一，城市污水的治理現(xiàn)狀及其分類
目前，城市的廢水治理中面臨的主要問(wèn)題有：a.由于污水的排放標(biāo)準(zhǔn)逐漸提高，尤其是對(duì)其中的氮、磷等元素要求的提高，污水處理時(shí)要與厭氧以及好氧反應(yīng)池相串聯(lián)，如此一來(lái)在大幅度提高成本的同時(shí)還運(yùn)行管理過(guò)程變得復(fù)雜。b.現(xiàn)今的城市污水一般采用集中處理的方式，復(fù)雜的污水收集系統(tǒng)的成本花費(fèi)甚至大大超過(guò)污水處理廠，所以通過(guò)建設(shè)大型處理廠對(duì)污水集中處理的方式存在一定弊端，顧目前的污水處理正積極尋找新的策略方法。
怎樣令城市的污水處理達(dá)到低能耗，高效率的操作水平，以及對(duì)磷和處理用實(shí)現(xiàn)回收利用，如今已經(jīng)是污水處理領(lǐng)域的一大重要課題。也就是說(shuō)，污水處理不單單要改善其水質(zhì)，還要在節(jié)約能源和自愿的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)污水和其中污染物的資源和能源化。一般可將城市污水分為生活污水以及工業(yè)污水，它們都是通過(guò)地下的排水管網(wǎng)傳送到污水處理廠統(tǒng)一治理。
現(xiàn)代的污水處理可按處理工藝分為一級(jí)到三級(jí)。一級(jí)主要是通過(guò)過(guò)濾和沉淀等物理方法減少水中較大的顆粒污染物;二級(jí)處理是生物方法，一般是利用微生物的代謝對(duì)污染物加以轉(zhuǎn)化，降解有機(jī)物氧化降。三級(jí)處理在前兩級(jí)的處理進(jìn)行之后，通過(guò)混凝，反滲透等方法把剩下前兩級(jí)處理剩余的不易溶解的有機(jī)物、磷、氮等加以處理。由于污水里雜質(zhì)構(gòu)成比較復(fù)雜，一般需要幾種處理方法結(jié)合使用。
二，城市污水治理的幾種常用方法
2.1 活性污泥處理法
目前在城市生活污水中應(yīng)用比較多的就是所謂的活性污泥法，它有處理能力強(qiáng)，處理后水質(zhì)好等優(yōu)勢(shì)。其大致組成包括由曝氣池，沉淀池，污泥排放以及回流等系統(tǒng)。待處理的污水和活性污泥回流共同進(jìn)入曝氣池然后混合，然后在其中與空氣接觸使得含氧量增加，發(fā)生代謝反應(yīng)。經(jīng)過(guò)充分?jǐn)嚢璧幕旌弦鹤優(yōu)閼腋顟B(tài)，所以其中的有機(jī)污染物和氧氣能夠與微生物接觸發(fā)生反應(yīng)。接下來(lái)進(jìn)入的是沉淀池，原來(lái)的懸浮固體會(huì)在其中沉降而被隔離，所以從沉淀池流出的已經(jīng)為凈化水。沉淀池里的污泥一般都會(huì)回流，從而保證曝氣池中的懸浮固體和微生物有一定的濃度。在曝氣池里的反應(yīng)會(huì)使微生物增殖，所以過(guò)多的微生物要排出沉淀池以維持整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。除需要能夠氧化和分解有機(jī)物外，活性污泥還必須有一定凝聚和沉降能力，以便可以使其從混合液中分離，進(jìn)而在出口得到純凈的水。活性污泥法的缺點(diǎn)在于其基礎(chǔ)建設(shè)的成本過(guò)高，不易實(shí)施。
2.2 生物膜處理法
所謂生物膜法，就是通過(guò)在一些固體物表面附著的微生物對(duì)污水中的有機(jī)污染物加以處理的方法。它和活性污泥處理方法發(fā)展時(shí)間基本一致。所謂的“生物膜”即是附著在固體表面的微生物形象叫法，一般是由非常密集的好氧菌，厭氧菌，原生動(dòng)物和藻類等結(jié)合一起形成的生態(tài)系統(tǒng)。生物膜所附著的固體介質(zhì)叫做載體或?yàn)V料，由此向外生物膜可以分成厭氣層，好氣層，附著以及運(yùn)動(dòng)水層。整個(gè)方法的基本運(yùn)作過(guò)程為，先由生物膜吸附水層中的有機(jī)物，然后由好氧菌進(jìn)行分解，再由厭氧菌進(jìn)行厭氣分解，運(yùn)動(dòng)水層通過(guò)流動(dòng)不斷更新生物膜，由此反復(fù)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化作用。
一般適用生物膜法的場(chǎng)合為中小規(guī)模城市廢水的處理，所用的處理結(jié)構(gòu)是生物濾池或生物轉(zhuǎn)盤，在我國(guó)的南方一般使用生物濾池。由于材料和技術(shù)的不斷革新，生物膜法技術(shù)近年來(lái)進(jìn)步很大。因?yàn)樯锬しㄖ形⑸镆话愎潭ㄔ谔盍仙�，所以�?gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)比較穩(wěn)定，微生物生活和消耗的能量比活性污泥法中要小得多，其剩余的污泥也更少。生物膜法所擁有的高效率高，高耐沖擊性、產(chǎn)泥量低以及運(yùn)管便利性等優(yōu)勢(shì)使其在各種處理方法中競(jìng)爭(zhēng)力極大。生物膜法的劣勢(shì)在于成本較高且單位處理效率低。所以進(jìn)一步降低成本，提高效率是今后生物膜法研究的主要方向。
2.3 氧化處理法
氧化處理法是當(dāng)今被廣泛使用的一種城市污水預(yù)處理方法，有較大的潛力�？筛鶕�(jù)其中氧化劑的種類和反應(yīng)器類型對(duì)其分類為化學(xué)氧化法，催化氧化法以及光催化氧化法等。其中，化學(xué)氧化法的操作比較簡(jiǎn)單，但效果不夠明顯且運(yùn)行成本較高，所以實(shí)際工作中應(yīng)用不多。為實(shí)現(xiàn)處理效果的提高，降低成本的目標(biāo)，目前找到了一些其他氧化技術(shù)。
在這些新方法中的其中一種就是光催化法。它的特點(diǎn)是所需設(shè)備簡(jiǎn)單，條件溫和，氧化能力高并且處理效果徹底。在污水處理中受到廣泛歡迎。
光催化反應(yīng)就是通過(guò)光的作用發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程中分子由于吸收特定波長(zhǎng)的光波而轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿蛹ぐl(fā)態(tài)，進(jìn)而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成新物質(zhì)，或者變成中間化學(xué)產(chǎn)物以促進(jìn)熱反應(yīng)的進(jìn)行。光化學(xué)反應(yīng)所需的活化能來(lái)自于光，把太陽(yáng)能的中的光能進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化和光化學(xué)轉(zhuǎn)化加以利用是目前非常熱門的研究領(lǐng)域。
光催化氧化技術(shù)利用光激發(fā)氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結(jié)合。所用光主要為紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工藝，可以用于處理污水中CHCl3、CCl4、多氯聯(lián)苯等難降解物質(zhì)。另外，在有紫外光的Feton 體系中，紫外光與鐵離子之間存在著協(xié)同效應(yīng)，使H2O2分解產(chǎn)生羥基自由基的速率大大加快，促進(jìn)有機(jī)物的氧化去除。
所謂光化學(xué)反應(yīng)，就是只有在光的作用下才能進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。該反應(yīng)中分子吸收光能被激發(fā)到高能態(tài)，然后電子激發(fā)態(tài)分子進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。光化學(xué)反應(yīng)的活化能來(lái)源于光子的能量。在太陽(yáng)能利用中，光電轉(zhuǎn)換以及光化學(xué)轉(zhuǎn)換一直是光化學(xué)研究十分活躍的領(lǐng)域。80 年代初，開(kāi)始研究光化學(xué)應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)，其中光化學(xué)降解治理污染尤受重視，包括無(wú)催化劑和有催化劑的光化學(xué)降解。前者多采用臭氧和過(guò)氧化氫等作為氧化劑，在紫外光的照射下使污染物氧化分解;后者又稱光催化降解，一般可分為均相、多相兩種類型。均相光催化降解主要以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質(zhì)，通過(guò)光助-芬頓(photo-Fenton)反應(yīng)使污染物得到降解，此類反應(yīng)能直接利用可見(jiàn)光;多相光催化降解就是在污染體系中投加一定量的光敏半導(dǎo)體材料，同時(shí)結(jié)合一定能量的光輻射，使光敏半導(dǎo)體在光的照射下激發(fā)產(chǎn)生電子空穴對(duì)，吸附在半導(dǎo)體上的溶解氧、水分子等與電子-空穴作用，產(chǎn)生·OH 等氧化性極強(qiáng)的自由基，再通過(guò)與污染物之間的羥基加合、取代、電子轉(zhuǎn)移等使污染物全部或接近全部礦質(zhì)化，比較終生成CO2、H2O 及其它離子如NO3-、PO43-、S042-、Cl-等。與無(wú)催化劑的光化學(xué)降解相比，光催化降解在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用研究更為活躍。具體參見(jiàn)http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
氧化處理法目前由于低成本以及高效率的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)處理方式已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注。另外它在對(duì)污水進(jìn)行深度處理和不易進(jìn)行生物降解的有機(jī)廢水處理等場(chǎng)合都有不錯(cuò)的前景，成為了國(guó)內(nèi)外一項(xiàng)活躍的研究課題，很多人認(rèn)為氧化法將在21 世紀(jì)成為廢水處理的一項(xiàng)重要方法。
三，結(jié)束語(yǔ)
總的來(lái)說(shuō)，城市的污水處理問(wèn)題的解決已經(jīng)刻不容緩，正逐漸被越來(lái)越多的人所關(guān)注。目前必須解決比較大的問(wèn)題是對(duì)技術(shù)的改進(jìn)和實(shí)際工作的落實(shí)的。這要求有關(guān)部門盡早把污水處理提上日程付諸實(shí)施，對(duì)新技術(shù)的研究加以投入支持，以期為人們的生活帶來(lái)更多的綠色和清新。
