［摘 要］水资源污水是环境污染的主要形式，城市现代化改造工程实施后，国家投资污水处理厂建设，以满足城市污水处理的设施需求。当前，深入分析处理厂的清洁工艺，有助于改善污水处理厂的运行效率。文章首先分析大型污水处理厂的特点，如污水存量大、处理难度高、清洁任务重和设备寿命短等。探讨优化污水处理工艺的必要性，并重点分析和介绍污水处理厂常用的处理工艺，希望对后续研究有所帮助。
［关键词］ 污水处理厂；清洁；工艺；分析
［关键词］ 污水处理厂；清洁；工艺；分析
水资源污水是环境污染的主要形式，由于水资源关系着人们的日常生活质量，水污染制约了经济社会的和谐发展，不利于人类长期生存。城市现代化改造工程实施后，国家投资污水处理厂建设，以满足城市污水处理的设施需求。但随着城市污水量的持续增加，中小型污水处理厂已适应不了大量污水处理的操控要求。新时期，一批大型城市污水处理厂投入使用，深入分析处理厂的清洁工艺，有助于改善污水处理厂的运行效率，为城市和谐发展创造有利的条件。
一、大型污水处理厂的特点
我国社会主义早期发展以“粗放型”经济模式为主，经济效益增收以牺牲环境为代价，短期发展成效无法适应社会可持续发展的指标要求。为了实现国民经济“稳定、健康、持续”的发展，国家积极制定了科学的发展策略，以“集约型”经济理念为指导，在提升国民经济收入水平的同时完善了环境体制。大型污水处理厂的建立促进了城市环境工作的改善，相比中小型污水处理厂，其主要特点集中表现在：
（一）污水存量大
改革开放前期，我国国民经济收入水平偏低，各项科技研究工作收获颇少，制约了环境改造工程的推广实施。尽管建立了中小型污水改造工程，但在污水处理方面未取得理想的成果。以小型污水处理厂为例，其蓄存的污水量仅占大型处理厂的30%～40%，显然适应不了城市污水产出量的处理标准。大型污水处理厂存储量巨大，满足了城市污水处理工作的操作要求。
（二）处理难度高
大型污水处理厂不仅在污水量指标上大幅度提升，厂内的基础设施也更加齐全，所采用的处理工艺流程相对完善。一般情况下，大型污水处理厂既可以简单地净化城市生活污水，对于工业企业生产活动产生的污水也可以起到较好的净化作用，处理工艺的难度更大。如：大型处理厂配备了水资源循环系统，部分净化后的水资源可重新输送使用，协调了城市水资源的分配利用。
（三）清洁任务重
城市经济的快速发展促进了国民经济收入水平的提高，由此产生的环境问题也受到了政府部门的关注。为了缓解城市地区面临的污水问题，投资建设大型污水处理厂是必不可少的，厂内面临的污水处理任务也更加繁重，给污水处理厂的工作造成了巨大的压力。调查显示，按照1万吨水5吨80%湿泥，我国污泥日产量可达5.75万吨，年湿泥产量2098.75万吨。
（四）设备寿命短
据了解，我国城市大型污水处理厂的污水处理能力超过1.2亿立方米/日，每日面临的污水处理工作相当繁重，为城市绿化改造提供了诸多帮助。高负荷的污水处理作业，导致污水处理厂设备寿命减短，既影响了污水处理系统的正常运作，也增加了处理厂运营资金的投入。延长设备使用寿命是未来污水处理工程需要考虑的重点内容，加强厂内设施的更新维护是极为关键的。
二、优化污水处理工艺的必要性
当前，国家正加大污水处理厂建设的投资金额，国内大部分城市均有特定的污水处理区域。政府报告显示，截至2010年，全国设市城市、县城及部分重点建制镇累计建成城镇污水处理厂超过2400座，充分显示了国家对污水处理工程的重视。因此，大型成熟污水处理厂需不断调整污水清洁模式，通过优化污水处理工艺提高处理厂的运行效率。
（一）提高效率
传统污水处理工艺仅限于当前城市发展的需要，为城市区域的绿化发展提供了相匹配的除污系统。科学发展观规划国内改革，未来农村地区的改造活动更加频繁，农村经过一段时间的调整也会转变为城市。如果依旧坚持现有的大型污水处理厂规模，显然不利于农村地区的城市化改造。优化改进污水处理工艺提升了厂内作业的效率，从人力、物力、财力等方面简化工艺流程，推广更加先进的工艺模式。
（二）减少污染
根据目前城市现代化改造发展趋势，今后城市污水产量将会日趋增多，生活污水、工业污水会成为城市水资源污染的两大来源。生活污水来源于人们日常生活产生的废水，其污染成分相对较少。工业污水中含有大量的有害元素，未经处理随意排放会造成严重的污染问题，尤其是重金属及化学元素的危害更大。大型污水处理厂经过工艺改造，可进一步加强工业废水的净化程度，减少工业废水污染，实现生活污水循环利用。
（三）创造收益
优化污水处理工艺创造的收益体现在两方面，即环境收益、经济收益。其必要性体现在：首先，城市建立大型污水处理厂，对城区内污水的净化处理发挥了极其重要的作用，维持了水资源调配的均衡性，营造了优越的城市环境；其次，传统处理工艺经过优化改造后，在简化操作流程的同时也提升了厂内操作的效率，降低了污水处理系统的调控难度。从经济角度考虑，先进工艺的引入也减少了经营成本，创造了丰厚的经济收益。
三、污水处理厂常用的处理工艺
鉴于科学技术对城市大型污水处理厂建设的指导作用，厂内管理人员及操作人员需坚持技术创新思想，结合国内外现有的污水处理技术调整工艺模式，制定更加科学、高效、节能的污水处理方案。国内污水处理厂已掌握了多项污水处理工艺，如：活性污泥工艺、生物除磷工艺、循环曝气工艺等等，这些先进的工艺方案融合了物理、化学等多方面学科知识。
（一）活性污泥工艺法
考虑到污水内部混合杂质的物理特性，采用活性污泥法进行污水处理是一种简单、易操作的工艺方案，如图1。尽管城市建立了大型污水处理厂，但其在工艺流程上还需加强改进，以此满足不同污水资源处理的需要。活性污泥法结合物理学原理，对厂内蓄积的污水进行物理分离，如：把较大的污染颗粒与水质分离，从而发挥出净化污水的效果。该方法是最早运用于污水处理操作，仅适用于常规的污水处理操作，不适合运用于高质量要求的污水处理。比较常见的活性污泥法有氧化塘法、集成生化加过滤法、增加流动载体法等。
（二）循环曝气工艺法
循环间歇曝气工艺充分发挥高负荷氧化沟处理效率高的优点，又充分利用序批式活性污泥污水处理工艺出水好的特点，保证了系统出水达到国家污水排放一级标准在除去有机污染物方面的要求。在投资和运行费用上比通常以除去有机污染物为主的二级生物污水处理系统降低30%左右，是适合我国现阶段污水处理要求的工艺技术。
（三）旋转接触氧化法
旋转接触氧化污水处理工艺技术是在生物转盘技术基础上，结合生物接触氧化技术优点发展起来的新一代好氧生物膜处理技术。旋转接触氧化污水处理工艺技术和成套设备提供了一种简单和可靠的污水处理方法。整个污水处理系统中的转轴是唯一的转动部分，一旦机器出了故障，一般机械人员都可以进行维修。
（四）连续循环曝气系统
连续循环曝气系统工艺（CCAS）是一种连续进水式SBR曝气系统，如图2。污水处理工艺CCAS是在序批式处理法（SBR）的基础上改进而成。CCAS污水处理工艺对污水预处理要求不高，只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池，除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成，出水可达标排放。
一、大型污水处理厂的特点
我国社会主义早期发展以“粗放型”经济模式为主，经济效益增收以牺牲环境为代价，短期发展成效无法适应社会可持续发展的指标要求。为了实现国民经济“稳定、健康、持续”的发展，国家积极制定了科学的发展策略，以“集约型”经济理念为指导，在提升国民经济收入水平的同时完善了环境体制。大型污水处理厂的建立促进了城市环境工作的改善，相比中小型污水处理厂，其主要特点集中表现在：
（一）污水存量大
改革开放前期，我国国民经济收入水平偏低，各项科技研究工作收获颇少，制约了环境改造工程的推广实施。尽管建立了中小型污水改造工程，但在污水处理方面未取得理想的成果。以小型污水处理厂为例，其蓄存的污水量仅占大型处理厂的30%～40%，显然适应不了城市污水产出量的处理标准。大型污水处理厂存储量巨大，满足了城市污水处理工作的操作要求。
（二）处理难度高
大型污水处理厂不仅在污水量指标上大幅度提升，厂内的基础设施也更加齐全，所采用的处理工艺流程相对完善。一般情况下，大型污水处理厂既可以简单地净化城市生活污水，对于工业企业生产活动产生的污水也可以起到较好的净化作用，处理工艺的难度更大。如：大型处理厂配备了水资源循环系统，部分净化后的水资源可重新输送使用，协调了城市水资源的分配利用。
（三）清洁任务重
城市经济的快速发展促进了国民经济收入水平的提高，由此产生的环境问题也受到了政府部门的关注。为了缓解城市地区面临的污水问题，投资建设大型污水处理厂是必不可少的，厂内面临的污水处理任务也更加繁重，给污水处理厂的工作造成了巨大的压力。调查显示，按照1万吨水5吨80%湿泥，我国污泥日产量可达5.75万吨，年湿泥产量2098.75万吨。
（四）设备寿命短
据了解，我国城市大型污水处理厂的污水处理能力超过1.2亿立方米/日，每日面临的污水处理工作相当繁重，为城市绿化改造提供了诸多帮助。高负荷的污水处理作业，导致污水处理厂设备寿命减短，既影响了污水处理系统的正常运作，也增加了处理厂运营资金的投入。延长设备使用寿命是未来污水处理工程需要考虑的重点内容，加强厂内设施的更新维护是极为关键的。
二、优化污水处理工艺的必要性
当前，国家正加大污水处理厂建设的投资金额，国内大部分城市均有特定的污水处理区域。政府报告显示，截至2010年，全国设市城市、县城及部分重点建制镇累计建成城镇污水处理厂超过2400座，充分显示了国家对污水处理工程的重视。因此，大型成熟污水处理厂需不断调整污水清洁模式，通过优化污水处理工艺提高处理厂的运行效率。
（一）提高效率
传统污水处理工艺仅限于当前城市发展的需要，为城市区域的绿化发展提供了相匹配的除污系统。科学发展观规划国内改革，未来农村地区的改造活动更加频繁，农村经过一段时间的调整也会转变为城市。如果依旧坚持现有的大型污水处理厂规模，显然不利于农村地区的城市化改造。优化改进污水处理工艺提升了厂内作业的效率，从人力、物力、财力等方面简化工艺流程，推广更加先进的工艺模式。
（二）减少污染
根据目前城市现代化改造发展趋势，今后城市污水产量将会日趋增多，生活污水、工业污水会成为城市水资源污染的两大来源。生活污水来源于人们日常生活产生的废水，其污染成分相对较少。工业污水中含有大量的有害元素，未经处理随意排放会造成严重的污染问题，尤其是重金属及化学元素的危害更大。大型污水处理厂经过工艺改造，可进一步加强工业废水的净化程度，减少工业废水污染，实现生活污水循环利用。
（三）创造收益
优化污水处理工艺创造的收益体现在两方面，即环境收益、经济收益。其必要性体现在：首先，城市建立大型污水处理厂，对城区内污水的净化处理发挥了极其重要的作用，维持了水资源调配的均衡性，营造了优越的城市环境；其次，传统处理工艺经过优化改造后，在简化操作流程的同时也提升了厂内操作的效率，降低了污水处理系统的调控难度。从经济角度考虑，先进工艺的引入也减少了经营成本，创造了丰厚的经济收益。
三、污水处理厂常用的处理工艺
鉴于科学技术对城市大型污水处理厂建设的指导作用，厂内管理人员及操作人员需坚持技术创新思想，结合国内外现有的污水处理技术调整工艺模式，制定更加科学、高效、节能的污水处理方案。国内污水处理厂已掌握了多项污水处理工艺，如：活性污泥工艺、生物除磷工艺、循环曝气工艺等等，这些先进的工艺方案融合了物理、化学等多方面学科知识。
（一）活性污泥工艺法
考虑到污水内部混合杂质的物理特性，采用活性污泥法进行污水处理是一种简单、易操作的工艺方案，如图1。尽管城市建立了大型污水处理厂，但其在工艺流程上还需加强改进，以此满足不同污水资源处理的需要。活性污泥法结合物理学原理，对厂内蓄积的污水进行物理分离，如：把较大的污染颗粒与水质分离，从而发挥出净化污水的效果。该方法是最早运用于污水处理操作，仅适用于常规的污水处理操作，不适合运用于高质量要求的污水处理。比较常见的活性污泥法有氧化塘法、集成生化加过滤法、增加流动载体法等。
（二）循环曝气工艺法
循环间歇曝气工艺充分发挥高负荷氧化沟处理效率高的优点，又充分利用序批式活性污泥污水处理工艺出水好的特点，保证了系统出水达到国家污水排放一级标准在除去有机污染物方面的要求。在投资和运行费用上比通常以除去有机污染物为主的二级生物污水处理系统降低30%左右，是适合我国现阶段污水处理要求的工艺技术。
（三）旋转接触氧化法
旋转接触氧化污水处理工艺技术是在生物转盘技术基础上，结合生物接触氧化技术优点发展起来的新一代好氧生物膜处理技术。旋转接触氧化污水处理工艺技术和成套设备提供了一种简单和可靠的污水处理方法。整个污水处理系统中的转轴是唯一的转动部分，一旦机器出了故障，一般机械人员都可以进行维修。
（四）连续循环曝气系统
连续循环曝气系统工艺（CCAS）是一种连续进水式SBR曝气系统，如图2。污水处理工艺CCAS是在序批式处理法（SBR）的基础上改进而成。CCAS污水处理工艺对污水预处理要求不高，只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池，除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成，出水可达标排放。
（五）曝气生物滤池
从综合效益方面看污水处理工艺的优化，其适应了社会主义科学发展观的要求，加快了新时期城市绿化改造的建设进度。曝气生物滤池是在生物滤池处理装置中设置填料，通过人为供氧，使填料上生长大量的微生物。这种污水处理工艺流程装置由滤床、布气装置、布水装置、排水装置等组成。曝气装置采用配套专用曝气头，产生的中小气泡经填料反复切割，达到接近微控曝气的效果。由于反应池内污泥浓度高，处理设施紧凑，可大大节省占地面积，减少反应时间。
（六）生物除磷工艺法
利用化学物质及相关的物质反应，也能促进污水处理厂净化水资源的效率。磷元素是工业污水中比较常见的元素，如果净化处理不彻底会影响到水资源的循环利用质量。传统污水处理工艺属于通用型的操作方案，对磷元素净化过滤缺乏针对性的方案。长期生产实践中，污水处理厂逐渐掌握了一套生物除磷工艺法。此工艺方法的目的是清除污水中的含磷有机物，从而达到水资源净化的作用。由于生物除磷工艺属于化学性处理方法，要求操作人员熟练掌握化学理论，结合污水厂实际操作的需要设计工艺方案。
四、结 论
综上所言，当前国内市场经济体制深化改革，城市现代化建设步伐也随之加快。环境工程是城市计划改造的重点项目，水资源污染是严重的环境问题，若处理不当将会给人们的日常生活造成不利的影响。大型污水处理厂的建立满足了城市污水处理的需要，摆脱了传统中小型污水处理工艺的不足，在设备、技术、工艺等方面均实现了较大的突破。污水处理操作人员应熟练掌握不同的工艺方案，结合污水处理的具体要求选择工艺流程，以此适应城市环境改造的规划要求。
［参考文献］
［1］罗固源,冯杰,季铁军.优化AHP方式下对污水处理工艺的优选［J］.重庆大学学报(自然科学版),2007,(4).
［2］王征,汪诚文,施汉昌.城市污水处理厂Web决策支持中心的设计与开发［J］.环境科学与技术, 2006,(3).
［3］葛守飞,濮文虹,李振宇,王璐玮.污水处理工艺选择决策支持系统的开发与应用［J］.工业用水与废水,2005,(5).
［4］Carrasco E.F,Rodriguez J,Punal A.et al.Diagnosis of acidification states in an anaerobic wastewater treatment plant using a fuzzy-based expert system. Control Engineering,2004.
从综合效益方面看污水处理工艺的优化，其适应了社会主义科学发展观的要求，加快了新时期城市绿化改造的建设进度。曝气生物滤池是在生物滤池处理装置中设置填料，通过人为供氧，使填料上生长大量的微生物。这种污水处理工艺流程装置由滤床、布气装置、布水装置、排水装置等组成。曝气装置采用配套专用曝气头，产生的中小气泡经填料反复切割，达到接近微控曝气的效果。由于反应池内污泥浓度高，处理设施紧凑，可大大节省占地面积，减少反应时间。
（六）生物除磷工艺法
利用化学物质及相关的物质反应，也能促进污水处理厂净化水资源的效率。磷元素是工业污水中比较常见的元素，如果净化处理不彻底会影响到水资源的循环利用质量。传统污水处理工艺属于通用型的操作方案，对磷元素净化过滤缺乏针对性的方案。长期生产实践中，污水处理厂逐渐掌握了一套生物除磷工艺法。此工艺方法的目的是清除污水中的含磷有机物，从而达到水资源净化的作用。由于生物除磷工艺属于化学性处理方法，要求操作人员熟练掌握化学理论，结合污水厂实际操作的需要设计工艺方案。
四、结 论
综上所言，当前国内市场经济体制深化改革，城市现代化建设步伐也随之加快。环境工程是城市计划改造的重点项目，水资源污染是严重的环境问题，若处理不当将会给人们的日常生活造成不利的影响。大型污水处理厂的建立满足了城市污水处理的需要，摆脱了传统中小型污水处理工艺的不足，在设备、技术、工艺等方面均实现了较大的突破。污水处理操作人员应熟练掌握不同的工艺方案，结合污水处理的具体要求选择工艺流程，以此适应城市环境改造的规划要求。
［参考文献］
［1］罗固源,冯杰,季铁军.优化AHP方式下对污水处理工艺的优选［J］.重庆大学学报(自然科学版),2007,(4).
［2］王征,汪诚文,施汉昌.城市污水处理厂Web决策支持中心的设计与开发［J］.环境科学与技术, 2006,(3).
［3］葛守飞,濮文虹,李振宇,王璐玮.污水处理工艺选择决策支持系统的开发与应用［J］.工业用水与废水,2005,(5).
［4］Carrasco E.F,Rodriguez J,Punal A.et al.Diagnosis of acidification states in an anaerobic wastewater treatment plant using a fuzzy-based expert system. Control Engineering,2004.
