生活污水處理是環(huán)境保護(hù)的重要環(huán)節(jié),其核心目標(biāo)是去除污水中的有機(jī)物、懸浮物、氮磷等污染物,使水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)或回用要求。以下是常見的生活污水處理方法及技術(shù)路線,按處理階段和工藝類型分類說明:
一、預(yù)處理階段:去除大顆粒雜質(zhì)
主要用于截留污水中的懸浮物、漂浮物和粗大雜質(zhì),為后續(xù)處理減輕負(fù)荷。
格柵過濾
原理:通過機(jī)械或人工格柵攔截污水中的大塊垃圾(如塑料袋、樹枝、紙巾等)。
設(shè)備:粗格柵(間隙 10-40mm)、細(xì)格柵(間隙 1-10mm),常搭配螺旋輸送機(jī)清除攔截物。
應(yīng)用:所有生活污水處理廠的道工序,防止設(shè)備堵塞。
沉砂池
原理:利用重力分離污水中的無機(jī)砂粒、煤渣等密度較大的顆粒。
類型:平流式沉砂池、曝氣沉砂池(通過曝氣防止有機(jī)物沉降,同時降解部分有機(jī)物)。
作用:減少后續(xù)管道和設(shè)備的磨損,避免砂粒影響生物處理單元。
二、主體處理階段:去除有機(jī)物和氮磷
通過生物、物理或化學(xué)作用降解污染物,是污水處理的核心環(huán)節(jié)。
(一)生物處理法
利用微生物的代謝活動分解有機(jī)物,是生活污水處理的主流技術(shù)。
活性污泥法
原理:通過曝氣使微生物(活性污泥)與污水充分混合,降解有機(jī)物(BOD?)和部分氮磷。
典型工藝:傳統(tǒng)活性污泥法:曝氣池 + 二沉池,處理效率高,適合大水量。
AO 工藝(缺氧 - 好氧):增加缺氧段,通過反硝化作用脫氮。
A2O 工藝(厭氧 - 缺氧 - 好氧):同步脫氮除磷,厭氧段釋放磷,好氧段吸收磷。
氧化溝:環(huán)形曝氣池,延時曝氣,耐沖擊負(fù)荷,適合中小型污水廠。
SBR(序批式活性污泥法):間歇式運(yùn)行,一池完成曝氣、沉淀、排水,自動化程度高。
生物膜法
原理:微生物附著在填料(如濾料、填料膜)表面形成生物膜,通過吸附和代謝去除污染物。
典型工藝:生物濾池:普通生物濾池、高負(fù)荷生物濾池,適合中小水量。
生物接觸氧化法:填料浸沒在水中,曝氣提供溶解氧,污泥產(chǎn)量低。
曝氣生物濾池(BAF):集生物降解與過濾于一體,出水水質(zhì)好。
厭氧生物處理
原理:在無氧條件下,利用厭氧微生物分解有機(jī)物,產(chǎn)生沼氣(甲烷和二氧化碳)。
應(yīng)用:高濃度有機(jī)污水(如餐飲廢水)預(yù)處理、污泥消化,或農(nóng)村分散式污水處理(如化糞池、沼氣池)。
優(yōu)點(diǎn):能耗低,可回收能源(沼氣);缺點(diǎn):處理時間長,對溫度敏感。
MBR(膜生物反應(yīng)器)
原理:將生物反應(yīng)器與膜分離技術(shù)結(jié)合(如超濾膜、微濾膜),用膜替代二沉池,截留微生物和懸浮物。
優(yōu)點(diǎn):出水水質(zhì)高(可直接回用)、污泥濃度高、占地面積小;缺點(diǎn):膜易堵塞,需定期清洗或更換。
(二)物理化學(xué)法
適用于水質(zhì)復(fù)雜、生物處理難以達(dá)標(biāo)的場景,或作為輔助工藝。
混凝沉淀
原理:投加混凝劑(如聚合氯化鋁 PAC、聚丙烯酰胺 PAM),使膠體顆粒聚集形成絮體,通過沉淀去除。
作用:去除懸浮物、色度、部分有機(jī)物和磷(化學(xué)除磷)。
氣浮法
原理:通過向水中通入空氣形成微小氣泡,吸附污水中的懸浮物(如油脂、絮體),使其上浮至水面去除。
應(yīng)用:含油污水、乳化液處理,或替代沉淀工藝。
吸附法
原理:利用活性炭、沸石等吸附劑的多孔結(jié)構(gòu),吸附水中的有機(jī)物、重金屬、色度等。
應(yīng)用:深度處理階段,提升出水水質(zhì)(如飲用水預(yù)處理、污水回用)。
三、深度處理階段:提升水質(zhì)至回用標(biāo)準(zhǔn)
當(dāng)出水需回用于工業(yè)用水、景觀補(bǔ)水或市政雜用時,需進(jìn)一步處理:
過濾
工藝:砂濾、活性炭濾池、膜過濾(如納濾、反滲透),去除殘留懸浮物、膠體和溶解性雜質(zhì)。
作用:降低濁度、COD、重金屬等指標(biāo)。
消毒
方法:氯消毒(液氯、次氯酸鈉)、二氧化氯、紫外線消毒、臭氧消毒。
目的:殺滅細(xì)菌、病毒等病原微生物,確保出水衛(wèi)生安全。
脫氮除磷強(qiáng)化
化學(xué)法:投加除磷劑(如鐵鹽、鋁鹽)沉淀磷酸鹽;投加碳源(如甲醇)強(qiáng)化反硝化脫氮。
生物法:改良型 A2O、MBBR(移動床生物膜反應(yīng)器)等,提高脫氮除磷效率。
四、污泥處理與處置
污水處理過程中產(chǎn)生的污泥需妥善處理,避免二次污染:
濃縮脫水工藝:重力濃縮、離心濃縮、板框壓濾、帶式壓濾,降低污泥含水率(從 95% 降至 75%-85%)。
穩(wěn)定化處理厭氧消化:降解污泥中的有機(jī)物,減少臭味和病原菌,產(chǎn)生沼氣。
好氧堆肥:與秸稈等混合發(fā)酵,制成有機(jī)肥。
處置土地利用:符合標(biāo)準(zhǔn)的污泥用于農(nóng)業(yè)或綠化(需檢測重金屬和病原菌)。
衛(wèi)生填埋 / 焚燒:重金屬超標(biāo)的污泥經(jīng)穩(wěn)定化后填埋,或焚燒發(fā)電(需配套廢氣處理)。
五、不同場景的處理技術(shù)選擇
城市生活污水處理廠
主流流程:格柵→沉砂池→生物處理(如 A2O、氧化溝)→二沉池→混凝沉淀→過濾→消毒→排放或回用。
特點(diǎn):處理規(guī)模大,注重脫氮除磷和污泥綜合處理。
農(nóng)村分散式生活污水
適用技術(shù):化糞池 + 人工濕地:利用土壤和植物根系凈化污水,投資低,維護(hù)簡單。
厭氧生物濾池 + 好氧塘:適合水量小、分散的農(nóng)戶,能耗低。
一體化設(shè)備(如 MBR 一體機(jī)):占地小,自動化程度高,適合集中村落。
小區(qū)或商業(yè)污水
一體化處理設(shè)備:采用生物接觸氧化、SBR 或 MBR 工藝,處理后水可用于沖廁、綠化。
六、發(fā)展趨勢
資源化利用:污水中回收水資源(如中水回用)、能源(沼氣發(fā)電)、磷資源(鳥糞石提?。?。
智能化與節(jié)能:物聯(lián)網(wǎng)(IoT)監(jiān)控系統(tǒng)、低能耗曝氣技術(shù)(如變頻風(fēng)機(jī))、太陽能供電的農(nóng)村處理設(shè)施。
生態(tài)化技術(shù):強(qiáng)化人工濕地、生態(tài)溝渠等自然處理系統(tǒng)與生物技術(shù)結(jié)合,減少化學(xué)藥劑使用。
通過合理組合不同工藝,生活污水可實(shí)現(xiàn)從 “污染治理” 到 “資源循環(huán)” 的轉(zhuǎn)變,符合可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。具體工藝選擇需根據(jù)水質(zhì)水量、排放標(biāo)準(zhǔn)、投資成本及當(dāng)?shù)刈匀粭l件綜合決定。
適用技術(shù):化糞池 + 人工濕地:利用土壤和植物根系凈化污水,投資低,維護(hù)簡單。
厭氧生物濾池 + 好氧塘:適合水量小、分散的農(nóng)戶,能耗低。
一體化設(shè)備(如 MBR 一體機(jī)):占地小,自動化程度高,適合集中村落。
小區(qū)或商業(yè)污水