城镇污水处理工艺的主要污染物去除效率分析

陈泽昂

（南京索益盟环保科技有限公司，江苏 南京 210000）

通过在互联网和图书馆进行文献查阅的方式，可看出当前对于城镇污水处理工艺进行研究的文献比较多，但是将这些处理技术进行融合对比的文献相对要少一些，而针对当前城镇污水处理厂使用的全部污水处理工艺进行整体研究的文献并不多。因此，本文基于我国第二次污染调查所获得的数据作为研究的数据基础，资料包含了我国2021年所有城镇污水处理厂的数据，研究数据能够准确展现出当前城镇污水处理厂的水质处理情况。本文通过分析和梳理总结的方式得出当前多种处理方式的具体应用情况，并以此分析在多种污水处理工艺影响下，COD、氨氮两种污染物在去除率上存在的差异，希望能够促进我国城镇污水处理厂的建设与优化，为城镇污水处理研究提供参考。

1 我国污水排放以及污水处理现状

1.1 污水排放现状

目前我国的污水治理技术还面临许多问题。城镇污水以生活废水为主，包含的化学物质成分十分复杂，由此衍生出一系列水污染问题。城市发展离不开工业的发展，但是工业生产往往导致大量化学物质被排出，工业废水问题比生活污水问题更加严重。

我国城镇污水的排放量不断上升，生活污水已经成为污水处理厂处置比例较大的污水项目。居民生活污水中磷含量较高，此外，厕所废水占有很大比例，其中氨气浓度较高，通常在晚上产生。伴随着城镇社会经济的发展，未来城镇生活污水的排放量仍将随着城市建设而不断增长[2]。通过对近些年城镇污水排放量的调查可以看出，城镇污水排放量出现逐年递增的趋势，同时递增速度较快，地区之间的经济发展水平以及人口密度存在差异，导致生活污水排放量也存在差异，当前城镇污水排放量处于前三的地区为广东、江苏、山东[3]。

1.2 污水处理现状

近些年，我国城镇不断建设污水处理厂，城镇污水处理厂的处理能力也在不断加强。截止到2021年，我国共有污水处理厂2209座，每天接受处理的污水共计15743万立方米，这一数据和十年前相比有了跨越式的增长，处理厂和十年前相比增加了621座，同时每天接受处理的污水数量更是增加了4440万立方米。我国通常按照城镇地区居民日常生活污水的实际特点有针对性地选择污水处置技术，但一些城镇并未设置污水处理厂，因此污水处理设施的覆盖率仍然需要进一步提升[4]。而已建成的污水处理厂问题主要集中在缺少充足资金、日常运营存在困难、民众缺少污水处理意识等方面。

不同地区的经济水平以及实际的用水量存在较大差异，在经济比较发达的地区例如华东等地用水量相对较大，截止2021年底，华东地区已设置3065座污水处理厂，其中城市设置了703座污水处理厂，县城设置了332座污水处理厂，城镇设置了2030座污水处理厂，这些污水处理厂占到了全国整体数量的35.68%；而次之的是西南地区，截止到2021年底污水处理厂共计2111座，占到了全国污水处理厂整体数量的24.57%。最近几年，虽然我国在污水排放总量上有不同程度的降低，但是我国的污水处理数量在世界上仍然处于相对较高的水平，并且国家为了减少污水排放和提升污水处理能力也制定了很多利好政策，伴随着污水处理设施建设数量的不断增加，污水处理设施所覆盖的区域也在增加，未来我国污水处理仍然呈现向好的发展态势[5]。

2 污水处理工艺的应用

2.1 活性污泥法

活性污泥工艺是一种污水的好氧生物处理法，它的原理是利用活性淤渣实现对有机物的浓缩，同时吸附污染物并将其氧化，最后使废水中的有机物得到完全溶解。所谓的活性污泥工艺，就是将未经处理的生活垃圾放在好氧水池中，然后利用机器将它们充分搅动，再利用絮凝和吸附等物理作用，让废水迅速流入沉积池中，使污染物分离[6]。另外，采用改变池型、负载比、微生物类型等方法，可以改善活性污泥的最终处理效果。采用活性污泥工艺去除城镇污水中BOD的效果较好，去除效率可以达到95%，同时在进行污染物去除的过程中能源消耗较少。但是这种技术在进行污水处理时需要的时间相对较长，前期投入成本较高，所需要的设备数量较多，还存在占地面积较大等问题[7]。

2.2 A/O 工艺和AA/O 工艺

A/O工艺以及AA/O工艺的优势是能够快速去除水中的污染物，还能额外去除污水中的氮及磷。A/O工艺是一种采用厌氧水解技术进行废水预处理的方法，它也是一种改进的反应过程。A/O处理技术以废水中的碳和有机物质以及内源性的代谢物为碳源，其反硝化作用较为彻底，有很好的脱氮率[8]。

AA/O法是在A/O工艺流程中加入一个氧气槽，因此该反应器由三个环节组成：厌氧、低氧、好氧。废水中的磷可以在厌氧区产生一种可以吸附磷的聚磷菌，而在好氧阶段，则可以将大部分的磷都吸附到水中，同时还能够将其转化成为一些不溶性的多聚正磷酸盐，并将其快速贮存，由此达到比较理想的除磷效果。但AA/O法的污水处理效果不太理想，比较适合部分大中型城市的污水处理。

2.3 间歇性活性污泥法

分批反应污泥工艺又称为SBR工艺。随着近年来城市建设的加快，很多小规模的污水处理厂都会采用SBR技术进行污水的处理。污水按照一定的程序，依次被送到不同的反应器中进行反应，并将完成处理的水排出。SBR法不但能够快速去除污水里的杂质以及悬浮物，同时还具备非常理想的除磷效果。另外，间歇式活性污泥法还具备调节功能，能够极大减少水质和水量的波动对系统稳定性的影响[9]。SBR法处置模式简便、容易脱水，并且其运行管理可以向智能化发展，能够在无人看管的情况下工作，但需要配备精准性较高的在线监测仪器仪表。

2.4 连续循环曝气系统工艺

该技术是在SBR技术基础上发展而来。该方法在外国首先采用，为了能够将这一工艺应用在我国的污水处理上，使其能够适应国内的实际情况，中国的研究单位在实验室进行了CCAS一体化技术的仿真实验，最终研制出适合于中国城市发展的新型CCAS污水治理技术，其负荷能够提升1～2倍，除此之外还能节约30%的土地资金。该方法处理的重点是使用CCAS反应池完成氮的去除，除此之外还能够充分降解有机物和悬浮物，对BOD和COD的脱除率达到95%以上。同时，通过采用“好氧-低氧”和“好氧-厌氧”等连续操作，达到污水的脱碳-脱氮化和去除磷的需求，氮和磷的去除率可以提升到80%，同时保证各种污染物质的排放水平达到国家规定的要求，从而取得良好的经济效益，并在一定程度上提高了社会和环境的综合效益。在CCAS废水处理过程中，多个反应器同时进行间歇操作，因此需要使用电脑完成所需要的控制，对污水处理厂管理人员的技术能力也提出了较高的要求。

总的来讲，我国地域辽阔，不同地区因其所处地域的环境特征和土地资源实际分布情况存在差异，因此需要对污水处理厂布设进行合理规划。当前城镇污水处理厂应用较多的工艺主要是活性污泥法，我国当前共计有7322家城镇污水处理厂采用活性污泥法进行污水处理，占到了我国城镇污水处理厂整体工艺的81.6%，其中A2/O工艺、普通活性污泥法、氧化沟类以及A/O工艺是应用比较广泛的方式，4种应用所占比例共计占到整体应用的68.0%。

3 结论及建议

（1）城镇污水处理厂在我国集中式污水处理设施中占据的比例较高，处理能力和污水处理量分别占到86.5%和91.4%，已经成为我国进行污水及污染物治理经常使用的处理方式。我国城镇污水处理厂当前所应用的污水处理工艺多种多样，其中好氧生物处理工艺在应用中的技术主要是活性污泥法，该法在污水处理上具有较高的使用效率，占到了城镇污水处理厂整体应用的81.6%，而其中所使用的A2/O工艺和普通活性污泥法，氧化沟类以及A/O工艺等几种工艺所占整体比例达到68.0%。

（2）在城镇污水处理厂所应用的三个不同大类别的工艺里，针对COD的去除率从高至低分别是好氧生物处理工艺、厌氧生物处理工艺，稳定塘和人工湿地以及土地处理工艺；针对氨氮的去除率从高至低为好氧生物处理工艺、厌氧生物处理工艺、稳定塘和人工湿地以及土地处理工艺。活性污泥法中涉及到的多种小类工艺和其他多种不同的工艺类型，针对COD以及氨氮都能够起到非常理想的去除效果。

（3）污水处理厂依证监管是当前排污许可执行的关键内容，在排污许可标准按照地区政策执行的同时，证后管理也需要按照地区的实际施策执行。针对处于优先保护单元以及重点监督和管理控制单元的企业，相关部门需要增加证后监管执法的次数，还需要增加检查内容；现场执法时，相关人员需要对排污许可证规定提到的许可事项以及具体的执行情况展开逐一检查。针对进行一般管理和控制的企业，执法需要进行以书面检查为重点，现场检查为辅助的基本监督和管控方式，书面检查排污许可证所提到的申请资料；此外还需要对排污单位当前的不足进行检查，以及对以往整改内容和经过整改之后的情况进行深入调查，通过对资料进行审核的方式找出存在的不足之处；针对现场需要制定执法相关的检查表，在现场对重点进行详细核实及资料检查，及时找出存在的问题，快速、有序地完成现场相关的执法工作，并尽可能减少监督管理过程的成本。

4 结语

城市生活垃圾的治理历来是人们十分关心的问题，所以我们必须通过提高污水及污染物的处置效率，从根 本上解决我国的缺水问题，并大力发展高品质、高效率的污水治理技术，持续提升环保水平，为环保事业发展做出贡献。