蒋春

（华蓥市环境监测站，四川 广安 638600）

近年来，为全面实现绿色低碳高质量发展，城市污水治理工作向纵深推进，国家发展改革委、住房和城乡建设部等联合多部委先后出台了《城镇污水处理提质增效三年行动方案（2019—2021年）》[1]、《深入打好城市黑臭水体治理攻坚战实施方案》[2]、《关于加快推进城镇环境基础设施建设的指导意见》[3]，明确提出到2025年，在污水处理及资源化利用方面，县城污水处理率达到95%以上；地级及以上缺水城市污水资源化利用率超过25%；城市污泥无害化处置率达到90%。鉴于此，为了有效完善与优化城市污水处理技术并强化其应用，本文主要探索了城市污水处理技术的具体应用措施及其未来发展趋势，为促使城市污水得到有效处理，避免城市污水给生态环境带来污染，提供一定的支持和依据。

1 城市污水处理的常见技术手段

1.1 活性污泥处理技术

活性污泥是现阶段城市污水处理过程中最常见的技术之一，是由英国科学家在1914年提出的一种好氧生物处理方式。活性污泥处理工艺的污水处理原理是利用好氧微生物的特点降解污水中的有机物，同时好氧微生物也可以在一定程度上降低污水中磷素与氮素的含量[4]。活性污泥处理技术的工艺流程按顺序分别是吸附、沉淀及固液分离，从而达到较好的水体净化效果。首先，活性污泥可以利用自身特性吸附污水中的有机物、杂质等，通常情况下，吸附环节需要30～60分钟左右；其次，活性污泥可以将所吸附的有机物代谢，也就是将其进行氧化分解，此环节所需要的时间较长；最后，需要在指定场所进行活性污泥的固液分离环节，一般情况下会将沉池作为活性污泥沉淀、分离的主要场所，利用回流设备将二次分离操作后的活性污泥回流到曝气池并对其进行二次处理，而后实现重复利用[5]。

1.2 生物膜处理技术

生物膜技术在城市污水处理工作中十分常见，该技术又被称为固定膜法，该技术是利用好氧生物处理技术特点实现污水的净化，在实际应用过程中，其污水处理效果较好，但工艺流程较为复杂。一般而言，污水处理工作人员会将微生物生长的聚集载体放置在构筑物内部，通过对构筑物内部充氧使微生物生长的聚集载体表面逐渐形成一层微生物含量较高的膜。好氧污水以固定流速流入构筑物内部时，污水会与微生物生长聚集载体表面的膜进行反应，污水中的有机物会被生物膜中的微生物有效分解与吸收，以此净化水体。而微生物生长聚集载体表面的膜也会因污水中有机物的喂养而不断繁殖并逐渐发生形变[6]，若有机物大量积攒在生物膜外壁，其外壁会随着生物膜形变而出现自然脱落的现象，而暴露出的微生物生长聚集载体表面又会因污水中大量的有机物而重新生长出生物膜，上述过程不断重复，从而使污水得到净化。生物膜污水处理技术适用于需要多次循环处理且污水组成成分复杂的污水处理过程。

1.3 氧化沟污水处理技术

氧化沟污水处理工艺又称OD处理技术，该技术将污水以连续性的循环反应进行处理，从而达到净化污 水的效果。现阶段常用的五种氧化沟污水处理方式分别为微曝氧化沟处理方式、连续工作合建式、连续工作分建式、半交替工作式以及全交替工作式。氧化沟污水处理技术在实际应用时具有出水水质质量高的特点，主要因为其利用封闭式循环反应池开展水体净化工作，处理效率高、稳定性强、工艺流程较为简易，且经济投入少、实际净化效果好[7]。

2 我国城市污水处理现状

实际上，相较于国外的城市污水处理技术而言，我国在这方面的研究起步较晚，虽然近年来我国十分重视城市污水处理工作，但相关污水处理技术仍处于探索与实践的过程中。根据住建部发布的《2021年城乡建设统计年鉴》，截至2021年，全国城市建成污水处理厂2 827座，处理能力为20 767.22万立方米/日，排水管道长度为872 282.94公里，污水年排放量为6 250 762.73万立方米，污水年处理量为6 118 956万立方米。与2020年相比，污水年处理量、污水处理率同比增长9.8%、0.37%。但我国城市污水处理的整体发展仍旧较为缓慢，存在能耗高、占地大、感官差、负资产多等诸多问题，尤其在节能降耗、绿色低碳、环境友好等方面明显落后于发达国家，无法满足我国城市现代化建设与城市发展的实际需求，主要原因有以下几点[8]。

2.1 城市污水处理资金不足，处理效率较低

众所周知，建设与运行维护城市污水处理厂需要充足的资金支持，但各个城市的经济发展水平存在差异，导致各城市对污水处理厂的投入资金有所不同，且城市污水处理厂的投资收益回报并不可观、回报周期较长，所以在经济发展较为落后的城市，城市污水处理厂的数量与规模并不是十分理想。同时存在水质净化设备及其相关技术落后，无法有效应用于实际等问题，进而对城市水体净化工作的质量和效率造成影响[9]。

2.2 城市污水管网建设有待改进

对于城市污水处理工作而言，污水管网尤为重要，近年来我国城市排水管网的建设基本与污水处理量的增长率持平，雨污分流制为我国排水系统的主要形式，污水处理厂污水收集率低、进水浓度低依然是影响城市污水处理效率的重要因素。这主要是由于部分城市的地下空间规划缺乏拓展性与前瞻性，管网沉积严重、流速低，且部分地下污水管网老化、破损。另外，少部分城市仍为合流制管道，非生活污水掺混，增加了城市污水处理工作的总量，降低了城市污水处理效率与效果。

2.3 城市污水处理技术的推广有待加强

现阶段，城市污水处理技术的推广效果并不理想，该现象主要由两方面原因造成，一方面我国城市污水处理技术的科研力量十分强大，但科研成果与技术的应用及转化并不理想，导致部分城市污水处理厂的技术存在滞后现象；另一方面是在数字化时代发展背景下，城市污水处理技术的推广渠道呈现多元化的发展趋势，传统城市污水处理技术的推广方式方法已经不能完全满足现代化的推广需求，这导致城市污水处理技术的实际价值没有得到体现[10]。

3 城市污水处理技术的发展

3.1 矿物质污水处理技术

该处理技术在城市污水处理工作中的运用主要依托于矿物质本身的物理吸附性质，即矿物质表面所携带的电荷对水体中的金属颗粒、细小杂质等污染物进行吸附，最终净化污水中的异种电荷[11]。该技术在具体操作运用时，可以选择的矿物质类型较多，如沸石、海泡石、膨润土以及硅藻泥等，但工作人员仍需要结合污水污染物构成成分以及实际情况进行科学合理地选择。对于矿物质污水处理技术而言，其优势在于可选择矿物质种类较多且矿物质数量储备丰富，因此在构建矿物质污水处理系统时所需投入的资金较少，同时其污水处理流程较为简单且处理效率较高，可以有效避免二次污染。例如，沸石有着丰富的孔道与孔穴，且表面积远远大于其他种类的矿物质，即使在加热的情况下也不会导致其结构产生变化。

3.2 光催化技术

光催化技术具有较高的技术含量，对污水处置设备也提出了很高的要求，其主要利用光催化作用使无机污染物被氧化或还原成无害的盐，或是将有机污染物完全降解为水和二氧化碳，以此达到净化目的。光催化技术应用的原料主要有ZnO以及TiO2等，催化剂具有无毒、廉价、稳定以及能重复利用等优点，去污效果最有效的是纳米TiO2。TiO2自身是无毒的，化学稳定性也比较好，一旦遭到紫外光映照之后就会合成自在电子，使空气中存在的氧得到活化，由此生成活性氧以及自在基，一旦与污染物相遇，就会停止生成氧化复原反响，以此达到去污的目的。

3.3 生物强化技术

生物技术在污水处理作业中的主要原理是利用微生物特性对污水中的有机物进行分解与降解，而生物强化技术是指在此基础之上，将特定微生物加入生物系统中，以此提高污水处理效率与质量。生物强化技术不仅能充分利用微生物特点对污水中的污染物质进行有效的分解与降解，同时也可以将污水中的有机物转化为无机物。生物强化技术在具体应用时有以下三方面机理特点。（1）该技术可以直接降解水体中的指定有机物或其他物质，即直接作用；（2）该技术可以基于微生物的新陈代谢特点，在一定程度上改变水体中污染物的组成和密度，即共同代谢作用；（3）结合实际情况选择具有特定代谢基因的微生物，通过基因水平的替换使该基因能够与自然基因代谢方式相互交换，以强化城市污水处理的技术应用效率与效果，即基因水平转移作用。生物强化技术有四方面优势，首先是污水处理效率较高，其次是可以有效处理污染物成分复杂的污水，最后是可以有效增强污泥的沉降性和活性，并使污泥具有更强的抗冲击能力。

3.4 超声波处置技术

超声波是由一系列疏密相间的纵波构成的声波，它可以通过液体介质向周围扩散传播，在声波能量足够高时，可以突破液相分子之间的吸收力，构成空化核，有助于在部分高温高压环境构成超声空化，使得有机物在空化气泡内发生化学键断裂、水相熄灭以及高温合成作用，以达到污水处置的目的。我国作为农业大国，化肥、农药的大量使用使得农村面源污染现象突出，这是河流、湖泊等天然水域水质污染的重要因素，超声水处置技术曾经被普遍应用于强化微污染水的生物处置。城市中的污水经过一定强度的超声处置后，可增强膜生物反响器的生物活性，同时也会增加反响器的有机负荷，从而有效提高有机物的净化效率，因而超声水处置技术在实践中的应用就是进一步提高污水的生物活性。在处置城市污水的方法中，应用超声技术降解水中的化学污染物，是才起步的一种新型污水处置技术，运用这种技术处置污水，不但可以进一步提高污水处置的效率，如果在水中加入光敏半导体材料，还可以达到应用太阳能净化城市污水的效果。

4 加强城市污水处理技术应用的措施

4.1 加大城市污水处理资金投入，提高污水处理效率

对于现阶段的城市污水处理工作而言，相关人员可以根据城市污水处理的实际情况，酌情向相关部门申请城市污水处理的专项资金；相关部门则可以加大城市污水处理的资金投入，进而推动相关污水处理设备的更新升级，提高污水处理效率。与此同时，相关企业可以选择PPP等社会资金合作方式，强化城市污水处理的资金运作。

4.2 持续优化污水管网，保证污水处理提质增效

城市污水管网的主要作用是运输城市中的污水并将其汇聚到污水处理厂，管网是污水收集的重要渠道，同时也是提升进水浓度的关键，相关单位可从以下几方面进行优化。

4.2.1 结合实际优化现有管网

相关部门可参照南京市污水处理提质增效实践经验[12]，按照“污水不入河、外水不进管、进厂高浓度、减排高效能”的原则，以“管网（面）-管线（线）-管段（点）”为排查对象，从污水管网全覆盖、全收集、全处理、管道功能质量、水质水量和输水效能等方面，全面排查污水收集系统的突出问题及问题成因，边排查边分析、边整治边评估，因地制宜地有序开展管网排查和问题管网整治及提升行动，持续提升污水收集和输送效能，最终达到污水收集效能及水环境质量“双提升”的目标。

4.2.2 健全管网日常维护及保养机制

以排查提升行动为基础，摸清家底，建立污水系统从排口至污水处理厂的雨污水管网系统图，并组建专班、落实专人、建立长效机制，及时维修存在问题或异常的污水管网，以此提升污水运输与收集能力。

4.2.3 科学有效地规划新区

针对新区所制定的规划方案不仅需要具备一定的前瞻性与可扩展性，同时也需要考虑城市在发展过程中排污量的增长等因素，还要有效区分工业区和生活区的污水管道设计[13]。

4.3 加强绿色低碳城市污水处理厂建设与推广

对城市污水处理技术以及绿色低碳城市污水处理厂建设的推广而言，相关人员一方面可参照河南省的睢县第三污水处理厂、江苏省宜兴市污水处理概念厂经验模板，深入探索水资源循环、能量自给、节能降耗、清洁转化、环境友好、城乡共享新空间理念，综合评估及运用厌氧氨氧化、新兴污染物检测与去除、高效磷回收等新工艺、新装备，在全国因地制宜地建设一批技术先进、特色鲜明、模式多样的污水处理概念厂，全面带动行业建设形态、工艺技术和标准规范的实质性变革与升级；另一方面可借助现代化、数字化的推广技术手段，结合绿色低碳理念，以多元化的推广渠道强化城市污水处理厂及技术的建设与发展，实现污水资源的环保处理与重复利用[14]。

5 结语

综上所述，在全面建设与推广绿色生态文明城市的发展背景下，相关工作人员要正确认识城市污水处理的重要性并给予高度重视，不断完善与优化城市污水处理技术，结合城市的实际发展情况与污水处理现状，制定阶段性、系统化、全面性的污水处理方案及措施，进而有效推广城市污水处理技术，并结合现代化技术推动城市污水处理技术的进一步创新发展。