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摘 要：本文分析和论述了城市污水处理的几个主要方法，着重对曝气技术在城市污水处理工艺的主导地位和技术应用进行了阐述。 关键词：城市污水；处理方法；曝气技术
Abstract: This paper analyzes and discusses several main methods of city sewage treatment, focusing on the leading position of aeration technology in city wastewater treatment process and technical application was discussed.
Key words: city sewage; treatment; aeration technology
中图分类号：U664.9+2前言
城市污水处理的整体目标是：导、治结合，实现污水处理“四化”：一是减量化，即污水、能耗、物耗的减小；二是无害化，即污水处理的过程与结果对人及受纳水体无害；三是资源化，即污水处理后的循环回用；四是产业化，即污水处理按市场机制形成产业。 1、城市污水处理的主要方法概述 1.1 物理处理方法：①格栅法：可分为人工清理的格栅（适用于中小型城市生活污水厂或所需截留的污染物较少时）和机械格栅（适用于大型城市生活污水厂或所需截留的污染物较多时）。 ②筛网法：筛网的去除效果，可相当于初次沉淀池的作用。 ③过滤：是以具有孔隙的粒状滤料层，如石英砂等，截留水中的杂质从而使水获得澄清的工艺过程。 ④离心分离法：它的作用是基于存在于水中的悬浮物和水的密度不同而产生的。主要设备有：离心机、水力旋流器及旋流池等。 ⑤沉淀池法：用于废水进入生物处理设备前的初次沉淀、生理处理后的二次沉淀及污泥处理阶段的污泥浓缩池。 ⑥浮上法：适用于颗粒直径很小，很难用沉淀法加以去除时，主要有电解浮上法、分散空气浮上法和溶解空气浮上法。
1.2 生物处理方法：污水生物学处理具体来说是通过微生物所产生的酶，氧化分解有机物，从而使水得到净化。其中起主要作用的是细菌，污水中可溶性的有机物直接被菌体吸收；固體和胶体等不溶性有机物先附着在菌体外，由菌细胞分泌的胞外酶分解成可溶性物质，再被菌体吸收，通过微生物体内的氧化、还原、分解、合成等生化作用，把一部分有机物转化成微生物自身组成物质，另一部分有机物被氧化分解为CO2、H2O等简单的无机物，从而使污染物质得到降解。主要方法有：氧化塘法、活性污泥法、生物滤池法、厌氧处理法 1.4 城市污水处理的新模式 ①生物膜技术：通过选育和培养高效的微生物菌种，制成制剂，高密度直接投放到待处理污水，形成生物膜，对污水进行降解和净化。与传统的活性淤泥法相比，生物膜技术应用于城市污水处理具有五大技术优势：一是投资省。目前国内的城市污水处理厂基础建设投资大，需要大量的机械设备、管网和其他工程设施，投资成本每吨污水处理在1000元左右；而应用生物膜技术投资设备少，占地小，处理每吨污水不到500元，相比节约成本50%以上。二是运行费用低。据测算，目前国内城市污水处理厂的直接运行成本，一般在每天处理每吨污水0.5~0.8元之间；而应用生物膜技术处理污水每天每吨只需0.2元左右。三是淤泥少，没有“二次污染”。采用传统的活性淤泥法处理城市污水，常由于大量淤泥的堆放造成对环境的“二次污染”；而相同条件下制成生物膜的微生物菌一旦把污水净化后，便会由于缺乏“营养”而自动消亡，不会造成“二次污染”。四是效率高。生物膜表面积大，微生物菌密度高，每克制剂的微生物菌含量达50~200亿个，大大高于淤泥中的自然微生物活性成份，同时还可以多次投放，方便快捷，处理效果明显优于传统的活性淤泥法。采用生物膜技术，不仅能够有效治理湖泊的富营养化，而且有助于修复和强化湖泊生态功能，提高水体自净能力。五是适合城市生活小区等小规模、有机负荷不高的污水处理。应用生物膜技术投资省，运行费用低，并可节省管网建设成本，处理城市生活小区等城市污水具有活性淤泥法不可比拟的优势。 ②粉末活性炭吸附技术：粉末活性炭在污水处理中的使用已有70年左右的历史。自从美国首次使用粉末活性炭去除氯酚产生的嗅味以后，活性炭成为给水处理中去除色、嗅、味和有机物的有效方法之一。国外对粉末活性炭吸附性能作的大量研究表明：粉末活性炭对三氯苯酚、二氯苯酚、农药中所含有机物，三卤甲烷及前体物以及消毒副产物三氯醋酸、二氯醋酸和二卤乙腈等等均有很好的吸附效果，对色、嗅、味的去除效果已得到公认。可用于提高污水处理厂出水水质。 ③曝气生物滤池法：该工艺是一种淹没式上向流生物滤池，其滤料为比重小于1 的球形颗粒并漂浮在水中。通过硝化和反硝化作用净化水质，其处理能力大大高于活性污泥法，并能达到很高的排放水质标准。
2、城市污水处理的关键技术分析 2.1 曝气技术的重要地位：城市污水主要污染物成份基本都是容易被微生物分解的物质。在城市污水处理工艺技术方案中，采用曝气充氧培养微生物对有机污染物质进行分解，这一基本原理都是相同的。一般都是采取初沉、曝气、二沉、回流或排出的工艺流程；近年来还出现了曝气、二沉、回流或排出的三合一体间歇式曝气工艺。 曝气充氧是城市污水处理工艺运行中最重要的技术保障手段，也是工艺运行的动态控制核心；在城市污水处理运行费用中，动力消耗所占比例约为80%，而曝气充氧能耗又要占装置总动力消耗的约80%；由此可见，所选用的曝气形式及技术在城市污水处理工艺技术方案中的重要地位。 2.2 曝气技术的基本分类
①传统的分类曝气技术传统的分类方法是按照设备性质区分的，分为三种基本形式：表面曝气—采用机械运动的方法，使水体表面不断更新与空气接触；表面曝气分为叶轮表面曝气与转刷(盘)表面曝气两种；射流自吸—利用水体的射流作用吸入空气；鼓风曝气—风机鼓风经曝气器扩散向水体中输入空气(或纯氧)。 ②按照流体运动性质的新分类曝气技术的实质就是使气相中的氧向液相中转移，传统的分类方法难以反映曝气技术的实质问题。使气相中的氧转移为液相中的溶解氧，是通过流体运动形成气液接触界面而完成的。 2.3 鼓风曝气是曝气技术的发展趋势：在城市污水处理工艺技术中，有越来越多的工程技术人员认识到了鼓风曝气技术具有动能消耗合理和充氧效率高的优点，因此鼓风曝气技术在城市污水处理工艺技术中越来越得到普遍的应用。 2.4 终端设备是鼓风曝气技术的关键：鼓风曝气技术的终端是关键设备气流扩散装置——曝气器。鼓风机经管道鼓入曝气池的气相流体，最终是由曝气器对气流的扩散而产生起氧传递作用的气液接触界面；曝气充氧效率、曝气运行可靠程度的长久性、氧传递均衡性与氧供给长期稳定性等等曝气技术性能如何，完全是要取决于曝气终端设备（曝气器）的功能作用。 3、结束语水是我们人类所共有的、有限的资源。大气中的水分变成雨水降到地表，其中一部分蒸发或者渗入地下，而大部分泄入江河，流到大海，再通过江、海、河、湖返回大气中，形成完整的大自然水循环体系。在这一循环过程中，人类所利用的水被污染，而被污染的水只有经过处理得到净化，才能重新回到大自然的水循环体系中。因此，污水处理的作用是极为重要的，是保护人类水环境，提供舒适的生活空间及作为资源有效利用所必须的和必不可少的重要环节。
参考文献： [1]徐志嫱，魏红，黄廷林.污水采用集中或分散处理再生回用的经济比较[J].中国给水排水，2007. [2] 张丽丽，徐得潜.城市污水处理厂布局优化的经济性判据[J].山西建筑，2009. [3]王文雯.城市河流治理生态效应优化模式探索[D].山东师范大学，2004. [4]周雹.论中小型城市污水处理厂工艺选择[A].中国环境保护产业发展战略论坛论文集[C]，2000.
Abstract: This paper analyzes and discusses several main methods of city sewage treatment, focusing on the leading position of aeration technology in city wastewater treatment process and technical application was discussed.
Key words: city sewage; treatment; aeration technology
中图分类号：U664.9+2前言
城市污水处理的整体目标是：导、治结合，实现污水处理“四化”：一是减量化，即污水、能耗、物耗的减小；二是无害化，即污水处理的过程与结果对人及受纳水体无害；三是资源化，即污水处理后的循环回用；四是产业化，即污水处理按市场机制形成产业。 1、城市污水处理的主要方法概述 1.1 物理处理方法：①格栅法：可分为人工清理的格栅（适用于中小型城市生活污水厂或所需截留的污染物较少时）和机械格栅（适用于大型城市生活污水厂或所需截留的污染物较多时）。 ②筛网法：筛网的去除效果，可相当于初次沉淀池的作用。 ③过滤：是以具有孔隙的粒状滤料层，如石英砂等，截留水中的杂质从而使水获得澄清的工艺过程。 ④离心分离法：它的作用是基于存在于水中的悬浮物和水的密度不同而产生的。主要设备有：离心机、水力旋流器及旋流池等。 ⑤沉淀池法：用于废水进入生物处理设备前的初次沉淀、生理处理后的二次沉淀及污泥处理阶段的污泥浓缩池。 ⑥浮上法：适用于颗粒直径很小，很难用沉淀法加以去除时，主要有电解浮上法、分散空气浮上法和溶解空气浮上法。
1.2 生物处理方法：污水生物学处理具体来说是通过微生物所产生的酶，氧化分解有机物，从而使水得到净化。其中起主要作用的是细菌，污水中可溶性的有机物直接被菌体吸收；固體和胶体等不溶性有机物先附着在菌体外，由菌细胞分泌的胞外酶分解成可溶性物质，再被菌体吸收，通过微生物体内的氧化、还原、分解、合成等生化作用，把一部分有机物转化成微生物自身组成物质，另一部分有机物被氧化分解为CO2、H2O等简单的无机物，从而使污染物质得到降解。主要方法有：氧化塘法、活性污泥法、生物滤池法、厌氧处理法 1.4 城市污水处理的新模式 ①生物膜技术：通过选育和培养高效的微生物菌种，制成制剂，高密度直接投放到待处理污水，形成生物膜，对污水进行降解和净化。与传统的活性淤泥法相比，生物膜技术应用于城市污水处理具有五大技术优势：一是投资省。目前国内的城市污水处理厂基础建设投资大，需要大量的机械设备、管网和其他工程设施，投资成本每吨污水处理在1000元左右；而应用生物膜技术投资设备少，占地小，处理每吨污水不到500元，相比节约成本50%以上。二是运行费用低。据测算，目前国内城市污水处理厂的直接运行成本，一般在每天处理每吨污水0.5~0.8元之间；而应用生物膜技术处理污水每天每吨只需0.2元左右。三是淤泥少，没有“二次污染”。采用传统的活性淤泥法处理城市污水，常由于大量淤泥的堆放造成对环境的“二次污染”；而相同条件下制成生物膜的微生物菌一旦把污水净化后，便会由于缺乏“营养”而自动消亡，不会造成“二次污染”。四是效率高。生物膜表面积大，微生物菌密度高，每克制剂的微生物菌含量达50~200亿个，大大高于淤泥中的自然微生物活性成份，同时还可以多次投放，方便快捷，处理效果明显优于传统的活性淤泥法。采用生物膜技术，不仅能够有效治理湖泊的富营养化，而且有助于修复和强化湖泊生态功能，提高水体自净能力。五是适合城市生活小区等小规模、有机负荷不高的污水处理。应用生物膜技术投资省，运行费用低，并可节省管网建设成本，处理城市生活小区等城市污水具有活性淤泥法不可比拟的优势。 ②粉末活性炭吸附技术：粉末活性炭在污水处理中的使用已有70年左右的历史。自从美国首次使用粉末活性炭去除氯酚产生的嗅味以后，活性炭成为给水处理中去除色、嗅、味和有机物的有效方法之一。国外对粉末活性炭吸附性能作的大量研究表明：粉末活性炭对三氯苯酚、二氯苯酚、农药中所含有机物，三卤甲烷及前体物以及消毒副产物三氯醋酸、二氯醋酸和二卤乙腈等等均有很好的吸附效果，对色、嗅、味的去除效果已得到公认。可用于提高污水处理厂出水水质。 ③曝气生物滤池法：该工艺是一种淹没式上向流生物滤池，其滤料为比重小于1 的球形颗粒并漂浮在水中。通过硝化和反硝化作用净化水质，其处理能力大大高于活性污泥法，并能达到很高的排放水质标准。
2、城市污水处理的关键技术分析 2.1 曝气技术的重要地位：城市污水主要污染物成份基本都是容易被微生物分解的物质。在城市污水处理工艺技术方案中，采用曝气充氧培养微生物对有机污染物质进行分解，这一基本原理都是相同的。一般都是采取初沉、曝气、二沉、回流或排出的工艺流程；近年来还出现了曝气、二沉、回流或排出的三合一体间歇式曝气工艺。 曝气充氧是城市污水处理工艺运行中最重要的技术保障手段，也是工艺运行的动态控制核心；在城市污水处理运行费用中，动力消耗所占比例约为80%，而曝气充氧能耗又要占装置总动力消耗的约80%；由此可见，所选用的曝气形式及技术在城市污水处理工艺技术方案中的重要地位。 2.2 曝气技术的基本分类
①传统的分类曝气技术传统的分类方法是按照设备性质区分的，分为三种基本形式：表面曝气—采用机械运动的方法，使水体表面不断更新与空气接触；表面曝气分为叶轮表面曝气与转刷(盘)表面曝气两种；射流自吸—利用水体的射流作用吸入空气；鼓风曝气—风机鼓风经曝气器扩散向水体中输入空气(或纯氧)。 ②按照流体运动性质的新分类曝气技术的实质就是使气相中的氧向液相中转移，传统的分类方法难以反映曝气技术的实质问题。使气相中的氧转移为液相中的溶解氧，是通过流体运动形成气液接触界面而完成的。 2.3 鼓风曝气是曝气技术的发展趋势：在城市污水处理工艺技术中，有越来越多的工程技术人员认识到了鼓风曝气技术具有动能消耗合理和充氧效率高的优点，因此鼓风曝气技术在城市污水处理工艺技术中越来越得到普遍的应用。 2.4 终端设备是鼓风曝气技术的关键：鼓风曝气技术的终端是关键设备气流扩散装置——曝气器。鼓风机经管道鼓入曝气池的气相流体，最终是由曝气器对气流的扩散而产生起氧传递作用的气液接触界面；曝气充氧效率、曝气运行可靠程度的长久性、氧传递均衡性与氧供给长期稳定性等等曝气技术性能如何，完全是要取决于曝气终端设备（曝气器）的功能作用。 3、结束语水是我们人类所共有的、有限的资源。大气中的水分变成雨水降到地表，其中一部分蒸发或者渗入地下，而大部分泄入江河，流到大海，再通过江、海、河、湖返回大气中，形成完整的大自然水循环体系。在这一循环过程中，人类所利用的水被污染，而被污染的水只有经过处理得到净化，才能重新回到大自然的水循环体系中。因此，污水处理的作用是极为重要的，是保护人类水环境，提供舒适的生活空间及作为资源有效利用所必须的和必不可少的重要环节。
参考文献： [1]徐志嫱，魏红，黄廷林.污水采用集中或分散处理再生回用的经济比较[J].中国给水排水，2007. [2] 张丽丽，徐得潜.城市污水处理厂布局优化的经济性判据[J].山西建筑，2009. [3]王文雯.城市河流治理生态效应优化模式探索[D].山东师范大学，2004. [4]周雹.论中小型城市污水处理厂工艺选择[A].中国环境保护产业发展战略论坛论文集[C]，2000.