科技赋能城市污水“重获新生”

科技赋能，城市污水“重获新生”摘要：随着城市化进程的不断加快和城市人口数量的不断增长，城市化进程所带来的环境问题日益突出。据官方数据统计，2022年南昌市每天产生的生活污水约110万吨。如何合理处理这庞大数量的污水是南昌市不得不面对的重要环境问题。污水处理厂作为城市发展配套的重要市政基础设施，对于城市环境的改善和可持续发展有着重要的意义。本文结合实地考察和文献检索，以江西白水湖污水处理厂的污水处理为例，探究城市污水处理厂的可持续发展之路。关键词：污水处理；南昌市；可持续发展1白水湖污水处理厂概述江西白水湖污水处理厂，位于南昌经济技术开发区白水湖工业园区东北角，于2013年正式投入运行，占地面积约75亩，采用改良SBR+反硝化深床滤池的处理工艺，目前日处理污水规模约5万吨/天（远期规划10万吨/天），接受来自昌北大道、港口大道、下庄湖、赣江新区4个方向的生活污水。图1江西白水湖污水处理厂厂内目前建有进水泵房、曝气沉砂池、MSBR生物反应池、澄清池、紫外消毒池、应急池、加药间、脱泥机房、二次提升泵房等主要污水处理设施以及污水处理中控室。在污水处理厂中控室里，可以对各个环节的污染数据进行实时监测，并配有报警系统，可确保所有环节正常进行。图2中控室监控大屏2白水湖污水处理厂的处理流程白水湖污水处理厂的污水处理设计精良、工艺完善，原理涉及物理、化学、生物等众多学科，具体经过以下几个步骤：（1）粗格栅过滤污水原水进入污水处理厂后首先经过粗格栅过滤，拦截各种大单元位固体杂物，过滤后的污水流入进水泵房作进一步处理，而拦截后的固体杂物经脱水后则会交由垃圾处理厂；图3螺旋输送机（2）曝气沉砂池沉淀进水泵房对污水加压，提升至曝气沉砂池，用风机向曝气沉砂池持续输送气泡状空气，对污水进行搅动，破坏泥浆的稳态结构，使得砂石能够沉淀下来；（3）调节池稳定污水水量由于污水处理厂各个时段来水并不均衡，调节池起稳定污水水量的作用，为后续的污水处理提供相对平稳的水质条件；（4）生物反应池分解污水进入MSBR生物反应池（分厌氧池、缺氧池、好氧池和序批池）后，依次经过厌氧菌、兼性厌氧菌、好氧菌自身的代谢作用，将污水中的有机物质分解为无机物质，减少水体中的氨氮总量。图4生物反应池（5）澄清池污水絮凝和沉淀向污水中加入助凝剂和絮凝剂，与水中的杂质结合，形成胶体和絮状物，利用重力分层原理过滤，去除水中的悬浮物和沉淀物；（6）反硝化滤池进一步处理反硝化滤池共7米高，其中5米用于消耗水中的溶解氧，0.5米用作出水，1.5米用于石英砂过滤，在石英砂过滤过程中，其中活性污泥可以进一步去除水中的总氮、总磷。图5深床滤池（7）紫外线和次氯酸钠消毒紫外线和次氯酸钠消毒是污水处理的最后一步，在确保所有流程处理后废水符合国家排放标准《城镇污水处理厂污染物排放标本（GB18918-2002）一级A标准》后，通过出水通道直接排放至赣江，尽管排放出的水仍然是Ⅴ类水，但相较于入厂时污浊的，明显清澈不少。图6即将从污水处理厂排放出的水3白水湖污水处理厂的可持续发展效益分析3.1生态效益（1）减少环境污染污水经过白水湖污水处理厂的有效处理，从污浊的劣Ⅴ类水净化为澄清的Ⅴ类水，极大地减少了对于入水口赣江的环境污染。（2）节约自然资源生活污水处理在处理后用作中水，满足城市绿化灌溉、道路清洗的需要，极大地减少了对于新的水资源的消耗。3.2经济效益（1）政府财政支持污水处理厂的建设和运营属于城市公共事业范畴，运营过程中得到政府的大力支持，资金主要来源于政府的财政投入。在保证污水处理稳定运行的同时，能够取得较高的经济收入。（2）中水利用，满足市政自来水的使用需求中水是指在生活污水处理后、达到规定的水质标准、可在一定范围内重复使用的非饮用水。中水利用不仅可以获取一部分主要集中于城市的可利用水资源量，还在于体现了水的“优质优用、低质低用”的原则。白水湖污水处理厂处理后产生的中水含有较高浓度的氮磷含量，可以满足城市绿化灌溉、道路清洗等用途，有效降低了市政自来水的支出成本。（3）污泥资源化利用，生产有机肥料等产品污泥资源化利用实现了废弃物的循环利用和资源化处理，不仅减少了环境污染，还为社会提供了新的农业资源，具有很好的经济效益。3.3社会效益（1）促进居民身心健康白水湖污水处理厂的运行改善了城市水环境质量，降低毒性物质的诱发率，减少疾病传播的风险，减轻公众的健康风险，提高了居民的健康水平和生活质量，促进城市居民的身心健康。（2）带动直接和间接就业白水湖污水处理厂属于城市基础性功能保障企业，全年运行不会间断，就业岗位较为稳定。就业人数据保守估计至少在30人以上，包括管理人员、技术人员、安保人员、清洁人员、运输人员等，涉及青壮年和中年群体，为他们在带来较为稳定的职业收入。污水处理厂的运行也带动了上下游相关产业，如环保设备制造、技术服务等，为社会创造了大量就业机会，缓解了当下较为严重的就业压力。（3）提供实地学习科研条件白水湖污水处理厂同时也作为实地教学基地，与周围基础教育机构和南昌市各大高校相关专业的院系展开合作，厂内配有负责讲解的人员和设施，可以为学生提供直观、生动的学习经历，丰富课程内容，培养学生的社会责任感和环境保护意识，也可以为高校研究人员提供良好的研究范式，研究人员可以在实地对污水处理过程进行细致的观察和研究，从而获得第一手资料，为理论研究提供有力的实证支持。综上所述，江西白水湖污水处理厂在生态、经济、社会三个方面均取得了显著的可持续发展效益。这为南昌经济社会其他领域的发展提供了良好示范作用，也为推动我省环保事业的发展做出了积极贡献。4白水湖污水处理厂可持续发展存在的问题与解决对策经过近几年白水湖污水处理厂较大规模的投资和发展，无论是污水处理规模还是污水处理工艺都得到了巨大提升，但随着南昌社会经济的快速发展和市民日益提高，根据社会主义生态文明强国建设的要求，白水湖污水处理厂可持续发展还存在以下问题：（1）厂区内的用电暂未实现自给自足污水处理厂是“耗电大户”且用能稳定，白水湖污水处理厂在用电方面长期依赖于城市电网，尚未实现厂区内的自给自足。介于厂内空余面积较大、屋顶空间开阔等特点，在其上方建设光伏发电项目有着得天独厚的优势。同时，白水湖污水处理厂也可以将废水中的有机物转化为沼气，通过沼气发电技术来满足自身巨大的用电需求。（2）设施老旧，处理技术有待更新尽管白水湖污水处理厂投入使用刚满10年，但内部设施显得老旧不堪，甚至稍有不当存在安全隐患。在污水处理厂参观时，工作人员不时会提醒厂内设施老旧松动，切勿倚靠和触摸。据工作人员介绍，厂区最大的一次提标升级是在2019年新建了反硝化滤池，至今也已过去4年。面对厂区内的设施和技术在投入使用期间没有较大更新的问题，白水湖污水处理厂可以申请在政府资金的支持下借鉴其他污水处理模范处理企业进行技术改造，确保处理技术能够与时俱进，适应日益增长的污水处理需求。（3）处理后的水质有待提高据厂内工作人员介绍，经白水湖污水处理厂处理后的生活污水最终直排赣江，水质级别为Ⅴ类，尽管已经满足了国家标准，但距离适宜饮用Ⅲ类水标准还有相当大的提升空间。介于目前不少生态文明建设先进城市已主动将污水处理厂排放标准提升至地表水准Ⅳ类标准的现状和南昌市委市政府生态治理力度不断加大的趋势，南昌市污水处理厂排放标准的提升势在必然，与其被动改变，不如积极求变，白水湖污水处理厂应当升级污水处理技术，努力提高处理后的水源质量。5结语通过引进先进的污水处理技术和设备，大大提高了污水处理的效率和效果。在白水湖污水处理厂的科技赋能下，南昌市的城市污水得到了有效处理。经过处理的污水，不仅达到了国家排放标准，还实现了对水资源的再利用。这不仅为南昌市的环境保护和可持续发展做出了重要贡献，也为其他城市提供了可借鉴的经验和启示。在未来的发展中，我们有理由相信，随着科技的不断进步和创新，南昌市的污水处理将会更加高效、环保和可持续。附：参考文献[1]刘亚雯,贾方旭,贾非睿等.新型生物膜载体在污水处理中的研究现状[J/OL].化工进展,1-18[2023-12-09]/10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1688.[2]谢琤琤,许柯.污水再生与循环利用的生态化过程[J/OL].环境工程,1-7[2023-12-09]/kcms/detail/11.2097