现代城市生活污水处理技术创新研究
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摘 要：这些年来，我国的城市化建设速度越来越快，城市人口激增，与此同时，城市的污水和垃圾也越来越多。与一些西方国家相比较而言，我国在处理污水方面还存在着诸多问题，处理技术比较落后，以至于每次在处理污水时，都要花费大量的财力、人力、物力，然而结果却不尽如人意。笔者结合个人实践，在本文中就如何创新城市生活污水技术，提出了相关的策略，旨在促进人类社会的和谐发展。
关键词：现代;城市生活;污水处理技术;创新
在人类发展的历史进程之中，水扮演着无比重要的角色。可以说，没有水，就没有人类，没有地球如今生机勃勃的景象。由此可见，水是多么的重要。但是随着社会的不断发展，城市建设速度越来越快，城市人口密度逐年增加，重工业的快速发展，造成了严重的水污染[1]。
1 我国城市生活污水处理的现状
1.1 污水处理技术缺乏先进性
现在，污水处理厂已经遍布全国各地，然而与发达国家相比较而言，我国的处理技术一直都处于落后的地位。我国的污水处理厂缺乏先进的设施和技术，在处理污水时，会浪费大量的时间和精力，处理质量依旧不尽如人意。
1.2 未健全市场化管理机制
很多城市的污水處理建设项目尚未市场化，靠政府主导建设，建设模式存在投资、建设、管理、使用一体化带来的效率低下、投资规模大、经费超支严重问题。有的地方虽然建立了以PPP项目模式的市场化机制，但机制仍不成熟，存在建设运营周期长、投资回报慢、部分社会组织专业运营能力不足、社会信用体系还不成熟等问题，最后导致设备更新不及时，长期处于落后的状态。同时，由于缺乏完善的机制，市场需求又快速扩大，导致污水处理行业发展畸形，最常见的就是盲目采用发达国家的处理工艺，出现“水土不服”的情况，比如乱用MBR膜技术、特殊形式的管式曝气器、空悬鼓风机等。在引进工艺和设备时，城市会花费大量的资金，一旦设施出现了问题，还需要花费更多的时间和财力去解决，严重耽误了污水处理的进度，也严重损耗城市的社会资源[2]。
1.3 缺乏先进的管理技术
我国缺乏先进的管理技术，阻碍了污水厂的健康发展。一是目前我国的污水处理厂管理大部分停留在自控化管理，即通过简单的PLC编程实现重复性、单一条件判断性管理。其方式管理粗放，运行成本高、控制范围小，随着环保要求的不断提高，该方法控制下，水质难以达到新标准要求，不能应对生产的突发变化，存在环保风险。在美国、欧洲等发达地区，早在20年前已经普及使用智能化污水处理管控系统，该系统的功能包括自动挖掘信息、自动感知异常、自动优化工艺、自动修复故障等，能实现自动闭环控制，是一个能够自主学习、自主控制、精细化管理、控制范围大的智慧系统，两者差距明显。
2 现代城市生活污水处理技术创新研究
2.1 创新工艺技术
我国目前的污水处理技术主要有生物降解法、曝气生物滤池、膜生物反应器、氧化沟法以及A20法等。2003年7月1日，我国颁布了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002），进一步提高污水处理厂出水水质标准。为应对该标准的要求，具备更强脱氮除磷和有机物去除能力的A2/O、氧化沟工艺成为了各污水厂提标改造的首选。但随着近年来，城市的快速发展及人们对环境质量需求的日益提高，北京、浙江、四川等地相继推出了更严格的地方标准。此时，单一的依靠A2/O工艺无法达到地方标准要求。进而催生出了第二次新工艺技术的升级、变革。一般来讲，提高污水的处理效率的思路主要有两种，一是提高活性污泥的量，从而提高处理效果[3]。二是提高活性污泥的质，及优选菌种，由此演变的新型工艺有：
（1）A2/O（氧化沟）+MBR，MBR是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，早期由加拿大Zenon公司首推。与A2/O工艺搭配后具备明显优势：①膜的高效分离效果远好于传统沉淀池，处理出水极其清澈，悬浮物和浊度接近于零，细菌和病毒被大幅去除。②该工艺可以在高容积负荷、低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，降低了污泥处理费用。③生物反应器内能维持高浓度的微生物量，处理装置容积负荷高，占地面积大大节省。缺点是：①膜造价高，且需要定期更换，运行维护费用高。②易出现膜污堵，运行管理难度大。③能耗高。④使用环境有限，宜用于高浓度污水处理厂，不宜用于低浓度污水处理厂。
（2）A2/O（氧化沟）+MBBR，MBBR是一种新型高效的污水处理方法，依靠曝气池内的曝气和水流的提升作用使载体处于流化状态，进而形成悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜，充分发挥附着相和悬浮相生物两者的优越性，使之扬长避短，相互补充，从而强化了活性污泥的质量和数量。与A2/O工艺搭配后具备明显优势：①容积负荷高，不增加用地面积，仅需对现有设施简单改造，污水处理能力可增加2-3倍，并提高出水水质[4]。②耐冲击性强，性能稳定，运行可靠 。冲击负荷以及温度变化对流动床工艺的影响要远远小于对活性污泥法的影响。当污水成分发生变化或污水毒性增加时，生物膜对此受力很强。③搅拌和曝气系统操作方便，维护简单 。④生物池无堵塞，生物池容积得到充分利用，没有死角。⑤灵活方便。工艺的灵活性体现在两个方面。一方面，可以采用各种池型（深浅方圆都可），而不影响工艺的处理效果。另一方面，可以很灵活地选择不同的填料填充率，达到兼顾高效和远期扩大处理规模而无需增大池容的要求。⑥使用寿命长。优质耐用的生物填料，曝气系统和出水装置可以保证整个系统长期使用而不需要更换，折旧率低。
（3）A2/O（氧化沟）+ARES技术，ARES技术以光化（合）微生物为中心，以微量元素+水合电子为辅助，构筑了生物链循环体系;集生物技术、光合作用、能量传递、微量元素、水合电子、有机物低能量转化为一体形成组合工艺。A2/O（氧化沟）接入ARES装置后，能够对原系统中的蓝藻、光合细菌为主的特定光化微生物赋能，令其在量和质上迅速提升，最终形成对原系统生物循环链的桥接，构筑形成稳定的含有光化微生物循环链的微生态体系。新的生物链，能增强污水处理系统的生物活性和有机质的生物同化程度，形成有机质的高还原位，系统生物量可达8000-10000mg/L，使得系统处理能力得到极大的提升，并能大幅削减剩余污泥。在生活污水污泥中培养出中间微生物大量吞噬污水中的丝状菌等形成脱膜断裂，易于沉淀和脱水，进而达到提高污水厂中水水质，消减污泥水分，消除厂区臭味的功效。 （4）A2/O（氧化沟）+BBR技术。BBR工艺源于日本，是一种引入芽孢杆菌优势菌种的污水处理技术。芽孢杆菌是大量存在于土壤的净化能力突出的菌种，BBR通过碟盘技术，解决了芽孢杆菌在水中生长的难题，通过与A2/O（氧化沟）结合，提高了活性污泥的处理效率：①可降解部分普通生物处理工艺难降解的COD;②可以实现低温（水温≥4℃）时的持续稳定硝化，出水氨氮稳定在1mg/L左右;③可以在碳源较低的污水中稳定实现反硝化（最低的BOD5/TN≥2即可）④增强了生物除磷的功能，特别是在高浓度含磷废水中的去除作用更大;⑤由于改变了生物相的特性，使活性污泥的沉降性能很好[5];⑥由于系统中芽孢杆菌的特殊功能，对于出水中粪大肠菌有抑制和杀灭作用，对粪大肠菌的去除效果更好。
2.2 不断更新污水处理设施
污水处理设备的更新主要形式分两类，第一类是对原有产品的性能升级，升级后能耗更低，使用寿命更长，价格更低。第二类是满足新环保要求的新设备、构筑物从无到有的全新创造。其中，水泵、鼓风机、搅拌器属于第一类，这要求污水处理企业要根据使用环境条件、财力条件、技术管理水平条件，选择适合自己的产品。高密沉淀池、反硝化深床滤池等深度处理设備、构筑物属于第二类。针对该部分设备、构筑物的选择，要求企业有较高的技术水平，一要明确新技术、设备的用途、效果;二要根据自身的需求确定种类;三要做好新设备、新构筑物的考察，特别是缺少使用案例的最新技术，应先开展试验，确定其实际使用效果。
2.3 自然循环
污水处理技术本质上模拟了大自然对污染物稀释、扩散、沉淀、氧化还原反应、水解反应、微生物降解等物理、化学、生物处理方法。在污水处理技术的发展中，不能脱离大自然的自净作用。现阶段研究证明，这种工艺的核心内容就是，通过对土壤和水田的模拟，有效地净化污水。然后再借助微生物自身的特征，全面净化和处理污水。在我国，这一工艺一直都存在着一定的局限性，比如所用地面积广、处理时间长、效率较低等[5]。所以并没有得到大量的使用。不过从一些区域的使用情况来看，该公告仍旧能够发挥出不错的处理优势，取得了良好的成绩。比如说，在处理长江流域的污水时，将陶土和木炭有效地结合起来，充分发挥两者处理污水的作用。在此基础之上，营造出良好扎实的屏障，有效隔离污水里面存在的有害物质。在这个工艺里面，陶土和木炭都是比较常见的天然资源，数量较多，价格并不昂贵，省去了不少的经济成本和时间成本。
3 结束语
我国在处理城市生活污水方面还存在着各种各样的问题，亟需解决。笔者认为，必须要不断地创新污水处理工艺，与时俱进，节能降耗，提升污水的利用率，保障生态平衡，为我国社会的健康可持续发展做贡献。
参考文献：
[1]钟灵.厌氧生物处理技术在城市生活污水处理中的应用[J].环境与发展，2018，30（12）：70-71.
[2]施小玲.节能环保技术在污水处理中的应用研究[J].中国化工贸易，2019，11（15）：132.
[3]庞红硕.出污泥而不染-记中国科学院生态环境研究中心副研究员刘文宗[J].科学中国人，2018，（4）：64-65.
[4]马伟.城市污水处理中的问题与解决措施分析[J].装饰装修天地，2017，（24）：127.
[5]曹凯.生活污水处理技术的探究[J].建筑工程技术与设计，2017，（15）：257.
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