試論生態環保的城市環境工程污水治理

李 鵬

（洛陽市生態環境局欒川分局，河南 洛陽 471500）

引言

生態環保的城市環境工程中，污水治理是一個重要的環節。在城市化進程中，污水的排放對環境帶來了巨大的影響，而有效的污水治理則可以大幅度降低這種負面影響。通常，城市污水處理廠是治理污水的主要設施，通過物理、化學和微生物等多種方法去除廢水中的污染物，提高廢水的處理效果，并最終使其達到國家排放標準。同時，養殖業、農業、畜禽養殖等行業的廢水也需要進行處理才能排放，以保持環境衛生和健康。此外，新型生態環保技術也為城市污水治理提供了新的思路和手段。如采用植物沉香凈化、人工濕地等治理措施進行污水凈化，既有利于環境保護，又能提高城市的景觀品質。總之，城市污水治理是建設生態優美城市的關鍵之一。必須加強管理、優化處理方法、推廣新技術，不斷完善城市環境工程體系，讓城市變得更加健康、安全和美好[1-3]。

1 生態環保的城市環境工程污水治理概述

1.1 城市工程污水治理背景

城市工程污水治理的背景主要源于城市化進程中所帶來的資源浪費、環境破壞和污染問題。隨著城市人口規模的不斷擴大，城市排放的廢水和污染物逐漸增多，給城市環境和居民的健康帶來了嚴重的威脅。同時，隨著經濟的快速增長，一些地區還存在著工業、商業等活動過程中產生的大量污水的排放和管理方面的問題。這些因素都導致城市污水處理面臨著巨大的挑戰和壓力。因此，為了保護城市環境和居民的健康，有效解決城市污水治理問題已成為城市管理的重要任務，需要政府、企業和公眾共同努力來推動城市工程污水治理工作的全面實施。

未來，城市環境污水治理將會提高環保技術的應用和整合層次，并將采用新型生態環保技術實現更好的城市污水處理，具體表現在以下幾個方面：（1）微生物技術，利用微生物對城市污水中有機污染物進行分解、降解和去除，在較短時間內實現污水的凈化。這種技術簡單、經濟、環保，將成為未來城市污水處理的重要領域。（2）核酸技術，核酸技術可以快速準確地監測污水中的重金屬、營養鹽、有機物等物質，能夠幫助協助實時控制城市污水處理廠的操作、并且有效地降低處理費用。（3）采用磁化技術，在城市污水處理進程中可使污泥粒子富集到一起，從而能夠減少粉塵的生成和沖擊噪音，大幅降低污泥產生的碳足跡以及化學廢料的產生。（4）人工濕地就是模擬濕地系統的污水處理技術，它可以對城市廢水進行有序控制，減少廢水對周邊生態環境的污染，并促進污水資源化的應用。

新型生態環保技術在未來城市污水治理領域具有廣闊前景，可與傳統的物理化學方法相輔相成，使兩者在凈化效果和受益前景上形成協同效應。因此，未來城市污水治理將會更多地依賴于新型生態環保技術[4]。

1.2 工程污水的來源和危害

工程污水是指在建筑、生產、運輸、維護等過程中所產生的污水。主要來源包括建筑施工期間的混凝土生產過程、建筑材料加工和使用、路面清洗、道路養護、機動車保養等。工程污水如果沒有適當地處理排放，會對環境帶來危害。首先，工程污水中含有大量的懸浮物、沉積物、重金屬、有機物等有害物質，其中一些物質具有毒性、腐蝕性和刺激性，可能對水體和土壤造成污染，并損害生態系統的穩定性。其次，未經處理的工程污水會使城市街道變臟變臭，提高空氣中微粒物質的濃度，影響居民健康[5]。最后，工程污水還會對城市的景觀環境帶來負面影響，破壞城市形象。因此，加強工程污水治理非常必要。

1.3 城市化進程加劇了污水排放問題

隨著城市化進程的加劇，城市污水排放量會顯著增加。主要表現在以下幾個方面：城市人口的增加和集中居住型態的變化：城市化過程中人口數量和密度都會逐漸增大，并且城市化帶來的城市擴張使得土地利用效率降低。這些因素將導致城市生活污水排放量大幅增加。工業和商業經濟的轉型升級：城市化過程中工業和商業經濟的快速增長，使得工業廢水和生產廢水量急劇增加，這些污水通常含有大量的有機物和重金屬等有害物質。此外，我國50年代以后進入工業化高峰期，在初期出現了大量“小作坊”，為環保治理留下了很多難題。區域與城市規模擴大帶來的基礎設施壓力：城市化進程中建筑物和道路的增加特別需要引起重視。為滿足新的建筑和基礎設備需求，一些傳統的區域，鄉村和農村地區先行開發成為城市化地區[6]。這些地區通常缺乏適當的排水和處理設施，由此導致更多的污水直接排放進入水體。針對以上問題，應加強城市污水治理，并促進清潔能源、節能減排等，以減少城市環境污染并實現可持續發展。

2 生態環保的定義和改善方式

2.1 生態環保的定義

生態環保是指保護和改善生態環境，防止生態破壞和生物滅絕，實現人與環境和諧共處的行動和理念。其目的是最大限度地保護生物多樣性、保障資源的可持續利用和促進人類的可持續發展。

生態環保關注的不僅是單一物種或一片土地的健康，更重要的是整個生態系統的平衡和穩定。生態環保涉及許多方面，例如大氣污染、水污染、垃圾處理、野生動植物保護、生態修復、能源節約等。同時，生態環保還需要廣泛的社會參與和政府支持，才能夠推動生態文明建設和可持續發展的實現。

2.2 城市生態環境的改善方式

加強生態規劃和設計：在城市規劃和建設過程中，應充分考慮生態環境保護和修復的因素，從而減少對生態環境的破壞。

（1）推廣綠色建筑：采用環保材料和技術，以及建筑物的節能、耐久性等特點，實現建筑物與周邊環境的融合。（2）建立生態保護區：在城市周邊或內部設置生態保護區，保護動植物物種的多樣性和生態系統的健康。（3）提倡低碳出行：鼓勵居民采用公共交通、自行車等低碳出行方式，減少污染物排放，提高城市空氣質量。（4）加強垃圾處理和回收利用：完善城市垃圾分類和回收利用制度，減少垃圾對環境的污染和資源的浪費。（5）建設生態公園和綠地：增加城市綠地面積，提高城市景觀質量，同時還能夠增加城市空氣濕度和提高空氣質量。推廣節能環保技術：（6）推廣清潔能源、能源回收利用等低碳技術，以降低城市建設和運行過程中對資源的依賴，減少對環境的影響。重視生態環境保護，落實各項政策措施，將有利于實現城市生態環境的改善[3，7]。

3 主要的城市環境工程污水治理技術

3.1 污水處理工藝概述

城市環境工程中的污水處理是指將城市生產和生活廢水中所含固體、液體和氣體等流動物質，經過一系列化學、物理和生物過程的處理和轉化，使其達到國家和地方規定的當前排放標準的技術手段。

常見的工藝有：（1）活性污泥法：通過添加好氧微生物對污水中有機物進行降解和去除，然后采用深度沉淀對生物和固體顆粒物進行分離。（2）MBR（膜生物反應器）法：將生物反應器與膜分離系統結合起來，利用微孔或超濾膜（0.01～0.5 μm）對污水中的懸浮物、雜質，阻擋、過濾除去并降解。SBR（序批式反應器）法：在同一個容器內，在不同的時段內進行好氧和厭氧交替的反應，從而完成對污水有機物的處理。（3）A2/O（厭氧-好氧異歩異氮除磷）法：將污水先進行厭氧預處理，降解有機物，然后進入好氧區進行好氧反應，最后進入沉淀處理區除去污水中的氮磷等物質。（4）MBBR（流化床生物膜反應器）法：將高速運轉的生物載體填充在反應槽內，通過好氧微生物對污水進行降解和去除。這些污水處理技術的應用范圍廣泛，可以適應不同的污水處理需求，并且效果顯著。

3.2 利用植物凈化污水

天然植物凈化法是利用具有生活垃圾、化學物質和城市污水處理等多種應用價值的濕地和綠地植物，通過吸收、降解、轉運、沉淀等多種方式，來達到過濾、凈化、消除有害物質或減少污染物排放的目的。以下是主要的城市環境工程中常用的天然植物凈化污水技術：(1)人工濕地，采用草本植物在土壤或填充材料上生長，并通過吸附、吸收、揮發、固定、微生物代謝等機理保證污水的凈化。(2)濕地與養殖相結合技術，將廢棄農田通過精細設計，結合家畜養殖將其植被改善后利用潛力實現高效、快速而可持續的廢水資源化治理。(3)屋頂綠化，建筑屋面鋪設特制的育苗盤，在覆蓋植物的同時也達到污水凈化的效果。（4）美化綠化帶，在規劃和建設城市綠化帶時，可以選擇具有良好物種適應性的植物來吸收并凈化沿街路和庭院內的污水。這些天然植物凈化污水技術在城市環境工程中的應用，相對于傳統的機械和化學處理方法，具有能耗低、成本低、可持續發展等優點。但是，在實際應用中需要根據地理位置、氣候等因素進行把握[8]。

3.3 采取混合填料進行生物濾池式污水處理

采用混合填料的生物濾池是一種常見的污水處理技術。該技術利用微生物在填料表面形成生物膜，通過生物降解方式，將有機物和氮磷等污染物轉化為無害的物質。常用的填料材料有聚苯乙烯球、PVDF膨脹球、復合高分子微球等。這些材料通常具有比表面積大、抗壓強度高、耐腐蝕性好等特點。同時，混合不同材料的填料能夠提高混合填料層間的空隙率，增加污水進出口間的跨度，從而使污水的接觸時間更長，促進生物降解作用的發揮。使用混合填料的優勢包括占地面積小，投資與運行費用低，可適用于正常及其周期流量變化大的廢水處理等場景。

3.4 運用高濃度氨氮廢水處理技術

高濃度氨氮廢水的處理需要根據不同的情況采取不同的方法。一種常見的方法是利用生物法進行處理。好氧反硝化則兼顧了有機物和氮氣的去除，有效降低了氨氮和氮氣排放量。此外，化學法也是處理高濃度氨氮廢水的一個重要手段，例如氧化法、吸附法等。氧化法通常采用臭氧氧化或過氧化氫氧化來將氨氮轉化為氮氣，但是該方法投資和運行成本較高。吸附法通過吸附劑對廢水中的氨氮進行含量的降低，在一些實際應用場景中效果顯著。需要注意的是，在進行高濃度氨氮廢水處理時，一定要按照相關規定進行操作，并注意安全防護措施。同時，廢水處理后的水質要符合相關排放標準，確保環境安全和健康。

4 實施“黑臭水體”治理，確保飲用水源水質安全

“黑臭水體”治理是生態環保城市建設中非常重要的任務之一。這些“黑臭水體”多集中在城市內河道、池塘等水域，受到大量工業及生活廢水排放和垃圾等污染物的侵蝕，形成了難以接近、臭氣熏天、水質污濁的困境。針對這個問題，生態環保城市需要實施有效的治理措施，實施水體防護與恢復，采取生態修復、改善水質等手段，如引入流動水生態系統，改善水體缺氧、酸化問題，提高水生態功能。推廣新技術，技術手段，包括人工濕地、微電解技術、紫外線光解技術、超濾反滲透和離子交換等技術，在治理黑臭水體的過程中得到了廣泛應用。治理“黑臭水體”的一大目的是確保飲用水源的水質安全，事關公共健康和城市可持續發展。為此，需要建立完整的監測體系，對治理后的水域進行持續跟蹤和污染源追蹤，嚴格落實水源保護措施，保障居民用水安全。

5 未來城市環境污水治理趨勢

5.1 循環經濟模式下的城市污水治理

未來城市環境污水治理將借鑒循環經濟模式，實現資源的最大化利用。在城市污水治理方面，也將逐步推行循環經濟模式，探索出更加高效、節能、環保的城市污水治理方式。

在循環經濟模式下，城市污水治理具體采取以下措施：（1）垃圾分類，垃圾處理是與污水處理密切相關的領域。通過垃圾分類，可將可再利用的垃圾進行有序回收和再利用，并減少污水產生的垃圾負荷。（2）資源回收，通過先進的污水處理技術，回收利用的物質被提取出來，用于制造肥料、沼氣等資源。（3）再生水利用，再生水可廣泛用于公園綠化、城市景觀、道路沖洗等非飲用水領域，有效地提升了水資源的可持續利用率。（4）污泥厭氧處理，污泥處理產生大量有機質，經過良好的處理過程，可以用于農業領域使用有機肥料。實現清潔環保和資源最優分配的未來城市環境污水治理循環經濟模式，給予了污水處理技術更高的要求，有效地控制環境污染，在滿足城市污水處理需求的同時，推進低碳、節能、環保的城市建設進程[9]。

5.2 新型生態環保技術的應用前景

新型生態環保技術在城市污水處理中應用前景廣闊，將對城市環境及人們的生活起到積極的推動作用。新型生態環保技術將為智慧水務提供新的支持，使城市水資源管理更加高效和精準。隨著太陽能、風能等可再生能源技術的不斷推廣，新型生態環保技術將會加速促進這些技術在城市中的應用。總體而言，新型生態環保技術在未來城市化進程中將發揮越來越重要的作用，并為人們創造更加宜居的城市生活環境。

6 結論及建議

綜上所述，城市污水治理是建設生態優美城市的必要環節。通過建設完善的污水處理廠和采用新型生態環保技術，有效凈化廢水、污水中的污染物，保障水資源的可持續利用，促進城市環境質量改善和人民健康。同時，也需要加強法規管理、提高公眾環保意識等方面的工作，以共同營造良好的生態環境。