浅谈市政给排水设计中污水处理技术

范慧忠

（山西省建筑标准设计研究院，山西太原 030053）

0 引言

市政给排水管网在城市日常运营中发挥着重要的作用，是基本的民生工程，做好给排水设计工作，合理处理污水问题，可以为人们提供一个完善的城市给排水体系，有效缓解城市发展过程中的污水污染问题，改善城市环境，提升城市的现代化发展水平。

1 污水处理的重要作用

污水不仅会对城市的生态环境造成损害，还会因长期滞留在地下管网，或暴露在空气中，而滋生出大量的病毒与细菌，污染人们的生存环境，不利于人们的身体健康。在市政给排水工程设计中，对污水进行统一处理，采取有效的排放处理措施，降低污水的污染性，可以减小污水对城市的危害，同时，借助给排水统筹兼顾的功能，同步开展污水的处理与排放工作，不仅有助于提升城市的生态环境质量，还可以节约污水处理的成本投入[1]。

2 污水的分类以及污水处理内容

按照污水的来源，可以将污水分为两类，即工业污水与生活污水。其中工业污水主要是工业生产过程中产生的污水，这种污水中含有大量的重金属污染物，直接排放会对生态环境造成极大危害；生活污水是城市居民日常生活中产生的污水，这种污水中含有较多的有机物、无机物以及混合物质。按照污染性质，可以将污水分为自然污染和人为污染两类，城市污水属于人为污染产生的污水，此类污水如果不经过处理，直接排放至自然界中，将会对生态环境造成极大的破坏，例如，工业污水的污染组分较为复杂，未经过污水处理环节，直接排放至自然界中，不仅会污染水体环境，还会影响空气及土壤环境，对自然环境及人们的生命健康造成严重威胁。

污水处理是通过先进的技术措施，清除污水中的污染物，并对污染物进行集中处理，使得排放的污水可以重复的利用，进而为城市居民的生产生活用水提供服务。现阶段，污水处理工作已经普遍应用于城市居民生产生活的各个方面，不仅市政给排水工程中包含污水处理环节，在居民日常生活、企业运营过程中也在应用污水处理技术，通过全方位的努力，提升污水排放的环保性，促进环保型社会的建设[2]。

3 常见的市政给排水污水处理技术

3.1 变频水泵控制

一般情况下，污水进入水泵后，会因污水中含有一定比例的泥砂，而导致水流的速度不断的发生变化，这会导致污水处理的质量与效率无法保证。为此，需采取有效措施，降低泥砂对污水处理工作的影响。可以采用变频控制技术，借助动态调节的方式，按照污水的流速对水泵的工作频率进行动态化的调整，这样不仅可以提升污水处理的效率与质量，还可以发挥节能的作用。

3.2 旋流沉砂池

此技术是当前较为常见的一种污水处理技术，其中沉砂池的应用可以提升污水沉淀的速度，将污水中的泥砂快速分离出来，减少污水中泥砂的含量，为后续的污水处理工序奠定基础。以往的沉砂池由于设计等原因，普遍存在沉淀时间长、沉淀速度慢等缺陷，不能对污水中的泥砂进行高效分离，无法满足市政管网的污水处理需求。旋流式沉砂池，能够规避传统沉砂池技术的缺陷，提升泥砂沉淀的速度及沉砂率，将污水中的泥砂快速分离出来，减少泥砂沉淀的时间，满足市政管网的污水处理需求，提升污水处理的效率与质量。

3.3 混凝沉淀

混凝沉淀方式主要是对污水中所含的悬浮状污染物以及胶体污染物进行处理，通过添加混凝剂，实现清除污水中浑浊物的目的。混凝剂分为高分子混凝剂、有机混凝剂、以及无机混凝剂。其中高分子混凝剂主要是指明胶、聚丙烯酰胺等物质，混凝剂投入污水中会发生一系列复杂的物理化学以及电化学反应，将水体中的胶体以及悬浮物等浑浊物质凝聚在一起，之后通过沉降设备的固液分离技术，将凝聚物与污水分离；有机混凝剂是指含有脂肪酸钠盐的表面活性物质，此类物质可以吸附于胶粒的表面，降低胶粒的电势，进而实现聚沉的效果；无机混凝剂是指石灰、明矾等物质，借助外加离子等方式，改变胶粒的电势，进而实现聚沉的效果。混凝沉淀技术的操作方法简单、效率高、稳定性好，受到从业者的普遍认可，在三级污水处理中的应用较多。

3.4 脱氮除磷

脱氮除磷技术是指MSBR 及A2/O 工艺，其中MSBR技术是对SBR 工艺的改良，此种工艺不需设置初沉池与二沉池，能够在反应器内充满恒定的液位下工作，兼具活性污泥法及SBR 技术的优势，通过微生物去除污水中所含的氮磷等元素，此方式的氮磷去除效果较好，具有较强的技术优势；A2/O 技术是当前应用十分广泛的脱氮除磷工艺，主要由沉淀池、好氧池、缺氧池、以及厌氧池等结构构成，污水通过厌氧、缺氧、以及好氧等反应器后，其中的氮磷元素会被清除，其中氮元素的去除率可达70%，磷元素的去除率可达90%，脱氮除磷的效果较好。

3.5 好氧处理

此技术主要针对污水中含有的有机物进行氧化处理，实现污水处理的目的，主要分为臭氧氧化、湿式氧化等工艺。其中湿式氧化是将空气或氧气作为氧化剂，在高压、高温的环境条件下，对污水进行处理，具有效率高、耗能少等优点，在污泥处理及工业污水处理中的应用较为广泛；臭氧氧化是将臭氧作为氧化材料，与氧气相比，臭氧的氧化能力更强，能够有效氧化污水中所含的有机物质，从而降低污水中的有机物含量。因臭氧的氧化能力较强，不仅可以氧化污水中的有机物，还可以氧化其他物质，所以，在市政污水处理中应用此技术时，应严格控制材料与设备的质量，传输管道、接触塔以及臭氧发生器等设备需使用不锈钢、玻璃等抗臭氧氧化的材料。相比于湿式氧化工艺，臭氧氧化工艺技术的性能更强，但使用成本较高，这在某种程度上制约了此技术的应用。

3.6 生物膜

生物膜技术是当前较为新兴的一种污水处理手段，其原理主要是通过生物过滤膜的特征优势，分离污水中的各类沉淀物与离子。生物膜技术分离污水中的杂质与各类离子，主要是通过调整孔隙大小实现的。相比于其他的污水处理技术，生物膜法具有诸多优势，例如，操作方法简单、污水处理效果好、效率高等，同样的其缺点也是非常明显的，生物膜的使用周期短、成本高，在市政污水处理过程中应用此技术，不仅需要大量的成本投入，还会在过滤过程中消耗大量的能耗，不适于在污水处理中广泛推广。

3.7 快速检测

在污水处理工作完成后，需要通过有效的技术手段，对污水处理的效果进行检测，检查污水处理的质量是否符合排放要求。在实际工作中，水质检测的耗时较长，且环节较多，涉及的检测工艺多，这也在一定程度上提升了污水检测的复杂性。为此，为了提升污水检测工作的效率，快速检测技术由此而出，此技术可以对污水中的相关组分进行针对性的检测，提升污水检测的质量与速度[3]。

4 市政给排水设计中污水处理存在的问题

4.1 雨水与污水未分开进行处理

在以往的污水设计方案中，未对雨水与污水进行分开处理，在降水量超过排污管网的最大排水量范围时，排污管网无法将雨水顺利排出，会使得城市出现内涝情况，对城市居民的出行造成严重影响。

4.2 污水收集与处理效率低

现阶段，部分城市存在污水收集与处理效率低等问题，这主要是由于前期规划设计不重视、对城市未来发展预见性不足、给排水管网规划不合理、污水处理水平不达标等因素造成的。设计人员在进行污水收集与处理规划设计时，过于追求技术层面的先进性，而忽略了城市的实际特点，使得设计方案的适应性与针对性不佳，不仅无法实现高效收集与处理污水的目的，甚至会产生反向效果，不利于城市污水的排出。一些城市对污水处理的重视度不足，没有设置足够的污水处理设施，使得城市污水处理能力不足。近年来，虽然人们对市政污水处理的认识不断提升，但由于技术水平不达标，使得部门城市的污水处理水平较低，无法满足城市污水处理需求。

4.3 污水资源化再利用水平较低

作为城市污水的组成部分，雨水虽然不能直接作为饮用水使用，却可以应用于绿化与消防等，因此，对污水中的雨水进行资源化利用，可以节约水资源。然而，在实际工作中，部分城市在市政给排水规划设计方案中，并未对污水中的雨水进行资源化利用设计，而是将其直接排出，或直接与污水混合，使其不再具有再利用价值。此外，污水处理厂对污水进行处理后，会产生大量的污泥，此类污泥结构中含有的氮磷钾等有机物是可以进行再利用的，在污水处理中，将污泥中的氮磷等有机物提取出来，能够提升污水资源化再利用的水平，降低污泥直接排放对环境的污染。如果这些污泥并没有得到有效的处理，污泥结构中含有的金属与病原菌等物质，会对城市生态环境造成严重污染。例如，一些城市采取焚烧的方式进行处理，而焚烧的过程中会产生很多有害的气体，对生态环境造成严重的污染；一些临海的城市，选择海洋倾倒方式，将污泥直接倾倒于海洋中，这会对海洋环境造成严重污染[4]。

5 提升市政给排水设计中污水处理效果的建议

5.1 雨污水分流

在市政给排水规划方案设计时，应将雨水与污水分流。在雨水与污水分流区域，雨水与污水管道应分开敷设，不得混接；在合流区域，应按照污水处理规划的要求，对雨水与污水管道进行分流改造；在旧城区改造时，应通过统筹规划的方式，对雨水与污水管道进行分流改造；在新建项目时，应按照相关规范要求设置雨水源头减排设施。

5.2 提高污水处理水平

5.2.1 合理规划设计污水处理系统

污水处理系统分布的合理性，决定了城市排水的质量，为了确保城市污水处理网络运行的效果，设计人员在市政给排水管网污水处理方案设计时，应根据城市实际污水处理需求，结合未来城市规划发展方向，对未来几年城市的人口增长情况进行预测，为城市污水处理系统的优化升级预留充足的空间，确保污水系统规划设计的科学性，如在污水管道直径、长度、线路的设计上，除了要考虑实际的污水处理需求外，还应结合城市的地形分布、湿度、气候等外界因素，对污水管网进行设计，防止因管道设计不合理导致的污水淤积或排放不通畅等问题。

5.2.2 积极引进先进的污水处理技术

在污水处理工作中应结合项目所在地区的经济、水质、污水回收量等具体要求，积极引进先进的污水处理技术，提升污水处理的效果。例如，为了降低污水处理成本，通常将污水集中起来进行处理，部分城市由于人口众多、占地面积大，会采取分散、集合相结合的混合模式处理污水；为了缓解城市用水紧张问题，市政给排水污水处理工程，除对城市居民生产生活废水等污水进行回收处理外，还对污水进行了二次回收利用。

5.3 做好污水资源利用

5.3.1 做好雨水资源的收集利用

雨水充沛的城市，每年的降水量很大，将其收集并回收利用，一来可以降低雨水对城市水资源的污染，二来可以通过对雨水资源的有效利用，缓解城市用水紧张。借助雨水收集系统，对雨水进行收集、消毒、截污、净化、储存处理，经过回收处理的雨水可以用于城市景观、园林等绿化浇灌，还可以用水路面洒水、消防、洗车等，提高污水中雨水资源的再利用率。

5.3.2 对污泥进行资源化再利用

市政管网污水处理后所余留的污泥中含有丰富的氮磷钾元素，将其应用于农业生产，不仅可以降低直接排放的污染，还可以实现资源的再利用，为农作物生长提供肥料。将污泥作为肥料再利用过程中，首先，应对污泥进行杀菌、杀虫、去除重金属等无害化处理，去除污泥中的重金属以及病菌等有害物质，最终使其成为优秀的土壤改良剂以及有机肥料，为农业生产、城市绿化以及园林建设提供材料。同时，污泥热能技术是一种逐渐兴起的资源再利用技术，主要是将低温环境条件下污泥的热分解特性与污水处理技术相结合，通过热解对有机物进行分解，是一种能耗低、收益高的技术，适用于大范围应用。此外，污泥的组成成分与水泥材料较为相似，对污泥进行加工与处理，可以将其转化为生态水泥，应用于建设项目[5]。

6 结语

综上所述，污水处理是市政给排水设计的重要内容，与人们的生产生活息息相关，为此，应重视设计方案中污水处理技术的应用。在方案规划设计时，设计人员应熟练掌握各项污水处理技术的使用范围与应用优势，通过雨污水分流、提升污水处理水平、强化污水资源化利用率等手段，提升市政污水处理的效果，建设完善的给排水管网，为人们提供良好的民生设施。