李明軍

濮陽(yáng)德恒水務(wù)有限公司 河南 安陽(yáng) 455000

隨著城市的現(xiàn)代化發(fā)展和人口的增加，城市污水處理成為了一項(xiàng)至關(guān)重要的環(huán)境和衛(wèi)生任務(wù)。城市生活污水中含有各種污染物和有害物質(zhì)，如果不進(jìn)行適當(dāng)處理就進(jìn)行排放，將對(duì)水資源、生態(tài)系統(tǒng)和人類健康構(gòu)成威脅。因此，城市污水處理技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要，不僅要應(yīng)對(duì)當(dāng)前環(huán)境下的挑戰(zhàn)，還需要適應(yīng)未來(lái)的需求和環(huán)境變化。通過(guò)了解現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀和未來(lái)的趨勢(shì)，能夠更好的應(yīng)對(duì)不斷增加的城市污水處理需求，并為城市的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

1 城市生活污水處理的必要性

1.1 是環(huán)境保護(hù)的現(xiàn)實(shí)需求

城市生活污水處理是一項(xiàng)迫切的環(huán)境保護(hù)需求，對(duì)于維護(hù)地球生態(tài)平衡、保護(hù)水資源、減少水污染、維護(hù)生態(tài)多樣性以及確保人類健康都具有至關(guān)重要的作用[1]。首先，未處理的污水會(huì)污染水源，損害水體生態(tài)系統(tǒng)，廢水中的有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物可以導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，促使藻類大量繁殖，這不僅會(huì)破壞水生生態(tài)系統(tǒng)的平衡，還會(huì)危害水中生物的多樣性。其次，城市污水的未經(jīng)處理排放對(duì)人類健康構(gòu)成直接威脅，廢水中可能含有各種細(xì)菌、病毒和寄生蟲，傳播水傳播性疾病，這會(huì)威脅到城市居民的健康和生命安全。此外，未經(jīng)處理的污水影響了飲用水資源的質(zhì)量。很多城市依賴地下水和河流作為飲用水源，如果這些水源受到污染，將導(dǎo)致供水問(wèn)題，增加水處理成本，甚至威脅公眾的用水安全。因此，確保城市生活污水得到適當(dāng)?shù)奶幚砗凸芾?，是維護(hù)地球生態(tài)平衡和人類福祉的關(guān)鍵任務(wù)。

1.2 有助于促進(jìn)水資源保護(hù)

城市生活污水處理在水資源保護(hù)方面發(fā)揮著重要作用，有助于維護(hù)和有效管理寶貴的淡水資源，確保能夠可持續(xù)的滿足城市和生態(tài)系統(tǒng)的需求。首先，城市生活污水處理對(duì)污水進(jìn)行了凈化，安全的進(jìn)行排放，有助于確保水體的質(zhì)量的生態(tài)系統(tǒng)的健康。其次，城市生活污水處理是實(shí)現(xiàn)水資源再利用和回收的重要途徑，經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理的污水可以用于農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水和城市景觀灌溉，減少了對(duì)地下水和淡水資源的依賴，有助于保護(hù)自然水體，還提高了水資源的可持續(xù)性。此外，污水處理過(guò)程中的水資源回收有助于減少浪費(fèi)。通過(guò)采用污水處理技術(shù)，如膜分離和高級(jí)氧化，可以提高污水處理的質(zhì)量，減少水資源的浪費(fèi)，尤其是在干旱地區(qū)和水資源稀缺地區(qū)[2]。最后，城市生活污水處理有助于減少點(diǎn)源和非點(diǎn)源污染，從而降低了對(duì)水資源的污染風(fēng)險(xiǎn)。有效的處理手段能夠去除大部分有害污染物，減少它們進(jìn)入水體的機(jī)會(huì)，有助于保護(hù)水質(zhì)和生態(tài)系統(tǒng)。

1.3 是保障公共衛(wèi)生的途徑

城市生活污水處理是保障公共衛(wèi)生的關(guān)鍵途徑。通過(guò)有效的處理城市污水，可以防止水傳播性疾病的傳播，提高飲用水質(zhì)量，從而保障公眾健康。首先，未經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理的污水中可能存在各種病原體，如細(xì)菌、病毒和寄生蟲，可能引發(fā)水傳播性疾病，城市污水處理過(guò)程中的消毒和去除有害微生物的步驟可以有效的殺滅這些病原體，確保處理后的水質(zhì)達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，這有助于防止水源污染引發(fā)的疾病爆發(fā)，保護(hù)公眾的健康。其次，城市生活污水處理有助于去除廢水中的有機(jī)物和化學(xué)物質(zhì)，包括藥物殘留物和工業(yè)排放物。這些有害物質(zhì)如果進(jìn)入自來(lái)水供應(yīng)系統(tǒng)，可能會(huì)給公眾健康造成潛在風(fēng)險(xiǎn)。處理的過(guò)程能夠降低這些物質(zhì)的濃度，減少水污染風(fēng)險(xiǎn)[3]。

2 城市生活污水處理技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 傳統(tǒng)污水處理方法

傳統(tǒng)污水處理方法通常包括集中式污水處理廠和基于化學(xué)方法的處理技術(shù)。這些方法在過(guò)去很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，但是在面對(duì)日益嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)和城市污水處理挑戰(zhàn)時(shí)，這些方法也逐漸出現(xiàn)了一些弊端。傳統(tǒng)的集中式污水處理廠通常包括物理處理（如沉淀和過(guò)濾）和生物處理（如活性污泥處理）。雖然這種處理方式可以有效的去除污水中的有機(jī)物和某些污染物，但是通常需要大量土地和能源，而且對(duì)于小型社區(qū)和偏遠(yuǎn)地區(qū)來(lái)說(shuō)并不適用?；诨瘜W(xué)方法的處理技術(shù)包括混凝、沉淀和氧化等過(guò)程，通過(guò)添加化學(xué)試劑來(lái)沉淀和去除污水中的污染物[4]?；瘜W(xué)方法能夠去除一些有害物質(zhì)，但是在處理過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的化學(xué)廢物，成本較高，導(dǎo)致不夠可持續(xù)。

2.2 先進(jìn)污水處理方法

隨著技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的污水處理方法不斷涌現(xiàn)，在處理效率、資源回收和環(huán)保方面具有更多潛力。首先是生物處理方法，比如膜生物反應(yīng)器、流動(dòng)床生物反應(yīng)器等，利用物生物降解污水中的有機(jī)物，從而提高處理效率和出水質(zhì)量。這些方法對(duì)土地面積的需求較小，并能夠更好的適應(yīng)波動(dòng)的負(fù)荷。其次是膜分離技術(shù)，如微濾和超濾，通過(guò)物理隔離來(lái)去除微小的污染物和微生物，提高污水處理的質(zhì)量，這些技術(shù)一般用于水再利用和去除微污染物中。此外還有高級(jí)氧化過(guò)程，比如UV光氧化和臭氧氧化，能夠有效去除難降解的有機(jī)物和藥物殘留，在處理特殊污染物和提高出水質(zhì)量方面具有重要的作用[5]。

3 城市生活污水處理難點(diǎn)分析

3.1 技術(shù)成本與可行性

城市生活污水處理涉及到投資成本、運(yùn)營(yíng)成本以及可行性多個(gè)方面，給城市可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了重大挑戰(zhàn)。首先，建設(shè)和升級(jí)現(xiàn)代化的污水處理設(shè)施需要大量資金，包括土地購(gòu)置、設(shè)備采購(gòu)、建筑工程和監(jiān)管合規(guī)性等方面的成本，這些成本投入對(duì)于地方的財(cái)政預(yù)算可能難以承受。其次，污水處理設(shè)施需要持續(xù)的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，包括電力、設(shè)備維修和人員培訓(xùn)等方面的費(fèi)用，隨著時(shí)間的推移，這些運(yùn)營(yíng)成本也會(huì)不斷累積[6]。再次，在新的環(huán)境和水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)下，污水處理技術(shù)也在不斷演進(jìn)，需要定期對(duì)技術(shù)進(jìn)行升級(jí)和更新，確保設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)的高效性。最后，基礎(chǔ)設(shè)施的可行性和公眾接受度之間的平衡，也是需要關(guān)注的問(wèn)題。

3.2 污染物處理復(fù)雜性

城市生活污水中含有各種污染物，這是城市生活污水處理的重要挑戰(zhàn)。首先，污染物類型比較復(fù)雜，而不同類型的污染物需要不同的處理方法和技術(shù)，因此，綜合處理這些污染物的復(fù)雜性比較高。其次，污水的組成和污染物濃度可能隨著時(shí)間和地點(diǎn)的變化而不斷變化，這使得處理過(guò)程需要具有適應(yīng)性和靈活性，以有效去除不同條件下的污染物。再次，一些有機(jī)污染物，如藥物殘留物和持久性有機(jī)污染物，在傳統(tǒng)的生物處理過(guò)程中難以降解，處理這些污染物需要使用高級(jí)氧化過(guò)程或其他特殊技術(shù)。最后，微污染物是污水中微量存在的有害化學(xué)物質(zhì)，如藥物、個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品和農(nóng)藥殘留，而這些物質(zhì)通過(guò)傳統(tǒng)處理方法難以徹底去除，因此需要專門的處理技術(shù)來(lái)降低其在水環(huán)境中的影響。

3.3 水資源利用率較低

城市污水處理涉及到如何更有效的管理和回收城市污水中的水資源，以減少浪費(fèi)和降低對(duì)有限淡水資源的依賴，而現(xiàn)有的處理技術(shù)下，水資源的利用率仍然比較低。首先，很多城市中，經(jīng)過(guò)初步處理的污水通常會(huì)直接排放到自然水體中，而并未實(shí)現(xiàn)充分的水資源回收和早利用，這會(huì)導(dǎo)致水資源的浪費(fèi)，尤其是在水資源緊缺的地區(qū)更是如此。其次，部分城市缺乏適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)施來(lái)回收和再利用污水中的水資源，也導(dǎo)致了大量的水資源被浪費(fèi)。再次，部分地區(qū)存在水資源管理方面的限制，使得污水回收和再利用變得困難，包括法規(guī)方面的障礙、技術(shù)限制或?qū)π屡d技術(shù)的不熟悉，導(dǎo)致水資源未得到有效的回收和再利用。最后，由于對(duì)水質(zhì)或安全問(wèn)題的擔(dān)心，公眾可能對(duì)污水回收和再利用存在抵觸情緒，需要通過(guò)教育和宣傳工作改變公眾的態(tài)度，促進(jìn)水資源的回收和再利用。

4 城市生活污水處理發(fā)展趨勢(shì)

4.1 可持續(xù)性與綠色技術(shù)

城市生活污水處理領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)逐漸向著可持續(xù)性和綠色技術(shù)方向發(fā)展。首先，未來(lái)的城市生活污水處理系統(tǒng)將更加關(guān)注資源回收和再利用，包括水資源、能源和有機(jī)物的回收。通過(guò)采用高級(jí)氧化、膜技術(shù)和去除污水中的微污染物，可以提高出水質(zhì)量，用于農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水和城市景觀灌溉，減少淡水資源的依賴。而污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的生物氣體可以被捕獲和利用，以產(chǎn)生能源。其次，綠色基礎(chǔ)設(shè)施是城市生活污水處理的新趨勢(shì)，包括采用自然處理系統(tǒng)，如濕地、人工濕地和植物過(guò)濾，來(lái)改善污水處理的效率，這些系統(tǒng)不僅能夠有效去除污染物，還有助于提高生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。再次，未來(lái)的城市污水處理系統(tǒng)將更多的集成到城市的水循環(huán)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)水的多層次利用。這意味著污水處理后的水不僅可以用于灌溉，還可以用于城市冷卻、工業(yè)生產(chǎn)甚至飲用水供應(yīng)，這種封閉的水循環(huán)系統(tǒng)有助于減少淡水資源的消耗，提高城市的水資源可持續(xù)性。

4.2 新材料的引入和應(yīng)用

城市生物污水處理的發(fā)展趨勢(shì)中，新材料的引入和應(yīng)用也是非常重要的一部分，在提高污水處理效率、降低成本、減少污染物方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。首先，高效吸附材料的開(kāi)發(fā)，能夠用于去除污水中的有害物質(zhì)，如重金屬、有機(jī)污染物和微污染物等，這些吸附材料可以降低處理過(guò)程中所需的化學(xué)品用量，提高去除效率，減少?gòu)U物生成，從而降低處理成本。其次，新型膜材料的引入和改進(jìn)有助于提高膜分離過(guò)程的效率和穩(wěn)定性，包括微孔膜、納米濾膜和反滲透膜等，這些膜技術(shù)的應(yīng)用有助于減少能源效率和處理的占地面積。再次，納米技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用已經(jīng)成為研究的熱點(diǎn)，納米顆?？梢杂糜诖呋趸?、吸附污染物和改善膜分離效果，具有高表面積和活性，能夠高效的去除污染。最后，生物陶瓷和生物復(fù)合材料也將廣泛應(yīng)用于生物處理過(guò)程，如生物濾池和人工濕地等，這些材料提供了有利于微生物生長(zhǎng)和活性的表面，有助于更好的去除有機(jī)污染物和氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物，減少富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題對(duì)水生態(tài)環(huán)境造成的影響。

4.3 智能化與大數(shù)據(jù)應(yīng)用

城市生活污水處理中，智能化與大數(shù)據(jù)的廣泛采用也是重要的發(fā)展趨勢(shì)。這一趨勢(shì)將污水處理過(guò)程帶入了數(shù)字化時(shí)代，提高了處理效率、質(zhì)量監(jiān)控和資源管理的水平。首先，智能檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)傳感器、儀器和自動(dòng)控制設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)污水處理過(guò)程的關(guān)鍵參數(shù)，如水質(zhì)、流量、壓力等。這些數(shù)據(jù)能夠提供處理效果的實(shí)時(shí)反饋，使操作人員能夠及時(shí)調(diào)整操作策略，確保處理系統(tǒng)高效穩(wěn)定的運(yùn)行。其次，利用大數(shù)據(jù)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，可以預(yù)測(cè)設(shè)備和系統(tǒng)的故障，從而實(shí)施預(yù)防性維護(hù)措施，有助于減少設(shè)備停機(jī)時(shí)間，降低維護(hù)成本，提高污水處理的系統(tǒng)的可靠性和持續(xù)性。再次，大數(shù)據(jù)分析可以幫助優(yōu)化污水處理系統(tǒng)的資源利用，包括化學(xué)品、電力和氣體，通過(guò)精確的資源分配，可以降低運(yùn)營(yíng)成本，減少能源消耗，降低碳足跡。最后，大數(shù)據(jù)分析和智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以檢測(cè)到異常的水質(zhì)情況，提前發(fā)出警報(bào)，從而有助于預(yù)防水質(zhì)問(wèn)題的擴(kuò)大。此外，在污染事件發(fā)生時(shí)，能夠更快速的響應(yīng)和采取措施，減少對(duì)環(huán)境的不利影響。

4.4 基于生物技術(shù)的創(chuàng)新

基于生物技術(shù)的創(chuàng)新在城市生活污水處理領(lǐng)域正在逐漸展露頭角，為處理過(guò)程帶來(lái)了許多機(jī)遇和可能性。這種創(chuàng)新基于生物過(guò)程，包括微生物降解、植物過(guò)濾和生物反應(yīng)器等，能夠以更有效、環(huán)保和可持續(xù)的方式去除污水中的污染物。首先，生物技術(shù)的創(chuàng)新已經(jīng)改進(jìn)了傳統(tǒng)的生物處理工藝，使其更加高效和穩(wěn)定。例如，引進(jìn)更具生物多樣性的微生物群落，提高廢水處理的適應(yīng)性和去除效率。新型的生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)和生物過(guò)濾系統(tǒng)也有助于提高污水處理過(guò)程的效率。其次，微生物電化學(xué)處理是一種新興的技術(shù)，利用微生物的電化學(xué)活性來(lái)去除污水中的有機(jī)物和金屬離子，這種技術(shù)可以用于廢水處理和生物電池的生產(chǎn)。微生物電化學(xué)處理不僅可以去除有害物質(zhì)，還可以產(chǎn)生電能，具有潛在的可持續(xù)性。再次，通過(guò)基因工程技術(shù)，可以改良微生物以增強(qiáng)其降解污染物的能力，包括改進(jìn)微生物的耐受性、增加降解途徑的效率以及提供處理速度，這種創(chuàng)新有助于更高效的去除難降解的有機(jī)污染物。保護(hù)水資源和改善環(huán)境質(zhì)量，推動(dòng)城市的可持續(xù)發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，城市生活污水處理技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)反映了社會(huì)對(duì)水資源、環(huán)境和可持續(xù)性的日益關(guān)注。在現(xiàn)代城市快速發(fā)展的背景下，污水處理不僅是一項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)，更是一項(xiàng)生活質(zhì)量和環(huán)境健康的關(guān)鍵因素?，F(xiàn)階段，城市生活污水處理領(lǐng)域已經(jīng)取得了許多令人欣喜的進(jìn)展，采用了各種先進(jìn)的技術(shù)來(lái)提高處理效率、降低成本和減少環(huán)境影響。然而，城市生活污水處理領(lǐng)域仍然面臨著許多挑戰(zhàn)，仍然需要持續(xù)的努力和創(chuàng)新，推動(dòng)城市的健康、可持續(xù)發(fā)展。