城市污水處理合理化研究
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摘 要：人口城市化、社會工業化水平的提高，使城市水污染問題日趨嚴重。本文從水污染產生的原因出發，分析目前最為常見的城市污水處理工藝的優劣，指出不同成分城市污水的最佳處理方案，并提出應從政策管理、源頭控制、污水合理處理、中水再利用等多角度齊抓共管，才能更好地做到節約水資源，保護水環境，真正做好綠色生態環境的創建與保護。
關鍵詞：污水處理 CAST工藝 A2/O工藝 中水利用
中圖分類號：F299.24 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2019）03（b）-0129-02
隨著城市建設發展，人民物質生活水平提高，人口城市化進程中水污染問題卻層出不窮。江蘇太湖藍藻肆虐、云南滇池奇臭散發，給國人上了一次次生動的環保課。對一個健康可持續發展的城市來說，水污染問題不容忽視。水污染的重要原因之一就是城市排污，污水處理的合理規劃、設施的改造利用、效率與效果的提高，是每一位環境工作者亟需解決的一個重大課題。
1 城市污水排放的組成
城市污水主要有生活污水、工業污水和自然降水組成[1]。
1.1 生活排污
生活污水的主要來源包括居民的日常生活用水，娛樂、餐飲、服務行業用水，機構、企、事業單位辦公生活用水等，是城市污水的重要組成部分，目前生活污水量呈逐年增加趨勢。城市污水處理廠處理的對象主要是生活污水，其特點為成份相對簡單，以有機可降解成分為主，可生化降解程度高。即使污染濃度偏高，污水處理廠也能正常運行，達標排放。
1.2 工業排污
工業污水是在生產中參與工藝過程而產生的廢水、廢液，是目前造成水體污染的主要原因。工業生產的多樣化，造成工業污水成份千差萬別，其特點為難降解，污染時間長，不易生化處理，需采用特殊工藝，處理成本高，混入城市生活污水能造成污水處理廠中毒，以至癱瘓。
1.3 雨雪等自然降水
雨雪是大自然對水資源的一種補給方式。自然降水的特點是在降落過程中夾雜著空氣中的各種雜質，但含量相對較低，屬于地表Ⅳ類水，可以作為中水（城市污水、廢水經凈化處理達到國家排放標準，能在一定范圍內使用的非飲用水）用于城市建設與維護，其污染指標遠低于城市污水排放的1級A標準[2]。
2 目前常用污水處理工藝及特點
城市污水處理廠主要承擔生活污水的處理，基本上采用生化處理方法，其常見的處理工藝有SBR、CAST、A/O、A2/O四種。CAST是對SBR工藝的一種改進，它在SBR工藝基礎上增加了生物選擇器和污泥回流裝置，并對時序做了調整，從而大大提高了SBR工藝的可靠性及處理效率。A/O工藝不能達到完全脫氮，而A2/O工藝在出水初級缺氧反應器前加一厭氧反應器能有效除氮、除磷。CAST工藝和A2/O工藝是前兩種工藝的升級型，也是城市污水處理廠采用的主要工藝模式。
2.1 CAST工藝特點
CAST污水處理工藝又稱為周期循環活性污泥工藝，其特點是由四組獨立生化反應池組成一整套生化污水處理系統，依靠反應的時間差，四個反應池分別進行進水-厭氧攪拌-好氧曝氣-沉淀潷水四個過程，循環交替進行連續的污水處理。它的優點是去除COD（化學需氧量）、BOD（生化需氧量）、SS（廢水懸浮物）、氨氮、磷效率高，出水水質穩定，可有效地控制活性污泥膨脹；系統組成簡單、運行靈活，采用組合式模塊結構，方便分期建設和擴建工程；在污水進水瞬時嚴重超標時，污水處理廠只有一組反應池受到的沖擊，其他三組不受影響，污水處理廠可以維持正常工作。缺點是污水處理量不能超過設計能力，缺少調節空間；自動化程度要求高，使用設備投入較多，設備閑置率高；每組反應池都是一套獨立的污水處理系統，占地空間大，維修維護相對成本高。適用于污水處理量較少，污水水質不穩定，有少量工業污水混入的污水處理廠。
2.2 A2/O工藝特點
A2/O工藝是一種常用的二級污水處理工藝，可用于二級或三級污水處理。后續增加深度處理后，可作為中水回用，具有良好的脫氮除磷效果。其特點是在反應池的不同部分，分別進行厭氧攪拌-缺氧-好氧曝氣-出水步驟，可連續進行污水處理工作。A2/O工藝的優點是不同環境條件和微生物菌群的有機配合，能同時去除有機物、脫氮除磷；反應設備投入少，設備使用率高；不會發生污泥膨脹，沉降性較好；占地較小，維修維護成本較低。缺點是對城市污水的要求高，脫磷脫氮效果不如CAST工藝，當污水進水瞬時嚴重超標，特別是工業污水的沖擊時，可能造成反應池污泥中毒，甚至整個污水處理廠癱瘓，得重新進行污泥馴化。該工藝適合污水進水水質相對平穩，無工業污水瞬時襲擾的環境。
3 污水處理廠的選型與合理布局
城市的排水系統包括：排水用戶、排水管網、污水處理廠、排入水體。污水處理廠選型主要考慮污水管網承擔污水區域水質特點、污水量、未來發展空間等方面。合理選型對城市污水處理來說很重要。
3.1 生活污水為主
管網收集的污水以居民、商業、辦公的生活污水為主，適合采用A2/O工藝。因為該區域污水水質成份相對簡單，水質污染指標相對穩定，不會對污水處理廠產生沖擊，未來區域發展的污水量增加相對較小。根據A2/O處理工藝處理量可變的特點，能延長污水處理廠的使用時間。
3.2 生活污水與工業污水混合
管網收集的污水是生活污水與工業污水混合水，適合采用CAST工藝。因為該區域的污水水質成份復雜，水質的污染指標不穩定，經常有短時不明污染物超標排放情況發生，會對污水處理廠正常運行產生沖擊。CAST工藝四組獨立生化反應池的間歇操作，可以抵抗超標排放的沖擊。
3.3 工業污水為主
管網收集的污水以工業污水為主，基本不能采用生化方法處理，適合建立工業污水處理廠。工業污水采用化學強氧化、膜滲透等方法，處理成本高，應盡可能減少其他污水的混入，降低運行成本。 4 城市污水處理的有效策略
應將污水處理工作有效地納入到城市發展規劃、水環境治理規劃、水污染防治計劃中[3]。
城市污水處理的程度，不僅取決于城市污水處理廠，還取決于城市管網的合理化建設，以及對排水用戶的監管程度。合理的利用法律、法規，通過城市住建、環保部門的監管，才能發揮城市污水處理的最佳效果。
4.1 加強城市污水排放的監控
國務院于2014年1月1日實施了《城市排水與污水處理條例》（中華人民共和國國務院令641號），住建部于2015年1月22日，重新修訂了《城市污水排入排水管網許可管理辦法》（中華人民共和國住房和城鄉建設部第21號令），對城市污水排入污水管網有了嚴格的要求和強有力地法律保障。城市排水主管部門可以充分利用法律、法規，對排水用戶進行監管。比如餐飲業除油，醫療業殺菌、消毒，需達到城市污水排放的1級B標準[2]，才能排入污水管網；與環保部門聯手對醫療、高、重、工業污染的排水用戶建立重點排水用戶檔案，依法要求其對污水進行前期處理，并依法建立在線實時監控系統；實行“廠管”并舉，對通過管網進入污水廠的重點排水用戶的主要污染物進行管控，做到污染事故可追溯。通過從根源上控制進廠的污水水質，以保障污水處理廠的正常運行。
4.2 減少城市污水處理量
雨、污混流，加大了城市污水的處理量，不僅造成嚴重的自然資源浪費，也給污水處理廠造成了嚴重的負擔和資金浪費，是現今各個城市污水處理中普遍存在的問題。在今后的城市改擴建過程中，盡可能做到雨、污管線分流，充分利用了自然降水資源，作為中水加以合理利用，可大幅減少城市的污水處理量。
4.3 提高城市污水利用率
2002年我國相續出臺了《城市再生水利用分類》GB/T18919-2002、《城市污水再生利用，城市雜水水質》GB/T18921-2002、《城市污水再生利用，景觀環境用水水質》GB/T18921-2002、《建筑中水設計標準》GB/50336-2018等一系列國家標準，為合理的利用中水提供了技術保障。隨著城市的發展，中水利用逐步走進我們的生活，如廁所沖洗、道路沖洗、城市綠化、景觀用水、工業冷卻用水等。城市污水處理廠達標排放的污水，通過進一步深度處理形成中水，重新投入到城市的發展建設中去，具有著深遠的社會效益、經濟效益、環保效益，是利國利民造福子孫后代的有效之舉。
參考文獻
[1] 陳建明.城市污水處理存在的問題及對策[J].居舍，2018，5（下）：159-160.
[2] GB/18918-2002，城市污水處理廠污染物排放標準[S].
[3] 馮樹龍.試論城市污水處理的有效策略[J].云南化工，2018，45（6）：10-11.
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