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1、城市污水处理技术发展回顾与展望喻泽斌,王敦球,学洪(大学城市建设与环境工程学院,400045)摘要:随着水环境问题的提出,城市污水处理已经历了百年的发展历史.在回顾城市污水处理发展历史的基础上,从水质目标变化和2类城市污水处理基本方法——活性污泥法与生物膜法不断革新的历程的角度,分析了城市污水处理技术的发展过程,介绍了各种革新工艺的优缺点以及近年来出现的几种城市污水处理新技术.最后,展望了21世纪城市污水处理技术的发展趋势.关键词:环境工程学;废物处理;城市污水;处理技术中图分类号:X703;TU992.24文献标识码:A文章编号:1
2、001-6600(2004)02-0081-07城市污水处理技术发展历史回顾城市污水是城市发展中的产物.早期的城市污水通过污水收集系统收集并排放到附近下游水体,使其经过水体的稀释和自然净化变污为清.随着工业发展和人口膨胀,排放的污水越来越多,水质越来越复杂,水体有限的自然净化能力已不堪重负,必须在适当的位置建设污水处理设施,对污水进行净化处理.于是,伴随着控制水污染的要求,城市污水的处理技术诞生了.自最早的废水生物反应器——Moris池问世以来,污水处理已有百年历史.第一个生物膜法处理设施在英国实验成功后,1900年开始付诸实践,并迅
3、速在欧洲和北美得到广泛应用.第二次世界大战后,城市污水处理技术得到了快速发展.20世纪50年代,欧洲工业的快速发展,使水环境污染日益严重,以城市污水处理为主要容的泰晤士河和莱茵河的治理受到了重视并取得了成功的经验.随后短短的10多年时间,水污染控制就开始从末端治理步入污染综合防治的较高级阶段.在这一阶段中,人们除继续开发、研制水污染控制技术外,更加注意环境立法、环境管理和综合防治措施的发展,从工艺改革、推行清洁生产和依靠科技进步等方面控制污染.在污染控制技术方面充分利用环境自净能力、全面考虑污染控制费用,通过系统控制工程进行区域综合控
4、制,取得环境、经济、社会效益的统一.到70年代末,美国已投资了数万亿美元,建设了18000座的城市污水处理厂,英国、法国、德国也各兴建了7000~8000座城市污水处理厂.80年代后,这些国家的污水处理水平进一步提高,兴建了一批具有脱氮除磷的污水处理设施,这些处理设施在改善水环境质量方面起到了重要的作用[1].我国城市污水处理技术发展起步较晚,20世纪50年代前还停留在水体自净阶段;60年代进入农田利用阶段;70年代,许多城市开始注意城市污水处理问题并采取了一定的措施,但重点放在工业污染源的分散治理上,污水处理进入了分散治理阶段;进入
5、80年代后,污水处理进展较快,进入了水污染的综合防治阶段.我国第一座大型城市污水处理厂——天津市纪庄子污水处理厂于1984年4月28日竣工投产运行,处理规模为2.6×105m3/d.在此成功经验的带动下,、、、广西、、、、、、、等省市根据各自的具体情况分别建设了不同规模的污水处理厂几十座.到2000年底,全国已建设城市污水处理厂427座,其中二级处理厂282座,这些污水处理设施对遏止水环境污染加剧的趋势起到了重要作用.但是,不容乐观的是,我国的城市污水处理率目前还不到20%.2城市污水处理技术的发展与革新城市废水指城市生活污水、工业废
6、水和大气降水的混合物,其性质因城市规模、气候条件、排水体制等因素,特别是城市中工业的多少和性质、工业废水预处理程度等而异,但当对工业所排放的特殊污染物,如重金属、酸、碱、有毒物质、油类等有一定的部治理措施时,一般的城市废水的性质是相似的.城市废水所形成的水污染,以有机污染最为严重,表现为水体中的BOD5,COD超标,还含有不少难以被生物降解的、甚至是有毒有害的有机物.此外,氮磷物质引起的富营养化污染也非常严重.传统上废水的处理方法分为物理法、化学法和生物法.物理法的去除对象是水中不溶解的悬浮物质.化学法是指向废水中投加化学物质,通过化
7、学反应达到净化废水的目的.生物法指采取一定的人工措施,创造微生物生长、繁殖的环境,使微生物大量繁殖,从而提高微生物氧化、分解有机污染物的一种技术.生物法主要用于去除废水中呈溶解态和胶态的有机物,与物理和化学法相比,生物处理在去除废水中有机碳、硫、氮、磷等污染物质方面,存在许多优越之处.在生物处理中,溶解性污染物或者被转化为无毒形式如CO2或者NH3,或者被转化为容易分离的颗粒状微生物细胞物质.此外,微生物在生长过程中,能够吸附一些不溶性的有机物,使之能够通过物理的方法去除[2].按照微生物的生长方式,生物法又可分为以活性污泥法为代表的
8、悬浮生长法和生物膜法为代表的附着生长法.目前,在城市废水处理中尤以活性污泥法的应用最广.但是,由于传统的活性污泥法流程复杂,基建费用高,运行中消耗大量的能源,运行费也很高,需要进行革新.为开发高效、节能的城市污水处理新技
