城市生活污水处理技术及发展趋势探索

朱 健

（上海市净化技术装备成套有限公司，上海 200120）

面对日益增多的生活污水量，若不能进行有效处理，不仅会导致水资源面临严重污染，还会使生态环境日益恶化，影响人们的身心健康。为了改变现状，相关企业和部门需合理应用污水处理技术，有效处理污水，使其达标排放，这样不仅避免了水资源的污染，还提高了城市的形象以及城市居民的幸福指数。

1 城市生活污水处理现状

1.1 污水处理技术有待提高

虽然许多城市拥有数量较多的污水处理厂，但与发达国家相比，大部分处理厂缺少先进的污水处理设施，污水处理技术和工艺比较落后，导致污水处理时间较长，而且无法保证处理后的污水达到指定标准。

1.2 缺乏健全的市场化管理机制

尽管各大城市对污水处理予以高度重视，但许多污水处理项目并未实现市场化，依然由政府负责。政府在进行项目建设时，由于管理模式比较落后，导致经常面临投资数额较高、资金严重超标的问题。部分地区积极采用PPP项目模式，但却并未收到预期的效果。在这一模式下，与之相关的机制还有待进一步完善。

1.3 管理体系不健全

许多污水厂缺乏先进的管理理念和管理技术，导致其管理模式比较粗放，污水处理的成本较高。在污水厂中，常用的管理方式是自控化管理，其主要采用PLC技术（可编程逻辑控制器）对项目进行管理，该管理模式具有一定的重复性和单一性，管理范围有限，很难保证处理后的污水水质达到新标准。而在美国等发达国家，智能化污水处理管理与控制系统已得到大范围的推广与使用。这一系统包括很多功能，可以完全实现自动化闭环控制。因此，我国污水处理厂要积极学习发达国家的先进经验，优化现有的管理体系。

2 常用的城市生活污水处理方法

2.1 膜分离法

在膜分离法中，使用具有特殊性质和功能的薄膜对液体中的部分成分进行处理，使之与液体分离。膜分离技术的类型比较多，如渗析、电渗析、反渗透、超滤等。膜分离技术的发展速度比较快，可取得良好的污水处理效果。且膜分离技术具有一定的节能性，可确保能量得到高效转化。通常，需在常温条件下进行膜分离操作。该方法由于所涉及的装置比较简单，操作较为方便，而且操作过程可得到有效的控制，因此，用于污水处理能进一步提高处理效率。然而，膜分离技术也有其自身的缺点，比如，其先进程度还有待进一步提升。而且，膜分离技术对预处理要求比较高，在处理过程中所使用的薄膜可能会面临污染和损坏，导致这一技术在污水处理中尚无法得到进一步推广[1]。

2.2 活性污泥法

在进行污水处理时，可采用活性污泥法。该方法是一种典型的好氧生物处理法，于1914年诞生于英国。目前，活性污泥法及其相应工艺在处理污水方面具有广泛的应用空间，可处理污水中的部分有机物，并利用活性污泥及时吸附水中的固体，以保证水中的有害物质得到去除。将污水与活性污泥相结合进行搅拌，然后开展曝气操作，可确保水中的有机污染物得到进一步分解。另外，技术人员在使用这一方法时，要通过不间断通入空气的方式对污水进行处理，以确保好氧性微生物迅速繁殖，从而利用这些微生物群处理污水中的有机物。传统的活性污泥法法通常要消耗较大的能量，而且运行成本比较高，涉及到一系列复杂的流程，会进一步增加管理难度。而且，该方法在处理污水时会产生许多污泥，技术人员需对这一部分污泥进行另外处理，避免其对环境造成危害。活性污泥技术的发展时间比较长，与之相关的衍生工艺较多，除了传统的处理方法之外，还包括完全混合活性污泥法、吸附与再生活性污泥法等，SBR工艺（序批式活性污泥法）以及与之相关的变形工艺。

2.3 生物膜法

生物膜法是另一种污水好氧生物处理技术，其主要利用生物滤池、生物转盘、生物流化床等设备对污水进行处理。为了进一步发挥生物膜法的作用，要保证氧气供应充足，并发挥出好氧菌、厌氧菌、真菌等一系列高度密集的微生物所构成的生态系统功能。技术人员要在专门用于处理污水的构筑物中设置微生物生长聚集载体，也可称之为填料，然后，在氧气充足的条件下，将微生物汇集于填料表面，形成一层生物膜。此时，通过微生物对水中的有机物进行相应的处理，可使污水的水质得到进一步改善，同时，生物膜的厚度也会不断增加。生物膜不会一直存在，而是会逐渐脱落，然后在填料表面形成新的生物膜，以循环往复的方式对污水进行处理。随着时间的不断推移，与生物膜法相关的工艺和设备技术水平日益提升。与传统的生物滤池相比，新型生物膜处理法不会轻易受到温度的影响，而且使用的是质量比较轻便的填料，设备的处理能力比较强，不会产生较多的污泥，方便人们进行管理。但这一方法也存在一些缺点。比如，需耗费大量的填料，投资成本比较高。经过这一方法处理后的污水内部经常存在较大的生物膜片，间或掺杂细小、琐碎的碎片，整体水质比较浑浊[2]。

3 城市生活污水处理技术的创新措施

3.1 创新污水处理工艺技术

近些年，我国对城市污水处理的排放标准提出了比较严格的要求，这意味着需对原有的污水处理技术进行改进与创新，才能保证最终的处理结果达标。因此，业内人士研究出更加先进的A2/O工艺，即厌氧-缺氧-好氧法生物脱氮除磷工艺。此外，人们对环境的要求越来越高，部分省市提出了更为严格的标准。若只采用A2/O工艺则无法保证污水达到部分地方的处理标准，因此，需对处理工艺进行再度升级和创新。常见的处理思路有两种，第一，增加活性污泥的使用量，保证污水得到更加高效的处理。第二，保证活性污泥的质量符合要求，对菌种进行集中筛选，优中选优。在这两种思路的影响下，又衍生了新的工艺。

3.1.1 A2O+MBR

MBR是一种崭新的污水处理技术，可称为膜生物反应器。将该项技术与A2O工艺相结合，可达到事半功倍的处理效果。第一，保证出水水质稳定，质量高。该项技术所具备的分离效果远高于传统沉淀池，对水进行处理后，水中的悬浮物和浊度几乎不可见，水具有极高的清澈度，而且水中的大多数细菌和病毒已被去除，其整体出水水质高于建设部颁发的《生活杂用水水质标准》（CJ-25.1-89）[3]。第二，不会产生较多污泥，避免技术人员花费大量的时间和资金对污泥进行处理。第三，相关处理装置不会占据较大面积，对环境的适应能力比较强，操作比较简单，可在任何场合使用这一技术。第四，可有效处理极难去除的有机物和氨氮物质。第五，运行管理比较便捷，可通过微机进行自动化控制。第六，可通过这一技术实现对传统处理工艺的改造。然而，该项技术也存在一定的缺点，比如，膜的成本比较高，极容易出现膜污染，而且会耗费较多的能量。

3.1.2 A2O+MBBR

MBBR又可称为移动床生物膜反应器。该项技术具有一定的创新性，克服了传统固定床反应器、流化床反应器和淹没式生物滤池等设备的某些缺点，但又具备传统生物膜法中的部分特点。利用MBBR生物膜不仅能够促进微生物迅速繁殖，还能对污水中的有机污染物进行有效降解。该项工艺操作比较方便，拥有极高的有机物去除效率，同时，还能对磷和氮进行高效处理。将MBBR与A2/O相结合，可进一步提高污水处理水平，改善水质。其可采用多种池型，且不会影响最终的处理效果。此外，MBBR的生物填料具有一定的耐用性，而且质量较高，整个系统也比较耐用，可长期使用[4]。

3.1.3 A2O+ARES

ARES生态能污水处理系统是一种新型技术组合体系，该项技术通过合理运用生物酶诱导、微量元素等内容的平衡优势，确保微生态环境中的微生物具有良好的工作环境，满足其分解、合成需求。将ARES与A2O相结合，可确保系统中的特定光化微生物获得充足能量，从而加速微生物的繁殖。微生物分解有机物后转变成活性污泥，利用载体技术将生物酶和生物酸加入经过筛选的微生物体内，形成满足特定条件的中间微生物。在光生物活化器的作用下，提高中间微生物的活性与稳定性，可对剩余的污泥进行持续、不间断的分解，将其转换成转性污泥，其中包含许多强势活性污泥。当中间微生物继续对污泥进行处理时，还会产生微生物的营养剂——高级酸，当其得到进一步转化后，就可使微生物再度充满能量。通过这种循环往复的处理方式，可确保污染物得到有效处理。

3.1.4 A2O+BBR

BBR生化工艺是一种引入芽孢杆菌优势菌种的污水处理技术。在应用这一污水处理技术时，要考虑到这一工艺的核心，即将芽孢杆菌作为主要的优势菌种。为了满足芽孢杆菌的生长条件，技术人员会结合BBR装置与BBR生化池。BBR与A2/O相结合，可确保出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。首先，要将需要处理的污水转至BBR装置中，然后，利用附着于装置载体表面的芽孢杆菌对水中的有机物等物质进行处理。BBR生化池可确保芽孢杆菌保持其自身优势，然后进一步去除污水中的物质。当处理后的水从生化池流出后，会进入二沉池之中，然后，水会与泥实现顺利分离。在确定水质达标后，可予以排放[5]。为确保芽孢杆菌的活性稳定，需提前添加相应的营养剂，促进微生物迅速繁殖。BBR工艺流程图如图1所示。

图1 BBR工艺流程图

3.2 更新污水处理设施

许多污水处理厂的设备和设施比较落后，缺乏完善的性能和先进的技术，因此，要加大投入力度，对设备进行及时更新和升级。第一，对设备的性能进行优化和更新，可使设备拥有较为明显的节能降耗效果，延长设备的使用寿命，降低设备的使用成本。第二，根据最新环保要求，购置具有环保功能的设备和构筑物。各大污水处理厂要结合自身实际情况，选择和更新相应的设备。比如，污水厂可购置水泵和鼓风机，使设备的性能得到进一步优化，在提高污水处理效果的同时，还可进一步提高企业的效益。若企业具有雄厚的实力和较高的技术能力，要根据自身的发展目标和未来发展趋势引进先进的技术和设备，如高密沉淀池和反硝化深床滤池。总之，企业要充分结合自身需求，选择相应的设备类型，并提前对市场进行考察。此外，在引进相关设备和技术时，要对设备进行调试或展开实验，确保其具有良好的功能。

3.3 合理利用自然循环技术

自然循环技术主要是通过利用大自然的规律和功能，实现对污水的有效处理，这也是保证污水处理技术得以充分发挥作用的重要原理。比如，在大自然中，污染物会得到进一步稀释、扩散和沉淀，大自然中的微生物会对各类物质进行降解和处理，将这些反应和处理方式用于治理污水可达到事半功倍的效果。根据研究表明，自然循环工艺通过对水田和土壤进行高度模拟，就可改变污水的水质。然后，发挥微生物的功效，确保污水得到进一步净化。在我国，该项技术的应用还面临一定的限制，比如，由于需要处理污水的量比较多，导致处理时间比较长，无法保证处理的高效性。然而，在实际使用的过程中，将自然循环技术用于处理长江流域污水，充分发挥出陶土和木炭的作用，可改善处理效果。由于陶土和木炭源自大自然，可实现就地取材，因此，使用成本比较低。

4 城市生活污水处理的发展趋势

随着我国人民生活质量的不断提升，污水的排放量逐年增加，城市水资源面临日益严重的污染。因此，各大城市对污水的处理具有迫切的需求，各大城市将会更加重视对生活污水的处理，制定合理的处理方案，引进先进的技术，加强对城市水环境的保护。

4.1 污水处理厂规模不断扩大

随着人民群众对环保重视程度的加深，国家对环保投入不断增加，在各大城市中，将会出现更多颇具规模的污水处理厂。这些污水厂不仅拥有先进的处理技术和设备，还可保证处理后的污水水质达到相关标准。

4.2 污水处理工艺不断改进

在污水厂的每个单元可设置不同的处理装置，引进相应的处理方法比如生物活性炭法、太阳能辅助菌群降解法等，从而突破传统处理方式的弊端，保证污水得到高效处理。

5 结语

人们对水资源的使用量不断增加，并产生许多污水。为了确保污水得到有效处理，要积极引进和开发先进的设备和技术，提高污水厂的污水处理能力，改善城市环境，保障居民的生活。