城市污水处理与资源化工程技术

【摘要】在我国工业化水平的提升以及城市化进程的加快的同时，我国的生态环境也逐渐遭到不同程度的破坏。为了优化生态环境，我国已经对诸多对环境形成影响的因素进行分析。文章主要在对我国水资源现状及由此带来的生态问题的基础上，探讨了城市污水处理及资源化技术。
【关键字】污水处理 资源化 工程技术

一、我国水资源现状

我国幅原辽阔，960万平方公里跨越了多个季候带，不同地区的水资源状况存在差异。总体而言，我国的水资源现状可以概述为以下两点：
首先，水资源贫乏。总体而言，我国的水资源相对匮乏，有些地方的人均淡水量很低。举例而言，作为我国的首都和国际化的大都市，北京市的水资源存在严重匮乏现象，人均水资源占有量为300m3，尤其是自1999年以来，连续5年干旱已使水资源严重限制了北京市经济和社会的发展。水资源匮乏主要原因可归为两类：一方面地表水不足。我国许多水库的来水和蓄水呈现出逐年衰减的趋势，从60年始到今天，我国的蓄水量呈现锐减趋势；另一方面，我国地下水存在超量开采现象。作为我国重要的水源之一，地下水存在被超量开采的现象，但就北京市而言，1999年以来的5年间平原区地下水超采34，4亿m3。
其次，水污染严重。水系污染表现为从城区向郊区逐步扩展，符合Ⅱ类和Ⅲ类的水域呈现出减少趋势。不少河流已经变成排污河道，比如通惠河、凉水河、清河、沙河、温榆河等。有些水库的水污染严重以至于难以向城市提供供水。

二、水资源给生态环境带来的影响

分析我国水资源现状，笔者认为水资源给生态环境带来的影响也应当从两方面着手，意识水资源的匮乏；二是水资源的污染。
水资源匮乏给生态环境带来的影响。水资源匮乏主要源于地表水短缺和地下水超量开采，故而应当从这两方面展开阐述。一方面，地表水短缺。因为地表水难以实现径流补给，导致河流干涸，河床裸露沙化，水质恶化，鱼虾绝迹，无法给地下水提供补给。另一方面，地下水超量开采导致环境问题。因为过量开采，许多地方已经成为地质沉降区，比如北京平原区以朝阳区红庙至将台路为中心就形成了范围达2272km的地质沉降区，其最大沉降量可达619 mm。
水资源污染给生态环境带来的影响。地表水匮乏不经难以为地下水提供及时

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的补给，而且给污水排放形成了阻碍。而地下水的超量开采业为水污染推波助澜。与此同时，排污不仅造成地表水污染，而且对于那些靠引水维持的城市河湖，基于水质的恶化，也时时发生水华，给城市的环境和生态安全带来了严重的影响。另外，正是基于污染主要产生于渗井渗坑、污灌、化肥、农药、固废和垃圾等，因为地下水超量开采形成区域性地下水位下降漏斗区，使得地下水的水动力以及化学条件发生了变化，进而导致水质发生变化。水资源的污染给城市生态赤字以及潜在的生态风险埋下了祸根。

三、由污水处理向污水资源化转变的必要性和可行性

必要性。探寻新的水源，改善水环境，解决我国城市水资源匮乏的现状已经迫不及待。将污水转变为新的水源是解决我国城市水资源问题根本性和战略性的举措。而要使这一点实现就要求由污水处理厂向污水资源化工厂战略转变的实现。这就意味着：转变新建污水处理工程为新建污水资源化工程；转变以达到排放标准为目标为以再生利用水质标准为目标；转变以利用和消耗天然水体的环境容量、稀释净化受纳的排放污水功能为以提供生态用水为目标，为补给地表水体和地下水提供优质的再生水资源，从而恢复地表水和地下水的生态功能。该战略性转变是解决我国城市水资源匮乏和逐次补偿超采赤字的必要途径。
可行性。随着科技的进步和经济的发展，对水污染进行资源化处理逐步具备了技术条件。化学沉淀、膜处理技术等的开发和研究，为污水资源化处理提供了可行的条件。

四、污水资源化技术探讨

(一)传统的再生水处理的技术

国内外研究结果显示，城镇污水处理厂主要采取三种再生水处理工艺以提供二级出水水源。
一是化学沉淀一过滤一消毒工艺。该工艺主要为一些中小型的污水处理厂所采用，主要是将化学法和机械过滤相互结合以实现污水的资源化。 二是化学沉淀一过滤一活性炭一消毒工艺。该方法以工艺一为基础，加强对有机物、微污染物、色度、嗅味的去除以提供更加优质的再生水而采取的强化处理举措。三是曝气生物滤池一过滤一消毒工艺。曝气生物滤池通过对氧生物膜技术净化污水进行有效利用而实现对污水的净化。
另外，生物接触氧化法，气浮+过滤处理等工艺也是中小型污水处理厂所采用的方法。
这些传统的污水处理工艺为污水的资源化工作起了一定的作用。然而伴随着污水资源化工程的深入以及对再生水质量的要求不断提升，这些传统污水处理工艺的弊端日益显现出来，比如谁知、水量难以满足要求，运行费用颇高等。

(二)膜处理技术

膜处理技术主要是对膜的高效分离性能加以利用，实现水体中的颗粒物、大分子有机物、细菌乃至小分子和盐类等污染物的去除和净化，以实现净化水质效果的新型处理技术。按照膜的过滤孔径以及分离效果的不同，可以把膜处理技术进一步划分为微滤、超滤和反渗透等。
微滤／超滤+消毒工艺。该方法主要是微滤或超滤膜分离技术的应用，其膜的孔径是0．1～0，5gm，二级出水通过膜分离，可以实现全部悬浮物(SS)的去除和净化，然而对于那些小分子有机物，比如氨氮等的处理却是无效的。与此同时，该工艺的投资运行费用相对较高，膜冲洗比较频繁，出水水质无法达到所要求的中水标准。不宜进行规模化的应用。
连续微滤cMF+R0。该技术对连续微滤CMF+RO的双膜系统加以充分利用，连续微滤(CMF)解决了微滤膜组件的清洗有以及连续运行的操作问题，然而该系统无法从实质性上提高水的质量，对于污染物的去除主要采用的RO系统。该工艺有利于去除大部分有机和无机污染物，对总氮和磷也有很好的净化和去除效果，可以提供较高的水质要求。但是该工艺的投资以及运行费用相对很高，难以实现规模化的采用。
浸没式一体化膜生物反应器(Submerge Membrane Bio—Reactor，简称BR)+消毒工艺。浸没式一体化膜生物反应器(BR)是一种将生物处理技术和膜分离技术相结合的高效污水处理系统。BR通过膜组件实现固液分离，提高了生物反应器中活性污泥浓度和处理效率，可以实现较高的回用水质标准。BR不仅可以以二沉池出水作为原水，对其进行深度处理，还可以直接以城市污水为原水，处理后直接达到中水回用标准。
参考文献：
程永高,何红升, 吴艳青.城市污水污泥农用资源化技术研究.环境工程[J],2009(03)
赵爱平,城市污水污泥综合利用技术方法探讨[A],中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集（中卷）[C],2006

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