污水變“清流”？在世界水日揭秘污水處理工藝｜科技有狠活
封面新聞2024-03-22 18:34
封面新聞記者 馬曉玉 車家竹
3月22日，被稱為“世界水日”。
水是生命之源，孕育萬物，關乎人類福祉。但隨著工業化、城市化的快速發展，水資源日益緊張，水污染問題也日益嚴重。要想精打細算用好每一滴水，污水處理技術在其中尤為重要。當下的污水處理技術不僅是治理水污染、改善水環境的關鍵一環，更是促進水資源循環利用、實現可持續發展的重要途徑。
那么我們日常生活中產生的污水，究竟該如何處理？污水排放達標情況又如何？中國電建成都勘測設計研究院水環境與城建分公司正高級工程師馬宗凱或許可以告訴我們答案。
活性污泥法的脫氮過程
流傳百年的污水處理工藝—活性污泥法
污水處理技術的核心目的是去除廢水中的污染物質，使其達到排放或回用的標準。這一過程涉及物理、化學和生物等多種方法。據馬宗凱介紹：“目前我國城鎮污水處理廠大部分采用活性污泥法工藝處理污水。”
資料顯示，這種污水處理方法誕生于1914年戰火紛飛的歐洲，在隨后不到10年的時間里，活性污泥工藝在很多小型污水處理廠得到了應用。第二次世界大戰后，美國污水處理廠的建設達到了高峰，活性污泥工藝也得以迅速發展，并逐漸開始占據統治地位。因整體造價適中、運行費用和難度合適，活性污泥工藝從產生到現在已經經歷了百年實踐，始終保持著強盛的生命力，在全球范圍內得到了廣泛的推廣。
活性污泥法即是在人工充氧條件下，對污水和各種微生物群體進行連續混合培養，形成活性污泥。這些污泥顆粒粒徑大約為200到1000 μm，為礬花狀不定形絮狀體，通常具有較大表面積。在曝氣池中呈褐色，略顯酸性，供氧不足時為黑色，供氧過多時為灰白色。
活性污泥法處理流程
雖然大片的污泥看上去不太美觀，卻在污水處理中發揮極大作用。工程師們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機污染物。然后使污泥與水分離，大部分污泥再回流到曝氣池，多余部分則排出活性污泥系統。
在活性污泥法工藝發展的一百多年里，還衍生出了有氧化溝工藝、AAO工藝和CASS工藝等及其改良工藝。馬宗凱表示，“根據我們十多年運行經驗效果來看，除在一些村鎮污水處理站中存在工藝選擇不適應的問題外，現行的污水處理工藝能滿足絕大部分污水處理需要。”
“污水”處理后又產生“污泥”？
典型的活性污泥法是由曝氣池、沉淀池、污泥回流系統和剩余污泥排除系統組成。污水和回流的活性污泥一起進入曝氣池形成混合液。從空氣壓縮機站送來的壓縮空氣，通過鋪設在曝氣池底部的空氣擴散裝置，以細小氣泡的形式進入污水中，目的是增加污水中的溶解氧含量，并使混合液處于劇烈攪動的狀態，令活性污泥呈懸浮狀態。溶解氧、活性污泥與污水互相混合、充分接觸，使活性污泥反應得以正常進行。
經過活性污泥凈化作用后的混合液進入二次沉淀池，混合液中懸浮的活性污泥和其他固體物質在這里沉淀下來與水分離，澄清后的污水作為處理水排出系統。經過沉淀濃縮的污泥從沉淀池底部排出，其中大部分作為接種污泥回流至曝氣池，以保證曝氣池內的懸浮固體濃度和微生物濃度；增殖的微生物從底泥中排出，稱為“剩余污泥”。事實上，污染物很大程度上從污水中轉移到了這些剩余污泥中。
經過一系列的流傳，活性污泥法成功將廢水凈化，但由“污水”產生的大量“污泥”又該如何處理？馬宗凱表示：“目前四川省通用的污水處理廠污泥處理方式主要有衛生填埋、制備生物質燃料、熱電廠/垃圾焚燒廠摻燒和生物降解資源化等措施。”隨著近年來污泥處理設施不斷完善，城鎮污水處理廠污泥四化處置率明顯提升。
四川省地級以上城市生活飲用水水源狀況報告 圖源：四川省生態環境廳
污水處理的排放標準執行情況如何？
據介紹，四川省生活污水處理主要執行岷、沱江地區準四類排放標準、國家一級A排放標準和農村污水排放標準三大類，個別地區受排放水體環境容量影響執行地表準III類排放標準，由于四川處于長江流域上游，故執行的污水排放標準在國內都是較為嚴格的，遠高于長江中下游地區。
“現階段通過不斷升級改造，除鄉鎮地區外大部分污水處理設施運行效能較好，均能達標排放。”馬宗凱表示，當下我國的污水處理技術水平在世界上處于領先水平，污水處理排放標準也高于大部分歐美發達國家。
四川省生態環境廳發布的最新報告顯示，截至2024年1月，四川省21個市（州）政府所在地已開展監測的47個集中式飲用水水源地的47個監測斷面所測項目全部達標（達到或優于III類標準）。飲用水源地統計取水總量21134.64萬噸，達標水量為21134.64萬噸，水質達標率100%。
值得注意的是，一些村鎮地區受水質水量不穩定、管理不善和污水收集管網病害等因素影響，部分廠站未能滿負荷或穩定達標運行。
2023年12月，生態環境部和農業農村部聯合印發了“關于進一步推進農村生活污水治理的指導意見”，明確提出要增加對百噸以上污水處理站的監管力度，有條件的地區要新增出水在線檢測設施，為全面落實農村污水規范化運行、穩定達標排放的創造了條件。
馬宗凱也相信，未來污水處理較為薄弱的農村地區污水處理效能將會有明顯提升，“我們后續還會對污水處理廠進行低碳、智能、節能方面提升，如智慧運維、引入清潔能源和采用更加節能環保的設備等，進一步降低污水處理廠的碳排放指標。”
（本文圖片來源于網絡）
