際應用中，相關人員需要根據污染物特性、處理要求等因素選擇合適的膜分離技術和膜材料，以實現最優的處理效果[5]。

4 結語

生活垃圾污水的處理是一項重要的環境保護工作，對于維護城市環境、保護人民健康、促進可持續發展具有至關重要的作用。然而，生活垃圾污水處理面臨眾多的挑戰和困難，如水質復雜、處理成本高、污泥處理困難、二次污染等問題。針對這些問題，相關人員需要加強技術創新、完善管理體系，實現生活垃圾污水處理的高效、可持續應用。相關人員應綜合運用多種污水處理技術，如生物處理、物理化學處理、膜分離技術等，制定合理的處理工藝流程，以保證處理效果穩定、可靠。此外，還需要通過資源化利用、減量化處理、智能化管理等措施，降低處理成本，提高處理效率，實現生活垃圾污水處理的可持續性。在處理過程中，相關人員需要嚴格控制化學藥劑的使用以及關注廢氣排放和廢渣處置等問題，避免二次污染。總之，生活垃圾污水處理是一項綜合性的工作，需要政府、企業、社會各界共同努力，采取切實有效的措施，為城市的環境保護和可持續發展做出貢獻。