基于对生态环境的保护论污水处理中的污水处理工艺

郭洁贞

摘 要：随着城市化进程加快，城市污水产生量随之增加，我国对城市环境保护和治理提出了更高要求，至少要满足现行污水处理厂出水水质A级标准，以保障我国城市居民用水安全。文章以实际工程为例，对城市污水处理厂污水处理工艺进行进一步研究优化，以期切实提高污水处理效率和质量。

关键词：城市；污水处理；处理工艺

一、污水处理厂存在的问题

工业废水和生活污水必须经过污水处理厂的处理才能够让人们使用。但是,现在我国的污水处理厂都存在这很大的问题。2008年,由国家建设部的统计数据可以看出,我国的城市污水处理厂运行效率不足70%。大部分城市污水处理厂都存在着设备老旧、出水水质不高、能耗高、工艺落后等问题。目前污水处理技术大都采用生物法和化学法。但是这种处理技术不能够很好的进行污水处理,出水水质达不到国家的标准。在国外的绝大多数处理厂用的是A/O、A2/O法和传统活性污泥法。这种处理技术与生物法和化学法相比,前者的能耗低,投资小、能够处理污水中较多的污染物并且出水水质能够达到国家的标准。

国家发布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中更加详细的规定了排放标准。和原有标准相比,新标准很明显的提高了对难降解物质的去除的要求,对污水中氮、磷,氨的去除又重新定义了标准。必须对污水处理厂进行工艺改造和设备改换,使得污水的排放能够到达新的排放标准的要求。随着我国经济的不断发展,城市化进程不断加速。与此同时,城市化建设引发了一系列生态环境遭到破坏问题,而污水则是环境问题中最关键的一个问题。该问题一出现就得到了社会的广泛关注。目前看来,虽然在污水处理技术等方面有了一定发展,但当前污水处理厂在污水处理方面仍存在很多问题,污水处理在技术方面仍有很多地方需要改进。文章根据污水处理厂的技术,对污水处理节能技术进行一定的分析。

近些年，我国污水排放总量持续增加，2015年仅为466.62亿立方米，到2019年，增长至554.65亿立方米，城市污水处理厂数量激增，到2019年底，增长至2471座，同比增长6.5%，污水处理量持续攀升，污水处理率高达96.81%。城市污水成分复杂，具有涉及面广、来源多、体量大、分散杂乱等特点，倘若未经处理直接排放，将造成严重水污染，甚至危及居民身体健康。污水处理厂中污水处理工艺繁多，过程复杂，在水质达标处理中发挥关键作用。文章对这些处理工艺工作原理、性能及应用效果进行分析，结合实际使用条件，选择适宜处理工艺。

1 工程案例

某城市污水处理厂位于城市郊区，位于整个污水主管道最低出水位置，占地面积为18公顷，该厂三期每天可处理98000m3污水，出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中一级 A 排放标准，污水处理厂中设置有一级处理、二级处理、三级处理三个环节，包含沉淀池、AAO生物池、滤布滤池以及接触消毒池等多个流程，同时采用板框脱水机处理污泥。

2 城市污水处理厂的污水处理工艺

2.1 一级处理环节

一级处理环节一般采用物理处理法进行沉淀、筛滤，实现固液分离，将污染物从污水中分离出来，是二级处理环节的预处理环节，主要构筑物有旋流沉砂池、粗格栅、细格栅、进水泵房[1]。该污水处理厂建有回转式粗格栅及地下钢筋混凝土矩形集水池，粗格栅兼具为20mm，流速为0.9m/s，进水泵房中安装有5台潜污泵；建有转鼓细格栅3台，间距为6mm，流速与粗格栅一致，与旋流沉砂池合建。

2.2 二级处理环节

二级处理环节属于核心处理环节，是污水的生化处理环节，主要目的是去除不可沉悬浮物和溶解性可生物降解有机物，处理工艺较为多样，包含活性污泥法、生物膜法、氧化塘法及土地处理法四类，主要构筑物有二沉池、生物池、配水井、回流污泥泵房等。

目前，活性污泥法是较为普遍的一种污水处理方法，也称CASS工艺，本质上是借助活性污泥的应用价值将有机污染物分解，再利用吸附和氧化分解作用将生物固化分流的一种技术，在这一过程中，通过微生物和污泥的相互作用，会逐渐生成污泥絮凝物，微生物群落就能落实吸附和氧化有机物的能力[3]。活性污泥法有多种处理工艺，传统活性污泥法、SBR处理工艺、吸附降解处理工艺、氧化沟法、缺氧-好氧法和厌氧-缺氧-好氧处理法等，具体工艺原理如下：

（1）传统活性污泥法建设面积大，处理耗时长，维护和管理工作难度较大；

（2）间歇活性污泥法（SBR），建设面积小，可操作性强，出水水质好，运行维护也较为简单，主要在同一个污水池中完成进水、曝气、沉淀和排水等流程以达到污水处理目的，但不适用污水量大的城市；

（3）吸附降解处理工艺，是从传统活性污泥法上优化而来的，需要将曝气池按照进水方向划分为A、B两段，在A段沉淀后进入B段，对A段污泥沉淀和生化作用有较高要求；

（4）氧化沟法，有卡鲁塞尔型、奥伯尔氧化沟、双沟式、三沟式等多种形式，沟内采用独特循环型流道、设置弧形导流墙，同时，设置了表面曝气设备，兼具对混合液的充氧和推流功能，具有较高脱氮除磷能力，产生污泥量少，也是较常使用的一种活性污泥处理方法；

（5）缺氧-好氧法和厌氧-缺氧-好氧（AAO）处理法，有机物处理率高，主要利用不同功能区域中包含的微生物群落，将污水中的污染物去除，使废水达标的一种工艺，这是目前应用最简单也最有效的一种生物脱氮除磷工艺，功能分区简洁、操作简单，剩余污泥少，在国内外应用十分广泛[4]。本工程案例中的城市污水处理厂选用水解酸化+改良AAO工艺，水解酸化作用能够将可生化性很差的某些高分子物质和不溶性物质降解为小分子物质和可溶性物质，提高BOD5/CODCr值；采用多模式AAO生物池池型，属于半地下钢筋混凝土池，包含厌氧区、缺氧区、好氧区三个不同区域，其水力停留时间分别为1.5h、8.0h、14.8h，有效池容为48510m3，污泥浓度设计为3500mg/L，并安装有立式搅拌器等设备。

2.3 三级处理环节

三级处理环节，又称深度处理，是在一二级处理基础上，用物理化学方法进一步处理的环节，主要任务是控制富营养化和重新回用，主要处理工艺有常规工艺、MBR技术和LM深度处理技术，其中，常规处理工艺是在生物处理工艺之后增加混凝、过滤、消毒等处理工艺，如砂滤、膜滤、液氯、臭氧消毒等，这些方式水处理成本较低，经济上可行性强。本工程采用磁混凝沉淀+臭氧消毒，加入磁粉，与污染物絮凝成一体，继而生成密度更大、更结实的絮体，达到高速沉降的目的，随后通过臭氧进一步氧化水中难降解污染物并进行消毒，臭氧投加量设计为20mg/L。

MBR技术，即膜生物反应器技术，利用了膜分离的选择性和高效性、生物处理工程有效性，实现污水中有害物质的最大化去除，能够替代活性污泥法中的二沉池，减少传统工艺处理技术中的大量环节，具有降低投资成本，提升出水质量的优势。

LM深度处理技术，是一种新型生态处理工艺，主要工艺流程为生物厌氧池、封闭好氧池、开放好氧池、澄清池、人工湿地、UV消毒、蓄水池、回用，在原有厌氧池和好氧池的基础上增加了曝气氧化塘和高效湿地两个深度处理单元，具有运行成本低、管理方便、剩余污泥少，出水水质可达到生活杂用水标准的优势，还具有美化景观的功能。

3 结束语

综上所述，在城市环境和城市用水标准日益严格趋势下，当前我国污水处理的经济效益中,有必要在保证污水处理厂正常运作的同时合理地降低能源消耗。城市污水处理厂应当加强对污水处理技术的研究应用，以文章中提到的处理厂为例，为确保出水水质满足国家标准，需要结合实际情况，加强对一级处理环节、二级处理环节、三级处理环节中处理工艺的控制，采用适宜工艺和设备处理污水。

参考文献:

[1]于成文. 城市污水处理厂污水处理方法探讨[J]. 中国化工贸易, 2018, 10(002):165.

[2]郭一锋, 步宁, 马秀巧. 城市污水处理厂污水处理工艺及安全运行问题探析[J]. 建筑工程技术与设计, 2018, 000(029):3692.

[3]张冰, 吴林蔚, 文湘华. 全国城市污水处理厂中微生物群落的溯源分析[J]. 环境科学, 2019(8):3699-3705.