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污水变“清流”？在世界水日揭秘污水处理工艺
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发布时间：
2024-03-25
来源：
3月22日，被称为“世界水日”。
水是生命之源，孕育万物，关乎人类福祉。但随着工业化、城市化的快速发展，水资源日益紧张，水污染问题也日益严重。要想精打细算用好每一滴水，污水处理技术在其中尤为重要。当下的污水处理技术不仅是治理水污染、改善水环境的关键一环，更是促进水资源循环利用、实现可持续发展的重要途径。
那么我们日常生活中产生的污水，究竟该如何处理?污水排放达标情况又如何?中国电建成都勘测设计研究院水环境与城建分公司正高级工程师马宗凯或许可以告诉我们答案。
活性污泥法的脱氮过程
流传百年的污水处理工艺—活性污泥法
污水处理技术的核心目的是去除废水中的污染物质，使其达到排放或回用的标准。这一过程涉及物理、化学和生物等多种方法。据马宗凯介绍：“目前我国城镇污水处理厂大部分采用活性污泥法工艺处理污水。”
资料显示，这种污水处理方法诞生于1914年战火纷飞的欧洲，在随后不到10年的时间里，活性污泥工艺在很多小型污水处理厂得到了应用。第二次世界大战后，美国污水处理厂的建设达到了高峰，活性污泥工艺也得以迅速发展，并逐渐开始占据统治地位。因整体造价适中、运行费用和难度合适，活性污泥工艺从产生到现在已经经历了百年实践，始终保持着强盛的生命力，在全球范围内得到了广泛的推广。
活性污泥法即是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。这些污泥颗粒粒径大约为200到1000 μm，为矾花状不定形絮状体，通常具有较大表面积。在曝气池中呈褐色，略显酸性，供氧不足时为黑色，供氧过多时为灰白色。
活性污泥法处理流程
虽然大片的污泥看上去不太美观，却在污水处理中发挥极大作用。工程师们利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。
在活性污泥法工艺发展的一百多年里，还衍生出了有氧化沟工艺、AAO工艺和CASS工艺等及其改良工艺。马宗凯表示，“根据我们十多年运行经验效果来看，除在一些村镇污水处理站中存在工艺选择不适应的问题外，现行的污水处理工艺能满足绝大部分污水处理需要。”
“污水”处理后又产生“污泥”?
典型的活性污泥法是由曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成。污水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。从空气压缩机站送来的压缩空气，通过铺设在曝气池底部的空气扩散装置，以细小气泡的形式进入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，并使混合液处于剧烈搅动的状态，令活性污泥呈悬浮状态。溶解氧、活性污泥与污水互相混合、充分接触，使活性污泥反应得以正常进行。
经过活性污泥净化作用后的混合液进入二次沉淀池，混合液中悬浮的活性污泥和其他固体物质在这里沉淀下来与水分离，澄清后的污水作为处理水排出系统。经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部排出，其中大部分作为接种污泥回流至曝气池，以保证曝气池内的悬浮固体浓度和微生物浓度;增殖的微生物从底泥中排出，称为“剩余污泥”。事实上，污染物很大程度上从污水中转移到了这些剩余污泥中。
经过一系列的流传，活性污泥法成功将废水净化，但由“污水”产生的大量“污泥”又该如何处理?马宗凯表示：“目前四川省通用的污水处理厂污泥处理方式主要有卫生填埋、制备生物质燃料、热电厂/垃圾焚烧厂掺烧和生物降解资源化等措施。”随着近年来污泥处理设施不断完善，城镇污水处理厂污泥四化处置率明显提升。
四川省地级以上城市生活饮用水水源状况报告 图源：四川省生态环境厅
污水处理的排放标准执行情况如何?
据介绍，四川省生活污水处理主要执行岷、沱江地区准四类排放标准、国家一级A排放标准和农村污水排放标准三大类，个别地区受排放水体环境容量影响执行地表准III类排放标准，由于四川处于长江流域上游，故执行的污水排放标准在国内都是较为严格的，远高于长江中下游地区。
“现阶段通过不断升级改造，除乡镇地区外大部分污水处理设施运行效能较好，均能达标排放。”马宗凯表示，当下我国的污水处理技术水平在世界上处于领先水平，污水处理排放标准也高于大部分欧美发达国家。
四川省生态环境厅发布的最新报告显示，截至2024年1月，四川省21个市(州)政府所在地已开展监测的47个集中式饮用水水源地的47个监测断面所测项目全部达标(达到或优于III类标准)。饮用水源地统计取水总量21134.64万吨，达标水量为21134.64万吨，水质达标率100%。
值得注意的是，一些村镇地区受水质水量不稳定、管理不善和污水收集管网病害等因素影响，部分厂站未能满负荷或稳定达标运行。
2023年12月，生态环境部和农业农村部联合印发了“关于进一步推进农村生活污水治理的指导意见”，明确提出要增加对百吨以上污水处理站的监管力度，有条件的地区要新增出水在线检测设施，为全面落实农村污水规范化运行、稳定达标排放的创造了条件。
马宗凯也相信，未来污水处理较为薄弱的农村地区污水处理效能将会有明显提升，“我们后续还会对污水处理厂进行低碳、智能、节能方面提升，如智慧运维、引入清洁能源和采用更加节能环保的设备等，进一步降低污水处理厂的碳排放指标。”
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