城市生活污水处理技术现状和发展趋势研究

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:徐洲
[导读] 摘要:随着我国经济的发展,农业和现代工业不断的发展,人们的生活对水平的要求也得到了提高,城市的用水量增加使得污水的排放量和城市污水处理中的化学杂质的含量也不断的增加。
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        摘要:随着我国经济的发展,农业和现代工业不断的发展,人们的生活对水平的要求也得到了提高,城市的用水量增加使得污水的排放量和城市污水处理中的化学杂质的含量也不断的增加。而构成生活污水的原因是多种多样,错综复杂的的,这不仅对水资源造成污染,同时也对城市的环境造成很大的影响,给城市带来了很大的压力,同时还影响人们的身体健康。十九大提出要建立美丽的现代化国家,在推进城市环境美丽化的建设发展过程中,城市污染中最严重的问题之一便是城市污水的问题,它不仅直接关系着城市和人们的日常生活,更与系着城市化的进程密。因此,要加强对污水处理的研究,确保污水处理可以得到有效解决。本文将主要对城市污水的构成与危害,我国污水处理的现状及存在的问题,从而进一步探析污水处理技术,从而改善我国污水处理问题。
        关键词:城市生活污水;污水处理;处理技术
        1.城市污水的构成与危害
        1.1城市污水的构成
        在人们的生活和生产活动中,每天都要用水和接触水。 在此过程中,受到人类生活的影响,其性质已变为受污染的水,就是污水。而城市污水中大部分是水,剩下便是一些固体物质。其中水中大部分含有以下污染物:悬浮物、病原体、有氧有机物等。
        1.2城市污水的来源
        污水主要包括生活和工业废水。生活污水是人们在日常生活过程中排出的水,生活废水通常包含沉积物,果皮,纸和食物碎屑,细菌,杂物和排泄物。这些物质可以根据它们的化学性质进行分类,可以分为无机物质和有机物质。通常,无机物质占40%,有机物质占60%。根据它们的物理性质,它们可以分为不溶性物质,胶体物质和可溶物质。与工业生活废水相比,生活污水的水质通常相对稳定且浓度较低,并且更容易通过生化方法进行处理。
        工业废水是生产过程中排放出来的。生产过程中使用的材料和设备不同使得废水的性质差异很大【3】。工业废水比生活废水有较高的浓度和毒性。 它们不容易通过普通的技术或流程进行处理,在排出厂之前,通常会在工厂进行一定程度的处理。
        城市污水是一种混合废水,它是由各种生活,工业以及融雪和雨水产生的污水排放到下水道的混合物。 由于城市废水是一种混合水,因此城市之间废水会存在一定差异。而它最主要由工业废水中各种物质的多少来决定,同时 它还受到城市的大小,生活习惯,天气情况和污水处理系统的影响。
        1.3城市污水的危害
        污水会对人类和动植物造成不同程度的损害,并对整个生态系统造成极大损害。在健康的水被污染之后,植物会大面积枯萎,动物会逐渐灭绝,人类喝水或者吃东西,污染物都会进入人体并引起急性或慢性中毒,甚至严重情况下会得癌症。而通过飞虫,或被其它细菌污染的水和被重金属污染的水对人体产生更大的危害。六价铬会使得皮肤溃疡,严重的会致癌。喝含砷的水会出现中毒现象。砷会使酶失去活力,使代谢紊乱。有机磷酸酯农药会使神经中毒,破坏内分泌,免疫和生殖功能。而氰化物也是一种剧毒物质,当它进入血液时,使细胞中断呼吸,并因窒息性呼吸衰竭而导致死亡。据研究显示,世界上大部分的的疾病与水有关。
        病原体的危害主要来自城市污水,垃圾和地面河流等。病原微生物数量较多;且可以长时间生存;繁殖速度快。经过传统的废水二次处理和消毒后,仍然可以大量生存。这些污染物以多种不同的方式进入人体并在体内生存,从而导致人类疾病。
        需氧有机污染是物质可以直接渗透到水中,并通过生化作用分解为无机物质,二氧化碳和水。 在分解过程中,在水中溶解的氧气在缺氧条件下被消耗和污染,在分解和降解后,水质会不断下降。这些有机材料通常被称为需氧有机物。而水中的这些有机物质越多,消耗的氧气就越多,水的质量也越差,水的污染就会更加严重。
        富营养化造成的污染是由于氮,磷和其他植物营养素过多存在水中而造成的污染。水中的富营养化一般通过;一是通过增加通常仅限于植物的无机营养物的量; 二是通过增加有机物作为分解剂这两种途径【4】。
        难闻的气味是常见的污染危害之一,它也同时也发生在受污染的水体中。人类可以闻到4000多种难闻的气味,对人体危害是巨大的。恶臭的有害影响是:阻碍正常的呼吸和消化功能下降;精神烦躁,工作效率不高,判断力和记忆力下降;在有臭味的环境中长期工作和生活会引起气味干扰,并损害中枢神经系统和大脑皮层。一些水产品感染了难闻的气味,因此不能食用或出售;臭水不能用于游泳,养鱼和饮水,这会破坏水的使用和价值。
        酸和碱污染会改变水体的pH值,破坏其作用,使微生物得不到很好的生长,使水体不能自己净化,同时还会给桥梁,船舶带来一定的危害。酸和碱进入同一水体,中和反映会生成一些盐。从pH值来看,酸和碱污染会反应后会自净,但这是各种盐已成为一种新的污染物。同时在盐碱化地区,地表水和地下水中的盐分将进一步影响土壤质量【5】。
        污水会使得增加地下水的硬度增加。特别是高硬度的永久水,在许多方面都有很大的危害害:难以饮用;在怀孕期间会引起消化系统疾病,腹泻和流产;人们会消耗更多的能量;还会影响水壶和锅炉的使用寿命;锅炉长时间使用后会有水垢,容易引起爆炸。因此,必须进行对水软化和纯化处理。同时酸,碱和盐的不断流失会增加地下水的硬度并形成恶性循环。
        1.4城市生活污水处理的难点
        城市生活污水的复杂性致使其处理的难度较大,随着污水成分的逐渐增多,对污水处理的技术需要不断提高,才能彻底解决生活污水的问题。
        目前,我国城市污水处理技术还不成熟,同时,在处理中受到其他影响,如经济的发展、生活习惯、地方保护等,致使其治理效果不能达到理想值。
        城市污水是指从人们的日常生活中,各种家庭设施中排出的废水。生活污水的污染物含量相对低于工业废水,其中排放最大的便是厕所所排出的生活污水。当前城市污水处理的困难主要是城市污水污染状况的差异,很难评估,同时污水处理技术将受到自然条件的影响。如今,人们的生活方式与以前大不相同,但是人们对水的需求却在不断递增,这导致生活污水种类多种多样。同时生活污水处理会受到自然环境和变化的影响。实验室对生活废水进行了许多实验,环境相对稳定。但是,在实际处理生活废水中,自然界的环境变化等不可控因素将对废水的处理产生很大影响。这种废水处理很难使废水处理技术发挥作用。如今,我国经济的越来越好,人们的生活水平逐渐多样化,人们对水的需求旺盛。这造成了城市水污染成分和城市生活水污染成分的复杂性。季节变化难以控制,并且不会被人的意愿转移,这在城市生活水污染处理系统的选择和设计中造成了许多不利条件。在许多城市,实验方法主要用于研究水污染处理技术,但是实际的操作过程受外部环境的影响很大。不仅在不同的地区,不同的经济发展水平和某些人为因素也会对城市污水处理产生一定的影响。结合自然环境的不断变化,城市污水处理难以达到预期。
        2我国城市污水处理的现状
        2.1污水处理规划和技术落后
        污水处理是需要很高专业技术知识的工作。我国污水处理起步就很晚,并且发展也较为缓慢,其过程理论研究相对较晚。此外,相关的城市部门对污水处理知识不足,甚至忽略了污水排放。从而处理厂的工作量在不断增加。在中国,随着经济的发展,人口数量不断增加,并且农业和工业的不断发展吗,使得污水排放量也在增加,水污染十分严重,几乎遍及各个地方。我们国家当前情况,到千禧年年底,我们国家在六百多个城市里只有不到二分之一的城市具备污水处理能力,其中包括设施还有污水处理厂。当前形势下,集中处理这一办法被很大一部分城市所采用的,只不过也有不足之处,例如采用此方法会带来高投入,对政府来说比较吃紧,就此而看,污水处理厂的整体规划还是有特别大的不足之处,这就已经影响啦我们城市当中对污水处理的计划。
        2.2城市环保意识薄弱
        随着我国人们生活质量越来越高,然而我国公民在环境保护这一方面还是很薄弱,基本上只看重眼前的利益,而不看污染环境对我们以后的影响仍,这方面管理人才更是少之又少,这就导致啦我们日常的排污水很棘手,同时人们几乎不重视环境污染的根源以及所会带来的后续危害,因此人们还是按照以前的生活习惯乱排乱倒。


        2.3污水处理工艺的选择
        生活污水具有良好的可生化特性,因此生化处理是生活污水处理过程的最佳选择。生活污水处理最主要便是是生化部分。常见的家庭污水处理工艺主要包括:氧化沟,AO,SBR,曝气生物滤池,MBR工艺等【6】。 每种污水处理技术都有其优势,缺点,特点和适用条件,不可能用一个替代所有其他过程。
        在解决污水这一问题时我们要综合考虑到方方面面,当然对于内因是最主要所考虑之外,外因也是我们要所正视的,简单举例子来说就是每一个城市所处的纬度不一样,从而城市的平均气温就不一样,诸如此类的都会影响污水中细菌等数量的不同,从而会影响整体的流程。当然还有其他的一些外因,比如说每个地方的电费以及地皮的价钱都不同,这些都应被考虑进去,来防止不必要的赔钱。把所有综合方面考虑进来来选择一种最适合自己城市的方法,比如一些经济发达的一线城市,它们一般都会采用污泥法。还有就是规模不大的处理厂最适合它们的方法是氧化沟法,综上所述对于我国一些不太发达的城市则会采用氧化沟法【7】。
        2.4我国常用污水处理方法
        膜分离技术的应用:此技术在污水处理中有非常好的特点,所以这个技术被很多人使用,例如微滤、超滤这些技术在现代生活污水处理领域有很大发展,其中一些商业化用作重复用水。然而此技术也会有一些弊端,他就是会造成膜污染。在膜污染整治上,所用的对策基本有对滤液之前就进行处理、尽量在好的空间以及不定时对里面的物件进行清洗等。这样就可以不但通过混凝这种方法去除滤液中的渣质颗粒物,同时也可以利用动能去冲洗、来回搅拌并且改变曝气等一系列方法尽量消除膜污染。当然这些办法也有缺点,缺点就是能耗方面太高,因此新型低耗能的污水处理工艺成为了当前人们研究的主要方向。
        活性污泥法;此种方法是污水处理厂经常见的方法,同时也是人们最早使用的方法。此类污水处理方法是生物处理的一类流程法。首先将污水简单的过滤,在净化当中所用的原理就是通过氧化和分解有机物这俩大原理;同时利用污泥具有很厉害凝聚力和沉降性使其从混合液中有效的与其他东西区分出来,此时的污水就不浑浊啦。此方法可以简单的说为:氧化、分解、沉淀、分离、净化活性污泥法是很常见的一种方法,此种方法在以前也是将污水初步处理完效果最好的,得到的水基本不浑浊。当然这些办法也有缺点,缺点就是能耗方面太高,在设备设计以及安装、实验还有后期的维护管理中不但费用高还复杂。这将对许多经济不太发达的城市用此方法将是不现实的,从而不能及时对污水进行处理。还有就是这个方法在使用过程中会相当大程度造成污泥膨胀的现象。鉴于活性污泥法的上述两个不足之处,即耗能大及容易出现污泥膨胀现象,因此这种方法很难既能达到所满意的污水处理效果又在投资管理方面没有那么高投入【8】。综上所述,活性污泥法在污水处理此工程中的发展中必然会受到极大的阻碍以及普及率,因此不是处理污水处理的最佳方案。
        氧化法:此方法所被使用的时间稍晚一些,但是这个方法在未来的趋势还是很可观的,是那么多工艺中特别有前景的一种方法。在当今,已经有特别多处理厂投入使用这种方法啦。每种氧化剂功效不一样以及反应器类别不同,因此氧化法将也会分为很多种,其中包括化学氧化法、催化氧化法、湿式氧化法、光催化氧化法、超临界氧化法等等。在这么多方法中,被首先采纳的是化学氧化法。但是随着此类方法越用越久,其缺点也是慢慢显现出来。用化学氧化法时,在操作方面易操作,虽说成本发面也少,然而往往很难达到人们预期的效果。由于以上的原因,在污水发展当中,光催化氧法被人们被人们越来越认可,从而使投资的金额相对较少,使处理效果达到人们所预期的。光催化氧化法和化学氧化法相比较而言,前者的设备相对简单,能耗方面也更少,其最大的优点是在污水处理过程中,周围环境的温度并不需要有多大的提高,正常温度即可,同时此方法的氧化能力和杀菌能力都是非常好的。从而在效果上极好,在对污水的深度净化以及微生物难以降解的有机物处理上,也有着其自己强大的功能。
        厌氧处理技术:此工艺主要是在一个体积相对较小、能耗不高、方便,因此已经被大多数城市所采纳,成为啦大多数城市解决污水的好办法当中的一种。当然,这类方法中也有自己的不好之处,它就是在使用当中也有一部分限制,其主要原因就是城市的污水所被污染的没有那么厉害,因此,专家对此类方法也进行拉很大的改进,并取得了重大的进展。
        3我国城市生活污水处理的发展趋势
        3.1污水处理厂管理模式趋多元化
        污水处理厂是处理城市生活污水的重要基础设施,在以后的生活中有很大的发展前景。根据对城市生活污水处理调查发现,现在,我国的污水处理厂的科技水平和处理能力有了很大的提高。不过,现在城市生活污水越来越多,对污水处理厂的数量也就逐步增多,促进污水处理效果的提高。在以后的污水处理厂中,会逐步向供排一体化模式发展,这种模式对污水的处理效果有了很大的提高,实现了对城市污水处理厂运行模式的优化管理。随着城市化进度的不断加快,我国的污水排放量也随之增多,想要更好的保护环境的发展,就必须对污水进行彻底的处理,处理技术与效果要更加完善,可以通过引进外来先进技术,借鉴其成功的部分,学习其成功的方法,要不断的去探究去思考,并且呀真正落实到实际中去,与实践相结合,推进可持续发展战略的实施。而且,我国的人口技术很大,人均的水资源所占比率有限,所以通过对污水进行处理,可以使水循环使用,提高水资源的利用【9】。
        3.2节能和可持续发展趋势
        目前,生活污水处理过程中比较严重的一个问题就是节能问题。当前的污水处理主要使用污泥厌氧来利用废水中的大部分能量。但是,我国在这方面生产商却很少,因此很难节约能源并减少消耗,并且成本一直都很高。由于生活污水处理主要是利用曝气工艺,因此将水资源处理效率会受到很大影响,同时也将影响污水处理效率。这需要利用新技术。通过研究发现紫外线污水处理技术与其他技术相比,更为优秀。紫外线污水处理技术主要是破坏病毒和细胞的生存和繁殖,从而对细菌进行处理,达到一定的效果。但是它也存在某些缺点,例如污水中的某些因素会对效果产生一定的影响。当前,我国也应该向其他具有优秀技术的国家学习,根据我国的具体情况,开发出最节能的且最佳污水处理方法。
        3.3我国城市生活污水处理技术发展趋势
        强化一级处理技术的应用。此方法有很多的优点,尤其是在城市污水处理过程中中,这种方法应用很普遍广泛,发展也很迅速。进一步强化一级处理有很大的作用,但是也面临着很大的挑战,这种挑战主要在于处理的技术方面,由于缺乏实践,因此这种处理方式处理很难实现,即使实现处理的效率也是很低的,况且这种方法还在进一步研究阶段,所有的成本都很高。
        生物处理方法的应用。这是污泥处理很管用的一种方法,其改进型具有良好的发展趋势,改进型主要是通过生物反应器让微生物不断生长。该方法还可以根据不同的组织选择不同的处理方法。最主要是有氧和厌氧。 他的过程类似于污泥处理方法,但是效率却更高。其中,厌氧处理技术会在一些小容器中进行,这减少了使用面积,且能耗极低。与传统污泥相比,其处理方法具有很多优点,并且人们在研究过程中有了很大进步【10】。
        4结论与展望
        4.1结论
        在当今的城市环境中,水污染日益严重。 城市想要可持续发展,城市就必须拥有一个全面,节能和高效的污水处理系统。让城市水资源可以良性循环,形成科学,现代,高效的污水处理,确保城市的持续健康稳定的发展。随着经济的增长,污水被大量释放,我们的居住环境受到破坏,身体也受到影响。如何处理工业生活污水,让我们的后代生存在干净环境中已经是一个十分重要的话题。坚持走可持续发展战略,是非常必要的,尤其事对城市生活污水进行处理的时候,要结合实际情况采用适当的方法进行处理,不断提高人们的生活品质,促进可持续发展战略的实施与发展。虽然说处理城市生活污水需要一个非常漫长的时间,不过在这个过程中一定要注意落实可持续发展和环保理念。更好的对城市污水进行处理促进水资源的循环利用率。在处理不同的城市生活污水的时候,要结合实际情况判断具体使用哪种方法和技术,更好的保障城市污水处理效果,不断加强城市生活污水的处理水平,促进科技创新与发展,更好的服务于广大的人民群众。
        4.2展望
        但由于本人实践经验较少,并且理论知识较为薄弱,所以研究仍存在着一些不足,同时获取的信息有限,所以可能会影响分析结论。同时对于内部信息了解较少,可能无法全方面综合的考虑各种因素。但还是希望提出的建议能对提高污水处理水平有一定的作用。
        参考文献:
        [1] 高鸿 石常涛 黄鲁宁. 关于我国城市污水处理及相关环保问题综述[D]. 农业与技术, 2014.
        [2] 秦小艳. 建筑废弃物分类及其对环境污染影响关联因素分析研究[D]. 重庆大学, 2012.
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