唐俊

摘要： 本文對縣城污水處理與資源循環(huán)利用的策略進行了研究， 探討了城市化進程加速導致污水排放增加、 資源短缺和環(huán)境污染問題以及污水處理與資源循環(huán)利用的重要性， 概述了污水處理與資源循環(huán)利用的概念和原理， 認為應(yīng)從傳統(tǒng)生物處理技術(shù)、 高級生物處理技術(shù)、 膜分離技術(shù)、 其他先進技術(shù)方面進行污水處理技術(shù)選擇; 在進行污水處理設(shè)施規(guī)劃與建設(shè)時， 要考慮設(shè)施選址與規(guī)模確定、 設(shè)施設(shè)計與建設(shè)、 運營與維護管理等問題， 通過污水中的有機物和能源利用、 營養(yǎng)物和肥料利用、 水資源回收利用策略對資源循環(huán)利用; 在策略實施與效果評估時， 需要政策法規(guī)制定與支持、 技術(shù)推廣與培訓以及持續(xù)改進策略。通過綜合運用各種技術(shù)和策略， 可以有效轉(zhuǎn)化污水為資源， 促進環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展和諧共進， 為縣城可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 污水處理; 資源循環(huán)利用; 厭氧消化; 再生水; 技術(shù)推廣

DOI：10.12433/zgkjtz.20240813

一、 ?研究背景

（一）城市化進程加速導致污水排放增加

伴隨著我國城鎮(zhèn)化進程的加快， 大量的人口集聚以及產(chǎn)業(yè)開發(fā)使得廢水排放總量急劇上升。城市化進程加快， 在帶動我國經(jīng)濟高速發(fā)展的過程中， 對市政基礎(chǔ)建設(shè)尤其是污水處理提出了新的要求。隨著城市生活方式的改變， 城市生活垃圾日益增多， 給城市周圍的水環(huán)境帶來嚴重的危害。為此， 開發(fā)高效的污水處理與循環(huán)利用技術(shù)是我國當前面臨的一個重要課題。

（二）資源短缺和環(huán)境污染問題的緊迫性

當前， 我國面臨著水資源緊缺、 水質(zhì)污染等嚴峻的環(huán)境挑戰(zhàn)， 特別是縣城及小城鎮(zhèn)。工業(yè)生產(chǎn)不僅消耗了大量的水資源， 也對水環(huán)境造成了嚴重的影響， 已成為一個制約社會可持續(xù)發(fā)展的重要因素。如何降低資源消耗， 降低對生態(tài)環(huán)境的影響， 是一個迫切需要解決的問題。

（三）污水處理與資源循環(huán)利用的重要性

污水處理和資源循環(huán)利用是縣城生活污水治理的一項重要內(nèi)容。采用有效的污水處理工藝， 能夠大幅度減少廢水排放， 對保護水體及水環(huán)境具有重要意義。資源循環(huán)利用既能實現(xiàn)水源的再生， 又能降低對水源的依賴性， 還可以將廢水中的有機物和營養(yǎng)物等進行資源化處理， 使之轉(zhuǎn)化為一種能量或肥料， 實現(xiàn)廢棄物的資源化再利用。這對解決縣城經(jīng)濟發(fā)展中面臨的資源短缺問題， 具有十分重要的現(xiàn)實意義。

二、 污水處理與資源循環(huán)利用的概念和原理

（一）污水處理的定義和目標

污水處理主要是通過物理、 化學和生物等手段將廢水中懸浮物、 有機物、 病原體等污染物物質(zhì)除去， 目的在于凈化水質(zhì)、 保護環(huán)境、 維護公共衛(wèi)生。污水處理的首要任務(wù)是把廢水轉(zhuǎn)變成可以排入天然水域或其它用途的水源， 另外一個目的是提高水資源的再利用率。

（二）資源循環(huán)利用的概念和原理

所謂的資源循環(huán)利用， 就是資源再生， 是對廢水、 廢物中的有價值成分進行回收， 從而達到對其進行循環(huán)利用的一個過程。該理念是以循環(huán)經(jīng)濟為基礎(chǔ)， 以實現(xiàn)對資源的最小化、 對環(huán)境污染的最小化為目標。在污水處理中， 資源循環(huán)利用主要涉及將廢水中的有機物和熱能轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)能源、 化肥和工業(yè)用水等可重復(fù)使用的資源。

三、 城市污水處理與資源循環(huán)利用的策略分析

（一）污水處理技術(shù)選擇

1.傳統(tǒng)生物處理技術(shù)

傳統(tǒng)生物處理技術(shù)對一般廢水的治理效率較高， 但對高濃度和難以降解的有機物的處理卻存在一定的困難。比如， 對于含有毒或難以分解的有機污染物的污水， 采用傳統(tǒng)活性污泥工藝的效果并不理想。另外， 這種處理技術(shù)存在占地面積大、 處理速度慢等缺點。當污水處理廠的處理量較大或負荷較大時， 該技術(shù)的污水處理效果并不理想。為解決上述問題， 國內(nèi)外學者紛紛探討更高級的生物工藝， 例如， SBR、 MBBR等， 目的在于增強廢水的凈化效果， 減小占地面積， 并對廢水的處理工藝進行優(yōu)化。

2.高級生物處理技術(shù)

先進的生化工藝通過創(chuàng)新的設(shè)計與運行方式， 提高了廢水的處理效能。目前， 在膜生物反應(yīng)器和 SBR工藝之外， 也出現(xiàn)了諸如厭氧消化、 生物接觸氧化等多種高級工藝， 可根據(jù)不同的廢水成分進行個性化的工藝設(shè)計。厭氧消化技術(shù)是一種通過厭氧微生物將高濃度廢水及污泥中的有機質(zhì)轉(zhuǎn)變成沼氣等生物氣體的技術(shù)， 不僅可以實現(xiàn)污泥減量， 而且可以實現(xiàn)能源的循環(huán)利用。采用生物接觸氧化法對生物膜進行固定化， 可以有效增加微生物的負載量， 從而達到凈化廢水的目的。

高級生物處理技術(shù)可以極大地提升廢水的凈化效果及出水水質(zhì)， 為實現(xiàn)廢水的可持續(xù)性和環(huán)境友好性提供了新的思路。利用厭氧消化技術(shù)的能源回收功能， 可成為縣城廢水處理企業(yè)降低能源消耗、 達到能量自給的一種有效方法。

3.膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是指利用一定尺寸的濾膜對廢水進行有效的分離與富集， 是目前廢水處理與深度凈化研究中的一項關(guān)鍵技術(shù)。按照膜孔尺寸可將其劃分為微濾、 超濾、 納濾、 反滲透等， 各有各的適用范圍與優(yōu)點。其中， 微濾、 超濾等方法可有效除去較大的懸浮顆粒及微生物， 納濾與反滲透技術(shù)則可有效除去細小的溶解性污染物和鹽類。

膜分離技術(shù)具有分離效率高、 占地面積小、 可實現(xiàn)全過程自動化及連續(xù)操作的特點。膜技術(shù)除可改善水質(zhì)、 提高水處理效率外， 還可節(jié)省能源、 減少環(huán)境影響。 因此， 該工藝在工業(yè)廢水處理、 城市污水深度處理及廢水資源化等方面具有廣闊的前景。

4.其他先進技術(shù)

近年來， 由于科學技術(shù)的不斷發(fā)展， 各種新型廢水處理工藝也得到了廣泛運用， 如催化氧化法、 電化學處理和濕地法等。催化氧化法是指在一定條件下， 對有機污染物進行催化氧化， 從而實現(xiàn)對有機污染物的高效凈化。電化學法利用電解法除去廢水中的雜質(zhì)， 具有工藝簡便等優(yōu)點， 但能量消耗比較大。人工濕地是利用類似天然濕地的凈化機理， 通過植物和微生物共同作用達到凈化目的， 適用于流量較小、 對出水水質(zhì)要求不是非常高的場景。

總而言之， 各種工藝都有其優(yōu)缺點， 在選用時應(yīng)從廢水性質(zhì)、 處理目標及經(jīng)濟性等方面加以考慮。

（二）污水處理設(shè)施規(guī)劃與建設(shè)

1.設(shè)施選址與規(guī)模確定

在選擇場地的時候， 要充分考慮到環(huán)境保護、 交通方便、 地形、 既有的基建以及將來的城市發(fā)展計劃。規(guī)模的確定需基于對未來污水量的準確預(yù)測以及污水特性的分析， 確保處理設(shè)施既能滿足當前需求， 對其特點進行詳細的研究， 從而保證城市污水的處置能力和可擴展性。同時， 要從社會、 經(jīng)濟等方面綜合考量， 廣泛征求民意， 保證工程項目順利進行。

2.設(shè)施設(shè)計與建設(shè)

在污水處理設(shè)施的設(shè)計與建設(shè)階段， 既要考慮到工藝的先進性與實用性， 又要考慮到經(jīng)濟性與可持續(xù)發(fā)展的要求。在設(shè)計時， 要根據(jù)當?shù)氐牡乩憝h(huán)境、 氣候條件及廢水特性等條件， 選用適宜的治理技術(shù)及工藝。在施工時， 應(yīng)注意施工質(zhì)量， 保證所有構(gòu)筑物和設(shè)備的穩(wěn)定性、 可靠性。此外， 還要考慮到美觀設(shè)計與周邊環(huán)境的和諧統(tǒng)一， 最大限度地降低對周邊環(huán)境及周邊居民的干擾。

3.運營與維護管理

在運行中， 要建立嚴密的監(jiān)測系統(tǒng)、 日常的維修保養(yǎng)方案， 并要有處理緊急事件的預(yù)案。維護管理既是對設(shè)施進行常規(guī)檢查， 也是對其進行運行數(shù)據(jù)分析， 根據(jù)實際情況進行合理的優(yōu)化調(diào)節(jié)， 達到最佳的治理效果。在提高企業(yè)效益與回收再利用的基礎(chǔ)上， 通過對操作人才的培養(yǎng)與管理， 有利于保證設(shè)備的高效率與安全性。

（三）資源循環(huán)利用策略

1.污水中的有機物和能源利用

廢水中含有豐富的有機質(zhì)， 若能將其有效轉(zhuǎn)換成能源， 可以達到資源回收的目的。比如， 利用厭氧消化技術(shù)， 可將廢水中的污泥轉(zhuǎn)變?yōu)橐约淄闉橹鞯纳餁怏w， 用作生物質(zhì)能。甲烷可以用來發(fā)電、 供暖或者作為一種工業(yè)燃料， 從而降低對化石能源的依賴。另外， 將所產(chǎn)生的污泥進行燃燒發(fā)電， 產(chǎn)生的熱量也可以提供給城鎮(zhèn)供暖。上述方法既可減少廢水污染， 又可回收利用， 產(chǎn)生較好的經(jīng)濟效益與環(huán)保效果。

2.污水中的營養(yǎng)物和肥料利用

廢水中氮、 磷等養(yǎng)分含量高， 若不及時治理， 將造成水質(zhì)的富營養(yǎng)化。但若加以循環(huán)利用， 則可用作農(nóng)用肥料。利用硝化/反硝化和化學沉淀等方法， 可實現(xiàn)對廢水中氮、 磷的高效利用。比如， 通過施加化學藥劑， 能將磷酸鹽從廢水中析出， 制成磷肥。同時， 污水中含有豐富的有機物及養(yǎng)分， 適當處理后還可用作有機肥或土壤改良劑。這樣既能降低化肥的用量， 又能促進農(nóng)作物生長。

3. 循環(huán)使用廢水中的水源

城市污水處理后的再生水作為一種重要的水源， 在城市綠化、 農(nóng)業(yè)灌溉、 工業(yè)及地下水源補給等方面具有重要價值。再生水的開發(fā)與應(yīng)用對于解決我國缺水問題， 特別是對缺水的區(qū)域， 有著重大的現(xiàn)實意義。

四、 策略實施與效果評估

（一）政策法規(guī)制定與支持

在政策與法規(guī)方面， 國家有關(guān)部門從環(huán)境保護法規(guī)、 資源回收標準、 經(jīng)濟激勵機制等方面進行支持和扶持。一方面， 通過財政補貼和稅收優(yōu)惠等措施， 對企業(yè)進行污水處理及再生利用等方面的投入進行激勵。另一方面， 加大執(zhí)法力度， 保證有關(guān)單位和企業(yè)嚴格按照環(huán)境保護標準要求辦事。此外， 在制定相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策時， 也要考慮到科技的發(fā)展與經(jīng)濟的發(fā)展， 需要具備足夠的靈活性和前瞻性。

（二）技術(shù)推廣與培訓

有關(guān)部門可以通過舉辦展覽會、 講座、 研討會等形式宣傳先進污水處理及回收工藝， 并鼓勵企業(yè)采用新工藝新技術(shù)。企業(yè)要加強對污水處理工藝、 設(shè)備運行和維修管理等專業(yè)人員業(yè)務(wù)素質(zhì)的培養(yǎng)。國家還可以通過鼓勵合作交流和技術(shù)引進來推動中外技術(shù)的交流和融合。技術(shù)推廣與培訓對于促進我國污水處理與再生利用， 促進整體產(chǎn)業(yè)新技術(shù)的推廣具有重大意義。

（三）效果評估與持續(xù)改進

在實施有關(guān)策略時， 要定期進行評價， 這樣才能及時找出問題， 并加以改善。評價的主要內(nèi)容應(yīng)包括污水處理效果、 資源利用率、 經(jīng)濟效益以及對環(huán)境的影響等。評估結(jié)果將為政府制定相關(guān)的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、 技術(shù)優(yōu)化等提供決策支持。構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的制度， 激勵企業(yè)與組織積極開拓新的治理方式與技術(shù)， 提升我國的資源利用效率和環(huán)境保護水平。提高公眾對污水處理及再生資源回收的意識， 營造一個有利于環(huán)境保護的外部氛圍。

五、 結(jié)束語

本研究主要對縣城污水處理及資源循環(huán)利用的策略進行研究， 提出了一套采用科學的、 合理的方式與工藝， 使其成為高附加值的能源， 從而達到環(huán)保與經(jīng)濟效益雙贏的相關(guān)理念和做法。采用厭氧消化、 化學沉淀等技術(shù)方法， 既能實現(xiàn)對廢水的能量與養(yǎng)分的有效利用， 又可大大降低對水體生態(tài)系統(tǒng)的富營養(yǎng)化影響。而且再生水的有效開發(fā)， 對解決我國缺水問題具有重大意義。實施這些策略的重點在于完善相關(guān)的法律法規(guī)， 加強技術(shù)推廣和人才培養(yǎng)， 并不斷對其進行評價和完善。為了保證我國城市污水處理與資源循環(huán)利用策略的順利實施， 必須構(gòu)建完善的城市污水治理與資源回收管理和技術(shù)支撐體系。今后， 隨著科技的持續(xù)發(fā)展及全社會環(huán)保觀念的提升， 縣城污水及資源循環(huán)利用將呈現(xiàn)更加光明的發(fā)展前景， 對我國的生態(tài)文明建設(shè)具有重要意義。

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