新形势下污水处理技术的发展趋势探析

张友杰+白冰

【摘 要】 党的十八届三中全会明确提出要进行生态文明的建设，并对环境治理做了综合部署。污水处理技术的发展既是环境治理的重要一环，更是建设生态环境的重要内容。本文对污水处理技术的发展现状进行了说明，并就未来污水处理技术的发展趋势进行了探讨。

【关键词】 生态文明 环境治理 污水处理技术

近几十年来，我国的社会经济发展取得了重大成果，但环境保护也面临巨大的挑战，特别是水资源、水环境的污染破坏，已经成为需要迫切解决的严重现实问题，尤其是城市水污染问题，不仅关系到城市的可持续发展的问题，更是关系到广大人民群众生命健康的重大问题。由于城市水资源污染的多样化和复杂化，污水处理技术需要进行不断的创新和发展，才能对水污染的解决提供可靠的技术支持。

城市水污染主要来源于四个方面：生活污水、工业废水、被污染的雨水、其他污水。根据污水水质的不同，往往需要采用不同的方法进行处理。一是物理的方法，也就是利用物理作用来实现水质的净化，例如沉淀的方法。二是化学的方法，也就是利用污水中物质与添加的物质之间发生化学反应进行转化和分离，例如使用低分子无机（无机）絮凝剂进行污水处理。三是生物的方法。它是利用具有不同生理生化性能的微生物类群相互配合进行的物质循环过程。例如污水处理厂最常用的生物膜法。这三种方法是污水处理技术的基本思路，现在和未来污水处理技术都是在这之上的发展和创新。

1 污水处理技术的现状

在我国，大多数城市污水处理方法是生物处理的方法，这种污水处理方法具有效率高、费用低、能耗低、净化效果好以及处理过程简单等等优点。生物法又可以依据处理过程中微生物对氧环境的需求不同分为好养法和厌氧法。现在应用最为广泛的活性污泥法、生物膜法属于好氧法，而AF、UASB、EGSB等则是属于厌氧法。

（1）活性污泥法。活性污泥处理技术发展至今已经有100多年的历史，经过不断的改进和发展，已经成为世界上应用最为广泛的污水处理技术。活性污泥法以活性污泥为主体，通过曝气供氧大量繁殖微生物悬浮在污水中并对污水中的有机物进行有效降解，然后停止曝气，使得悬浮微生物群絮凝体沉淀实现水的净化目的。随着水质的复杂化，污水处理专家对传统的活性污泥法进行了不断的改进和发展，开发了许多新的处理工艺，例如百乐卡法、吸附-生物降解法（AB法）、间歇性活性污泥法（SBR）等等，这些新的处理技术不仅弥补了传统方法的不足，还大大提升了污水的净化效果，其中前两种新工艺在我国应用较为广泛。

（2）生物膜法。生物膜法通过一定技术使得微生物附着在活性或者非活性的载体表面，污水在流经载体的过程中，污水中的有机营养物被吸附，经过复杂的生物氧化作用实现对污水的净化。生物膜法在污水处理的实践中不断的发展，除了生物滤池、生物转盘等之外，还衍生出例如复合式活性污泥膜反应器、移动床生物膜反应器等等新兴生物膜处理技术。

（3）EGSB法。EGSB（即：膨胀颗粒污泥床）是比较新型的污水厌氧生物处理技术（系统）之一，厌氧生物污水处理技术既可以净化污水，还可以产生CH4等可燃气体，满足经济发展对能源的需求，在近几十年发展迅速，其中EGSB反应器具有几个独特优势：一是采用了处理水回流技术，能有效降低污水中有毒物质的浓度和毒性。二是EGSB具有很好的适用性，既可以适用于生活污水，各种浓度的工业废水，还可以用于垃圾填埋场的渗滤液以及农业废物废水的处理。近几年，EGSB技术在我国应用较广。

2 污水处理技术的发展趋势

随着城市的进一步发展，我国传统污水处理技术面临挑战。一是我国的污水处理是典型的高耗能。虽然 厌氧污泥系统可以回收部分能源，但回报率仅有可怜的3%左右，短期无法实现碳减排的要求，另外活性污泥法等在曝气等环节的节能降耗潜力有现。二是我国污水处理技术（系统）与可持续发展还有相当的差距。例如回用水往往要经过长时间的输送才能实现回用，在污水生物质能利用、氮磷回收等方面的技术研究还不足。未来污水处理技术的发展趋势在于将针对污水的不同来源分类进行处理技术进行集成、系统优化和降低运行成本，实现污水处理技术（系统）的节能、低碳、环保和可持续发展。其中传统污水处理系统进行可持续化模式的改进还将进行一段时间，例如厌氧氨氧化、磷回收以及反渗透技术将进一步得到发展，回用水的有机物、氨、磷等含量会逐步减少；通过两级高温消化、水热消化以及餐厨垃圾等方式，污水处理系统的能量回收将会进一步提升。

但是，在现有技术上的工艺升级，无法避免有机质能的消耗和二氧化碳的排放，污水处理深度工艺的建设、运行成本仍旧无法大幅减少，所以，污水处理技术的发展趋势在于寻找低碳排放、零污染循环利用的颠覆性处理系统。一是纯粹的源分离污水处理技术，通过在源头对污水进行针对性的收集和处理，摒弃了传统的污水管网，是最经济、能耗最低、资源利用最大化的污水处理技术，但在现实推广中面临技术和管理上的困难；另一个是基于“末端分离”的污水资源化处理系统（技术）。它通过在污水管末端将污水进行浓缩预处理，分别得到低浓度污水和污水浓缩液（含有丰富的有机物），前者可以通过原先的污水系统进行低耗能的处理得到高纯度净水，而后者的处理是实现污水资源化的关键，现在已经有较多的关于这方面的技术创新，例如以MBR为代表的膜技术，通过混凝和过滤技术相结合，可以对污水浓缩液中氮、氨等有机物实现有效的分离。但由于在混凝-微滤的过程中，膜本身容易受到污染，有效解决膜污染的技术还在进一步的研究之中，末端分离污水处理系统还存在一定的技术缺陷。虽然源分离和末端分离的污水处理技术实现规模化的应用还存在一些技术和管理障碍，但作为低碳、节能、环保的污水处理创新技术，是未来污水处理技术发展的方向。

3 结语

我国的环境治理面临严重挑战，现有的污水处理技术又存在诸多问题，例如高耗能、高二氧化碳排放、高建设成本等，我们需要紧跟国际污水处理技术的发展方向，积极进行技术创新，实现污水处理技术的低碳、节能和环保。

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