浅谈城镇生活污水处理技术的探讨

摘　要：随着我国经济飞速发展和人们生活水平不断提高，城镇生活污水问题已成为阻碍社会经济进步的重要因素，迫切需求发展科学、经济、高效的城镇生活污水处理技术。 本文对城镇污水处理设施现状及其处理难点进行了，分析了当前污水处理技术特点，并提出了常用城镇生活污水处理的对策。 
关键词：城镇生活污水；现状；处理技术 
　　1.城镇污水处理设施现状 
　　据住建部统计，截至2012年底，全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3340座，污水处理能力约1.42亿立方米/日，全国已有648个设市城市建有污水处理厂，占设市城市总数的98.5%；累计建成污水处理厂1947座，污水处理能力约1.22亿立方米/日，全国已有1254个县城建有污水处理厂，约占县城总数的77.7%，累计建成污水处理厂1393座，处理能力2421万立方米/日。可见，虽然城镇污水处理设施的建设已经取得很大成就，一部分县城和大量的中小城镇没有污水处理厂，将来仍将有大量的城镇污水处理设施需要建设。 
　　城镇的人口规模一般在2000人以上，10万人以下，按此规模兴建的污水处理设施，既要满足环境保护排放标准的要求，也要“建的起”和“用的起”，选择适合的技术和工艺就非常关键了。很明显，研究并探讨适合城镇的污水处理技术具有深远的现实意义。 
　　1.1 发展不平衡 
　　表现在以下几点：①东西部地区污水处理能力相差较大。东部沿海省份经济发展较快，污水处理能力比中西部地区高，如东部地区的城市和县级单位污水处理能力分别比西部高出5%～6%和44%。②大中城市和县城、小城镇的污水处理能力也有明显差别，小城镇虽没有统计数据，但可以推断要低很多。 
　　1.2 配套污水排水管网建设拖后腿 
　　随着我国污水管网建设取得了长足的进步。但是，与污水处理厂的建设数量和处理能力相比，其建设速度相对滞后。2005～2012年间，城市配套管网建设的增长速度均低于污水处理能力的增长速度，年均相差3～5个百分点。县城及建制镇的管网不配套问题更加突出。总体来说，配套管网增速落后于污水厂能力建设增速约26个百分点，落后的幅度有越来越大的趋势。 
　　1.3污泥处理存在不足。 
　　①由于对污泥利用的认识存在不足，国内污泥处理处置的起步较晚，许多城市没有将污泥处置场所纳入城市总体规划，很多处理厂难以找到合适的污泥处置方法和污泥弃置场所，导致小城镇的污泥处置即最终出路存在严重问题，这将为环境污染带来巨大危害。因此，目前小城镇的污水处理厂污泥以填埋为主。由于污泥含水率高，影响填埋场的正常作业，且重金属和有毒有害有机物污染地表和地下水系统。②重水轻泥现象普遍。我国污泥处理起步较晚，且早期建设的污水处理厂普遍存在“重水轻泥”现象。目前，我国运行的污水处理厂已达到3300多座，设计处理生活污水能力达到1.42亿吨/日。产生含水率80％的污泥2000多万吨/日，但只有10％左右通过堆肥技术处理后回用到土地。另外有20％采用卫生填埋，还有少量采用焚烧、建材利用等方式进行处置。其余的70％都只是随意外运、简单填埋或者堆放，对环境造成严重影响，且抵消了部分污染减排成果。污泥处理处置能力不足、污泥处理处置设施建设和运行资金投入不足、责任主体不明、监管缺位等原因都对污水处理厂污泥的处理处置造成了直接影响。 
　　1.4 污水处理再生利用不够 
　　我国水资源短缺，且分布严重不均，进一步加剧了不少地区的水资源短缺程度。目前，正常年份全国每年缺水量400亿立方米，有400余座城市供水不足，严重缺水的城市有110座，近2/3的城市存在不同程度的缺水。但是，污水再生利用情况与水资源短缺的现状并不匹配。截至2010年底，我国形成的污水再生利用生产能力1082.1万吨/日，实际再生利用总量923万吨/日，不到全国城镇污水处理总量的10％，污水再生利用空间仍然很大。 
　　2.城镇生活污水及其处理难点 
　　城镇生活污水是指人类因维持日常生活水平而排放的污水，来源包括厨房污水、洗浴污水、化粪池污水、洗涤污水等。目前城镇生活污水处理难点主要在于是:（1）生活污水成分日益复杂，污染评价难度大，而且污染负荷随昼夜、季节发生变化，这些都对正确选择处理方法、合理设计处理工艺、准确估计处理效果以及正常维护处理设施产生很大影响；（2）随着社会经济的不断发展，污水水质也愈来愈复杂，传统的处理工艺在用地、运行费用、投资、人员专业知识等方面受到当地客观条件现在，而一些新兴的处理工艺大多建立在实验室或中试结果基础上，实际应用效果受当地自然与生态环境影响很大；（3）考虑当地社会经济发展水平等制约因素和地方保护主义等抵制因素，城镇生活污水实际处理不一定能采用最佳的处理技术和工艺。污水处理是资金密集型工程，不仅需要投巨资建设污水处理厂和相应的污水收集管网，而且污水处理厂的日常运行费用也非常高昂。此外，小城镇经济发展水平偏低，对专业技术人员的吸引力有限，也会影响污水处理厂的管理和维护工作。因此，目前绝大多数小城镇不具备建设和运行污水处理厂的经济承受能力。 
3.1 确定污水处理规模 
　　污水处理规模与城镇人口、社会经济水平、排水体制、工业废水量、规划年限、进水水质、出水水质、污水排放与再生利用、污泥的综合利用等因素有关，在确定污水处理规模时要进行全面详细的调研，要将实际情况调查清楚，不留盲点。 
　　3.2 考虑污水管网 
　　前面已经讨论了一些地方污水管网不配套的问题，要让污水处理设施真正发挥实效，就必须充分考虑管网的建设。对于已建污水处理厂，通过完善管网，解决污水管网与污水处理厂处理能力不匹配的问题，提高污水处理率和污水处理厂运行负荷。对于在建和新建的污水处理厂，要充分做好污水管网布设与污水处理厂建设规模配套的评估工作，使污水处理厂的环境效益最大化。 　　3.3 污水处理的工艺选择原则 
　　城镇污水处理工艺选择，是根据城镇水环境质量要求、来水水质情况、可供利用的技术发展状态、城镇经济状况和城镇管理运行要求等诸多方面的因素综合确立的。在已建设运营的城镇污水处理厂中，一级处理、二级处理和深度处理都占有一定的比例。鉴于我国目前面临的水环境污染严重的现实，以及水环境污染以有机型污染为主的特点。今年来在建和建成投产的城镇污水处理厂中，二级和二级以上的处理厂占绝大多数，因此城镇污水处理工艺的选择，重点是二级生物处理工艺的选择。 
　　3.4加大再生水回用力度 
　　在缺水少水的地区，应大力发展再生水回用技术，将再生水利用至工业、市政、景观等领域。采用分散与集中相结合的方式，建设污水处理厂再生水处理站和加压泵站。在具备条件的机关、学校、住宅小区新建再生水回用系统。加快建设尾水再生利用系统，鼓励回用于工业生产和市政用水等。到2015年，确保城镇污水处理设施再生水利用率达到15％以上。 
　　4.常用城镇生活污水处理的对策 
　　虽然我国城镇污水处理事业发展很快，但是许多中小城镇还没有污水处理设施，污水处理设施的建设还有很长的路要走。城镇污水处理设施的建设要考虑到当地的自然和经济条件，还要结合污水处理设施的技术特点。 
　　4.1氧化沟法 
　　工艺流程是：进水→格栅→氧化沟→二沉池→消毒池→出水。污水在氧化沟中与活性污泥接触，并在转刷处曝气，在环形沟内完成生化反应和污水的净化。氧化沟法有Carrousel沟、三沟式、一体化式、Orbal沟等多种形式。优点是：工艺简单，可省去调节池、初沉池和污泥消化池；管理方便；处理效果好；抗冲击能力强；运行费用低；但存在污泥上浮，流速不均及污泥沉积等问题。一般用于大中规模的污水处理。 
　　4.2活性污泥法 
　　工艺流程是：进水→格栅→初沉池→曝气池→二沉池→出水。其原理是是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。优点是：优点是出水效果好，BOD去除率可达90%以上，运行稳定。但一般曝气池体积大占地面积大，基建费用高，对水质、水量适应性较低，运行容易 水质、水量变化的影响。 
　　4.3生物接触氧化法 
　　工艺流程是：进水→调节池→接触氧化池→二沉池→出水。其原理是在生物反应池内充填填料，已经充氧的污水浸没全部填料，并以一定的流速流经填料。在填料上布满生物膜，污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的新陈代谢的作用下，污水中有机污染物得到去除，污水得到净化。工艺优点是池内充氧条件好，容积负荷率高；采用高效悬挂填料时不容易堵塞；不需要污泥回流系统，没有污泥膨胀问题；运行管理简单；抗冲击能力强；有节能效果，是应用广泛的污水处理技术。不足之处曝气难以做到分布均匀。填料上生物膜实际数量随BOD负荷而变。BOD负荷高，则生物膜数量多；反之亦然；生物膜量随负荷增加而增加，负荷过高，则生物膜过厚，在某些填料中易于堵塞；填料选用不当，会严重影响接触氧化法工艺的正常使用。一般多用于中小规模的污水处理站[5]。 
工艺流程是：进水→混合→曝气→沉淀→排水。主要工艺设备是SBR反应池，在池中完成进水、反应、沉淀、排水、闲置五个交替进行的周期。优点是工艺简单；处理效果好，能除氮磷；没有污泥膨胀；有抗冲击能力；占地少。缺点是自动化设备要求高，投资较大。SBR法适合中小规模污水处理以及土地紧张，但经济条件较好的地区。SBR法已发展出了各种新的形式，如ICEAS法、CASS法、DAT-IAT法、CAST法等。 
　　4.5 AB法 
　　工艺流程是：进水→格栅→沉沙池→A段曝气池→中沉池→B段曝气池→二沉池→出水。AB法不设初沉池，A段为高负荷，B段是低负荷，两段污泥分别回流，充分利用了污水管道中的微生物，为不同时期的微生物种群创造良好的生长环境。优点是抗冲击能力强；处理效果稳定，可去除氮磷。不足之处是需要两次出泥，增加了回流系统；另外A段去除较多BOD时，可能造成后面碳源不足，影响脱氮。一般用于大中规模的污水处理。 
　　4.6 再生水回用系统 
　　再生水即“中水”，其主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水。它可以用于一些水质要求不高的场合，如冲洗厕所、冲洗汽车、喷洒道路、绿化等。利用污水处理厂二级生物处理出水作为中水水源时，处理目的主要是去除水中残留的悬浮物，降低水的浊度和色度，应选用物理化学处理（或三级处理），工艺流程如下：二级出水→调节池→化学处理→过滤→消毒→中水。除了上诉方法以外，根据国内外水处理技术的发展状况，还有一些典型的中水处理工艺流程。处理方法主要有混凝沉淀或气浮、化学氧化法二氧化氯、臭氧、次氯酸钠、氯、碘化钾）、活性炭吸附法、膜处理法等，随着水处理机理研究的不断深入，新的处理方法、新的构筑物、新的处理装置和新的工艺流程会不断出现。 
　　（1）BAF法：也叫曝气生物滤池法，该流程集生物氧化和截留悬浮固体物于一体，能同时达到去除SS、COD、BOD和硝化、脱氮脱磷功效。优点是所需基建投资少，运行耗能低，出水水质好，不足是维护起来比较复杂。 
　　（2）分子生物技术：随着分子生物技术的发展和活性污泥微生物基因库的建立，极大提高了污水处理效果。未来分子生物技术在城镇生活污水处理领域应用十分乐观。 
　　（3）MBR法：即膜-生物反应器工艺，是目前被业内最看好的新兴污水处理技术之一。它有机结合了生物技术和膜分离技术，具有生化处理效率高、抗负荷冲击能力强、处理的水质稳定等特点，而且工艺占地面积小，还能够实现处理自动控制。 
　　（4）人工湿地：通过构建人工湿地系统，在湿地植物、基质和微生物共同作用，经过多层过滤，降解污染，净化水质。具有投资少、工艺简单、能耗低、维护管理方便等优点。 
　　5.结束语 
　　随着城市现代化不断发展，城镇生活污水排放量逐年增长，污水成分日趋复杂，我们应根据水污染现状采取针对性处理技术和措施，提高城市用水利用率。中国城镇污水处理技术尚处于发展阶段，面对水资源短缺，水污染严重的现状，城镇污水处理技术的发展还有很长的路要走。目前来看，城镇污水回用利用再生水是解决水资源不足水和水污染严重的一个非常有效的途径。我国今后的发展中应大力推广污水回用技术，切实利用好和保护好水资源，保证我国社会经济持续发展。 
　　参考文献： 
　　[1]胡曦明.城市生活污水处理技术的发展趋势分析[J].民营科技，2012（1） 
　　[2]何子常，宋艳芬.浅析城市生活污水处理技术方法[J]科技致富向导，2012 (6) 
　　[3]张凯松，周启星，孙铁珩.城镇生活污水处理技术[J].世界科技研究与发展，2003（10）