淺談城市廢水與廢氣的處理技術

李秋霞，毛新蘭，朱 峰

（濰坊市生態環境監控中心，山東 濰坊 261000）

引言

建設生態文明城市、實現綠色可持續發展是社會大眾熱切關注的問題。有效處理城市廢水與廢氣是確保城市環境質量的核心工作，通過合理的處理技術能夠減少廢水與廢氣對環境的污染，保障人們的身體健康。而針對不同來源的城市廢水與廢氣所使用的處理技術有所不同，因此，本文以城市廢水與廢氣的來源為切入點，探討城市廢水與廢氣的處理技術。

1 城市廢水的來源和分類

1.1 生活污水

城市日常生產生活中會產生大量的生活污水，在城市人口數量和人口密度不斷上升的背景下，生活污水的處理難度也不斷提高。有機物和病原微生物是生活污水主要含有的污染物類型。若不對生活污水進行及時、有效地處理，便會產生腐爛、惡臭等現象，形成硫化氫、甲醛等毒性危害，影響城市居民的呼吸與消化功能，嚴重情況下還會造成嗅覺障礙，損傷中樞神經。不僅如此，有機物的大量存在還會為病原微生物提供快速繁殖的有利條件，而病原微生物會通過不同途徑進入人體，造成傳染病的蔓延和流行。

1.2 工業廢水

工業廢水是指工業生產產生的廢水、冷卻水以及污水等，不同類型的工業生產作業所產生的工業廢水成分有所不同。此外，受城市規模、工業建設發展差異影響，工業廢水在城市廢水總量中所占比重也存在明顯差異。工業廢水中普遍含有大量的毒害物質，會造成較為嚴重的生態環境污染。實際上，工業廢水依據不同的分類標準還能夠再次細分，如依據污染物化學性質能夠將其細分為無機廢水和有機廢水，例如玻璃制造企業排放的廢水是無機廢水，而造紙企業所排放的廢水主要是有機廢水[1]。

1.3 城市徑流污水

該類型污水是指自然雨水或其他水資源，沖洗大氣污染物、花草樹木、各類建筑結構表面等匯集成的污水，因此，這類污水中普遍含有固體懸浮物、植物營養素以及病菌等。徑流污水會通過城市地下的排水管線流入城市的 污水處理廠，污水處理廠利用相關處理技術對徑流污水進行凈化，使水體能夠符合國家相關標準并進行排放。城市徑流污水的處理通常需經過以下幾個處理流程：分別是機械、生物以及高級處理。其中，機械處理為初步處理環節，該處理環節能夠清理掉徑流污水中無法溶解的固體懸浮物；生物處理主要用于清理經過機械處理后的徑流污水中含有的膠體與溶解性有機物等；高級處理主要用于清理經過生物處理后的徑流污水中含有的營養物與較難被降解的物質。實際上，城市徑流污水的水質相對穩定，具有“集中”和“量大”的特征，有效處理城市徑流污水能夠進一步促進城市水資源的良性循環。

2 城市廢氣的來源和分類

2.1 生活廢氣

城市生活廢氣主要來源于居民生活中所使用的爐灶、采暖鍋爐等，此類設備的使用需要消耗煤炭與石油等資源，且在燃燒期間會產生灰塵、一氧化碳及二氧化硫等物質，進而造成大氣污染。不僅如此，在進入寒冷的冬季后，部分嚴寒地區需要進行供暖作業，煤炭的大量燃燒會產生有害物質，造成周邊區域的大氣被污染。

2.2 工業廢氣

該類型廢氣是指因工業生產而產生的廢氣，如一氧化碳、煙塵、二氧化碳等，這類廢氣若不經處理就排放，不僅會大幅降低空氣質量指數，還會通過呼吸進入人體內部，造成不同程度的危害。這類廢氣依據氣體的不同形態能夠進一步細分為顆粒性、氣態性等廢氣類型，其中顆粒性廢氣主要是指煙塵、生產性粉塵類的廢氣，此類廢氣大多來源于礦山開采、玻璃切割、煤炭不完全燃燒以及鉛熔煉等生產加工過程[2]；氣態性廢氣存在于大氣中，如含氟廢氣、碳氫廢氣等。相比于顆粒性廢氣，氣態性廢氣的危害更大，不僅會直接對人體的呼吸道造成危害，還會造成土壤、淡水資源的二次污染。碳氫類有機廢氣還會破壞臭氧層，臭氧層被破壞會進一步引發紫外線污染、生態系統紊亂等問題。

2.3 農業廢氣

我國是農業大國，但農業生產期間也會形成農業廢氣，例如農藥殘留、畜禽糞便所產生的氨氣，以及秸稈焚燒、化肥揮發等也會產生一定的廢氣。尤其是農業種植中化肥農藥的應用會直接污染水資源和土壤，造成生態環境污染，且農藥還會殘留在農產品上，給人們的身體健康造成威脅。若想從根源上處理農業廢氣問題，我們需要不斷升級農業生產方式，并同步推進農村自然環境監測工作。

2.4 交通廢氣

隨著我國國民經濟的高速增長，汽車、飛機、火車等成為人們日常生活的主要交通工具，汽車尾氣中主要含有一氧化碳、碳氫化合物等交通廢氣，此類廢氣排放至空氣中，會直接影響城市空氣質量，造成空氣污染，且汽車尾氣中的有害物質還會對人體的呼吸系統造成危害。除此之外，汽車輪胎和瀝青路面之間的摩擦還會揚起石棉及環芳烴等有害物質，石棉通過呼吸系統進入人體內部，會對人們的身體健康造成不可逆的傷害。

3 城市廢水處理技術

3.1 物理污水處理技術

物理污水處理技術主要是指基于物理方式對污水進行有效處理的技術，物理污水處理技術在實際應用期間不會對污水水體本身屬性產生影響[3]。以工業廢水為例，采用物理污水處理技術處理時，可以借助混凝劑、助凝劑等材料凝固污水中的污染物，而后利用氣浮技術有效分離其中所凝固的懸浮物。

3.2 化學污水處理技術

隨著社會經濟的不斷發展，在目前的城市污水處理中，需要根據基于不同污水處理的化學指標，如固體溶解百分比、耗氧量、酸堿度等內容，對各類污水進行針對性處理，如生活污水、工業污水、雨雪污水等。在現階段的城市污水處理流程中，工作人員往往會根據污水自身化學性質針對性選用不同類型的污水處理技術。以河水突發性污染超標為例，通常情況下導致河水出現突發性污染超標情況的主要原因可能是COD、氨元素、氮元素等相關物質超標，此時工作人員便可結合實際情況，針對性選擇合適的化學藥劑有效處理河水中的超標物質。需要注意的是，在選擇化學藥劑時，工作人員應對該河段上游與下游進行全面調查，并基于調查結果形成科學合理的河水處理后檢測指標標準，以此為后續檢驗河水質量提供可靠依據，同時還應當避免因化學藥劑使用過量而出現二次污染現象。

3.3 生物膜處理技術

該技術本質上是利用生物膜特性實現對城市污水的有效處理，對污水中的微生物進行氧化還原反應，以此達到分解污水中的微生物或其他污染物的目的。為有效強化生物膜污水處理技術在實際應用期間的能效與效率，工作人員需要結合實際情況，在合理范圍內盡可能擴大生物膜與污水之間的接觸面積，以此更好地使污水中的微生物或其他污染物，在氧化還原反應的作用下形成二氧化碳、水等相關無污染特性的產物[4]。該技術屬于一種具有較強復合性特點的處理技術。生物膜處理技術中所使用的微生物屬于好氧微生物，因此該技術能夠被有效用于城市生物濾池的建設中，相關工作人員需要結合實際情況，有針對性地選擇相關設備與載體，以此切實強化污水處理流程在實際應用期間的完善性與可靠性。

3.4 人工濕地污水處理技術

人工濕地主要是指利用人工建造方式建成的類似于沼澤地的地面，人工濕地在實際應用期間能夠對城市中污水、污泥等相關污染物起到良好的控制效果，其主要基于微生物、植物以及土壤等相關處理技術的共同作用，實現降解微生物、滯留與吸附污水中雜質等目的。人工濕地污水處理技術是建設一個能夠有效融合眾多污水處理技術的特定環境，與傳統的污水處理技術，即污水廠處理方式相比，人工濕地在建設期間的總成本更低，基于人工濕地的重力自流污水處理方式，能夠大幅降低污水處理作業中各類能源與資源的消耗，從而幫助相關單位實現可持續的健康發展。

3.5 RSPR高濁度污水處理技術

隨著科技的不斷發展與完善，為進一步提高當前城市中水處理的質量與效率，PSPR高濁度污水處理技術應運而生[5]。該技術是一種新型的污水處理凈化技術，其能夠將傳統城市污水處理流程中的三級處理與一級處理環節進行有機融合，并體現在同一個污水凈化器中，以此實現在盡可能短的時間內達到城市污水處理標準的效果。RSPR高濁度污水處理技術可以在催化劑的作用下將溶液中溶解狀態下的污染物有效分離，即使污染物以顆粒狀態懸浮于溶液中；而后便可以根據具體情況采用有針對性的物理處理方式，如添加吸附劑、過濾等，有效分離溶液中的懸浮顆粒物質。為確保RSPR高濁度污水處理技術的順利應用，不僅需要根據城市污水具體類型與處理標準對傳統的污水處理技術進行優化，同時還需要營造一個先進的污水處理環境，以此方可在單一空間內融入多個污水處理環節，從而切實提升污水處理效率。

3.6 生物接觸氧化處理技術

生物接觸氧化處理技術是對生物膜污水處理技術的優化。生物接觸氧化處理技術是指根據具體的污水類型，如工業污水、生活污水、建筑污水等，有針對性地選擇合適的生物膜，并使其與污水接觸，從而降解污水中的污染物。該技術在實際應用期間需要消耗大量氧氣，以此為該技術中的微生物提供可持續繁衍的氧氣，同時為進一步提高生物膜與污水水體的接觸面積，切實提高該技術在實際應用期間的處理效率，相關人員需要結合實際情況進行充分的攪拌與混合[6]。生物接觸氧化處理技術是一種介于生物濾池與活性污泥處理技術之間的處理方式，因此該技術也具備上述兩種處理技術的優勢，能夠有效適應水質負荷變化，進而達到提升污水處理質量與效率的目的。

4 城市廢氣處理技術

4.1 活性炭吸附處理技術

活性炭吸附處理技術可以有效處理有機廢氣、惡臭氣體等城市廢氣，活性炭吸附處理技術的主要原理如下：利用活性炭外表的強吸附特性對污染氣體中的顆粒、粉塵以及其他污染物進行有效吸附，以此實現分離污染氣體中污染物與純凈氣體的目的，從而凈化空氣。通常來說，適用于活性炭吸附處理技術的應用場景為對凈化效果要求較高、污染濃度偏低且帶有刺鼻氣味的污染氣體。通過對該技術的實踐效果進行分析，能夠發現活性炭吸附處理技術在實際應用期間較為擅長處理攜帶多元化污染物的污染氣體。但是，活性炭吸附處理技術的應用成本過高，且無法對相關材料進行循環再利用。同時，由于活性炭材料的特性，導致該技術無法有效處理含有大量塵土的污染氣體，這種污染氣體容易導致活性炭堵塞而大幅降低該技術的處理質量，但總體而言該技術操作十分簡便[7]。

4.2 水吸收處理技術

該技術主要應用于處理水溶性、有組織排放源的惡臭氣體，技術原理是通過臭氣中部分物質易溶于水的特性，利用廢氣處理設備將臭氣成分和水進行有效接觸，進而使其能夠溶于水的物質被水溶解，實現脫臭效果。該技術操作較為簡便，技術管理也較容易，且廢氣處理設備的運轉成本較低，但為了有效防止二次污染問題的出現，相關工作人員需定期對洗滌液進行處理。由于該技術的凈化效率較低，因此該技術通常會和其他處理技術組合使用，用以提升凈化效率和效果。另外，該技術對硫醇、脂肪酸等物質的處理效果十分不理想。

4.3 冷凝處理技術

冷凝處理技術屬于常見的清潔技術，其技術原理是通過改變溫度使廢氣中的污染物狀態發生改變，如將廢氣置于低溫環境下，廢氣中的污染物會呈現為液態或固態。一般而言，冷凝處理技術的應用主要涉及冷凝分離、冷卻、泵壓以及加熱四個要點，其中，冷凝分離是將廢氣中的污染物由氣態轉變為液態或固態，而后經過濾使污染物與空氣分離，達到降低廢氣有害物質濃度的目的；冷卻是將廢氣置于低溫環境中，從而將廢氣中的部分污染物液化或固化，以達到凈化目的；泵壓是改變廢氣的壓力狀態，通過高壓轉低壓實現部分有害物質的液化或固化，并通過過濾處理實現有害物質的分離；加熱是把冷卻后的廢氣進行加熱處理，進而將廢氣中剩余的有害物質通過水蒸氣進行稀釋，用以減少廢氣中有害物質的比重。實際上，相比于其他廢氣處理技術而言，冷凝處理技術的應用成本較高，該技術應用往往需消耗大量能源，且該技術并不適于處理大量廢氣。

4.4 燃燒處理技術

現階段的燃燒處理技術主要有兩種類型，分別是催化燃燒技術及直接燃燒技術。直接燃燒處理技術顧名思義是直接將廢氣置于燃燒器進行燃燒處理，而催化燃燒則是需要借助催化劑進行助燃。燃燒處理技術的應用原理是在高溫環境下，將燃料氣體和惡臭氣體有效融合，進而通過完全燃燒去除廢氣中的可燃性氣體。該技術在實際應用過程中具有一定的局限性，即僅能有效處理氣體量小且濃度高的可燃性氣體，這樣方可確保該技術的應用效果與價值。受限于該技術的局限性以及所處理氣體的特點，該技術廢氣處理設備的損耗較高，同時還會伴有高額的燃料消耗情況，致使該技術的實際應用成本過高。不僅如此，該技術應用容易造成二次污染，且并不適合大量廢氣的處理。

5 結語

綜上所述，有效處理城市廢水與廢氣對構建新時代生態文明城市具有重要的基礎保障作用。受不同廢水與廢氣的來源存在差異的影響，相關工作人員需根據廢水與廢氣的實際特點，同時結合資金成本情況，合理應用相應的廢水與廢氣處理技術，進而確保最終凈化效率和效果，有效減少環境和大氣污染，切實保障人們的身體健康。