“雙碳”背景下未來城市污水處理技術(shù)發(fā)展展望
廣東省循環(huán)經(jīng)濟(jì)和資源綜合利用協(xié)會(huì)
摘要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，人居生活發(fā)展空間需求日益拓展，對(duì)水資源的利用產(chǎn)生量更大、質(zhì)更高的需求。在早期，由于人們沒有形成正確的認(rèn)知，認(rèn)為水資源非常的豐富，沒有形成系統(tǒng)的節(jié)水意識(shí)，導(dǎo)致城市產(chǎn)生的污水量迅猛增長(zhǎng)，無法優(yōu)化城市居民的生活環(huán)境，對(duì)城市的發(fā)展產(chǎn)生阻礙，因此尋求有效的處理污水方式已經(jīng)非常迫切。雖然很多城市加強(qiáng)了污水處理力度，但受到多種原因的限制，這些城市在污水處理方面仍存在許多問題尚待解決，污水處理效率一直較低，污水處理數(shù)量比例也一直局限在一定比例，需采取合理的方式積極解決城市污水處理所面臨的問題，確保污水得到有效的處理。
關(guān)鍵詞：城市污水處理；低碳技術(shù);生物復(fù)合藥劑
引言
城市發(fā)展需要消耗大量的資源，資源的大量應(yīng)用為產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了重要的支持，同時(shí)也推動(dòng)了城市規(guī)劃發(fā)展進(jìn)程。但在資源消耗的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生大量廢水，再加上人們生活中產(chǎn)生的污水，這些污水如果未得到合理處置就隨意的進(jìn)行排放，那么必然會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，這會(huì)對(duì)城市建設(shè)發(fā)展帶來不利影響，所以對(duì)城市污水處理進(jìn)行分析有著重要的意義。
1城市污水的來源與分類
在城市污水的來源中，工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水及居民生活產(chǎn)生的污水是主要的來源。生產(chǎn)制造類企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水。通常情況下，這些廢水的種類多，含有的有害物質(zhì)差異也較顯著。因此，在處理這類廢水時(shí)，需要根據(jù)不同的廢水種類進(jìn)行分別處理。例如化工制藥類企業(yè)產(chǎn)生的含有重金屬等有毒有害物質(zhì)的廢水需要在車間排放口進(jìn)行專門處理，而不應(yīng)該多種廢水混合后統(tǒng)一處理，應(yīng)確保各類廢水達(dá)標(biāo)后才能進(jìn)行排放。另外，人們?cè)谌粘Ｉ钪校鞣N活動(dòng)行為也會(huì)產(chǎn)生一些污水，這類污水中主要污染物為有機(jī)物，還有一些病原微生物，盡管沒有工業(yè)廢水的污染性嚴(yán)重，但是尤其是醫(yī)院等產(chǎn)生的污水含有病原微生物，因此也應(yīng)該經(jīng)過消毒等技術(shù)手段進(jìn)行特殊處理。在疫情的影響下，如何有效處理醫(yī)院或者隔離區(qū)產(chǎn)生的生活污水顯得極為重要。除了生產(chǎn)廢水和生活污水之外，在城市生活中，日常的降水以及冰雪融化也會(huì)為城市的污水處理體系帶來一定的負(fù)擔(dān)，提高了對(duì)城市下水道排管體系的要求。
2城市污水對(duì)環(huán)境的影響
當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，物質(zhì)生活水平的提高使得人們更加注重環(huán)境保護(hù)，特別是水資源方面的處理。在城市污水處理環(huán)節(jié)，如果污水處理不當(dāng)會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成嚴(yán)重的影響，破壞區(qū)域生態(tài)穩(wěn)定性。首先，城市污水處理站的管道存在泄漏隱患，一旦發(fā)生泄漏就會(huì)影響到周邊生態(tài)環(huán)境。其次，污水處理站存在一定的噪聲危害。城市生活污水處理需要用到離心風(fēng)機(jī)、離心泵等設(shè)備，此類設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生噪聲，噪聲會(huì)對(duì)處理站員工身心造成一定的傷害。在城市污水處理過程中，在處理廢水時(shí)如果環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)達(dá)不到就會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)收整理水質(zhì)受到一個(gè)較為嚴(yán)重的污染，對(duì)污水處理站所在的中下游沿線居民生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重影響。在處理生活污水的過程中，產(chǎn)生的污泥也屬于比較大的污染物，污泥中有機(jī)物以及磷元素較為豐富，重金屬元素比如汞、鉻、鎘、鉛等也嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境。因此，污水處理對(duì)環(huán)境的影響非常關(guān)鍵，必須要加強(qiáng)污水處理技術(shù)優(yōu)化，制定有效的污水處理對(duì)策，提升環(huán)境整體質(zhì)量。
3“雙碳”背景下未來城市污水處理技術(shù)
3.1復(fù)合型生物絮凝劑
復(fù)合型生物絮凝劑（CBF）的主要成分為多糖類物質(zhì)，因其高效的絮凝效果和安全無毒的特性,已成為近年來國(guó)內(nèi)外研發(fā)的熱點(diǎn)之一。復(fù)合型生物絮凝劑（CBF）中含有羧基，能與高嶺土等無機(jī)成分形成離子鍵，使其在絮凝過程發(fā)生架橋作用，其絮凝形態(tài)發(fā)現(xiàn)絮體結(jié)構(gòu)密實(shí)，有利于絮體沉降。采用加熱機(jī)械混合方法，以聚合氯化鋁鐵(PAFC)和生物絮凝劑(CBF)為原料，制備生物復(fù)合絮凝劑,最佳PAFC：CBF復(fù)合比為20：1，其絮凝效果顯著要高于單獨(dú)使用一種絮凝劑的效果。生物復(fù)合藥劑可能會(huì)在未來城市污水處理過程中發(fā)揮重要作用，應(yīng)加大研發(fā)力度。此外，生物藥劑有助于未來城市污水處理的應(yīng)急保障。在突發(fā)環(huán)境污染事件時(shí)，生物藥劑有助于短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)城市污水處理受損的微生物活性，發(fā)揮應(yīng)急保障作用。
3.2污水礦化處理技術(shù)
污水礦化處理技術(shù)屬于新型技術(shù)，該技術(shù)原理是在礦物表面進(jìn)行電負(fù)荷的設(shè)置，借助吸附原理將污水中的雜質(zhì)進(jìn)行吸附。污水礦化處理技術(shù)能夠在較大程度上提高處理的工作效率。一般來講，礦物質(zhì)具有很好吸附性，特別是硅藻土等相關(guān)的礦物質(zhì)能夠?qū)⑽鬯械碾x子以及雜質(zhì)吸附，而且完成處理后的污水不會(huì)影響到環(huán)境，能夠很好地體現(xiàn)出節(jié)能環(huán)保的理念。比如在市政污水處理過程中，通過選擇莫尼特能夠很好地吸附污水，莫尼特內(nèi)部擁有著大量的非活性陽離子，能夠很好地吸附鉛、汞等重金屬元素，使污水處理的效率極大提升。除此以外，沸石污水處理能力也比較高，沸石溫度通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)能夠?qū)?nèi)部孔隙率極大增加，有效提高雜質(zhì)的吸附率。
3.3厭氧氨氧化技術(shù)
厭氧氨氧化被認(rèn)為是最具有“碳中和”前景的污水處理技術(shù)。在厭氧條件下，厭氧氨氧化菌（AnAOB）能以CO2為碳源、氨氮（NH4+）為電子供體、亞硝態(tài)氮（NO2-）為電子受體，進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，將NH4+與NO2-轉(zhuǎn)化成氮?dú)猓∟2），并產(chǎn)生少量硝態(tài)氮（NO3-），從而實(shí)現(xiàn)總氮的去除。AnAOB屬自養(yǎng)菌，脫氮過程不需消耗有機(jī)碳源，節(jié)省下來的有機(jī)物可通過生物能源回收利用。AnAOB生長(zhǎng)緩慢，世代周期長(zhǎng)，在污水處理系統(tǒng)中能夠穩(wěn)定持留和富集至關(guān)重要。另外，NO2-作為AnAOB重要底物，在主流污水處理系統(tǒng)中含量極低，因此如何獲取穩(wěn)定且充足的NO2-，是實(shí)際應(yīng)用時(shí)面臨的瓶頸問題之一。
3.4人工濕地處理技術(shù)
所謂人工濕地就是人們建造出的類似于沼澤的區(qū)域，能夠有效的控制城市污水，通過微生物和土壤等方面的共同作用來吸附和降解污水。也就是說，人工濕地屬于多種處理技術(shù)之間的融合，且與傳統(tǒng)處理技術(shù)相比這種處理方式成本更加低廉，在實(shí)際的運(yùn)行過程中主要應(yīng)用的是重力自流方法，從而降低資源消耗，進(jìn)一步提升污水處理效益。例如在某河道工程污水處理項(xiàng)目中，就通過應(yīng)用微生物技術(shù)和沉水、挺水植物的應(yīng)用來有效的降解水中的氨氮和COD指標(biāo)。
3.5曝氣生物濾池
曝氣生物濾池技術(shù)具有生物適用性，廣泛應(yīng)用到膜生物反應(yīng)技術(shù)中。應(yīng)用該技術(shù)需要建立生物濾池處理裝置，加入適當(dāng)?shù)奶盍�，促進(jìn)填料上微生物的生長(zhǎng)。在這項(xiàng)處理工藝中，生物濾床及排水裝置等都屬于處理裝置的重要組成。生物反應(yīng)池中污泥的濃度比較高，合理布局處理設(shè)備，避免設(shè)備占用過多的面積，并且使處理設(shè)備能夠在第一時(shí)間反應(yīng)。曝氣生物濾池技術(shù)能顯著降低污水凈化消耗，避免再次出現(xiàn)污染。
3.6生物接觸氧化技術(shù)
生物接觸氧化實(shí)際上是對(duì)生物膜處理技術(shù)的一種優(yōu)化，污水和生物膜進(jìn)行接觸后會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到降解的效果，這個(gè)過程中存在著很大的耗氧量，且需要經(jīng)過相應(yīng)的混合攪拌過程，綜合了生物濾池和活性污泥的特性，能夠有效的適應(yīng)水質(zhì)負(fù)荷變化，從而提升污水的凈化效果。例如某污水處理項(xiàng)目中的好氧處理環(huán)節(jié)通過生物接觸氧化技術(shù)來對(duì)其中的氨氮等指標(biāo)進(jìn)行有效的控制。
結(jié)束語
提升城市污水處理能力不僅是全面推進(jìn)城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，更直接關(guān)系到環(huán)境保護(hù)工程的進(jìn)展?fàn)顩r和最終成效。隨著城市人口的不斷增長(zhǎng)，工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，城市污水來源愈加復(fù)雜多樣，對(duì)于自然環(huán)境的危害程度也較以往不斷增加。因此需要各級(jí)政府結(jié)合自身實(shí)際情況，積極探索先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和性價(jià)比更高的污水治理裝置。一方面從源頭上減少了各類污水在不達(dá)標(biāo)情況下的肆意排放，從源頭上減少各種污染物對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞；另一方面提高污水資源的循環(huán)利用率，減少淡水資源的無謂消耗。這既是推動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展，提高市民生活品質(zhì)的重要途徑，又是環(huán)境保護(hù)工程不斷向前發(fā)展的基本保障。
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