城(chéng)市污水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)三個(gè)階段

城(chéng)市污水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)三個(gè)階段

污水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)需求是伴随著(zhe)城(chéng)市的(de)誕生而産生的(de)。城(chéng)市污水(shuǐ)處理(lǐ)技術，曆經數百年變遷，從最初的(de)一級處理(lǐ)發展到現在的(de)三級處理(lǐ)，從簡單的(de)消毒沉澱到有機物(wù)去除、脫氮除磷再到深度處理(lǐ)回用(yòng)。其中，活性污泥法的(de)問世更是具有劃時(shí)代的(de)意義，而今年正值活性污泥法誕生100周年。城(chéng)市污水(shuǐ)處理(lǐ)技術今後究竟将如何發展？對(duì)此，不如先讓我們回顧一下(xià)那些年城(chéng)市污水(shuǐ)處理(lǐ)走過的(de)路。

一級處理(lǐ)階段 

城(chéng)市污水(shuǐ)處理(lǐ)曆史可(kě)追溯到古羅馬時(shí)期，那個(gè)時(shí)期環境容量大(dà)，水(shuǐ)體的(de)自淨能力也(yě)能夠滿足人(rén)類的(de)用(yòng)水(shuǐ)需求，人(rén)們僅需考慮排水(shuǐ)問題即可(kě)。而後，城(chéng)市化(huà)進程加快(kuài)，生活污水(shuǐ)通(tōng)過傳播細菌引發了(le)傳染病的(de)蔓延，出于健康的(de)考慮，人(rén)類開始對(duì)排放的(de)生活污水(shuǐ)處進行處理(lǐ)。早期的(de)處理(lǐ)方式采用(yòng)石灰、明(míng)礬等進行沉澱或用(yòng)漂白粉進行消毒。明(míng)代晚期，我國已有污水(shuǐ)淨化(huà)裝置。但由于當時(shí)需求性不強，我國生活污水(shuǐ)仍以農業灌溉爲主。1762年，英國開始采用(yòng)石灰及金屬鹽類等處理(lǐ)城(chéng)市污水(shuǐ)。

二級處理(lǐ)階段 

有機物(wù)去除工藝—生物(wù)膜法

十八世紀中葉，歐洲工業革命開始，其中，城(chéng)市生活污水(shuǐ)中的(de)有機物(wù)成爲去除重點。1881年，法國科學家發明(míng)了(le)生物(wù)反應器，也(yě)是厭氧生物(wù)處理(lǐ)池—moris池誕生，拉開了(le)生物(wù)法處理(lǐ)污水(shuǐ)的(de)序幕。1893年，生物(wù)濾池在英國Wales投入使用(yòng)，并迅速在歐洲北(běi)美(měi)等國家推廣。技術的(de)發展，推動了(le)标準的(de)産生。1912年，英國皇家污水(shuǐ)處理(lǐ)委員(yuán)會提出以BOD5來(lái)評價水(shuǐ)質的(de)污染程度。

有機物(wù)去除工藝—活性污泥法

1914年，Arden和(hé)Lokett在英國化(huà)學工學會上發表了(le)一篇關于活性污泥法的(de)論文，并于同年在英國曼徹斯特市開創了(le)世界上活性污泥法污水(shuǐ)處理(lǐ)試驗廠。兩年後，美(měi)國正式建立了(le)活性污泥法污水(shuǐ)處理(lǐ)廠。活性污泥法的(de)誕生，奠定了(le)未來(lái)100年間城(chéng)市污水(shuǐ)處理(lǐ)技術的(de)基礎。

活性污泥法誕生之初，采用(yòng)的(de)是充-排式工藝，由于當時(shí)自動控制技術與設備條件相對(duì)落後，導緻其操作繁瑣，易于堵塞，與生物(wù)濾池相比并無明(míng)顯優勢。之後連續進水(shuǐ)的(de)推流式活性污泥法（CAs法）（如圖1）出現後很快(kuài)就将其取代，但由于推流式反應器中污泥耗氧速度沿池長(cháng)是變化(huà)的(de)，供氧速率難以與其配合，活性污泥法又面臨局部供氧不足的(de)難題。1936年提出的(de)漸曝氣活性污泥法(TAAs)和(hé)1942年提出的(de)階段曝氣法(SFAS)，分(fēn)别從曝氣方式及進水(shuǐ)方式上改善了(le)供氧平衡。1950年，美(měi)國的(de)麥金尼提出了(le)完全混合式活性污泥法。該方法通(tōng)過改變活性污泥微生物(wù)群的(de)生存方式，使其适應曝氣池中因基質濃度的(de)梯度變化(huà)，有效解決了(le)污泥膨脹的(de)問題。

随著(zhe)在實際生産生的(de)廣泛應用(yòng)和(hé)技術上的(de)不斷革新改進，20世紀40-60年代，活性污泥法逐漸取代了(le)生物(wù)膜法，成爲污水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)主流工藝。

三級處理(lǐ)階段 

近十幾年，随著(zhe)污染加劇，水(shuǐ)資源短缺嚴重，人(rén)類對(duì)水(shuǐ)質提出了(le)更高(gāo)的(de)要求，污水(shuǐ)深度處理(lǐ)與回用(yòng)技術興起。污水(shuǐ)處理(lǐ)廠的(de)側重點不再是核算(suàn)污染物(wù)的(de)排放量，而是如何改善水(shuǐ)質。膜技術開始顯現其獨特優勢。

生物(wù)膜技術在20世紀60-70年代，随著(zhe)新型合成材料的(de)大(dà)量湧現再次發展起來(lái)，主要工藝有生物(wù)濾池、生物(wù)轉盤、生物(wù)接觸氧化(huà)、生物(wù)流化(huà)床等。目前，應用(yòng)較多(duō)的(de)膜處理(lǐ)技術主要有微濾（MF）、超濾（UF）、反滲透（RO）和(hé)膜生物(wù)反應器（MBR）技術。本世紀初的(de)新加坡“Newwater ”水(shuǐ)廠就是采用(yòng)在二級處理(lǐ)後加超濾膜及反滲透膜的(de)方式進行再生水(shuǐ)回用(yòng)處理(lǐ)。

以史爲鑒，可(kě)知興替。回顧整個(gè)曆史過程，城(chéng)市生活污水(shuǐ)處理(lǐ)的(de)足迹随著(zhe)人(rén)類健康的(de)需求、水(shuǐ)環境質量的(de)變化(huà)、污水(shuǐ)的(de)處理(lǐ)程度在一級級的(de)加深，同時(shí)操作管理(lǐ)、資金占地等成本問題又推動了(le)水(shuǐ)處理(lǐ)工藝技術的(de)不斷進化(huà)，其操作、占地、程序步驟、能源資源的(de)投入都在一點點地簡化(huà)。人(rén)們對(duì)水(shuǐ)質的(de)需求越來(lái)越高(gāo)，而處理(lǐ)過程卻越來(lái)越趨于簡便。有趣的(de)是，無論近幾年業界所看好的(de)厭氧生物(wù)技術還(hái)是源分(fēn)離最終的(de)土地灌溉，城(chéng)市污水(shuǐ)處理(lǐ)似乎又回到了(le)它最初的(de)形式，盡管其中蘊含的(de)科技含量早已不可(kě)同日而語。大(dà)繁若簡，最終還(hái)是歸于自然。