城鎮和農村污水處理新技術及工程應用分析

Summary：在城鎮和農村中，污水處理工作越來越受到重視。污水處理過程較為復雜，需要注重技術的創新應用，提高系統的節能效果，保證污水治理的效果。基于此，該文首先分析了適用于城鎮和農村地區的污水處理技術，其次探討了城鎮和農村污水處理新技術的工程實踐，以供參考。Keys：城鎮農村；生態環境；污水處理技術；工程應用引言水是生命之源，對于人類生存和發展具有重要意義。隨著人類生產和生活活動的進行，對水資源造成不同程度的污染，為了避免水污染對周邊環境甚至生態平衡的破壞，需對生產和生活污水進行高效處理。隨著對環境治理要求的越來越高，對城鎮生活污水污染控制指標要求越發嚴格，從而對污水處理工藝的要求越高。1適用于城鎮和農村地區的污水處理技術1.1活性污泥法活性污泥法屬于好氧生物處理法，利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧氣存在的條件下進行生物代謝以降解有機物，使其穩定，而進行的無害化處理，在城市污水處理中具有廣泛的適用性。活性污泥法，能有效去除具有溶解性和膠體狀態的可生化有機物、被活性污泥吸附的懸浮固體和其他一些物質，也能去除污水中的磷素和氮素。活性污泥法具有很強的吸附與氧化有機物的能力，在污水處理的過程中，能實現對污水中有機污染物的分解，使污泥與水分離。城鎮和農村地區的污水處理過程中，活性污泥法的污水處理流程如下：1）污水處理中，污水內的有機污染物被活性污泥顆粒吸附在菌膠團的表面上，一些大分子有機物在細菌胞外酶作用下分解為小分子有機物。2）活性污泥處理系統中，微生物在氧氣充足的條件下，吸收這些有機物，并氧化分解，形成二氧化碳和水。3）混合液中懸浮的活性污泥和其他固體物質需在沉淀池中進行沉淀，實現固定物質與水的分離。4）經過沉淀后的水排出系統外，而沉淀下來的污泥則從沉淀池的底部進行排出，大部分排出的污泥會進入曝氣池，通過生物手段對淤泥內的污染物進行分析和處理。活性污泥法適用于污水量較大，且沉淀物較多的情況，能對污水內的淤泥進行清除，但對污水內溶于水的污染物清除效果較差。活性污泥法在城鎮污水的處理中被廣泛運用，使用活性污泥法，污染物轉移到污泥上去的效率很快，但代謝速率較慢，對污水的處理效率較高，操作方便，剩余污泥量較少，是城鎮以及農村污水處理首選的處理方式。1.2截污分流技術污水處理過程中，需要采用截污分流技術，增強對污染物質的分流作用，保障污水處理的前提條件。為了實現截污分流處理，需要做好排污管道的修建工作，從源頭處對污水進行分流，將生活用水、工廠用水進行分離，便于采用針對性的處理措施。一旦不同類型的污水混合在一起，將會導致污水中污染物質繁雜，增加污水處理的難度，導致污水的處理效率下降。為此，需要對污水處理管道合理規劃，使管道能夠起到截污分流作用。而且，需要對截污分流設施進行修建，如泵站、截污井等，構建符合要求的污水分流設施，使截污分流作用更加的明顯，打造良好的污水處理環境。1.3厭氧水處理技術厭氧水處理技術可以作為高濃度有機污水預處理技術和污泥消化穩定技術。不論是高濃度污水還是污泥消化，厭氧水處理技術都是采用厭氧發酵的方法將有機物降解，產出消化氣（CH4為主的混合可燃性氣體）。將消化氣安全收集以后，以燃燒產能的方式可以回收能量，即將水中有機污染物轉變為電能或熱能，供給企業。有研究表明，厭氧處理高濃度污水和污泥厭氧消化獲得能量，其產能自給率最高可達200%。但是因為我國污水中有機物濃度普遍較低，加之缺乏精細調控，污泥消化產能自給率僅為50%左右。即使如此，厭氧處理技術，仍是污水處理節能減排的重要方法之一，但厭氧技術控制相對復雜，對工作人員和設備要求較高，如果控制不理想也會直接影響其污水處理效果和能源回收能力。另外，因為消化氣為易燃易爆危險品，企業需要具備較高的安全管控能力。1.4MBR技術MBR又稱膜生物反應器，MBR技術是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術；MBR技術主要由膜分離組件及生物反應器兩部分組成。它在對含有揮發性有毒物質進行處理時能減少氣流的揮發，保護大氣，具有較高的適用性。1）MBR技術在使用的過程中能利用最新的技術將污水進行分解，將污水內的微生物進行攔截，凈化水質。在使用的過程中通過相應的容器和專業的分離設備，將污水內難以進行分解和分離的物質進行攔截，能抑制細菌的滋生，在使用中具有較高的應用價值。2）在使用的過程中，通過將難以降解物質進行有機降解，能減少污染物對水質的持續性影響，進而提高降解的有效率。3）由于曝氣池中活性污泥濃度的增大和污泥中特效菌的出現，出水水質優于GB/T18920—2002《城市污水再生利用城市雜用水水質》規定的水質。4）提高了生化反應速率。5）通過減少剩余污泥產生量，降低了污泥處理費用。2城鎮和農村污水處理新技術的工程實踐2.1多工藝技術聯合使用，是目前較為實用的技術目前我國可以采用多種技術聯合使用的方式，來實現碳減排乃至碳中和的目標。有研究指出，采用厭氧消化氣熱電聯產和污水源熱泵技術，即可實現污水處理碳中和46.8%的赤字能量，而污泥消化氣回收-消化氣鍋爐熱電聯產-污水源熱泵技術聯用，可以滿足污水廠能量需求。可見通過多種技術耦合，即可實現污水處理企業能源自給。如果配合上述固碳技術有效控制碳直接排放量，則碳中和目標有望順利達成。2.2調節提升泵污水提升泵是實現污水處理的重要裝置，需要對提升泵的節能效果展開分析，并且采用節能控制措施。污水提升過程中，應對水量進行控制，一般采用變頻調速的控制形式，既可以提高水量的控制精度，又能夠降低生產過程的能耗，確保提升泵運行的穩定性。提升泵節能控制的方法主要分為2種：第一，根據污水處理狀況調節水泵的數量，避免水泵之間同時工作，從運行數量方面來降低能耗，構建完善的污水供給條件。第二，避免水泵頻繁啟停。水泵啟動過程會消耗大量的電能，需要控制水泵的啟停次數，確保主水泵能夠始終處于運行狀態，進而對啟動次數進行控制。2.3工程運行效果評估在污水處理的過程中，活性污泥法適用于污水量較大，且污水內部含有揮發性有毒物質的處理，這種方法處理速度快，質量較高，運行穩定；人工濕地在運行的過程中需注重濕地植物的引種，應選擇抗凍、抗熱、抗蟲害以及適應力強的植物植被。人工濕地在農村以及地域較開闊城鎮的運行中，運作能力穩定，經濟成本較低，但花費的時間較長，周期較長，人工濕地不適合在污水量較大的地區投入運行。結語綜上所述，污水處理是環境保護的重要工作，關系到環境未來的發展，需要對污水進行嚴肅處理，關注創新性污水處理技術的動態，注重污水處理技術的更新與運用，促進污水處理技術的提升。污水處理還要注重節能控制，降低污水處理過程中的能源消耗，使污水處理能夠保持良好的效率，保障污水處理技術的改進效果。Reference[1]成昌艮，孔宇.村鎮污水治理設計存在的問題及解決措施[J].資源信息與工程，2021，36（5）:123-125