城市污水处理工艺选择与优化

汪娇娇

摘    要：随着我国工农业生产的迅猛发展和城市化进程的加快，越来越多的环境问题开始凸显出来并且引起了人们的高度关注。这其中水污染问题尤为突出，因此通过兴建污水处理设施来实现污水的达标排放意义重大，而污水处理工艺的选择是兴建城市污水处理厂关键部分，它直接影响污水处理厂的出水水质，投资费用和运行管理等要素。但是，在我国当前的城市污水处理工艺比选研究中，还没有形成完整的工艺选择评判体系，主要基于设计人员对各工艺方案的认知，存在一定的局限性，不够客观。

关键词：污水处理;城市污水厂;工艺处理

自然界中的水资源是有限的，但是近些年来随着我国工农业生产的迅猛发展和城市化率的不断提高，向水环境中排放的工业废水和城市污水也在不断增加，由此造成水污染现象更加普遍和严重，对我国国民经济的可持续发展和人民的健康产生了极大的危害，水污染的全面治理迫在眉睫。

一、城市污水现状

城市污水主要是由居民日常生活过程中产生的污水、各工厂企业在进行生产或制造的过程中产生的废水以及雨水和受到污染的地表水构成。

城市居民日常生活中产生的污水包含家庭日常用水以及宾馆、饭店、机关、学校、商场等排放的污水，这类污水的特点是有机物含量较高。各工厂企业在生产制造过程中产生的废水包括循环冷却水、工艺废水、冲洗废水等，综合来说，这类废水排放量较大、污染物含量较高且较难处理，而且由于工业生产具有周期性，所以废水水量变化很大，这也给处理造成了一定的困难。城市降水和受污染的地表水在城市污水中占得比例较小，而且受到环境的影响较大。

二、城市污水处理工艺处理方法

所谓污水处理就是指利用各种方式和手段将污染物从污水中分离出来，或者将其转化成对环境没有危害的物质，从而使污水得到净化。主要方法有物理法、化学法、生物法。

污水的物理处理法就是指通过物理作用分离和去除污水中的不溶解的悬浮固体（包括油类）的方法，具体可分为重力分离，气浮，反渗透，离心分离，膜分离等。污水的化学处理法就是指通过投放能与污水中的有害物质发生反应的化学物质，从而使污水得到净化的方法，主要有混凝沉淀，中和，氧化还原，吸附，离子交换等。

与污水的物理和化学处理法不同，生物处理法是利用微生物来降解污水中的有机物以达到净化的目的。生物处理法是城市二级污水处理厂采用的主要工艺，它具有有机物去除率高而能耗低的优点。

1.活性污泥法

活性污泥法是以活性污泥作为处理主体的生物处理技术，活性污泥是指含大量繁殖的微生物的絮状污泥，它们通过吸附作用和自身的代谢来消除水中的有机污染物质。活性污泥法的的主要构筑物是曝气池和沉淀池，基本流程是：污水经初沉池沉淀后与回流的活性污泥一同进入曝气池，通过曝气池的曝气作用可以使污水充氧并与活性污泥充分接触，活性污泥中携带的好氧微生物将污水中的有机污染物氧化分解，然后污水进入二沉池，经沉淀后的污水外排，沉淀下来的活性污泥经过分离浓缩回到曝气池，多余污泥排出处理，活性污泥法主。

2.生物膜法

生物膜法也是废水生物处理的主要工艺之一，生物膜是指附着生长在某种载体上的微生物。当其浸没在污水中时，微生物就可以通过自身的新陈代谢作用消耗掉污水中的有机污染物，从而使污水达到净化的目的。其基本形式主要有生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池及生物流化床等。

生物濾池主要可分为普通生物滤池、塔式生物滤池和高负荷生物滤池。相较来说，普通生物滤池负荷低，占地面积大，一般适用于处理日污水量小于1000立方米的小城镇污水厂或是有机工业废水。其处理效果好，但是滤料易堵塞，产生滤池蝇，并且散发臭味，污染环境，鉴于此，其应用已经很少。高负荷生物滤池提高了负荷率，但是相应的必须限制其进水的BOD5在200mg/L以下，其采用了处理水回流等措施来稀释进水浓度、均化水质，使普通生物滤池出现的问题得到了一定程度的改善。

3.生态处理系统

稳定塘技术是用天然或由人工修成的池塘来处理污水的技术，其构造简单，易于维护管理。污水中的有机污染物通过水中微生物的代谢作用而降解。根据氧化塘内微生物代谢所需要溶解氧的来源和有机污染物降解形式的不同，氧化塘可分为好氧氧化塘，厌氧氧化塘，兼性氧化塘，曝气氧化塘。好氧氧化塘水深较浅，一般只有0.2～0.4m，塘内微生物所需的氧气主要是由水面大气复氧和藻类的光合作用提供。

生物稳定塘的主要优点是基建投资省，处理成本低，而且BOD处理效果也较好。但是占地面积大，处理效果受环境条件影响大，处理效率低，而且会产生臭气，适宜建造在气候温和且土地资源丰富的郊区。

4.污泥的处理与处置

污泥的处理与处置是污水处理中很重要的一部分，因为首先污泥中含有大量有毒、有害物质，如寄生虫卵、病原微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等。另外，污泥量大，约占处理水量的0.3%～0.5%左右（体积分数）。污水处理厂的污泥主要来自初沉池和二沉池的剩余活性污泥，以及用混凝、化学沉淀等化学方法处理废水产生的化学污泥[1]。

对污泥的处理主要是使其达到减量化、稳定化、无害化并得到综合利用，现阶段的处理方法有：①污泥脱水。减小含水率，缩小污泥体积，以便于运输和处置利用，包括污泥浓缩、自然干化、机械脱水、干燥焚烧等。②污泥消化。降解污泥中的有机物，杀灭污泥中的寄生虫卵、病原微生物等，使污泥处于稳定状态便于处置，主要有厌氧消化和好氧消化。③最终处置。如利用污泥制作建材，污泥堆肥，污泥填埋，污泥固化等。

典型的污泥处理流程包括四个阶段：第一阶段为污泥浓缩，主要用来降低污泥含水率并使之达到初步减容的目的;第二阶段为污泥消化，大量分解污泥中的有机物，稳定污泥，减少固体数量;第三阶段为污泥脱水（干化），使污泥进一步减容;第四阶段为污泥处置，采取适应当地情况的处理方式将最终的污泥进行处置或利用[2]。

三、结论

城市污水处理厂是城市的公共基础设施，投资大，运行费用高，因此在选择污水处理工艺时，为了降低投资、节省运营成本，需要对各影响因素进行科学的统筹评价。城市污水处理工艺的选择一定要从实际出发，结合当地的经济和管理水平等因素综合考量，不仅要考虑工艺的合理有效性，还要从长远的角度考虑，保证工程的可操作行和分期实施的可能性。对于污水处理工艺和污水回用技术的研究也要不断发展和创新，以适应经济发展、科技进步、环境保护的要求。

参考文献：

[1]孟刚. 城市污水处理工艺方案分析及其选择优化模型应用研究[D].天津大学，2008.

[2]王宇.城市污水处理厂工艺类型与优化选择研究[J].河南化工，2010，27（08）：34+37.