城市污水處理途徑分析

□佐志強(qiáng)

隨著城市化進(jìn)程的加快，水資源已經(jīng)成為制約城市發(fā)展的重要因素。根據(jù)城市污水的利用并參考本地水體的自凈能力來確定本地污水的處理程度及應(yīng)采取的工藝，日益成為緩解水資源緊缺的重要途徑之一。

一、城市污水處理現(xiàn)狀

城市污水主要是指生活污水，污水中合有大量有機(jī)物，如淀粉、糖類、蛋白質(zhì)等，也常含有無機(jī)鹽類的氯化物、磷酸鹽和鈉、鉀、鈣、鎂等元素。城市污水處理技術(shù)最初以生物濾池法為主。生物濾池法運行穩(wěn)定，操作方便，但因占地面積大、易產(chǎn)生臭味而被凈化效果好的活性污泥工藝所取代。而活性污泥法由于工程投資和運行費用高，加之水體富營養(yǎng)化日益嚴(yán)重，含有大量氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的城市污水的排放，使得傳統(tǒng)活性污泥法不能滿足脫氮除磷的要求，基于氧化溝法和SBR法基礎(chǔ)之上的新方法呼之欲出。

目前我國城市污水處理廠大部分以二級生物處理為主，投資巨大，能耗和運行費用較高。近年來，隨著水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重加劇，國內(nèi)現(xiàn)有的污水處理廠絕大多數(shù)不具備氮、磷脫除能力，研究和開發(fā)高效低耗的污水處理技術(shù)迫在眉睫。

二、城市污水處理途徑

(一)膜處理法

生物膜法是指從廢水中去除溶解性有機(jī)污染物的方法，其原理是利用微生物附著在介質(zhì)濾料表面而形成生物膜。在污水接觸生物膜后，溶解的有機(jī)污染物被微生物吸附轉(zhuǎn)化生成微生物細(xì)胞物質(zhì)，從而凈化水質(zhì)。該方法處理效率高、耐沖擊負(fù)荷性能好，產(chǎn)泥量低且占地面積少，便于運行管理，故被廣泛應(yīng)用于生活污水處理。

(二)城市污水強(qiáng)化一級處理

城市生活污水強(qiáng)化一級處理工藝具有投資少、提高污染物的去除率、工藝運行管理簡便靈活、處理過程穩(wěn)定可靠等特點。主要包括化學(xué)法、生物絮凝吸附法和化學(xué)——生物聯(lián)合絮凝法。

1.化學(xué)強(qiáng)化一級處理

該方法是在一級處理的基礎(chǔ)上采用絮凝劑去除污染物的方法(簡稱 CEPT)(見圖1)。該工藝流程簡單，易于操作管理，因有機(jī)絮凝劑用量少、效率高而倍受歡迎。其中以硫酸鋁、聚合氯化鋁(PAC)、石灰等應(yīng)用較為廣泛。同濟(jì)大學(xué)以鐵鹽為絮凝劑，對上海污水進(jìn)行了強(qiáng)化一級處理的小試和中試試驗研究取得了較好的效果，證明此法具有很強(qiáng)的實用性。

化學(xué)強(qiáng)化一級處理技術(shù)對SS、CODCr和BOD5處理效果較好，具有投資低廉、運行費用低、易于管理、處理過程穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。缺點是對污水中氨氮去除率較低，易產(chǎn)生沉淀污泥，加大處理難度。

2.生物絮凝吸附強(qiáng)化一級處理

該方法是指沉淀池污泥活化后再回流，利用活性污泥中微生物絮凝吸附作用去除污染物。該方法對有機(jī)物去除率較高，但對氨氮和磷去除率較低，出水達(dá)不到排放要求，一般只做為預(yù)處理，用于減輕二級處理負(fù)荷或擴(kuò)大二級處理能力。

3.化學(xué)——生物聯(lián)合絮凝強(qiáng)化一級處理

此方法以化學(xué)強(qiáng)化絮凝沉淀為主，生物絮凝沉淀為輔(見圖2)。既可減少投藥量、降低處理成本，又可減少污泥產(chǎn)生量，從而達(dá)到去除SS和TP以及CODCr和BOD5的目的。有關(guān)研究結(jié)果證明，該方法可使CODCr和BOD5去除率高達(dá)80%，SS去除率達(dá)到90%，TP可達(dá)9

(三)生物處理方法

生物脫氮是在好氧條件下，硝化細(xì)菌將污水中有機(jī)物轉(zhuǎn)化成氨氮，經(jīng)過好氧硝化細(xì)菌的硝化作用轉(zhuǎn)化為硝態(tài)或亞硝態(tài)的氮。在缺氧條件下，反硝化細(xì)菌將硝態(tài)或亞硝態(tài)的氮轉(zhuǎn)化成氮氣，從而達(dá)到脫氮的目的。研究表明，該方法對于有機(jī)物具有較高的去除率。

三、城市污水處理發(fā)展趨勢

目前，我國的城市污水處理已由“污水處理達(dá)標(biāo)排放”轉(zhuǎn)變?yōu)橐运|(zhì)再生處理為核心的“水生態(tài)修復(fù)”。大力推行以除磷脫氮為核心的二級強(qiáng)化處理技術(shù)，并增加三級處理工藝，已達(dá)到生態(tài)凈化水質(zhì)的效果。各種類型的絮凝沉淀技術(shù)，人工濕地等生態(tài)凈化處理技術(shù)等被開發(fā)并廣泛應(yīng)用于污水處理環(huán)節(jié)中，污水處理技術(shù)已由單一的污水凈化轉(zhuǎn)變?yōu)槲鬯赜?，使處理后的再生水達(dá)到較高的適用要求。例如，膜生物反應(yīng)器(MBR)作為一種新興高效的污水深度處理技術(shù)，可代替二沉池，同時還達(dá)到除菌的效果。生物膜中的生物過濾技術(shù)能有效去除二沉池出水中的大多數(shù)有機(jī)物、氮、磷，還可減少后續(xù)消毒費用，因而在回用領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。國外一些污水處理廠還利用UV紫外線消毒系統(tǒng)進(jìn)行深度處理并直接用于農(nóng)業(yè)灌溉，效果良好。

保護(hù)和節(jié)約現(xiàn)有水資源，進(jìn)一步科學(xué)、合理地開發(fā)和利用城市污水，最大效率地提高水資源的重復(fù)利用率，實現(xiàn)污水資源化，化解水資源危機(jī)，使污水回用成為城市的第二水源，必須積極研究和探索出一條符合我國國情的城市污水可持續(xù)發(fā)展之路。