城市污水文献文档格式.docx

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2012年5月

化工与环境工程学院

浅论城市污水处理技术研究

摘要：

城市污水是一种水量稳定可靠的水资源。

污水处理回用资源化是实现水资源可持续利用，解决水资源供需矛盾的有效措施。

本文从污水资源化的角度，探讨污水处理的重要性和迫切性，以及对污水资源化技术操作上和经济实施上的可行性进行了探讨，最后探讨一下污水处理的常用方法。

关键词：

城市污水，水处理技术，资源化利用，城市污水处理

前言：

人口增长与快速城市化引发了严重的城市缺水问题。

据统计，目前全国669座城市中400座供水不足，110座眼中缺水。

在32个百万人口以上的特大城市中，30个长期受缺水困扰，日缺水量达1600万m3，年缺水量达60亿m3左右，每年经济损失在2000亿元以上，影响城市人口4000万人。

从总体上说，水资源的短缺已形成一个地区经济社会发展的严重制约因素。

水是一种再生资源，污水经过适当再生处理，是可以重复利用的。

城市污水由于具有就近可得、易于收集、处理和数量大、稳定可靠的特点，同时作为城市的第二水源要比海水、雨水俩的更实际、更经济，因此开辟这种非传统的水源，实现污水资源化，对保障城市安全用水和促进城市水资源的持续利用具有重要的战略意义。

1.城市污水处理的重要性和迫切性

我国是一个水资源十分短缺的国家，是联合国公布的12个贫水国之一。

水资源总量28124亿m3,人均占有量约为2231m3，是世界人均水资源占有量的25%。

由于我国水资源分布大体是南多北少的格局，西南和东南沿海集中了全国54%的人口和82%的水资源，北方的黄淮海地区、东北、西北地区拥有全国人口的46%，而水资源只有全国的18%。

特别是由于生态环境的破坏，水资源季节分配的不平衡，旱涝灾害发生频繁，水的供需问题更加突出。

在城市，由于人口的快速增长和城市化率的提高，使得城市水的问题更为突出。

水资源日益短缺，合理开发、利用水资源，保护生态环境，维护人与自然的和谐，已经成为二十一世纪共同使命。

2005年起，全国城市污水排放量占废水排放量的比例接近45%，改变了我国水污染治理工作一直以工业废水治理为主的局面，开始加强城市污水的综合治理工作。

2007年我国城市污水污染负荷超过了工业废水污染负荷，我国水污染控制重点已经从工业电源污染为主的控制，足部转变为以城市污水污染为主的控制。

据《2008年中国环境状况公报》公布，2009年，全国废水排放总量为572亿吨，排放达标率约为72%，其中工业废水排放达标率约为92%，城市生活污水排放达标率约为57%。

废水化学需氧量（COD）排放总量1277.5万吨，其中生活污水COD排放837.8万吨，占废水COD排放总量的65.6%。

由此可见，目前我国的水污染形势严峻，特别是城市污水的排放使地表水和地下水的影响显得更加突出。

据有关资料统计，全国近80%的生活污水未经处理，直接排入江河湖海，年排污量达400亿m3，造成全国1/3以上水域受到污染。

专家指出，水污染加剧了水资源的短缺，直接威胁着应用水的安全和人民群众的健康，影响到工农业生产和农作物安全造成的经济损失约为GNP的1.5%~3%，水污染已成为不亚于洪灾。

旱灾甚至更为严重的灾害。

未来城市的最大危害就是污水。

造成我国水污染严重的主要原因之一是由于全国城市污水处理率较低，使大量的城市污水未经处理而直接外排，导致了严重的水污染，并加剧了水资源的短缺。

加上随着城市化和工业化进程的加快，城市污水产生量不断增大，使得水环境污染日益严重。

城市污水处理严重滞后，已经成为影戏我国区域水污染防治目标实现的一个重要因素，并且严重制约了城市社会经济的可持续发展。

国家专门就污水处理问题颁布了一系列政策及技术规定，制定城市治污达标的“时间表”，加快建设城市污水集中处理设施刻不容缓。

2.城市生活污水资源化及可持续利用的领域

2.1污水资源化的内涵

城市污水资源化（常称中水回用）是将城市污水视为以中国资源，通过各种处理技术，去除各种杂质，去除污染水体的有毒、有害物质及其某些重金属离子，在经过消毒灭菌，使其水体无色、无味，水质清澈透明，达到或好于国家规定的杂用水标准，广泛应用于企业生产和居民生活。

从而实现大部分净化水的循环再利用，使之成为城市水资源的组成部分。

这样既可以减轻水环境污染，又可以促进生态的良性循环。

2.2污水可持续利用的领域

2.2.1工业用水的回用

从理论上说，经处理的污水可以回用于各种不需要符合用水水质要求的工业企业。

各种工业生产过程中的冷却水、锅炉用水、生产和加工用水、清晰和辅助用水（如除尘和浇地）等，都可以利用经处理的污水，可以使用经过处理的污水的行业包括商业洗车、造纸厂、矿山、石油精炼厂、电站、商业洗衣、道路建设企业、旅游点、粮酒厂，以及混凝土、砖、纺织品、金属及涂料的生产厂。

日本近40%经处理的市政污水被用于工业用途，而美国个佛罗里达州和加利福尼亚州分别为2%和5%。

在增加工业的污水回用量方面也有一些障碍，主要原因包括：

污水水源的距离；

水质及潜在的健康影响，特别是对食品生产行业；

可获得的水量及供水的持续性；

潜在的供水可靠性；

需要改变工业生产程序和水处理方式；

与其他可替代水源成本的比较；

对水质的具体要求等等。

2.2.2居民及社区的非饮用水回用

对居民来说，污水回用可以用于冲洗马桶、洗车、清洗和浇灌花园。

从社。

区的角度看，污水回用的非饮用水用途还包括室外的灌溉及各种娱乐场所用水。

美国加利福利亚州早在1961年就将仅处理的污水用于有游船及可垂钓的湖泊。

提供非饮用水的一种有效办法是建立分质供水系统。

美国佛罗里达州阿尔塔蒙特城的一项分质供水工程，解决了4.5万人的非饮用水使用问题，其供水量占全城总供水量的30%。

限制污水回用于具名和社区非饮用水的因素包括：

健康因素；

缺乏相关的指导；

更新和建设水处理和供水设施的成本；

处理过的污水水源的距离；

灌溉需水的季节性变化；

灌溉方面的技术性问题和环境的可持续性。

2.2.3间接的饮用水循环

间接的饮用水循环是将一部分经过处理的污水注入已有的供水水源中，通过水体的稀释作用，以及长时间的存放和取水后的处理，确保它满足饮用水的水质标准。

缺乏对水质和谁处理知识的了解、社会的理解和对健康的关注，可能是间接饮用水循环的最大障碍。

2.2.4直接饮用水循环

直接的饮用水循环式对污水经过全面处理，达到饮用水水质标准后注入饮用水供水系统中直接循环使用的过程，中间不经过储存或不混有地表水或地下水。

目前，这种利用方式还较少见。

实施直接饮用水循环的限制因素主要包括：

研究不够；

对健康的关注；

处理水达到可靠的高水质的成本较高；

缺乏对水质及处理方法的了解。

3、城市污水回用的可行性

污水经过不同深度的处理后，根据不同目的回用，成为人们的第二水源。

国内外的实践证明，城市污水经处理后回用，在技术是成熟的，在经济投资回报上也是可行的。

3.1城市污水回用技术可行性

城市污水再利用技术问题已基本解决，目前城市污水厂常用的处理技术如活性污泥法、生物膜法等二级处理，生活污水经其处理达标后水质可达到地面水的三级标准，可直接用于农田灌溉。

如再增加过滤、消毒工艺则可供给中水用户作绿化、水景、冲洗、消防等用途（工艺流程如下图所示）。

净化后的污水若应与一般性循环水系统，则只需向水中加入缓蚀剂，以减缓输水管道及换热设备表面金属材料的腐蚀，特别在我国北方的一些缺水城市，由于饮用水源越来越贫乏，污水回用可以很大程度地缓解日常非饮用水困难。

随着科学技术的快速发展，新的技术如纳米技术已成功地应用于污水处理领域，污水治理由排放型和处理型工艺想资源化型治理工艺转变，是污水处理的必然趋势，污水资源化利用的前景将更加广阔。

3.2城市污水回用的经济可行性

城市污水再利用需要投入一定的设备和运行经费，这就必须考虑其经济性。

处理后的污水回用须通过深度处理并有输水管送到用户处，处理工艺一般就是过滤处理并消毒，由于其工艺简单处理成本非常低廉，比起自来水价格有很大的又是，在保持成本和投资回收的情况下，完全可以做到用水价格达到大众能够接受的水平。

另外，随着污水处理产业化的进程，全国个城市都开始想市民征收污水处理费，价格逐年提高，与饮用水的价格相比，城市污水回用在绿化、日常冲洗、消防、景观用水等方面就有着不可替代的优势，着就提高了污水会用在经济上的操作可行性，且城市污水的再生利用时维系良好水环境、水资源可持续发展利用的重要举措，是通向健康水循环的桥梁，有着不可估量的社会效益和环境效益。

4.城市污水处理常用方法研究探讨

4.1活性污泥法

长期以来，城市生活污水多采用活性污泥法，它是世界各国应用最广的一种生物处理流程，具有处理能力高，出水水质好的优点。

该方法主要由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成。

废水和回流的活性污泥一齐进入曝气池形成混合液。

曝气池是一个生物反应器，通过曝气设备冲入空气，空气中氧溶入缓和也，产生好氧代谢反应，且混合液得到足够大搅拌而成悬浮状态，这样，废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触反应。

随后混合液进入沉淀池，混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离，流出沉淀池的就是净化水。

沉淀池中污泥大部分回流，成为回流污泥，回流污泥的目的是是普其实内保持一定的悬浮固体浓度，也就是保持一定的微生物浓度。

曝气池中的升华反应引起微生物增殖，增殖的微生物量通常从沉淀池中排除，以维持活性污泥系统的稳定运行，这部分污泥叫剩余污泥。

活性污泥除了有氧化和分解有机物的能力外，还要有良好的凝聚和沉降性能，以使活性污泥从混合液中分离出来，得到澄清的出水。

由于污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程，因此在建设和实际运行过程中常受到资金的限制，似的治理技术与资金问题成为我国水污染治理的“瓶颈”。

归纳起来，目前在城市生活污水处理研究和应用领域，普遍存在的问题有：

（1）采用传统的活性污泥法，往往基建费、运行费用高，能耗大，管理复杂，易出现污泥膨胀现象；

设备不能满足高效低耗的要求；

（2）随着污水排放标准的不断严格，对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高，传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主，往往需要多个厌氧和好氧反应池串联，形成多级反应池，通过增杰内循环达到脱氮除磷的目的，这势必增加基建投资的费用及能耗，并且是运行管理较为复杂；

（3）目前城市污水的处理多以集中处理为主，庞大的污水手机系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资，因此建设大行动污水处理厂，集中处理生活污水，行污水再生回用的角度来说不一定是唯一可取的方案。

因此，如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理，以及实现磷回收和处理水回用等可持续方向发展，已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题。

这要求污水处理厂不应仅仅满足单一的水质改善，同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题，且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提。

4.2生物膜法

活性污泥法和生物膜法一直占据主导地位。

生物膜法主要用于从废水中去除溶解性有机污染物，主要特点死微生物附着在介质“滤料”表面，形成生物膜，污水同生物膜接触后，溶解有机污染物被微生物媳妇转化为H2O,CO2，NH3和微生物细胞物质，污水得到净化，所需氧化一般直接来自大气。

生物弄法处理系统适用于处理中小规模的城市废水，采用的处理构筑物有高负荷生物滤池和生物转盘，生物滤池在我国南方更为适用。

随着新型填料的开发和配套技术的不断完善，与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。

由于生物膜法具有处理效率高、耐冲击负荷性能好、产泥量地、占地面积少、便于运行管理等优点，在处理中极具竞争力。

4.3氧化法

氧化法是目前广泛采用并极具发展潜力