污水處理廠的秘密 ?

時間： 2020-06-19 16:08

來源：中國水網

作者：全新麗

　　去年參觀完槐房再生水廠后，我就有個想法，想找機會去北京的各個污水處理廠看看，我稱之為“污水處理廠漫游計劃”，但事實上只是空想沒有行動。

　　今年因為疫情的緣故，這個計劃就變得更加不切實際。前些天我的同事們因為工作需要跑了不少污水處理廠，他們的參觀、考察是到了研究層面，過不了多久估計會有成果面世。北京的污水處理廠，除了槐房，我去過的有高碑店、清河、肖家河，外地的我也看過一些，大的小的，各有特色。但污水處理基本的流程是一樣的。作為一個環境領域的從業者，污水處理的門外漢，我收集過一些資料、文獻，給自己掃過盲。我把我知道的內容寫出來，希望起到一點科普作用。本文提到的污水處理主要指生活污水處理。

　　以下為正文

我們日常生活產生的污水，包括衛生間的和廚房的，都會通過管道匯集到市政污水處理廠。在污水處理廠經過三級處理，符合國家排放標準后，目前這些水大部分排入自然水體，再次進入到自然循環中，也有一部分作為再生水使用：洗車、園林綠化、沖廁等。

　　一個污水處理廠沙盤圖

污水處理廠是怎樣把污水重新變干凈呢？我們來解密下，就像把大象裝進冰箱的套路一樣，總共分三步。第一步是一級處理。一級處理的主要構筑物、設備包括：格柵（柵，多音字，理論上此處這個字念zha四聲，但業內人士都念shan一聲）間、泵房、曝（曝，多音字，理論上此處這個字念pu四聲，但業內人士都念bao四聲）氣沉砂池和初級沉淀池。污水經過管網匯集進入污水處理廠，這時候的污水里可謂百毒纏身，什么都有，大的小的，可見的不可見的。你說該怎么辦？肯定是先攔住大的呀。先讓剛進來的污水流入間距為100毫米的粗格柵。粗格柵就像是個網眼兒比較大的過濾網，把礦泉水瓶、棉絲等大的固體漂浮物攔住。

　　這個是回轉式格柵，是粗格柵的一種，細格柵模樣跟這個有點像

　　接著水泵把污水輸送到間距為20毫米的細格柵，在這里，小型的固體垃圾也被攔截下來。這些固體垃圾經過壓干后外運處理——運到能處理固體廢物的地方。經過粗細格柵處理的污水經泵房抽升，流入曝氣沉砂池中。在這里，要對付的是更小一些的東西，比如砂粒啥的，雖然小，肉眼還是可見的。曝氣的過程就是通過鼓風機設備，將空氣強制加入到污水池中，使池內污水與空氣充分接觸，獲得足夠的溶解氧。然后，污水會產生豎向紊流，污水中較輕的污泥會隨氣泡上升，粒徑大于0.2毫米的砂粒沉降到池底。同時，這個過程對污水中有機物也有氧化分解作用。

　　一種正在安裝中的刮泥機

　　在曝氣沉砂池里，通過刮泥機往復運行，其將沉降的砂粒刮至泥斗中，排至濃縮池。分離后的水則會流入初級沉淀池進行自由沉淀。到這里污水的一級處理完成了，大概可以去除水中20%左右的污染物質。這時候的水雖然還是烏漆嘛黑的，各種大塊固體垃圾是沒有了。第二步是二級處理。

　　百樂克工藝，一種具有脫氮除磷功能的多級活性污泥污水處理系統

　　氧化溝，也是活性污泥法的一種變形工藝

　　二級處理主要由曝氣池和二級沉淀池組成，目的是去除污水中呈膠體和溶解性狀態的有機物質。這個大約是類似粘液之類的東西。曝氣池利用活性污泥的凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀作用去除污水中的有機污染物。對了，人類利用活性污泥法處理污水已經106年了。古老而又常用常新的技術，有各種變種。經過活性污泥凈化作用后的污水，進入二級沉淀池再次進行自由沉淀。

　　這是一個二級沉淀池。污水處理廠有很多個池子，情理之中意料之內

經過沉淀的污泥從沉淀池底部排出，其中大部分作為接種污泥，回流至活性污泥池，以保證池內的懸浮固體濃度和微生物濃度。多余污泥則從系統中排出，經過深度脫水后，進行無害化處理，處理后還有可能用作肥料等。

污水經過二級處理后，仍含有氮、磷和難以生物降解的有害物質，容易造成水體富營養化，需要進一步凈化處理。

氮、磷是生物所需要的營養物質，是農業上使用的肥料里必須含有的物質，但這種物質放錯了地方也是禍害。

水體富營養化指在人類活動的影響下，生物所需的氮、磷等營養物質大量進入湖泊、河湖、海灣等緩流水體，引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質惡化，魚類及其他生物大量死亡的現象。在自然條件下，湖泊也會從貧營養狀態過渡到富營養狀態，不過這種自然過程非常緩慢。而人為排放含營養物質的工業廢水和生活污水所引起的水體富營養化則可以在短時間內出現。

我國的污水處理廠以前僅有二級處理，后來才將脫氮除磷安排上日程。

第三步是三級處理，也就是對水的深度處理。

這一步要將經過二級處理的水通過加藥、混合、絮凝、沉淀，去除水中的磷酸鹽，并控制出水懸浮物濃度。

處理后的水進入反硝化生物濾池，利用濾料和濾料表面微生物作用，進一步實現總氮和懸浮物的去除。

最后，再通過臭氧或加氯消毒殺滅細菌和病毒后，就可以將處理過的水作為再生水使用，沖洗廁所，洗車等，這時候它不再是污水，而是一種水源。

如果在深度處理環節用膜處理，像對飲用水那樣處理它，真的可以生產出能飲用的水，比如新加坡的新生水。

以上是比較通常的步驟，不同的污水處理廠為了深度處理或者其他緣故也會增加一些創新技術產品的使用。

縱觀這三個步驟可以看出，污水處理廠需要消耗大量的能源，抽升呀、曝氣呀等等，所以污水處理廠不光建設要花錢，建成后運行、維護成本也是很高的，電費占大頭，還有藥劑費、維修費、大修改造費、污泥處置費、固定資產購置費以及人員費用等等。