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水是支撐生命存續(xù)與社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)的核心資源,而污水處理技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,早已超越“凈化污水”的單一范疇,成為鏈接生態(tài)保護(hù)、資源循環(huán)、產(chǎn)業(yè)升級(jí)的關(guān)鍵紐帶。從城市生活的日常保障到工業(yè)生產(chǎn)的綠色轉(zhuǎn)型,從農(nóng)業(yè)灌溉的安全供給到生態(tài)環(huán)境的修復(fù)重建,污水處理的應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓展,為社會(huì)可持續(xù)發(fā)展注入堅(jiān)實(shí)動(dòng)力。
城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活污水,包含廚房廢水、洗滌污水、糞便污水等,成分復(fù)雜且排放量穩(wěn)定,是污水處理最基礎(chǔ)也最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。在這一場(chǎng)景中,污水處理技術(shù)的核心目標(biāo)是“達(dá)標(biāo)排放”與“就近回用”,既避免污染水體,又緩解水資源緊張壓力。
在城市核心區(qū)域,大型污水處理廠多采用“預(yù)處理+生化處理+深度處理”的成熟工藝。預(yù)處理階段通過格柵、沉砂池去除污水中的懸浮物與砂石,降低后續(xù)處理負(fù)荷;生化處理借助活性污泥中的微生物,高效降解污水中的COD、氨氮等有機(jī)污染物;深度處理則通過過濾、消毒等工藝,使尾水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn),部分可直接排入自然水體,或用于城市綠化、道路清掃、景觀補(bǔ)水等“再生水”場(chǎng)景。例如,北京某污水處理廠每年處理生活污水超1億立方米,生產(chǎn)再生水近8000萬立方米,有效補(bǔ)充了城市生態(tài)用水。

針對(duì)老舊小區(qū)、偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)等管網(wǎng)配套不完善的區(qū)域,小型一體化污水處理設(shè)備成為主流應(yīng)用。這類設(shè)備占地面積小、安裝便捷,采用生物接觸氧化、MBR膜處理等緊湊工藝,可實(shí)現(xiàn)污水“就地收集、就地處理、就地回用”。在江蘇某鄉(xiāng)村,一體化設(shè)備將村民生活污水處理后,尾水直接用于周邊農(nóng)田灌溉,既解決了污水亂排問題,又節(jié)約了農(nóng)業(yè)用水成本,改善了鄉(xiāng)村人居環(huán)境。
工業(yè)廢水因行業(yè)差異呈現(xiàn)出“成分復(fù)雜、污染物濃度高、處理難度大”的特點(diǎn),是污水處理技術(shù)應(yīng)用的“攻堅(jiān)陣地”。不同工業(yè)領(lǐng)域的廢水處理需求差異顯著,推動(dòng)了專項(xiàng)處理技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用,既幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)環(huán)保達(dá)標(biāo),又助力資源循環(huán)利用。
在化工、制藥等行業(yè),廢水含有苯類、酚類、抗生素等難降解有機(jī)污染物,常規(guī)生化處理效果有限。此時(shí),“高級(jí)氧化技術(shù)”成為核心應(yīng)用,如臭氧氧化、芬頓反應(yīng)等,通過產(chǎn)生強(qiáng)氧化性自由基,將難降解有機(jī)物分解為無害小分子物質(zhì)。某制藥企業(yè)采用“水解酸化+芬頓氧化+MBR膜處理”組合工藝,使廢水COD去除率從傳統(tǒng)工藝的60%提升至95%以上,實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放的同時(shí),降低了環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

在電鍍、電子等含重金屬廢水行業(yè),“化學(xué)沉淀+離子交換”“膜分離”等技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。通過向廢水中投加化學(xué)藥劑,使重金屬離子形成沉淀分離,再利用離子交換樹脂或反滲透膜進(jìn)一步截留殘留重金屬,實(shí)現(xiàn)廢水凈化與重金屬回收。廣東某電鍍園區(qū)采用該技術(shù)體系,不僅使廢水重金屬含量低于排放標(biāo)準(zhǔn),還實(shí)現(xiàn)了鎳、銅等貴金屬的回收再利用,年創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值超千萬元,達(dá)成“環(huán)保達(dá)標(biāo)+資源回收”的雙重目標(biāo)。
在食品加工、釀酒等行業(yè),高COD、高氨氮廢水富含可利用有機(jī)物,“厭氧發(fā)酵技術(shù)”成為優(yōu)選。廢水在厭氧環(huán)境下,通過微生物代謝產(chǎn)生沼氣,可作為企業(yè)生產(chǎn)用能或并入電網(wǎng);處理后的廢水經(jīng)進(jìn)一步處理后,可用于車間清洗、冷卻用水等,形成“廢水處理—能源回收—水資源循環(huán)”的閉環(huán)生產(chǎn)模式。山東某啤酒廠通過該技術(shù),每年回收沼氣折合標(biāo)準(zhǔn)煤超千噸,再生水回用率達(dá)70%,大幅降低了生產(chǎn)能耗與用水成本。
農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的污水主要包括農(nóng)田退水、養(yǎng)殖廢水等,若直接排放會(huì)造成水體富營養(yǎng)化,若直接用于灌溉則可能污染土壤與農(nóng)作物。污水處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,聚焦于“灌溉水質(zhì)提升”與“養(yǎng)殖廢水資源化”,為農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展提供支撐。
在農(nóng)田灌溉方面,“生態(tài)處理技術(shù)”因成本低、效果好而被廣泛應(yīng)用。人工濕地便是典型代表,通過土壤、水生植物、微生物的協(xié)同作用,凈化農(nóng)田退水或輕度污染的地表水,去除氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)與農(nóng)藥殘留。在湖北某水稻種植區(qū),人工濕地系統(tǒng)將周邊村落生活污水與農(nóng)田退水凈化后,用于水稻灌溉,不僅解決了污水排放問題,還避免了化肥過度使用,提升了稻米品質(zhì)。
在畜禽養(yǎng)殖行業(yè),“固液分離+厭氧消化+氧化塘”是主流處理模式。養(yǎng)殖廢水先經(jīng)固液分離去除糞便等固體雜質(zhì),液體部分進(jìn)入?yún)捬跸禺a(chǎn)生沼氣,用于養(yǎng)殖場(chǎng)供暖、照明;消化后的廢水進(jìn)入氧化塘,通過水生植物與微生物進(jìn)一步凈化,最終用于周邊果樹、牧草灌溉,實(shí)現(xiàn)“廢水—能源—肥料”的資源循環(huán)。河南某規(guī)?;B(yǎng)豬場(chǎng)采用該模式后,養(yǎng)殖廢水實(shí)現(xiàn)零排放,每年減少化肥使用量30噸,沼氣供應(yīng)滿足場(chǎng)內(nèi)80%的能源需求,推動(dòng)養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)從“污染大戶”向“生態(tài)循環(huán)示范”轉(zhuǎn)型。
隨著生態(tài)保護(hù)意識(shí)的提升,污水處理技術(shù)已從“末端治理”延伸至“生態(tài)修復(fù)”領(lǐng)域,用于受污染水體的凈化與生態(tài)系統(tǒng)的重建,喚醒水體活力。在城市黑臭水體治理中,“原位修復(fù)技術(shù)”得到廣泛應(yīng)用。針對(duì)輕度黑臭水體,采用“曝氣復(fù)氧+微生物菌劑投加”技術(shù),通過增加水體溶解氧,激活土著微生物活性,加速污染物降解;針對(duì)重度黑臭水體,則結(jié)合“截污納管+生態(tài)浮島+水生植物種植”模式,先切斷外源污染,再通過生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建,提升水體自凈能力。南京某河道治理項(xiàng)目中,通過該技術(shù)體系,僅用6個(gè)月就使黑臭水體水質(zhì)從劣V類提升至IV類,河道恢復(fù)清澈,水生生物重現(xiàn),成為城市生態(tài)景觀帶。
在湖泊、水庫等富營養(yǎng)化水體治理中,“生態(tài)凈化技術(shù)”與“工程措施”相結(jié)合。通過投放食藻蟲控制藻類生長,種植沉水植物構(gòu)建水下森林,設(shè)置生態(tài)緩沖帶攔截面源污染,同時(shí)配合底泥清淤減少內(nèi)源污染釋放。云南某高原湖泊周邊,通過建設(shè)環(huán)湖污水處理系統(tǒng)與生態(tài)緩沖帶,每年減少入湖污染物COD近萬噸,湖泊水質(zhì)穩(wěn)步提升,周邊生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善。
除常規(guī)場(chǎng)景外,污水處理技術(shù)還在應(yīng)急救援、海島開發(fā)、極地科考等特殊場(chǎng)景中發(fā)揮重要作用,滿足極端條件下的用水需求。在洪澇災(zāi)害、地震等應(yīng)急場(chǎng)景中,移動(dòng)污水處理設(shè)備成為“生命線”。這類設(shè)備體積小、機(jī)動(dòng)性強(qiáng),可快速部署,采用超濾、反滲透等膜處理技術(shù),將受污染的地表水、地下水處理為符合飲用標(biāo)準(zhǔn)的水,保障受災(zāi)群眾的飲水安全。2023年某地洪澇災(zāi)害中,多臺(tái)移動(dòng)污水處理設(shè)備在48小時(shí)內(nèi)完成部署,日均處理污水200噸,為災(zāi)區(qū)提供了穩(wěn)定的安全飲水。
在海島、遠(yuǎn)洋船舶等淡水資源匱乏的場(chǎng)景,“海水淡化+污水再生”組合技術(shù)成為核心解決方案。污水處理設(shè)備將生活污水、生產(chǎn)廢水處理為再生水,用于沖洗、冷卻等非飲用場(chǎng)景,減少對(duì)淡水的需求;海水淡化設(shè)備則補(bǔ)充飲用淡水,形成“開源+節(jié)流”的水資源保障體系。西沙某海島通過該技術(shù),再生水回用率達(dá)90%,大幅降低了淡水運(yùn)輸成本,為海島長期駐留提供了支撐。
從民生保障到產(chǎn)業(yè)升級(jí),從生態(tài)修復(fù)到應(yīng)急救援,污水處理的應(yīng)用場(chǎng)景不斷豐富,技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)推動(dòng)其價(jià)值升級(jí)。隨著“雙碳”目標(biāo)與“綠水青山就是金山銀山”理念的深入踐行,污水處理將進(jìn)一步向“低碳化、資源化、智能化”方向發(fā)展,在守護(hù)水生態(tài)、賦能綠色發(fā)展的道路上發(fā)揮更重要的作用。
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