污水和污泥处理方案探讨

随着我国社会经济和城市化的发展，城市污水处理厂的规模不断扩大，处理程度不断提高。到目前为止，全国已建成和在建的城市污水处理厂已近300座，污水处理能力为1000万m3/d。

　　1. 城市综合污水处理的概念

　　近年来，伴随着科学技术的不断提高，污水处理工艺有了较大的发展，通常来说城市综合污水先经过初步处理或二级生化处理，处理后城市污水的主要污染物为氮、磷等富营养物质，然后再利用污水土地处理系统对它进行深度处理。一级处理主要是去除污水中悬浮状态的固体污染物，方法有格栅、沉淀、沉砂、油分离、气浮等。二级处理目的是大幅度去除污水中呈胶体和溶解状态的有机性污染物质，目前常用的处理方法为活性污泥法和它们的改良型，工艺为一、二级可以混合处理，有的部分已达到三级混合处理，为了更好地去除污水中氮和磷，又进一步研制了除磷脱氮技术。其特点是利用优势菌种(主要为聚磷菌)在缺氧-厌氧-好氧处理过程中(特别在好氧过程中)需要大量吸氧以供生长的原理，从而降低污水中磷氮含量，使污水在这一过程中达到三级处理。

　　2. 城市综合污水处理的分类

　　由于污水种类繁多，性质各异，故各污水处理策略上也有很不相同。

　　2.1 生活污水

　　通常以城市生活污水为例污水处理，只需经过一级处理与简单的二级处理即可达到城市中水使用的水质要求，可能满足工业循环水冷却和家居如厕等用水的要求，达到中水回用的目的。膜生物反应器(MBR)是指将膜分离技术中的超微滤技术与污水处理中的传统活性污泥法(CAS)相结合，用膜组件代替活性污泥法的二次沉淀池进行固液分离，达到去除悬浮物、细菌及大分子有机物的目的。MBR具有出水水质好，容积负荷高，占地面积小，剩余污泥产量低，操作管理方便等优点。

　　2.2 医院污水

　　医院污水是医院或其他医疗机构在诊治、预防疾病过程中产生的一类废水，具有潜在传染性和急性传染性。其中含有多种微生物和传染病原，如艾滋病、乙肝、丙肝、伤寒、痢疾、结核杆菌等病毒，被列为国家HW01.号危险污染物，如不经处理直接外排，病菌将通过水、土壤和大气传播，对人体造成威胁。此类污水经污水处理厂二级处理后，水质已经改善，细菌含量也大幅度减少，但细菌的绝对数量仍很可观。

　　2.2.1氯消毒

　　氯消毒常用的有液氯法和次氯酸钠法。液氯法是20世纪80年代国内最流行的方法，技术成熟，价格便宜，设备故障率和成本均明显低于臭氧法，但氯气泄漏现象时有发生，且易产生二次污染物：次氯酸钠法是20世纪90年代应用于最多的方法，设备投资少，运行费用低，安全可靠，易管理，对于药源可靠的地区在污水消毒中得到广泛应用，但消毒作用不如氯气强。

　　2.2.2过氧化物消毒

　　过氧化物消毒剂最常用的有二氧化氯和臭氧。

　　二氧化氯与氯消毒的特性不同，它的杀菌机制主要是二氧化氯分子渗入细胞内，将核酸(DNA或RNA)氧化，以快速抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物的生存的。二氧化氯是被世界卫生组织(WHO)确认的一种高效强力杀菌剂，是国际上公认的氯系列消毒最理想的更新替代产品，为国家环境保护总局所推荐的，其最大的优点在于与腐殖质或有机物反应几乎不产生发散性有机卤物，不生成并抑制生成致癌物三卤甲烷，也不与氨及氨基化合物反应。

　　臭氧消毒法，臭氧是一种极强的氧化剂，杀菌效果好，接触时间短，氯的杀菌作用是渐时的，而臭氧的灭菌作用是快速、瞬时的。另外，臭氧不仅完全不产生致癌的三卤甲烷，还能有效地降解和消除污水中的色、臭、味、酚、氰等污染物，除臭脱色效果好，使水溶解增加，现在西欧国家普遍使作，但投资大，设备故障率高电耗大，费用较氯化消毒高，而且由于臭氧化学性质极不稳定，直接带了臭氧消毒的缺点，无法贮存，不易运输，臭氧消毒后水中不能维持剩余臭氧，对细菌的生长难以控制，控制和检测O3均需一定的技术，管理难度大。

　　2.2.3紫外线辐照消毒

　　紫外线辐照消毒具有广谱杀菌性、能够有效地杀灭各种病菌、细菌和原生菌，作为一种物理消毒方法，无毒性、蓄积毒性和腐蚀作物，操作简单，不加化学药剂，不产生二次污染消毒后的水无残留辐射，缺点是紫外光源寿命短，若光照强度低时，杀菌效率不高，且无后续作用，不能大规模应用。

　　2.3 工业污水

　　工业污水的水中由于含有大量的金属离子，如汞、铬、镉等，以及碱、硫化物和盐类等无机物而显出独特的颜色，污染性很强。如果工业污水直接进入水生生态系统中，微生物不但不能降低重金属的浓度，相反还能富集、放大其效应。据研究表明：重金属进入生物体后，能积累在某器官中造成累积性中毒，最终危害生命。

　　污水中污染无机物有的恶化水质，危害水生生物，危害农业;有的使人慢性中毒，破坏人体的正常生理过程，其中重金属对人体危害最大，甚至致癌。然而工业污水无机物构成千差万别，因此，对工业污水的有效治理，需要因地制宜，具体情况具体分析，以适宜的水处理技术与具体的工行业减污处理设备相结合，才能有效地降低工业污水中的毒害原素。最为有效的方法为工厂内生污水直接净化，即直接在工业厂房或其附近采用有针对性的用污水处理方法。现在，工业污水的直接净化技术是国家节能减排战略中非常具有生命力的前沿技术。

　　3. 污泥处理

　　常用的污泥处理方法有：农业利用、卫生填埋、焚烧和投入海洋等。目前我国污泥处理仍以农业和卫生填埋为主。

　　3.1 卫生填埋

　　卫生填埋优点是投资省、实施快、方法简单、处理规模大，缺点是对污泥的土力学性质要求较高，需要大面积的场地和大量的运输费用，地基需作防渗处理以防地下水污染等。填埋目前仍是我国污泥处置的重要方法之一，但是从长远看，常规填埋是一种不可循环的最终处置方式，需要大面积的土地，其应用比例将会逐渐减少。

　　3.2 海洋倾倒

　　海洋倾倒是一种简便、经济的处理方法。对于那些靠近海岸的大型污水处理厂来说，将其液态污泥排海是一种方便的污泥处置方法。90年代英国、日本、美国相继使用这种方法处理污泥，但投海会污染海洋，对海洋生态系统和人类食物链造成威胁，有鉴于此，污泥海洋倾倒已受到越来越多的反对，不得在水体中处置污泥。

　　3.3 土地利用(污泥农用)

　　我国是一个农业大国，无论是从经济因素，还是从肥效利用因素出发，污泥的土地利用是符合我国国情的处置方法。污泥农用从我国具体情况来说是最可行、最现实的处置方案。污泥农用可大量处置污泥，原则上只有污泥达到国家有关标准就可用于农田;污泥参与农田的自然物质循环过程，污泥中的氮、磷、钾、有机质和微量元素是良好的农用肥料，对农作物有增产作用;污泥中的有机质、腐殖质可改善土壤结构，是良好的土壤改良剂;污泥农业利用使生产费用降低，适合我国目前的经济发展状况。

　　3.4 污泥堆肥

　　污泥堆肥农用的一个重要方面，它是利用污泥中的微生物进行发酵的过程。此技术早在 20世纪初，在欧洲就开发研究成功，开始只被用于城市垃圾的处理，后来这种方法被引用到污泥处理施用农田。

　　3.5 污泥焚烧

　　污泥焚烧后，大大减量化。另外，污泥中所含有的重金属在高温下被氧化成稳定的氧化物，是制造陶粒、瓷砖等产品的优良材料。近年来，焚烧法得到了较大的发展，和其它各法相比，焚烧法有以下几个突出的优点：①大大地减少了污泥的体积和重量，因而最终需要处理的物质很小，有时焚烧灰可制成有用的产品；②污泥处理速度快，不需长期储存；③污泥可就地焚烧，不需长距离运输；④可以回收能量用于发电和供热。

　　4. 结束语

　　4.1 对污水的优化处理，不能单纯从宏观的角度对水量进行简单的控制，要在了解污水处理的内在机制相互转化的基础上，同时考虑处理水量与水质两方面的因素，只有将这两方面结合起来，这样的污水处理才更加客观准确。

　　4.2 作为污水处理过程的伴生物的污泥也日益增加，污泥的处置问题在城市污水处理中占有的位置将日益突出。针对这一问题，不同国家的解决方法是不尽相同的，同一国家不同地区也存在着差异，因地制宜应该是污泥处理处置方式选择的基本思路和原则。

　　4.3 在进行污水污泥处理工作中，要全面控制，合理布局；加强环保意识宣传教育；强化管理，努力摆脱现在经济发展中高污染高排放的“双高”困境。