城鎮(zhèn)污水處理工藝的主要污染物去除效率分析

陳澤昂

（南京索益盟環(huán)?？萍加邢薰?，江蘇 南京 210000）

通過在互聯(lián)網(wǎng)和圖書館進(jìn)行文獻(xiàn)查閱的方式，可看出當(dāng)前對(duì)于城鎮(zhèn)污水處理工藝進(jìn)行研究的文獻(xiàn)比較多，但是將這些處理技術(shù)進(jìn)行融合對(duì)比的文獻(xiàn)相對(duì)要少一些，而針對(duì)當(dāng)前城鎮(zhèn)污水處理廠使用的全部污水處理工藝進(jìn)行整體研究的文獻(xiàn)并不多。因此，本文基于我國(guó)第二次污染調(diào)查所獲得的數(shù)據(jù)作為研究的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，資料包含了我國(guó)2021年所有城鎮(zhèn)污水處理廠的數(shù)據(jù)，研究數(shù)據(jù)能夠準(zhǔn)確展現(xiàn)出當(dāng)前城鎮(zhèn)污水處理廠的水質(zhì)處理情況。本文通過分析和梳理總結(jié)的方式得出當(dāng)前多種處理方式的具體應(yīng)用情況，并以此分析在多種污水處理工藝影響下，COD、氨氮兩種污染物在去除率上存在的差異，希望能夠促進(jìn)我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)與優(yōu)化，為城鎮(zhèn)污水處理研究提供參考。

1 我國(guó)污水排放以及污水處理現(xiàn)狀

1.1 污水排放現(xiàn)狀

目前我國(guó)的污水治理技術(shù)還面臨許多問題。城鎮(zhèn)污水以生活廢水為主，包含的化學(xué)物質(zhì)成分十分復(fù)雜，由此衍生出一系列水污染問題。城市發(fā)展離不開工業(yè)的發(fā)展，但是工業(yè)生產(chǎn)往往導(dǎo)致大量化學(xué)物質(zhì)被排出，工業(yè)廢水問題比生活污水問題更加嚴(yán)重。

我國(guó)城鎮(zhèn)污水的排放量不斷上升，生活污水已經(jīng)成為污水處理廠處置比例較大的污水項(xiàng)目。居民生活污水中磷含量較高，此外，廁所廢水占有很大比例，其中氨氣濃度較高，通常在晚上產(chǎn)生。伴隨著城鎮(zhèn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，未來城鎮(zhèn)生活污水的排放量仍將隨著城市建設(shè)而不斷增長(zhǎng)[2]。通過對(duì)近些年城鎮(zhèn)污水排放量的調(diào)查可以看出，城鎮(zhèn)污水排放量出現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)，同時(shí)遞增速度較快，地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及人口密度存在差異，導(dǎo)致生活污水排放量也存在差異，當(dāng)前城鎮(zhèn)污水排放量處于前三的地區(qū)為廣東、江蘇、山東[3]。

1.2 污水處理現(xiàn)狀

近些年，我國(guó)城鎮(zhèn)不斷建設(shè)污水處理廠，城鎮(zhèn)污水處理廠的處理能力也在不斷加強(qiáng)。截止到2021年，我國(guó)共有污水處理廠2209座，每天接受處理的污水共計(jì)15743萬立方米，這一數(shù)據(jù)和十年前相比有了跨越式的增長(zhǎng)，處理廠和十年前相比增加了621座，同時(shí)每天接受處理的污水?dāng)?shù)量更是增加了4440萬立方米。我國(guó)通常按照城鎮(zhèn)地區(qū)居民日常生活污水的實(shí)際特點(diǎn)有針對(duì)性地選擇污水處置技術(shù)，但一些城鎮(zhèn)并未設(shè)置污水處理廠，因此污水處理設(shè)施的覆蓋率仍然需要進(jìn)一步提升[4]。而已建成的污水處理廠問題主要集中在缺少充足資金、日常運(yùn)營(yíng)存在困難、民眾缺少污水處理意識(shí)等方面。

不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平以及實(shí)際的用水量存在較大差異，在經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)例如華東等地用水量相對(duì)較大，截止2021年底，華東地區(qū)已設(shè)置3065座污水處理廠，其中城市設(shè)置了703座污水處理廠，縣城設(shè)置了332座污水處理廠，城鎮(zhèn)設(shè)置了2030座污水處理廠，這些污水處理廠占到了全國(guó)整體數(shù)量的35.68%；而次之的是西南地區(qū)，截止到2021年底污水處理廠共計(jì)2111座，占到了全國(guó)污水處理廠整體數(shù)量的24.57%。最近幾年，雖然我國(guó)在污水排放總量上有不同程度的降低，但是我國(guó)的污水處理數(shù)量在世界上仍然處于相對(duì)較高的水平，并且國(guó)家為了減少污水排放和提升污水處理能力也制定了很多利好政策，伴隨著污水處理設(shè)施建設(shè)數(shù)量的不斷增加，污水處理設(shè)施所覆蓋的區(qū)域也在增加，未來我國(guó)污水處理仍然呈現(xiàn)向好的發(fā)展態(tài)勢(shì)[5]。

2 污水處理工藝的應(yīng)用

2.1 活性污泥法

活性污泥工藝是一種污水的好氧生物處理法，它的原理是利用活性淤渣實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物的濃縮，同時(shí)吸附污染物并將其氧化，最后使廢水中的有機(jī)物得到完全溶解。所謂的活性污泥工藝，就是將未經(jīng)處理的生活垃圾放在好氧水池中，然后利用機(jī)器將它們充分?jǐn)噭?dòng)，再利用絮凝和吸附等物理作用，讓廢水迅速流入沉積池中，使污染物分離[6]。另外，采用改變池型、負(fù)載比、微生物類型等方法，可以改善活性污泥的最終處理效果。采用活性污泥工藝去除城鎮(zhèn)污水中BOD的效果較好，去除效率可以達(dá)到95%，同時(shí)在進(jìn)行污染物去除的過程中能源消耗較少。但是這種技術(shù)在進(jìn)行污水處理時(shí)需要的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，前期投入成本較高，所需要的設(shè)備數(shù)量較多，還存在占地面積較大等問題[7]。

2.2 A/O 工藝和AA/O 工藝

A/O工藝以及AA/O工藝的優(yōu)勢(shì)是能夠快速去除水中的污染物，還能額外去除污水中的氮及磷。A/O工藝是一種采用厭氧水解技術(shù)進(jìn)行廢水預(yù)處理的方法，它也是一種改進(jìn)的反應(yīng)過程。A/O處理技術(shù)以廢水中的碳和有機(jī)物質(zhì)以及內(nèi)源性的代謝物為碳源，其反硝化作用較為徹底，有很好的脫氮率[8]。

AA/O法是在A/O工藝流程中加入一個(gè)氧氣槽，因此該反應(yīng)器由三個(gè)環(huán)節(jié)組成：厭氧、低氧、好氧。廢水中的磷可以在厭氧區(qū)產(chǎn)生一種可以吸附磷的聚磷菌，而在好氧階段，則可以將大部分的磷都吸附到水中，同時(shí)還能夠?qū)⑵滢D(zhuǎn)化成為一些不溶性的多聚正磷酸鹽，并將其快速貯存，由此達(dá)到比較理想的除磷效果。但AA/O法的污水處理效果不太理想，比較適合部分大中型城市的污水處理。

2.3 間歇性活性污泥法

分批反應(yīng)污泥工藝又稱為SBR工藝。隨著近年來城市建設(shè)的加快，很多小規(guī)模的污水處理廠都會(huì)采用SBR技術(shù)進(jìn)行污水的處理。污水按照一定的程序，依次被送到不同的反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，并將完成處理的水排出。SBR法不但能夠快速去除污水里的雜質(zhì)以及懸浮物，同時(shí)還具備非常理想的除磷效果。另外，間歇式活性污泥法還具備調(diào)節(jié)功能，能夠極大減少水質(zhì)和水量的波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響[9]。SBR法處置模式簡(jiǎn)便、容易脫水，并且其運(yùn)行管理可以向智能化發(fā)展，能夠在無人看管的情況下工作，但需要配備精準(zhǔn)性較高的在線監(jiān)測(cè)儀器儀表。

2.4 連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)工藝

該技術(shù)是在SBR技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來。該方法在外國(guó)首先采用，為了能夠?qū)⑦@一工藝應(yīng)用在我國(guó)的污水處理上，使其能夠適應(yīng)國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況，中國(guó)的研究單位在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了CCAS一體化技術(shù)的仿真實(shí)驗(yàn)，最終研制出適合于中國(guó)城市發(fā)展的新型CCAS污水治理技術(shù)，其負(fù)荷能夠提升1～2倍，除此之外還能節(jié)約30%的土地資金。該方法處理的重點(diǎn)是使用CCAS反應(yīng)池完成氮的去除，除此之外還能夠充分降解有機(jī)物和懸浮物，對(duì)BOD和COD的脫除率達(dá)到95%以上。同時(shí)，通過采用“好氧-低氧”和“好氧-厭氧”等連續(xù)操作，達(dá)到污水的脫碳-脫氮化和去除磷的需求，氮和磷的去除率可以提升到80%，同時(shí)保證各種污染物質(zhì)的排放水平達(dá)到國(guó)家規(guī)定的要求，從而取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，并在一定程度上提高了社會(huì)和環(huán)境的綜合效益。在CCAS廢水處理過程中，多個(gè)反應(yīng)器同時(shí)進(jìn)行間歇操作，因此需要使用電腦完成所需要的控制，對(duì)污水處理廠管理人員的技術(shù)能力也提出了較高的要求。

總的來講，我國(guó)地域遼闊，不同地區(qū)因其所處地域的環(huán)境特征和土地資源實(shí)際分布情況存在差異，因此需要對(duì)污水處理廠布設(shè)進(jìn)行合理規(guī)劃。當(dāng)前城鎮(zhèn)污水處理廠應(yīng)用較多的工藝主要是活性污泥法，我國(guó)當(dāng)前共計(jì)有7322家城鎮(zhèn)污水處理廠采用活性污泥法進(jìn)行污水處理，占到了我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠整體工藝的81.6%，其中A2/O工藝、普通活性污泥法、氧化溝類以及A/O工藝是應(yīng)用比較廣泛的方式，4種應(yīng)用所占比例共計(jì)占到整體應(yīng)用的68.0%。

3 結(jié)論及建議

（1）城鎮(zhèn)污水處理廠在我國(guó)集中式污水處理設(shè)施中占據(jù)的比例較高，處理能力和污水處理量分別占到86.5%和91.4%，已經(jīng)成為我國(guó)進(jìn)行污水及污染物治理經(jīng)常使用的處理方式。我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠當(dāng)前所應(yīng)用的污水處理工藝多種多樣，其中好氧生物處理工藝在應(yīng)用中的技術(shù)主要是活性污泥法，該法在污水處理上具有較高的使用效率，占到了城鎮(zhèn)污水處理廠整體應(yīng)用的81.6%，而其中所使用的A2/O工藝和普通活性污泥法，氧化溝類以及A/O工藝等幾種工藝所占整體比例達(dá)到68.0%。

（2）在城鎮(zhèn)污水處理廠所應(yīng)用的三個(gè)不同大類別的工藝?yán)?，針?duì)COD的去除率從高至低分別是好氧生物處理工藝、厭氧生物處理工藝，穩(wěn)定塘和人工濕地以及土地處理工藝；針對(duì)氨氮的去除率從高至低為好氧生物處理工藝、厭氧生物處理工藝、穩(wěn)定塘和人工濕地以及土地處理工藝?；钚晕勰喾ㄖ猩婕暗降亩喾N小類工藝和其他多種不同的工藝類型，針對(duì)COD以及氨氮都能夠起到非常理想的去除效果。

（3）污水處理廠依證監(jiān)管是當(dāng)前排污許可執(zhí)行的關(guān)鍵內(nèi)容，在排污許可標(biāo)準(zhǔn)按照地區(qū)政策執(zhí)行的同時(shí)，證后管理也需要按照地區(qū)的實(shí)際施策執(zhí)行。針對(duì)處于優(yōu)先保護(hù)單元以及重點(diǎn)監(jiān)督和管理控制單元的企業(yè)，相關(guān)部門需要增加證后監(jiān)管執(zhí)法的次數(shù)，還需要增加檢查內(nèi)容；現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法時(shí)，相關(guān)人員需要對(duì)排污許可證規(guī)定提到的許可事項(xiàng)以及具體的執(zhí)行情況展開逐一檢查。針對(duì)進(jìn)行一般管理和控制的企業(yè)，執(zhí)法需要進(jìn)行以書面檢查為重點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)檢查為輔助的基本監(jiān)督和管控方式，書面檢查排污許可證所提到的申請(qǐng)資料；此外還需要對(duì)排污單位當(dāng)前的不足進(jìn)行檢查，以及對(duì)以往整改內(nèi)容和經(jīng)過整改之后的情況進(jìn)行深入調(diào)查，通過對(duì)資料進(jìn)行審核的方式找出存在的不足之處；針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)需要制定執(zhí)法相關(guān)的檢查表，在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)重點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)核實(shí)及資料檢查，及時(shí)找出存在的問題，快速、有序地完成現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)的執(zhí)法工作，并盡可能減少監(jiān)督管理過程的成本。

4 結(jié)語

城市生活垃圾的治理歷來是人們十分關(guān)心的問題，所以我們必須通過提高污水及污染物的處置效率，從根 本上解決我國(guó)的缺水問題，并大力發(fā)展高品質(zhì)、高效率的污水治理技術(shù)，持續(xù)提升環(huán)保水平，為環(huán)保事業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。