县城污水处理与资源循环利用的策略分析

唐俊

摘要： 本文对县城污水处理与资源循环利用的策略进行了研究， 探讨了城市化进程加速导致污水排放增加、 资源短缺和环境污染问题以及污水处理与资源循环利用的重要性， 概述了污水处理与资源循环利用的概念和原理， 认为应从传统生物处理技术、 高级生物处理技术、 膜分离技术、 其他先进技术方面进行污水处理技术选择; 在进行污水处理设施规划与建设时， 要考虑设施选址与规模确定、 设施设计与建设、 运营与维护管理等问题， 通过污水中的有机物和能源利用、 营养物和肥料利用、 水资源回收利用策略对资源循環利用; 在策略实施与效果评估时， 需要政策法规制定与支持、 技术推广与培训以及持续改进策略。通过综合运用各种技术和策略， 可以有效转化污水为资源， 促进环境保护与经济发展和谐共进， 为县城可持续发展奠定坚实的基础。

关键词： 污水处理; 资源循环利用; 厌氧消化; 再生水; 技术推广

DOI：10.12433/zgkjtz.20240813

一、  研究背景

（一）城市化进程加速导致污水排放增加

伴随着我国城镇化进程的加快， 大量的人口集聚以及产业开发使得废水排放总量急剧上升。城市化进程加快， 在带动我国经济高速发展的过程中， 对市政基础建设尤其是污水处理提出了新的要求。随着城市生活方式的改变， 城市生活垃圾日益增多， 给城市周围的水环境带来严重的危害。为此， 开发高效的污水处理与循环利用技术是我国当前面临的一个重要课题。

（二）资源短缺和环境污染问题的紧迫性

当前， 我国面临着水资源紧缺、 水质污染等严峻的环境挑战， 特别是县城及小城镇。工业生产不仅消耗了大量的水资源， 也对水环境造成了严重的影响， 已成为一个制约社会可持续发展的重要因素。如何降低资源消耗， 降低对生态环境的影响， 是一个迫切需要解决的问题。

（三）污水处理与资源循环利用的重要性

污水处理和资源循环利用是县城生活污水治理的一项重要内容。采用有效的污水处理工艺， 能够大幅度减少废水排放， 对保护水体及水环境具有重要意义。资源循环利用既能实现水源的再生， 又能降低对水源的依赖性， 还可以将废水中的有机物和营养物等进行资源化处理， 使之转化为一种能量或肥料， 实现废弃物的资源化再利用。这对解决县城经济发展中面临的资源短缺问题， 具有十分重要的现实意义。

二、 污水处理与资源循环利用的概念和原理

（一）污水处理的定义和目标

污水处理主要是通过物理、 化学和生物等手段将废水中悬浮物、 有机物、 病原体等污染物物质除去， 目的在于净化水质、 保护环境、 维护公共卫生。污水处理的首要任务是把废水转变成可以排入天然水域或其它用途的水源， 另外一个目的是提高水资源的再利用率。

（二）资源循环利用的概念和原理

所谓的资源循环利用， 就是资源再生， 是对废水、 废物中的有价值成分进行回收， 从而达到对其进行循环利用的一个过程。该理念是以循环经济为基础， 以实现对资源的最小化、 对环境污染的最小化为目标。在污水处理中， 资源循环利用主要涉及将废水中的有机物和热能转化成生物质能源、 化肥和工业用水等可重复使用的资源。

三、 城市污水处理与资源循环利用的策略分析

（一）污水处理技术选择

1.传统生物处理技术

传统生物处理技术对一般废水的治理效率较高， 但对高浓度和难以降解的有机物的处理却存在一定的困难。比如， 对于含有毒或难以分解的有机污染物的污水， 采用传统活性污泥工艺的效果并不理想。另外， 这种处理技术存在占地面积大、 处理速度慢等缺点。当污水处理厂的处理量较大或负荷较大时， 该技术的污水处理效果并不理想。为解决上述问题， 国内外学者纷纷探讨更高级的生物工艺， 例如， SBR、 MBBR等， 目的在于增强废水的净化效果， 减小占地面积， 并对废水的处理工艺进行优化。

2.高级生物处理技术

先进的生化工艺通过创新的设计与运行方式， 提高了废水的处理效能。目前， 在膜生物反应器和 SBR工艺之外， 也出现了诸如厌氧消化、 生物接触氧化等多种高级工艺， 可根据不同的废水成分进行个性化的工艺设计。厌氧消化技术是一种通过厌氧微生物将高浓度废水及污泥中的有机质转变成沼气等生物气体的技术， 不仅可以实现污泥减量， 而且可以实现能源的循环利用。采用生物接触氧化法对生物膜进行固定化， 可以有效增加微生物的负载量， 从而达到净化废水的目的。

高级生物处理技术可以极大地提升废水的净化效果及出水水质， 为实现废水的可持续性和环境友好性提供了新的思路。利用厌氧消化技术的能源回收功能， 可成为县城废水处理企业降低能源消耗、 达到能量自给的一种有效方法。

3.膜分离技术

膜分离技术是指利用一定尺寸的滤膜对废水进行有效的分离与富集， 是目前废水处理与深度净化研究中的一项关键技术。按照膜孔尺寸可将其划分为微滤、 超滤、 纳滤、 反渗透等， 各有各的适用范围与优点。其中， 微滤、 超滤等方法可有效除去较大的悬浮颗粒及微生物， 纳滤与反渗透技术则可有效除去细小的溶解性污染物和盐类。

膜分离技术具有分离效率高、 占地面积小、 可实现全过程自动化及连续操作的特点。膜技术除可改善水质、 提高水处理效率外， 还可节省能源、 减少环境影响。 因此， 该工艺在工业废水处理、 城市污水深度处理及废水资源化等方面具有广阔的前景。

4.其他先进技术

近年来， 由于科学技术的不断发展， 各种新型废水处理工艺也得到了广泛运用， 如催化氧化法、 电化学处理和湿地法等。催化氧化法是指在一定条件下， 对有机污染物进行催化氧化， 从而实现对有机污染物的高效净化。电化学法利用电解法除去废水中的杂质， 具有工艺简便等优点， 但能量消耗比较大。人工湿地是利用类似天然湿地的净化机理， 通过植物和微生物共同作用达到净化目的， 适用于流量较小、 对出水水质要求不是非常高的场景。

总而言之， 各种工艺都有其优缺点， 在选用时应从废水性质、 处理目标及经济性等方面加以考虑。

（二）污水处理设施规划与建设

1.设施选址与规模确定

在选择场地的时候， 要充分考虑到环境保护、 交通方便、 地形、 既有的基建以及将来的城市发展计划。规模的确定需基于对未来污水量的准确预测以及污水特性的分析， 确保处理设施既能满足当前需求， 对其特点进行详细的研究， 从而保证城市污水的处置能力和可扩展性。同时， 要从社会、 经济等方面综合考量， 广泛征求民意， 保证工程项目顺利进行。

2.设施设计与建设

在污水处理设施的设计与建设阶段， 既要考虑到工艺的先进性与实用性， 又要考虑到经济性与可持续发展的要求。在设计时， 要根据当地的地理环境、 气候条件及废水特性等条件， 选用适宜的治理技术及工艺。在施工时， 应注意施工质量， 保证所有构筑物和设备的稳定性、 可靠性。此外， 还要考虑到美观设计与周边环境的和谐统一， 最大限度地降低对周边环境及周边居民的干扰。

3.运营与维护管理

在运行中， 要建立严密的监测系统、 日常的维修保养方案， 并要有处理紧急事件的预案。维护管理既是对设施进行常规检查， 也是对其进行运行数据分析， 根据实际情况进行合理的优化调节， 达到最佳的治理效果。在提高企业效益与回收再利用的基础上， 通过对操作人才的培养与管理， 有利于保证设备的高效率与安全性。

（三）资源循环利用策略

1.污水中的有机物和能源利用

废水中含有丰富的有机质， 若能将其有效转换成能源， 可以达到资源回收的目的。比如， 利用厌氧消化技术， 可将废水中的污泥转变为以甲烷为主的生物气体， 用作生物质能。甲烷可以用来发电、 供暖或者作为一种工业燃料， 从而降低对化石能源的依赖。另外， 将所产生的污泥进行燃烧发电， 产生的热量也可以提供给城镇供暖。上述方法既可减少废水污染， 又可回收利用， 产生较好的经济效益与环保效果。

2.污水中的营养物和肥料利用

废水中氮、 磷等养分含量高， 若不及时治理， 将造成水质的富营养化。但若加以循环利用， 则可用作农用肥料。利用硝化/反硝化和化学沉淀等方法， 可实现对废水中氮、 磷的高效利用。比如， 通过施加化学药剂， 能将磷酸盐从废水中析出， 制成磷肥。同时， 污水中含有丰富的有机物及养分， 适当处理后还可用作有机肥或土壤改良剂。这样既能降低化肥的用量， 又能促进农作物生长。

3. 循环使用废水中的水源

城市污水处理后的再生水作为一种重要的水源， 在城市绿化、 农业灌溉、 工业及地下水源补给等方面具有重要价值。再生水的开发与应用对于解决我国缺水问题， 特别是对缺水的区域， 有着重大的现实意义。

四、 策略实施与效果评估

（一）政策法规制定与支持

在政策与法规方面， 国家有关部门从环境保护法规、 资源回收标准、 经济激励机制等方面进行支持和扶持。一方面， 通過财政补贴和税收优惠等措施， 对企业进行污水处理及再生利用等方面的投入进行激励。另一方面， 加大执法力度， 保证有关单位和企业严格按照环境保护标准要求办事。此外， 在制定相关的产业政策时， 也要考虑到科技的发展与经济的发展， 需要具备足够的灵活性和前瞻性。

（二）技术推广与培训

有关部门可以通过举办展览会、 讲座、 研讨会等形式宣传先进污水处理及回收工艺， 并鼓励企业采用新工艺新技术。企业要加强对污水处理工艺、 设备运行和维修管理等专业人员业务素质的培养。国家还可以通过鼓励合作交流和技术引进来推动中外技术的交流和融合。技术推广与培训对于促进我国污水处理与再生利用， 促进整体产业新技术的推广具有重大意义。

（三）效果评估与持续改进

在实施有关策略时， 要定期进行评价， 这样才能及时找出问题， 并加以改善。评价的主要内容应包括污水处理效果、 资源利用率、 经济效益以及对环境的影响等。评估结果将为政府制定相关的产业规划、 产业结构调整、 技术优化等提供决策支持。构建可持续发展的制度， 激励企业与组织积极开拓新的治理方式与技术， 提升我国的资源利用效率和环境保护水平。提高公众对污水处理及再生资源回收的意识， 营造一个有利于环境保护的外部氛围。

五、 结束语

本研究主要对县城污水处理及资源循环利用的策略进行研究， 提出了一套采用科学的、 合理的方式与工艺， 使其成为高附加值的能源， 从而达到环保与经济效益双赢的相关理念和做法。采用厌氧消化、 化学沉淀等技术方法， 既能实现对废水的能量与养分的有效利用， 又可大大降低对水体生态系统的富营养化影响。而且再生水的有效开发， 对解决我国缺水问题具有重大意义。实施这些策略的重点在于完善相关的法律法规， 加强技术推广和人才培养， 并不断对其进行评价和完善。为了保证我国城市污水处理与资源循环利用策略的顺利实施， 必须构建完善的城市污水治理与资源回收管理和技术支撑体系。今后， 随着科技的持续发展及全社会环保观念的提升， 县城污水及资源循环利用将呈现更加光明的发展前景， 对我国的生态文明建设具有重要意义。

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