一，城市污水的治理現(xiàn)狀及其分類
目前，城市的廢水治理中面臨的主要問題有：a.由于污水的排放標(biāo)準(zhǔn)逐漸提高，尤其是對其中的氮、磷等元素要求的提高，污水處理時要與厭氧以及好氧反應(yīng)池相串聯(lián)，如此一來在大幅度提高成本的同時還運行管理過程變得復(fù)雜。b.現(xiàn)今的城市污水一般采用集中處理的方式，復(fù)雜的污水收集系統(tǒng)的成本花費甚至大大超過污水處理廠，所以通過建設(shè)大型處理廠對污水集中處理的方式存在一定弊端，顧目前的污水處理正積極尋找新的策略方法。
怎樣令城市的污水處理達到低能耗，高效率的操作水平，以及對磷和處理用實現(xiàn)回收利用，如今已經(jīng)是污水處理領(lǐng)域的一大重要課題。也就是說，污水處理不單單要改善其水質(zhì)，還要在節(jié)約能源和自愿的基礎(chǔ)上實現(xiàn)污水和其中污染物的資源和能源化。一般可將城市污水分為生活污水以及工業(yè)污水，它們都是通過地下的排水管網(wǎng)傳送到污水處理廠統(tǒng)一治理。
現(xiàn)代的污水處理可按處理工藝分為一級到三級。一級主要是通過過濾和沉淀等物理方法減少水中較大的顆粒污染物;二級處理是生物方法，一般是利用微生物的代謝對污染物加以轉(zhuǎn)化，降解有機物氧化降。三級處理在前兩級的處理進行之后，通過混凝，反滲透等方法把剩下前兩級處理剩余的不易溶解的有機物、磷、氮等加以處理。由于污水里雜質(zhì)構(gòu)成比較復(fù)雜，一般需要幾種處理方法結(jié)合使用。
二，城市污水治理的幾種常用方法
2.1 活性污泥處理法
目前在城市生活污水中應(yīng)用比較多的就是所謂的活性污泥法，它有處理能力強，處理后水質(zhì)好等優(yōu)勢。其大致組成包括由曝氣池，沉淀池，污泥排放以及回流等系統(tǒng)。待處理的污水和活性污泥回流共同進入曝氣池然后混合，然后在其中與空氣接觸使得含氧量增加，發(fā)生代謝反應(yīng)。經(jīng)過充分?jǐn)嚢璧幕旌弦鹤優(yōu)閼腋顟B(tài)，所以其中的有機污染物和氧氣能夠與微生物接觸發(fā)生反應(yīng)。接下來進入的是沉淀池，原來的懸浮固體會在其中沉降而被隔離，所以從沉淀池流出的已經(jīng)為凈化水。沉淀池里的污泥一般都會回流，從而保證曝氣池中的懸浮固體和微生物有一定的濃度。在曝氣池里的反應(yīng)會使微生物增殖，所以過多的微生物要排出沉淀池以維持整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。除需要能夠氧化和分解有機物外，活性污泥還必須有一定凝聚和沉降能力，以便可以使其從混合液中分離，進而在出口得到純凈的水。活性污泥法的缺點在于其基礎(chǔ)建設(shè)的成本過高，不易實施。
2.2 生物膜處理法
所謂生物膜法，就是通過在一些固體物表面附著的微生物對污水中的有機污染物加以處理的方法。它和活性污泥處理方法發(fā)展時間基本一致。所謂的“生物膜”即是附著在固體表面的微生物形象叫法，一般是由非常密集的好氧菌，厭氧菌，原生動物和藻類等結(jié)合一起形成的生態(tài)系統(tǒng)。生物膜所附著的固體介質(zhì)叫做載體或濾料，由此向外生物膜可以分成厭氣層，好氣層，附著以及運動水層。整個方法的基本運作過程為，先由生物膜吸附水層中的有機物，然后由好氧菌進行分解，再由厭氧菌進行厭氣分解，運動水層通過流動不斷更新生物膜，由此反復(fù)實現(xiàn)對污水的凈化作用。
一般適用生物膜法的場合為中小規(guī)模城市廢水的處理，所用的處理結(jié)構(gòu)是生物濾池或生物轉(zhuǎn)盤，在我國的南方一般使用生物濾池。由于材料和技術(shù)的不斷革新，生物膜法技術(shù)近年來進步很大。因為生物膜法中微生物一般固定在填料上，所以構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)比較穩(wěn)定，微生物生活和消耗的能量比活性污泥法中要小得多，其剩余的污泥也更少。生物膜法所擁有的高效率高，高耐沖擊性、產(chǎn)泥量低以及運管便利性等優(yōu)勢使其在各種處理方法中競爭力極大。生物膜法的劣勢在于成本較高且單位處理效率低。所以進一步降低成本，提高效率是今后生物膜法研究的主要方向。
2.3 氧化處理法
氧化處理法是當(dāng)今被廣泛使用的一種城市污水預(yù)處理方法，有較大的潛力。可根據(jù)其中氧化劑的種類和反應(yīng)器類型對其分類為化學(xué)氧化法，催化氧化法以及光催化氧化法等。其中，化學(xué)氧化法的操作比較簡單，但效果不夠明顯且運行成本較高，所以實際工作中應(yīng)用不多。為實現(xiàn)處理效果的提高，降低成本的目標(biāo)，目前找到了一些其他氧化技術(shù)。
在這些新方法中的其中一種就是光催化法。它的特點是所需設(shè)備簡單，條件溫和，氧化能力高并且處理效果徹底。在污水處理中受到廣泛歡迎。
光催化反應(yīng)就是通過光的作用發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)過程中分子由于吸收特定波長的光波而轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿蛹ぐl(fā)態(tài)，進而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成新物質(zhì)，或者變成中間化學(xué)產(chǎn)物以促進熱反應(yīng)的進行。光化學(xué)反應(yīng)所需的活化能來自于光，把太陽能的中的光能進行光電轉(zhuǎn)化和光化學(xué)轉(zhuǎn)化加以利用是目前非常熱門的研究領(lǐng)域。
光催化氧化技術(shù)利用光激發(fā)氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結(jié)合。所用光主要為紫外光，包括uv-H2O2、uv-O2等工藝，可以用于處理污水中CHCl3、CCl4、多氯聯(lián)苯等難降解物質(zhì)。另外，在有紫外光的Feton 體系中，紫外光與鐵離子之間存在著協(xié)同效應(yīng)，使H2O2分解產(chǎn)生羥基自由基的速率大大加快，促進有機物的氧化去除。
所謂光化學(xué)反應(yīng)，就是只有在光的作用下才能進行的化學(xué)反應(yīng)。該反應(yīng)中分子吸收光能被激發(fā)到高能態(tài)，然后電子激發(fā)態(tài)分子進行化學(xué)反應(yīng)。光化學(xué)反應(yīng)的活化能來源于光子的能量。在太陽能利用中，光電轉(zhuǎn)換以及光化學(xué)轉(zhuǎn)換一直是光化學(xué)研究十分活躍的領(lǐng)域。80 年代初，開始研究光化學(xué)應(yīng)用于環(huán)境保護，其中光化學(xué)降解治理污染尤受重視，包括無催化劑和有催化劑的光化學(xué)降解。前者多采用臭氧和過氧化氫等作為氧化劑，在紫外光的照射下使污染物氧化分解;后者又稱光催化降解，一般可分為均相、多相兩種類型。均相光催化降解主要以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質(zhì)，通過光助-芬頓(photo-Fenton)反應(yīng)使污染物得到降解，此類反應(yīng)能直接利用可見光;多相光催化降解就是在污染體系中投加一定量的光敏半導(dǎo)體材料，同時結(jié)合一定能量的光輻射，使光敏半導(dǎo)體在光的照射下激發(fā)產(chǎn)生電子空穴對，吸附在半導(dǎo)體上的溶解氧、水分子等與電子-空穴作用，產(chǎn)生·OH 等氧化性極強的自由基，再通過與污染物之間的羥基加合、取代、電子轉(zhuǎn)移等使污染物全部或接近全部礦質(zhì)化，比較終生成CO2、H2O 及其它離子如NO3-、PO43-、S042-、Cl-等。與無催化劑的光化學(xué)降解相比，光催化降解在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用研究更為活躍。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
氧化處理法目前由于低成本以及高效率的優(yōu)勢特點處理方式已經(jīng)得到了廣泛的關(guān)注。另外它在對污水進行深度處理和不易進行生物降解的有機廢水處理等場合都有不錯的前景，成為了國內(nèi)外一項活躍的研究課題，很多人認(rèn)為氧化法將在21 世紀(jì)成為廢水處理的一項重要方法。
三，結(jié)束語
總的來說，城市的污水處理問題的解決已經(jīng)刻不容緩，正逐漸被越來越多的人所關(guān)注。目前必須解決比較大的問題是對技術(shù)的改進和實際工作的落實的。這要求有關(guān)部門盡早把污水處理提上日程付諸實施，對新技術(shù)的研究加以投入支持，以期為人們的生活帶來更多的綠色和清新。
