污水治理的需求伴跟著城市的誕生。城市污水治理技能經(jīng)過數(shù)百年的革新，從開端的初級治理展開到現(xiàn)在的三級治理，從簡略的消毒沉積展開到有機(jī)去除、脫氮、除磷再使用。其間，活性污泥工藝的引進(jìn)具有劃時代的含義。今年是活性污泥工藝104周年。城市污水治理技能未來將如何展開?在這方面，讓我們回顧一下那些年里城市污水治理所走的道路。

　　污水治理技能展開史

　　城市污水治理的歷史能夠追溯到古羅馬，當(dāng)環(huán)境容量較大時，水體的自凈才能也能滿意人類對水的需求，人們只需考慮排水問題。隨后，城市化進(jìn)程加速，日子污水經(jīng)過細(xì)菌的傳達(dá)觸發(fā)了傳染病的傳達(dá)，出于健康原因，人類開端對排放的日子污水進(jìn)行治理。早期治理選用石灰、明礬等沉積劑或漂白劑進(jìn)行消毒。晚明時期，我國有污水凈化裝置。但是，因為其時的需求疲軟，我國的日子污水仍然以農(nóng)業(yè)灌溉為主。1762年，英國開端運用石灰和金屬鹽治理城市污水。

　　18世紀(jì)中葉，歐洲工業(yè)革命開端，城市日子污水中有機(jī)物的去除成為人們重視的焦點。1881年，法國科學(xué)家發(fā)明晰第一個生物反應(yīng)器，也是第一個厭氧生物治理池-莫利斯池誕生了。1893年，第一個生物過濾器在英國威爾士投入運用，并在歐洲和北美敏捷傳達(dá)。技能的展開促進(jìn)了規(guī)范的發(fā)生。1912年，皇家污水治理委員會建議運用BOD 5點評水質(zhì)的污染程度。

　　1914年，自曼徹斯特活性污泥法第二階段生物治理技能問世以來，美國已在世界各國廣泛運用，二級生物治理技能已在發(fā)達(dá)國家普及。但是，鑒于活性污泥工藝存在的問題，各國研討人員不斷改革和展開該技能，先后呈現(xiàn)了常用的活性污泥法，厭氧/缺氧/好氧活性污泥法(A / O，A / A / O)，批量活性污泥法(SBR法)，改良SBR(MSBR)法，綜合活性污泥法(UNITANK)，兩級活性污泥法(AB法)等，以及各種類型的生物膜法等。

　　發(fā)達(dá)國家的污水治理技能已由60年代末的結(jié)尾治理向70年代的防治結(jié)合、80年代的集中治理向90年代的清潔出產(chǎn)轉(zhuǎn)變，不斷更新治理技能、設(shè)施和設(shè)備?，F(xiàn)在，廢水生物治理技能的首要展開趨勢是同步反硝化除磷好氧顆粒污泥技能、電-生物耦合技能、吸附/生物再生技能、生物吸附技能、復(fù)合工藝等新技能和新工藝的結(jié)合。國家光聲、電、高效生物治理技能治理高濃度有毒有害難降解有機(jī)廢水。物理化學(xué)和生物治理技能，如光催化氧化、先進(jìn)的電化學(xué)氧化/高效生物治理技能、超聲波預(yù)治理/高效生物治理技能、濕催化氧化/高效生物治理技能和輻射分化生物治理技能等。手術(shù)治療技能。

　　許多國家已經(jīng)對水污染操控的目標(biāo)和技能道路進(jìn)行了重大調(diào)整，并將水污染操控的目標(biāo)從傳統(tǒng)含義上的“污水治理和規(guī)范排放”轉(zhuǎn)變?yōu)橐运|(zhì)再生為中心的“循環(huán)再用”。從純粹的“污染操控”到“水生態(tài)恢復(fù)與修正”。

　　生物治理技能展開史

　　依照傳統(tǒng)的觀點，生物治理的首要功用是分化和安穩(wěn)有機(jī)物，即下降BOD。跟著工業(yè)出產(chǎn)的展開和對水環(huán)境的長期觀察和研討，許多組成有機(jī)物具有“三致”(致癌性、致畸性、致突變性)的嚴(yán)重危害，難以被微生物降解。無機(jī)營養(yǎng)鹽如氮、磷等易引起水體富營養(yǎng)化。因而，對水治理的要求也是不斷變化的。在污水治理進(jìn)程中，除了要求水治理工藝具有脫氮除磷的功用外，還要求在污水治理進(jìn)程中，對工業(yè)化發(fā)生的、經(jīng)高溫高壓組成的各種污染物進(jìn)行有用的操控。因為這類物質(zhì)在自然界中的降解需求幾百年乃至幾千年的時刻，它將繼續(xù)被富集，濃度將繼續(xù)增加，直接危及生態(tài)環(huán)境和人類生命健康。生物治理技能對這類廢水的治理是否有用，有些污水的BOD和COD濃度很高，乃至數(shù)萬mg/L，生物治理技能能否有用，這些新的問題和新的要求。它促進(jìn)了廢水生物治理技能和工藝在世界范圍內(nèi)的展開。

　　依據(jù)微生物的成長辦法，生物法可分為以活性污泥法為代表的懸浮成長法和以生物膜法為代表的附著成長法。現(xiàn)在，活性污泥法在城市污水治理中的使用最為廣泛。但是，傳統(tǒng)的活性污泥法能耗大，運轉(zhuǎn)本錢高，需求進(jìn)行立異。為了開發(fā)高效、低耗費的城市污水治理新技能和新工藝，國內(nèi)外展開了很多的研討工作，取得了一定的效果。

　　01生物治理微生物

　　傳統(tǒng)的污水生物治理技能首要依托兩種首要類型的微生物，異養(yǎng)好氧微生物和異養(yǎng)厭氧微生物。近幾十年來，科學(xué)家和工程師一起協(xié)作，對污水生物治理中的微生物進(jìn)行了深入研討，取得了許多效果，如：活性污泥中細(xì)菌和原生動物的不同類型和特征及其協(xié)同效應(yīng)研討促進(jìn)AB流程的展開;為了研討硝化，反硝化細(xì)菌，研討多磷酸鹽細(xì)菌的特性，推廣了具有反硝化功用的A / O工藝和具有氮和磷去除功用的A / O工藝。開發(fā)A / O流程;研討厭氧微生物的種群和特征，發(fā)現(xiàn)厭氧微生物具有部分降解大分子組成有機(jī)物的才能，推動厭氧生物治理進(jìn)程和運用厭氧/好氧級聯(lián)進(jìn)程工藝開發(fā)治理含有難降解有機(jī)物的廢水;高效細(xì)菌的挑選，培養(yǎng)和固定化研討為進(jìn)一步進(jìn)步污水生物治理效率供給了有用途徑，特別是對難以生物降解的有機(jī)物進(jìn)行治理。

　　02生物治理工藝

　　微生物、氧氣和營養(yǎng)素是生物治理的三個首要因素。反應(yīng)器是微生物生計和成長的地方。是微生物降解使用污水中污染物的首要設(shè)備。高效反應(yīng)器，堅持微生物最大生物量及其活性，有用供給氧氣(或隔離氧氣)，使污水中的微生物、氧氣和有機(jī)物充沛觸摸杰出的傳質(zhì)條件。依據(jù)反應(yīng)器的特色，反應(yīng)器大致可分為以下幾類：

　　1懸浮成長型(如活性污泥法)或附著成長型(如生物膜法);

　　(2)推流或完全混合;

　　接連運轉(zhuǎn)(如傳統(tǒng)活性污泥法)或間歇運轉(zhuǎn)(如SBR法)。

　　活性污泥法

　　自1914年以來，Arden和Lockett發(fā)明晰活性污泥法。它已經(jīng)開發(fā)和實踐了104年，并在氧氣供給方式，操作條件和反應(yīng)器方式方面不斷改善和改善。最早的傳統(tǒng)活性污泥法屬于推流式曝氣池。因為池進(jìn)口附近的基質(zhì)濃度高于出口端基質(zhì)的濃度，因而初始設(shè)計沒有考慮到氧需求的這種變化，導(dǎo)致該部位的氧氣缺乏。為了改善供氧不均勻的缺點，在1936年，均勻曝氣的辦法改動為在推流方向上削減曝氣的辦法。大部分氧氣在進(jìn)口端輸入，其間基質(zhì)去除十分快，而且源是內(nèi)部的。代謝和衰減僅是主反應(yīng)出口端的少量氧氣，這是傳統(tǒng)的活性污泥法削減曝氣活性污泥法。

　　1942年，活性污泥法的另一個變種，一級曝氣法呈現(xiàn)了。階段曝氣法，又稱多點進(jìn)水法，將進(jìn)水分為幾股，然后將曝氣池不同點的幾股污水分為人，使需氧量分布均勻。在污泥與原水混合之前，對污泥進(jìn)行再充氣的想法得到了進(jìn)一步的展開。

　　1951年，觸摸安穩(wěn)活性污泥法呈現(xiàn)。它是傳統(tǒng)活性污泥法的另一種展開方式。為防止推力曝氣罐中基質(zhì)濃度梯度引起微生物失調(diào)，微生物群落堅持相對安穩(wěn)的狀況。

　　到20世紀(jì)50年代末，呈現(xiàn)了一種完全混合的活性污泥法。這種方式的長處是供給了一個有利于細(xì)菌絮體成長的環(huán)境，而不利于絲狀細(xì)菌的成長，污泥的沉降和壓實度都很好。但是，因為基質(zhì)梯度的變化，體系易受有毒物質(zhì)的影響。為戰(zhàn)勝其他幾種改善方式的缺乏(有必要處置很多污泥，且工藝運轉(zhuǎn)操控要求嚴(yán)厲)，呈現(xiàn)了推遲曝氣法。因為有一個完整的平均停留時刻，細(xì)胞的安穩(wěn)性是相當(dāng)高的。但是，因為經(jīng)濟(jì)上的限制，它只用于污水濃度低的小型設(shè)施。別的還有純氧曝氣法、深井曝氣法等。

　　生物膜法

　　生物膜法和活性污泥法相同，是使用微生物去除污水中的有機(jī)物。但是，在活性污泥進(jìn)程中，微生物處于懸浮成長狀況，因而活性污泥治理體系又稱懸浮成長體系。生物膜法中的微生物附著在某些物質(zhì)的表面，因而生物膜治理體系又稱為附著成長體系。生物膜法首要包括生物濾池法、生物轉(zhuǎn)盤法、生物流化床法等。

　　生物膜法的基本原理是經(jīng)過污水和生物膜的相對運動使污水和生物膜觸摸，進(jìn)行固液兩相物質(zhì)交換，并進(jìn)行有機(jī)物的生物氧化。用于凈化污水的膜。與微生物懸浮液成長的活性污泥法相比，它具有以下長處：因為存在許多硝化細(xì)菌，它具有較高的脫氮才能;生物膜中存在的微生物是多種多樣的，包括需氧菌，厭氧菌，真菌和藻類等，使其在去除污染物方面具有廣譜性;很多的微生物成長占整個反應(yīng)器的空間，每單位體積的生物量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于活性污泥法，因而每單位體積的治理才能也很大。膜法中的微生物食物鏈比活性污泥法長，發(fā)生的污泥首要由生物體耗費，因而剩余污泥較少;該體系易于保護(hù)，能耗低，無需回流污泥;體系的微觀生態(tài)學(xué)很復(fù)雜。它對液壓和有機(jī)負(fù)荷變化具有很強(qiáng)的耐受性和安穩(wěn)的運轉(zhuǎn)。

　　03化學(xué)氧化治理技能

　　化學(xué)治理是經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)改動污水中污染物的化學(xué)或物理性質(zhì)，使其由溶解態(tài)、膠身形或懸浮態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌练e態(tài)或懸浮態(tài)，或由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，然后從水中去除污染物的一種污水治理辦法。污水化學(xué)治理辦法可分為：污水中和治理法、污水混凝治理法、污水化學(xué)沉積治理法、污水氧化治理法、污水萃取治理法等，有時為了有用地治理含有不同污染物的廢水。本質(zhì)上，上述兩種治療辦法能夠結(jié)合運用。低流量、低濃度酚類廢水治理選用化學(xué)混凝治理(去除懸浮物等)和化學(xué)氧化治理(去除酚類)相結(jié)合的辦法。

　　研制新式高效化學(xué)試劑

　　近年來，世界上新式無機(jī)化學(xué)混凝劑如聚合鋁，聚合鐵和復(fù)合無機(jī)混凝劑已經(jīng)成功開發(fā)，以及新式有機(jī)高分子絮凝劑的開發(fā)，如各種分子量高達(dá)2000萬的聚丙烯。酰胺的開發(fā)和使用允許化學(xué)治理以更少的化學(xué)品和更少的污泥實現(xiàn)更高的治理。

　　化學(xué)氧化技能的展開

　　跟著工業(yè)的快速展開，工業(yè)廢水的排放量逐年增加，且大多具有有機(jī)物濃度高、可生化性差、乃至具有生物毒性的特色。難降解有機(jī)廢水的綜合治理一直遭到人們的重視。現(xiàn)在，一些成分簡略，可生化性稍好，低濃度廢水能夠經(jīng)過傳統(tǒng)工藝組合治理，高濃度、難生物降解的廢水治理工作在技能和經(jīng)濟(jì)方面十分困難，因而，開發(fā)和研討了一些先進(jìn)的水治理氧化技能。