“雙碳”背景下未來城市污水處理技術發展展望
廣東省循環經濟和資源綜合利用協會
摘要：在社會經濟發展的同時，人居生活發展空間需求日益拓展，對水資源的利用產生量更大、質更高的需求。在早期，由于人們沒有形成正確的認知，認為水資源非常的豐富，沒有形成系統的節水意識，導致城市產生的污水量迅猛增長，無法優化城市居民的生活環境，對城市的發展產生阻礙，因此尋求有效的處理污水方式已經非常迫切。雖然很多城市加強了污水處理力度，但受到多種原因的限制，這些城市在污水處理方面仍存在許多問題尚待解決，污水處理效率一直較低，污水處理數量比例也一直局限在一定比例，需采取合理的方式積極解決城市污水處理所面臨的問題，確保污水得到有效的處理。
關鍵詞：城市污水處理；低碳技術;生物復合藥劑
引言
城市發展需要消耗大量的資源，資源的大量應用為產業發展帶來了重要的支持，同時也推動了城市規劃發展進程。但在資源消耗的同時也會產生大量廢水，再加上人們生活中產生的污水，這些污水如果未得到合理處置就隨意的進行排放，那么必然會對生態環境造成嚴重污染，這會對城市建設發展帶來不利影響，所以對城市污水處理進行分析有著重要的意義。
1城市污水的來源與分類
在城市污水的來源中，工業生產產生的廢水及居民生活產生的污水是主要的來源。生產制造類企業在進行生產活動時，會產生大量的工業廢水。通常情況下，這些廢水的種類多，含有的有害物質差異也較顯著。因此，在處理這類廢水時，需要根據不同的廢水種類進行分別處理。例如化工制藥類企業產生的含有重金屬等有毒有害物質的廢水需要在車間排放口進行專門處理，而不應該多種廢水混合后統一處理，應確保各類廢水達標后才能進行排放。另外，人們在日常生活中，各種活動行為也會產生一些污水，這類污水中主要污染物為有機物，還有一些病原微生物，盡管沒有工業廢水的污染性嚴重，但是尤其是醫院等產生的污水含有病原微生物，因此也應該經過消毒等技術手段進行特殊處理。在疫情的影響下，如何有效處理醫院或者隔離區產生的生活污水顯得極為重要。除了生產廢水和生活污水之外，在城市生活中，日常的降水以及冰雪融化也會為城市的污水處理體系帶來一定的負擔，提高了對城市下水道排管體系的要求。
2城市污水對環境的影響
當前社會經濟快速發展，物質生活水平的提高使得人們更加注重環境保護，特別是水資源方面的處理。在城市污水處理環節，如果污水處理不當會對自然環境造成嚴重的影響，破壞區域生態穩定性。首先，城市污水處理站的管道存在泄漏隱患，一旦發生泄漏就會影響到周邊生態環境。其次，污水處理站存在一定的噪聲危害。城市生活污水處理需要用到離心風機、離心泵等設備，此類設備在運行過程中會產生噪聲，噪聲會對處理站員工身心造成一定的傷害。在城市污水處理過程中，在處理廢水時如果環保標準達不到就會導致儲收整理水質受到一個較為嚴重的污染，對污水處理站所在的中下游沿線居民生產生活造成嚴重影響。在處理生活污水的過程中，產生的污泥也屬于比較大的污染物，污泥中有機物以及磷元素較為豐富，重金屬元素比如汞、鉻、鎘、鉛等也嚴重危害生態環境。因此，污水處理對環境的影響非常關鍵，必須要加強污水處理技術優化，制定有效的污水處理對策，提升環境整體質量。
3“雙碳”背景下未來城市污水處理技術
3.1復合型生物絮凝劑
復合型生物絮凝劑（CBF）的主要成分為多糖類物質，因其高效的絮凝效果和安全無毒的特性,已成為近年來國內外研發的熱點之一。復合型生物絮凝劑（CBF）中含有羧基，能與高嶺土等無機成分形成離子鍵，使其在絮凝過程發生架橋作用，其絮凝形態發現絮體結構密實，有利于絮體沉降。采用加熱機械混合方法，以聚合氯化鋁鐵(PAFC)和生物絮凝劑(CBF)為原料，制備生物復合絮凝劑,最佳PAFC：CBF復合比為20：1，其絮凝效果顯著要高于單獨使用一種絮凝劑的效果。生物復合藥劑可能會在未來城市污水處理過程中發揮重要作用，應加大研發力度。此外，生物藥劑有助于未來城市污水處理的應急保障。在突發環境污染事件時，生物藥劑有助于短時間內恢復城市污水處理受損的微生物活性，發揮應急保障作用。
3.2污水礦化處理技術
污水礦化處理技術屬于新型技術，該技術原理是在礦物表面進行電負荷的設置，借助吸附原理將污水中的雜質進行吸附。污水礦化處理技術能夠在較大程度上提高處理的工作效率。一般來講，礦物質具有很好吸附性，特別是硅藻土等相關的礦物質能夠將污水中的離子以及雜質吸附，而且完成處理后的污水不會影響到環境，能夠很好地體現出節能環保的理念。比如在市政污水處理過程中，通過選擇莫尼特能夠很好地吸附污水，莫尼特內部擁有著大量的非活性陽離子，能夠很好地吸附鉛、汞等重金屬元素，使污水處理的效率極大提升。除此以外，沸石污水處理能力也比較高，沸石溫度通過適當的調節能夠將內部孔隙率極大增加，有效提高雜質的吸附率。
3.3厭氧氨氧化技術
厭氧氨氧化被認為是最具有“碳中和”前景的污水處理技術。在厭氧條件下，厭氧氨氧化菌（AnAOB）能以CO2為碳源、氨氮（NH4+）為電子供體、亞硝態氮（NO2-）為電子受體，進行氧化還原反應，將NH4+與NO2-轉化成氮氣（N2），并產生少量硝態氮（NO3-），從而實現總氮的去除。AnAOB屬自養菌，脫氮過程不需消耗有機碳源，節省下來的有機物可通過生物能源回收利用。AnAOB生長緩慢，世代周期長，在污水處理系統中能夠穩定持留和富集至關重要。另外，NO2-作為AnAOB重要底物，在主流污水處理系統中含量極低，因此如何獲取穩定且充足的NO2-，是實際應用時面臨的瓶頸問題之一。
3.4人工濕地處理技術
所謂人工濕地就是人們建造出的類似于沼澤的區域，能夠有效的控制城市污水，通過微生物和土壤等方面的共同作用來吸附和降解污水。也就是說，人工濕地屬于多種處理技術之間的融合，且與傳統處理技術相比這種處理方式成本更加低廉，在實際的運行過程中主要應用的是重力自流方法，從而降低資源消耗，進一步提升污水處理效益。例如在某河道工程污水處理項目中，就通過應用微生物技術和沉水、挺水植物的應用來有效的降解水中的氨氮和COD指標。
3.5曝氣生物濾池
曝氣生物濾池技術具有生物適用性，廣泛應用到膜生物反應技術中。應用該技術需要建立生物濾池處理裝置，加入適當的填料，促進填料上微生物的生長。在這項處理工藝中，生物濾床及排水裝置等都屬于處理裝置的重要組成。生物反應池中污泥的濃度比較高，合理布局處理設備，避免設備占用過多的面積，并且使處理設備能夠在第一時間反應。曝氣生物濾池技術能顯著降低污水凈化消耗，避免再次出現污染。
3.6生物接觸氧化技術
生物接觸氧化實際上是對生物膜處理技術的一種優化，污水和生物膜進行接觸后會產生反應，進而達到降解的效果，這個過程中存在著很大的耗氧量，且需要經過相應的混合攪拌過程，綜合了生物濾池和活性污泥的特性，能夠有效的適應水質負荷變化，從而提升污水的凈化效果。例如某污水處理項目中的好氧處理環節通過生物接觸氧化技術來對其中的氨氮等指標進行有效的控制。
結束語
提升城市污水處理能力不僅是全面推進城鄉一體化進程中的關鍵環節，更直接關系到環境保護工程的進展狀況和最終成效。隨著城市人口的不斷增長，工業化進程的不斷加快，城市污水來源愈加復雜多樣，對于自然環境的危害程度也較以往不斷增加。因此需要各級政府結合自身實際情況，積極探索先進科學技術和性價比更高的污水治理裝置。一方面從源頭上減少了各類污水在不達標情況下的肆意排放，從源頭上減少各種污染物對生態環境的破壞；另一方面提高污水資源的循環利用率，減少淡水資源的無謂消耗。這既是推動城市經濟健康發展，提高市民生活品質的重要途徑，又是環境保護工程不斷向前發展的基本保障。
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