浅谈我国城市污水处理与利用

Posted 2023-01-12 城市污水处理

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随着城市规模的不断扩大和人口的增加，城市污水污染成了一大难题，严重制约许多城市可持续发展，在我国发展规划中要求城市污水集中处理率达20%，城市污水处理面临发展和挑战，
水是经济发展和社会可持续发展的一个重要因素。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR(包括CCAS 工艺)等多种工艺，以达到不同的出水要求。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚，目前城市污水处理率只有6.7%。在我们大力引起国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。
1 .目前我国城市污水处理现状
目前我国大部分城市水污染严重的主要原因之一是由于全国城市污水处理率较低，使大量的城市污水未经处理而直接外排，导致了严重的水污染，并加剧了水资源的短缺。加上随着城市化和工业化进程的加快，城市污水产量不断增大，使得水环境污染日益严重。城市污水处理的严重滞后，已经成为影响我国区域水污染防治目标实现的一个重要因素，并且严重制约了城市社会经济的可持续发展。
我国城市污水大部分通过大大小小的污水处理厂集中处理排放。城市污水集中处理使城市污水最终排入水体时符合污染物排放标准，以避免造成水污染。城市污水集中处理系统是城市的重要基础设施之一，也是防止水污染、改善城市水环境质量的重要手段，城市污水集中处理制度是保障污水处理进入良性循环的重要手段，是水环境污染得到有效的控制法律依据。加快建立一个透明、统一、公正和可预见的城市污水集中处理体系。
城市污水污泥处理和处置方面在我国还刚刚起步，与国外先进国家相比尚有较大差距。随着大量污水处理厂的投产，污泥产量将会有大幅度的增加。污泥厌氧消化的投资高，污泥处理费用约占污水处理厂投资和运行费用的20% ～ 40%.在我国仅有的十几座污泥消化池中，能够正常运行的为数不多，有些池子根本就没有运行。城市污水处理厂污泥的最终处置通常采用土地施用、陆地填埋、焚烧和海洋处置四种方式。(不能进垃圾填埋场)，由于污泥中含有有机质较多，并且含有氮、磷、钾等营养元素，因此可作为农肥利用，经过消毒后的污泥可以用于农田施用。但是要考虑污泥中的重金属元素。根据《危险废物鉴别标准——浸出毒性鉴别》进行判断，是否为危险废物。若为危险废物，应进行重金属含量和受纳的农业土壤土质进行分析论证，并提出有效去除污泥中重金属的污染防治措施。
2.城市污水处理发展方向
(1)总投资省，运行费用低。我国是一个发展中国家，经济发展所需资金非常庞大，因此严格控制总投资对国民经济大有益处。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素，是评判一套工艺优劣的主要指标之一。
(2)小型化，占地省，脱氮除磷效果好。我国人口众多，人均土地资源极其紧缺，土地资源是我国许多城市发展和规划的一个重要因素，随着我国大面积水体环境的富营养化，污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的问题。我国最新实施的国家GB18918-2002 污水排放标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》也明确规定了适用于所有排污单位，非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这就意味着今后绝大多数城市污水处理厂都要考虑脱氮除磷的问题。
(3)现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术，尤其是计算机技术和自控系统设备的出现和完善，为环保工程的发展提供了有力的支持。目前，国外发达国家的污水处理厂大都采用先进的计算机管理和自控系统，保证了污水处理厂的正常运行和稳定的合格出水，而我国在这方面还比较落后。计算机控制和管理也必将是我国城市污水处理厂发展的方向。
3.城市污水处理与利用的新理念与应用
3.1 生态透析
在广州，一种利用生态透析治理生活污水的新技术正逐渐走俏，并已在全国多个地方得到应用推广。“生态透析技术"，是根据生态学原理和系统科学原则，通过模拟自然界河流的弯曲和生物多样性，利用比表面积大的改性高分子材料作为基质，将河流大弯曲微型化，构成无数弯弯曲曲的小河流，从而创立了一个有利于微生物—浮游动物—小动物各个生物群落生态位协同匹配的生态链及生态系统。
采用生态透析污水处理技术，能实现小型化原地处理。不仅减少了污水因治理需要而产生的输送成本，彻底杜绝污水渗漏和偷排现象，而且降低了污水处理厂的处理压力，甚至不需要污水处理厂。在中山市雅乐凯茵新城小区内有着大约6000 多立方米透析的景观湖，由于没有活水无法实现湖内水循环，致使湖水又黑又臭，过往居民不得不掩面而行。利用了生态透析技术后，仅在湖边使用一间不足10 平方米的房子，放置了6 台水箱，就实现了湖水循环并进行了去污处理。
目前生态透析技术已经得到不少地方政府和专家的认同和赞赏。如珠海市政府和广州轨道交通总公司已开始全面推广应用此项技术。安徽省已有多个县也在应用推广中。此外生态透析技术在全国公交、地铁、高铁、高速公路也进入了设计推广阶段。期待国家层面重视生态透析技术的发展，生物技术治污或将掀起污水处理技术的新革命，或将能够成为今后污水污泥处理的新常态。
3.2 资源转化
污水完全可以由废物变为资源，进入污泥的有机碳大概是30%，磷占90%，还有大量氮等元素。有了技术支撑，它们就可以实现资源化处理、能源转化利用。目前因受技术与认知所困，实践效果并不理想。一方面是社会认同度不高；另一方面是制取成本较高，从污泥中提取氮做肥料，成本远高于氮肥生产，还要消耗很多能量，甚至需要使用对环境有害的溶剂等。
未来的污水处理概念厂不同于现有城市污水处理，不是把磷变成磷酸盐，而是要变被动的污染减幅处理为开发新的工艺、技术、方法和设备。概念厂的资源化处理，促进能源转化；回收磷等矿物质，特别是确保污水处理厂正常运行。技术操作之一是把污水中的碳回收成甲烷，用矿物质回收氮磷以及少量油。
另外，国内污水处理普遍存在的“重水轻泥"现象也引起了与会者的高度重视。“国外没有污泥处理设施污水处理厂的项目根本不被批准建设。我国最初建了一批有污泥处理设施的厂子，现已几乎全军覆没，仅存的几家也大多不运作，今后污泥处理技术要实现根本性突破，否则将成为污水处理的拖后腿环节。