前言 
　 水是人類賴以生存的資源，離開(kāi)了水，人類的生產(chǎn)和生活較無(wú)法進(jìn)行。隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的快速發(fā)展，城市給水系統(tǒng)成為保證人民生活及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，在城市發(fā)展過(guò)程中，對(duì)水量和水質(zhì)的要求也在不斷的提高，這就與我國(guó)現(xiàn)階段水資源的短缺、污染、水質(zhì)和水壓的下降相互矛盾，制約了城市的經(jīng)濟(jì)建設(shè)進(jìn)程，所以為了保證城市的健康發(fā)展，我們需要對(duì)污水處理技術(shù)進(jìn)行研究。 
一、污水來(lái)源
  社會(huì)在前進(jìn)，科學(xué)技術(shù)在發(fā)展，客觀環(huán)境在不斷出現(xiàn)新情況、新問(wèn)題，因此不僅在政治思想方面要與時(shí)俱進(jìn)，科學(xué)技術(shù)也要與時(shí)俱進(jìn)，不斷調(diào)整，不斷翻新，不斷前進(jìn)。例如城市生活污水的處理，建立管網(wǎng)把污水收集起來(lái)，通過(guò)污水處理廠進(jìn)行一系列物理、生物、化學(xué)處理進(jìn)行沉淀、分解、消毒等無(wú)害化處理，達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)然后排入江河。單純從保持城市清潔、把廢物處理掉的角度評(píng)價(jià)是合理的，而且長(zhǎng)期以來(lái)也是世界各國(guó)普遍采用的方法。我國(guó)許多城市在引進(jìn)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建立了不少污水處理廠，也確實(shí)改善了城市環(huán)境，為當(dāng)代城市發(fā)展起到了積極的作用。
二、污水處理技術(shù) 
  1、活性炭吸附法
　活性炭具有極大的比表面積，其顆粒越小，比表面積越大，吸附效果越好，在微污染水的預(yù)處理中是應(yīng)用較為有效的方法。活性炭可以通過(guò)極大表面積的吸附和一部分生物降解作用有效地去除水中色度、臭味，同時(shí)可以去除水中所含的多數(shù)有機(jī)污染物以及有毒的重金屬和消毒副產(chǎn)物。研究表明活性炭固定床吸附器可以有效的去除雷瑪素活性黃染料中的溶解色度。研究了活性炭和二氧化鈦聯(lián)用技術(shù)表明，活性炭在 1 h 內(nèi)對(duì)色度的去除率可以達(dá)到90%。同時(shí)，二氧化鈦通過(guò)光催氧化作用可以對(duì)活性炭比表面吸附的有機(jī)物進(jìn)行分解，達(dá)到使活性炭可以得到再生重復(fù)利用目的。 
  2、超臨界水氧化法
　超臨界水氧化法(SCWO) 是在高溫(T≥374 ℃) 高壓(P≥221 MPa)條件下，利用超臨界水所具有的良好的溶劑化和傳輸性能，在很短的時(shí)間內(nèi)，使有機(jī)物被氧化為 H2O 和 CO2等小分子物質(zhì)。其采用 SCWO 處理酒精廠廢水，其可以將廢水中的糖漿等有機(jī)物質(zhì)完全氧化成H2O 和 CO2，而不產(chǎn)生其他物質(zhì)。SCWO是一種具有潛在優(yōu)勢(shì)的新型環(huán)保水處理技術(shù)，該技術(shù)可以不需其他組合工藝而直接把各類難降解廢水處理到中水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，而且沒(méi)有任何副產(chǎn)物產(chǎn)生，能夠達(dá)到完全降解，但是該技術(shù)需要高溫高壓等條件，對(duì)反應(yīng)設(shè)備的耐高壓和耐腐蝕要求較高，投資和運(yùn)行成本大，所以該技術(shù)的應(yīng)用還需進(jìn)一步研究。 
  3、臭氧氧化法
　臭氧是一種強(qiáng)的化學(xué)氧化劑，其可與污水中的大多數(shù)有機(jī)化合物和官能團(tuán)發(fā)生直接或間接反應(yīng)，其還可以氧化污水中不易水解的大分子物質(zhì)，使其成為可以被生物利用的小分子物質(zhì)。臭氧能很好的去除由于各種雜質(zhì)所造成的色度和異味，其對(duì)色度的去除效果要好于活性炭。同時(shí)，臭氧可以改善絮凝作用，對(duì)濁度也有很好的去除能力。臭氧可以減少由于自來(lái)水進(jìn)行加氯消毒過(guò)程中所產(chǎn)生的有毒有害副產(chǎn)物。 
  4、生物法 
　生物法是利用經(jīng)培養(yǎng)馴化的微生物新陳代謝作用來(lái)處理污水中污染物的水處理方法。生物法根據(jù)其需氧條件主要包括好氧生物法和厭氧生物法兩種方法。好氧生物法現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于處理生活和工業(yè)廢水及污水，其包括生物接觸氧化法、活性污泥法、生物膜法等；厭氧生物法其主要應(yīng)用于高濃度難降解有機(jī)廢水及污水的處理，包括上流式厭氧污泥床反應(yīng)器(UASB)、復(fù)合式生物膜反應(yīng)器以及厭氧生物膜法。生物法可以去除污水中的大多數(shù)有機(jī)污染物，其出水水質(zhì)較好，可以滿足中水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。同時(shí)，生物法一般處理規(guī)模大、集約化程度高，對(duì)水中的污染物有較高的去除效率，其已被廣泛用于城市二級(jí)污水處理以及工業(yè)廢水的終端處理中，尤其是在污水回用中，生物法有著極其重要的地位。 
  5、混凝—沉淀—過(guò)濾組合法。
　以混凝—沉淀—過(guò)濾組合工藝處理地表水和微污染水源以及市政污水處理廠的二級(jí)出水，出水水質(zhì)品質(zhì)高，可以很好的達(dá)到中水回用的標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合某供水能力為 1*105 m3/d 的再生水廠的實(shí)際運(yùn)行情況，采用混凝—沉淀—過(guò)濾工藝處理市政污水處理廠的二級(jí)出水，該工藝的出水 COD，SS 和 TP 可以達(dá)到 90% 以上的去除率，而且通過(guò)前端增加 BAF 單元，BOD5和 TN 的去除率也都可以達(dá)到 90% 以上的去除率。由于混凝—沉淀—過(guò)濾工藝需要投加藥品，因此提高了運(yùn)行成本，限制了其的推廣和應(yīng)用。
三、污水處理技術(shù)的發(fā)展 
　目前，污水處理發(fā)展的趨勢(shì)是節(jié)能和降耗。 
　由于現(xiàn)行的污水處理中對(duì)有機(jī)碳采用了氧化成二氧化碳的技術(shù)路線，所以去除碳源污染物需要消耗大量的能源。從節(jié)能降耗、碳減排和可持續(xù)發(fā)展的多重目標(biāo)出發(fā)，這種傳統(tǒng)的處理模式需要向新型的污水資源化模式轉(zhuǎn)變。污水中碳源的資源化將向兩個(gè)方向發(fā)展，一個(gè)方向是將碳源轉(zhuǎn)化成能源，另一個(gè)方向是將碳源轉(zhuǎn)化成有機(jī)材料。由于污水中的碳源濃度相對(duì)較低，直接利用污水中的碳源有一定的難度。有研究通過(guò)控制運(yùn)行條件（包括：溶解氧和停留時(shí)間等）使活性污泥積累PHAs，從而獲取富含有機(jī)碳的微生物細(xì)胞，進(jìn)而制取有機(jī)材料或生物柴油。但直接從污水培養(yǎng)的細(xì)胞中有機(jī)碳含量較低，目前這些技術(shù)還只是處于實(shí)驗(yàn)室研究的水平。利用污水處理產(chǎn)生的剩余污泥獲取能源和碳源的技術(shù)更為成熟。污泥厭氧消化技術(shù)需要進(jìn)一步研究提高厭氧消化系統(tǒng)裝備的質(zhì)量，優(yōu)化厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行條件，形成適合我國(guó)污泥特點(diǎn)的成熟的污泥厭氧消化的系列技術(shù)。于污泥運(yùn)輸增加了污泥處理的成本，因此采用污泥集中處理模式的前提是在各廠先將污泥脫水，然后運(yùn)到一定距離以外的污泥處理廠進(jìn)行處理。這種模式要求研發(fā)高含固率的污泥厭氧消化技術(shù)，需要研究含水率低的污泥進(jìn)行厭氧消化時(shí)厭氧反應(yīng)器中的傳質(zhì)機(jī)理、反應(yīng)速率和微生物種群，從而研發(fā)出高含固率污泥厭氧消化的新型反應(yīng)器以及加速反應(yīng)的生物及化學(xué)藥劑。 
  節(jié)能主要是節(jié)約電能，在污水處理廠污水提升、鼓風(fēng)曝氣和污泥脫水消耗了約90%的用電量，因此這三大環(huán)節(jié)是研發(fā)節(jié)能技術(shù)的重點(diǎn)。污水處理廠的降耗是指降低藥耗，主要是設(shè)法減少用于化學(xué)除磷的除磷劑、用于反硝化補(bǔ)充碳源的藥劑和用于污泥脫水的絮凝劑。對(duì)于已經(jīng)建成的污水處理廠，主要的節(jié)能潛力在于運(yùn)行條件的優(yōu)化和精確控制。污水處理廠在設(shè)計(jì)時(shí)為了保證高峰負(fù)荷下處理出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，在反應(yīng)時(shí)間和設(shè)備能力上都有較大的冗余。如果處理廠經(jīng)常處于這種冗余的狀態(tài)下運(yùn)行，就會(huì)造成電能和藥劑的過(guò)度消耗。我國(guó)污水處理廠運(yùn)行技術(shù)的研究起步較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)污水處理廠相比，在監(jiān)控技術(shù)、運(yùn)行水平和人員素質(zhì)上都有較大差距，因此在這方面尚需開(kāi)展大量的研發(fā)工作。首先，針對(duì)占污水處理廠能耗50%以上的鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)需要研發(fā)高效的、具有良好調(diào)節(jié)功能的鼓風(fēng)機(jī)，為實(shí)施精確曝氣奠定基礎(chǔ)。先進(jìn)的研究工作是將水量水質(zhì)的監(jiān)測(cè)儀表設(shè)置到污水處理廠上游的管線中，為提升泵的編組方案和進(jìn)水水質(zhì)水量的變化提供預(yù)警數(shù)據(jù)。在降低藥耗方面，對(duì)于反硝化投加碳源需要研發(fā)基于硝酸鹽濃度監(jiān)測(cè)參數(shù)的反饋加藥控制系統(tǒng)，對(duì)于化學(xué)除磷，可以研發(fā)基于來(lái)水磷酸鹽負(fù)荷的前饋—出水磷酸鹽濃度反饋的加藥控制系統(tǒng)。運(yùn)用這些加藥控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)適量加藥，避免藥劑的浪費(fèi)。污泥脫水的加藥控制還有待深入研究，首先需要確定與污泥含水率相應(yīng)的監(jiān)測(cè)參數(shù)，其次是建立檢測(cè)參數(shù)與藥劑投加量的劑量效應(yīng)模型，從而建立控制系統(tǒng)。這方面還有大量的關(guān)鍵技術(shù)需要深入研究。需要確保處理出水達(dá)標(biāo)排放的前提下，實(shí)現(xiàn)污水處理節(jié)能降耗的目標(biāo)。 
  結(jié)束語(yǔ) 
　隨著高新技術(shù)引入水污染控制領(lǐng)域，以資源化為導(dǎo)向的新型處理技術(shù)將不斷涌現(xiàn)，污水處理的目標(biāo)將從達(dá)標(biāo)排放向節(jié)能降耗、低碳運(yùn)行和資源化的新目標(biāo)邁進(jìn)。 
參考文獻(xiàn) 
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