城市污水处理的核心技术：从粗滤到精净的“进阶之路”

城市污水处理技术围绕“去除杂质、降解污染、提升水质”核心目标，按处理深度可分为物理处理、生物处理、深度处理三大类，不同技术适配不同污染场景，共同构成污水净化的完整链条。

1. 物理处理技术：污水净化的“第一道防线”

物理处理技术主要通过物理分离手段去除污水中的悬浮杂质和部分污染物，不改变污染物化学性质，具有成本低、操作简单的特点，是污水处理的基础环节。

（1）格栅与筛网技术

这是污水进入处理厂的“第一道关卡”，通过不同孔径的格栅（粗格栅孔径50-100mm、中格栅10-50mm、细格栅1-10mm）拦截污水中的大块杂质，如塑料袋、树枝、布料等。粗格栅用于保护后续水泵和设备，细格栅则进一步去除细小悬浮物。拦截的栅渣经压缩脱水后，可送往焚烧厂发电或填埋处理。

（2）沉砂池技术

污水中的砂粒、石子等无机颗粒若进入后续工艺，易磨损设备、堵塞管道，沉砂池通过控制水流速度（通常0.15-0.3m/s），让这些密度较大的颗粒在重力作用下自然沉降。常见的平流式沉砂池结构简单、效果稳定，适用于大多数污水处理厂；曝气沉砂池则通过曝气搅拌，可同时去除砂粒表面附着的有机物，提升砂粒纯度。

（3）沉淀池技术

用于去除污水中密度略大于水的悬浮颗粒，如细小泥沙、生物处理产生的污泥等。按水流方向可分为平流式、竖流式和辐流式三种：平流式沉淀池处理量大、抗冲击能力强，适合大型污水处理厂；竖流式沉淀池占地面积小，适用于小型设施；辐流式沉淀池则因沉淀效果好，常作为生物处理后的二次沉淀池使用。

2. 生物处理技术：降解污染的“核心动力”

生物处理技术利用微生物的代谢作用，将污水中的有机污染物（如蛋白质、油脂、洗涤剂）分解为无害的二氧化碳、水和氮气，是城市污水处理中去除污染物效率最高的环节，可分为好氧生物处理和厌氧生物处理两大类。

（1）好氧生物处理技术：微生物的“有氧工作间”

在有氧环境下，好氧微生物通过呼吸作用分解有机物，是城市污水处理的主流技术。

• 活性污泥法：这是应用最广泛的技术，将空气连续通入曝气池，使污水与含有大量微生物的“活性污泥”充分混合，微生物吸附、降解有机物。处理后的混合液进入二沉池，活性污泥沉淀回流，清水则进入后续处理。该技术处理效果稳定，COD去除率可达80%-90%，适合大型集中污水处理厂。

• 生物膜法：通过在载体（如火山岩、陶粒、塑料填料）表面培养一层布满微生物的“生物膜”，污水流经载体时，有机物被生物膜吸附降解。常见的生物滤池、生物接触氧化池都属于此类，其优点是抗冲击能力强、污泥产量少，适合中小型污水处理厂或老城区改造项目。

• MBR膜生物反应器：将生物处理与膜分离技术结合，用超滤或微滤膜替代二沉池，直接截留活性污泥和大分子污染物。该技术出水水质极佳，悬浮物去除率达100%，可直接作为再生水回用，缺点是膜组件成本较高，适用于对水质要求高的缺水城市或工业园区。

（2）厌氧生物处理技术：污染物的“能源转化站”

在无氧环境下，厌氧微生物将污水中的高浓度有机物分解为沼气（主要成分为甲烷和二氧化碳）和沼液，既能降解污染，又能回收能源，适合处理高浓度有机污水，如食品加工废水、污泥消化等。常见的UASB反应器（上流式厌氧污泥床）、IC反应器（内循环厌氧反应器），处理效率高、沼气产量大，是资源化利用的核心技术。

3. 深度处理技术：水质升级的“最后一公里”

经过物理和生物处理的污水，仍含有少量难降解有机物、重金属、氮磷等污染物，深度处理技术通过高级氧化、膜分离等手段进一步净化水质，使其达到排放标准或再生水回用要求。

（1）高级氧化技术：难降解污染物的“克星”

针对污水中生物难以降解的有机物（如农药残留、工业染料），通过产生强氧化性自由基（如羟基自由基）将其分解为无害物质。常见技术包括：

• 芬顿氧化法：通过硫酸亚铁与过氧化氢反应生成自由基，氧化效率高，适合处理高浓度工业废水；

• 臭氧氧化法：利用臭氧的强氧化性降解有机物，同时具有杀菌消毒作用，缺点是臭氧成本较高；

• 光催化氧化法：在紫外线照射下，通过催化剂（如二氧化钛）产生自由基，适用于低浓度有机废水的深度处理。

（2）膜分离技术：水质提纯的“精密筛网”

利用膜的选择性透过性，实现水与污染物的分离，是再生水回用的核心技术。根据膜孔径大小可分为：

• 超滤（UF）：孔径0.01-0.1μm，可去除水中的胶体、细菌、大分子有机物，常用于再生水预处理；

• 反渗透（RO）：孔径仅0.0001μm，能截留几乎所有污染物（包括离子），处理后的水可达到饮用水标准，适用于缺水城市的高品质再生水制备；

• 纳滤（NF）：孔径介于超滤和反渗透之间，可去除水中的重金属离子和部分有机物，适合用于工业循环水补给。

（3）脱氮除磷技术：防治水体富营养化的“关键手段”

城市污水中的氮磷是导致水体富营养化的主要原因，需通过专门技术去除：

• 脱氮技术：采用A/O（缺氧-好氧）工艺，缺氧池内反硝化细菌将硝酸盐转化为氮气释放到空气中，好氧池则实现氨氮氧化，总氮去除率可达70%以上；

• 除磷技术：通过化学沉淀法（添加聚合氯化铝、硫酸亚铁等药剂）将磷转化为沉淀物去除，或利用聚磷菌在好氧环境下吸收磷、厌氧环境下释放磷的特性，通过生物除磷工艺实现磷的去除，除磷率可达80%-90%。

4. 组合工艺技术：适配复杂污水的“定制方案”

实际污水处理中，单一技术难以满足要求，通常采用“物理+生物+深度处理”的组合工艺。例如：

• 生活污水常规工艺：格栅→沉砂池→活性污泥法→二沉池→消毒→排放/回用；

• 工业废水强化工艺：格栅→调节池→芬顿氧化→生物接触氧化池→超滤→反渗透→再生水回用；

• 小型社区处理工艺：格栅→一体化MBR设备→消毒→绿化浇灌。

这些组合工艺可根据污水成分、处理目标和经济成本灵活调整，确保处理效果与实际需求精准匹配。