基于資源回收理念的城市污水處理技術(shù)創(chuàng)新應用與前景展望

關(guān)鍵詞：城市污水；處理技術(shù)；資源回收；發(fā)展趨勢

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500(2025)07-0246-03

DOI:10.3969/j.issn.1008-9500.2025.07.072

Innovative Application and Prospect of Urban Sewage Treatment Technology Based on the Concept of Resource Recycling

LIShijun (Zunyi Drainage Co.，Ltd.， Zunyi5630oo，China)

Abstract:Traditionalsewagetreatmenttechnologyiswidelyusedinurbansewage treatment，butoverall，thetreatment effect is poor，thecostis high，andtheenergyefficiencyislow.Atpresent，thereare fourcommonnewurbansewage treatment technologies，namelybiofilmmethod，reverseosmosismethod，photocatalyticmethod，andelectrochemical method.Thenew urbansewage treatmenttechnology issummarized basedontheconceptofresourcerecycling，thecurent applicationstatusofurbansewage treatmenttechnology isanalyzed，andthedevelopmenttrendofurbansewagetreatment technologyislooked forward.Inthefuture，sewage treatmentshould paymoreatentiontoenergyconservationandemission reduction，improve resource recycling and utilization，and promote the development of circular economy.

Keywords:urban sewage;treatment technology;recycling;development trend

隨著科技的革新與發(fā)展，我國城鎮(zhèn)污水處理工藝已由常規(guī)的物化處理朝生物處理和膜分離等方向發(fā)展。這類工藝具有處理效率高、能耗低、二次污染小等優(yōu)點。但是，在環(huán)境保護要求不斷提升的背景下，如何在經(jīng)濟、技術(shù)與環(huán)境三者間找到一個最優(yōu)的平衡點，是今后污水治理技術(shù)發(fā)展中需要解決的重要問題。

1基于資源回收理念的新型城市污水處理技術(shù)

原理是通過生物膜對污水中的有機成分進行生物轉(zhuǎn)化，使之轉(zhuǎn)化為無害的無機物質(zhì)。該技術(shù)的關(guān)鍵在于讓微生物在膜材料上生長，形成一個生物膜層，并在充足的氧氣或缺乏氧氣的條件下分解水中的有機污染物。在這一過程中，微生物在膜上構(gòu)成生物膜，有效擴大與有機物的接觸面積，加快反應速度。生物膜法以其高生物轉(zhuǎn)化效率、系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性以及較小的空間需求等優(yōu)勢，在處理含有高濃度有機物的工業(yè)廢水方面尤為突出，展現(xiàn)其卓越的適應性和處理能力。

1.1生物膜法

生物膜法是一種高效的污水處理方式，其工作

1.2反滲透法

反滲透法利用壓力將水中的鹽、有機物質(zhì)進行高效分離，得到高純度的水，從而減少污水的排放量，實現(xiàn)污水再利用目的[1]。具體來說，反滲透法能夠有效淡化海水或含鹽水，通過膜技術(shù)去除鹽分和有害物質(zhì)，提供清潔的淡水，滿足城市用水需求，并提高水資源利用效率。預處理后的污水再進行反滲透處理，水中雜質(zhì)被有效移除，從而獲得可重復使用的水資源。這部分經(jīng)過凈化的水能夠被應用于農(nóng)業(yè)澆灌、工業(yè)降溫等方面，有助于降低對自然水資源的依賴度，同時推動循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展和環(huán)保目標的實現(xiàn)。

1.3光催化法

光催化法依靠催化劑對光能的吸收，生成具有強氧化性的物質(zhì)，從而有效分解污水中的有機污染物及色素成分，并具備一定的消毒與滅菌功能。它在水質(zhì)的提升上展現(xiàn)出顯著的高效率，有助于提升廢水處理的成效及水質(zhì)等級。光催化法利用可再生能源，如太陽能，降低對常規(guī)能源的依賴，顯得格外節(jié)能環(huán)保。該技術(shù)不僅有助于提升水質(zhì)，促進水體環(huán)境的優(yōu)化，而且對于推動資源的可持續(xù)應用大有裨益，完全契合現(xiàn)代城市污水處理的發(fā)展趨勢[2]。

1.4電化學法

電化學法涵蓋電解析氧、電解析氫以及電沉積等步驟，借助電流觸發(fā)的化學變化，能夠有效分解水中的重金屬、有機污染物以及氮磷成分。其中，電解水法是一種常用的電解法，利用外加電流將水體中的有機物轉(zhuǎn)變成 CO₂ 和 H₂O ，從而實現(xiàn)對有機物的降解和去除。而電解水析氫法是利用水溶液中的重金屬元素，使其在水中還原成相對穩(wěn)定的狀態(tài)，從而實現(xiàn)對重金屬的凈化。電化學沉淀是利用電化學反應生成的氣體將污水中的硝酸鹽或磷進行還原，形成不溶于水的固態(tài)物質(zhì)，進而去除氮磷污染。電解技術(shù)以其高效性、節(jié)能性以及不產(chǎn)生二次污染的特性而受到青睞，可廣泛應用于處理工業(yè)廢水、市政污水和農(nóng)村生活污水等廢水，有效減少化學藥劑的投放，降低化學藥劑使用及二次污染風險。

2城市污水處理技術(shù)應用現(xiàn)狀

2.1 膜生物反應器

膜生物反應器（MembraneBio-Reactor，MBR）融合膜過濾與活性污泥處理技術(shù)，可以有效提升生物處理單元的性能，有效增加污泥密度，還克服傳統(tǒng)工藝在出水品質(zhì)穩(wěn)定性及污泥膨脹方面的難題，大幅提升固液分離效率。此系統(tǒng)以產(chǎn)出較少的剩余污泥、較小的占地面積、緊湊的工藝布局以及高度的自動化水平等優(yōu)點而受到青睞，徹底克服傳統(tǒng)處理方式的多項不足[3。MBR膜材料成本不高，占用空間小，具有明顯的經(jīng)濟競爭力和巨大的應用前景。作為我國積極推廣的城市污水處理技術(shù)，MBR不僅在城鎮(zhèn)污水處理領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力，也非常適合用于社區(qū)中水回用及生活污水處理。

2.2超濾技術(shù)

作為一種創(chuàng)新的膜分離技術(shù)，超濾的過濾精度達到 0.01μm 級別，能夠在水處理過程中通過超濾膜的微小孔隙攔截水中粒徑大于 0.01μm 的微粒。此外，該技術(shù)對于清除水中的藻類、膠體、大分子有機物以及病原體展現(xiàn)出顯著的效果。相較于微濾膜，超濾膜的孔徑更大，因此在去除大分子有機物、病原微生物和病毒方面表現(xiàn)出更高的效率。超濾過程是依靠靜壓差驅(qū)動下進行的液態(tài)物質(zhì)分離過程，其核心作用機制是物理篩選。自20世紀70年代起，超濾技術(shù)經(jīng)歷快速的發(fā)展，并在食品加工、水資源凈化和能源工程等領(lǐng)域得到推廣和應用。

生化處理難以去除的微小懸浮物通過超濾技術(shù)能夠徹底篩除。這項技術(shù)通常作為污水生化處理的追加步驟，有效解決傳統(tǒng)技術(shù)處理成本高昂和處理效果波動的問題。它以穩(wěn)定的處理性能、自動化程度高和良好的水質(zhì)輸出而受到青睞。結(jié)合傳統(tǒng)的生化工藝，這種技術(shù)打造出更為高效的污水處理方式，在污水處理管道和污水處理站中得到廣泛的應用，其處理成效可靠且抗沖擊性強。在小型生活污水處理中，通常采用的是生物接觸氧化法，該方法具備多元的處理凈化功能，能夠?qū)崿F(xiàn)脫氧、除磷以及高效分解有機物。厭氧生物膜處理設備內(nèi)置填料作為生物膜的支撐，構(gòu)成厭氧生物濾池，該系統(tǒng)以其運行穩(wěn)定性、良好的水質(zhì)輸出、簡便的管理和維護、低廉的建造成本等優(yōu)勢而備受推崇[4]。

2.3 反消化濾池

反硝化濾床集成常規(guī)濾池的過濾效能，能夠高效去除水體中的總氮，在高級污水處理設施中占據(jù)至關(guān)重要的地位。根據(jù)不同的操作模式、濾料種類和構(gòu)造特點，反硝化濾床可分為眾多類型。該濾床是傳統(tǒng)曝氣生物濾池的改進產(chǎn)物。在我國，這種反硝化生物濾床的應用尚不廣泛，發(fā)展?jié)摿薮蟆＿^濾、生物分解以及吸附構(gòu)成該技術(shù)的核心原理，濾床填充介質(zhì)作為生物載體，營造缺氧條件，使污水流過濾床時實現(xiàn)對生物膜內(nèi)活性微生物的絮凝、生物膜生長、生物分解以及介質(zhì)的吸附和攔截，進而有效完成反硝化脫氮和其他污染物的去除。經(jīng)過優(yōu)化設計的反硝化深床過濾器是在原有V形濾池的結(jié)構(gòu)上進一步改良的產(chǎn)品。其采用的濾料為定制化的石英砂，構(gòu)成的深床結(jié)構(gòu)對于去除硝酸氮和懸浮物表現(xiàn)出卓越的性能。這種濾料介質(zhì)具備優(yōu)異的懸浮固體截留能力，在連續(xù)的反沖洗過程中，也能有效截留質(zhì)量不低于 7.3kg 的懸浮物，其具有較高的固體負荷能力，顯著縮短過濾周期，極大降低反沖洗頻率。

3城市污水處理技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1兼顧效能與經(jīng)濟性

隨著城鎮(zhèn)化進程的加速和居民生活質(zhì)量的穩(wěn)步提高，城市污水處理需求日益增長，使得污水處理設施常常面臨超負荷工作的壓力。目前，城市污水處理技術(shù)的研究持續(xù)取得進展，眾多創(chuàng)新技術(shù)被廣泛運用，但實際操作中，這些技術(shù)普遍處理效率不高，往往僅限于特定類型的污水處理。比如，僅僅擴大處理規(guī)模或增加設備數(shù)量，將會直接導致處理成本上升。因此，在探索新型技術(shù)的研究與應用過程中，尋求效能與經(jīng)濟性的平衡點，已經(jīng)成為推動污水處理技術(shù)進步的一個關(guān)鍵議題。研發(fā)過程中，要對處理效率、適用領(lǐng)域以及維護費用等方面進行綜合考量，識別技術(shù)應用的短板和改進潛力，針對性地進行技術(shù)改良[5]。

3.2 多元化及組合式發(fā)展

城鎮(zhèn)污水來源多樣，污染因子繁多，現(xiàn)階段，單一處理技術(shù)已不足以實現(xiàn)廢水的高效與優(yōu)質(zhì)處理。因此，融合多種技術(shù)手段，實施多階段工藝的聯(lián)合運作，成為提高廢水處理效能的關(guān)鍵，也是城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)進步的方向。技術(shù)探索與應用層面，要著眼于污水處理技術(shù)的跨學科融合特點，搭建跨學科研究平臺，發(fā)揮信息資源互通有無的優(yōu)勢，促進各學科資源的整合，形成強大的研究力量。在跨學科整合研究的過程中，應將理論研究與實踐應用相結(jié)合，對技術(shù)復合模式進行優(yōu)化，調(diào)整多階段工藝的操作方式，以驗證研究成果的實用性，為廢水處理系統(tǒng)構(gòu)建提供精確的科學依據(jù)和技術(shù)保障。政府部門則需要強化相關(guān)政策扶持，促進科研成果向?qū)嶋H應用的轉(zhuǎn)化，推動技術(shù)創(chuàng)新成果的產(chǎn)業(yè)化，加速新型處理技術(shù)的普及推廣，從而有效推進城鎮(zhèn)污水處理的高質(zhì)量發(fā)展，為城鎮(zhèn)污水減排做出積極貢獻。

3.3實現(xiàn)污水再生及循環(huán)利用

秉承綠色環(huán)保理念，促進污水處理后的再生和循環(huán)使用，成為城市污水處理領(lǐng)域新技術(shù)開發(fā)與應用的核心方向。污水再生利用采用恰當?shù)募夹g(shù)方法，回收污水中的有效成分，不僅提高處理效率，而且有效降低資源消耗，增加污水處理的經(jīng)濟價值。比如，融合厭氧消化技術(shù)制造生物質(zhì)燃氣，利用回收的氮、磷元素作為制作肥料的原料，將處理達標的中水作為城市綠化用水或工業(yè)循環(huán)冷卻水。資源再生利用有助于減少對新鮮水資源的需求，減輕污水排放對自然環(huán)境的壓力。因此，必須在技術(shù)層面進行深度優(yōu)化，建立健全相關(guān)產(chǎn)品規(guī)范與政策扶持體系，以促進技術(shù)的廣泛運用。

4結(jié)論

生物膜法、反滲透法、光催化法和電化學法等創(chuàng)新手段已在實際污水處理中顯示出良好的應用效果，為實現(xiàn)節(jié)水、環(huán)保目標提供新的解決方案。當前，城市污水處理技術(shù)將朝智能化、綠色化、資源化方向發(fā)展，通過提高技術(shù)水平和降低能耗，推動污水處理朝更高效、可持續(xù)的方向邁進。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷完善和政策支持的加強，城市污水處理將不僅能滿足環(huán)境保護需求，更將成為推動綠色經(jīng)濟和循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的重要力量。

參考文獻

1馬勤，毛雅芬.城市污水處理技術(shù)的進展與未來挑戰(zhàn)：以持續(xù)減排為目標[J].黑龍江環(huán)境通報，2024（3）:148-150.

2 陳陽光，戚傳程，陳柏祥.城市污水處理技術(shù)問題及處理方法[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2024(3）:148-150.

3肖林.環(huán)境工程中城市污水處理技術(shù)及運用研究[J].工程技術(shù)，2023（4）：52-55.

4 李文豪.環(huán)境工程污水處理技術(shù)研究[J].生態(tài)環(huán)境與保護，2023（3）：49-51.

5肖青.論城市污水處理技術(shù)設計及運行問題[J]山西建筑，2024（15）：187-189.