1城市污水分类及处理过程

城市污水处理一般按处理程度划分为预处理、一级、二级和深度处理。预处理工艺通常包括格栅处理、泵房抽升和沉砂处理。一级处理应用物理方法，去除污水中不溶解的悬浮固体和漂浮物质。二级处理应用生物处理方法，通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污水中大部分复杂的污染物氧化降解为CO2和H2O等简单的物质。主要是由曝气池和二次沉淀池构成，曝气池内微生物在反应过后与水一起源源不断地流入二次沉淀池，微生物沉在池底，并通过管道和泵回送到曝气池前端与新流入的污水混合；二次沉砂池上面澄清的处理水则源源不断地通过出水堰流出。深度处理是为了满足高标准的受纳水体要求或回用于工业等特殊用途而进行的进一步处理。是在一、二级的基础上，应用混凝、过滤、离子交换、反渗透等物理、化学方法去除污水中难溶解的有机物、磷、氮等营养性物质。城市污水主要包括生活污水、医院污水和工业污水。生活污水经过一级处理和简单的二级处理即可达到城市中水使用的水质要求，可以满足工业循环水冷却和家居如厕等用水的要求。医院污水是医疗机构在诊治、预防疾病过程中产生的一类废水，具有潜在传染性和急性传染性，其中含有多种微生物和传染病原，此类污水经过二级处理后水质明显改善，但是细菌数量仍很多，应以消毒为主。工业污水由于含有大量的金属离子，污染性很强，如直接进入生态系统，金属物会富集，在体内积累，危害生命，因此必须进行严格的污水处理。不同工厂产生的工业污水所含成分各不相同，须因地制宜地选用合适的技术进行处理，最好在工厂附近有针对性地进行污水处理。

2研究现状

自1957年等提出利用藻类去除污水中氮、磷以来，国内外纷纷进行了大量的相关研究。经过近50年的研究，大量实验结果已充分证实藻类对污水中氮、磷等污染物能有效地吸收和去除，能大量吸附和富集污水中的重金属，富集和降解多种有机化合物，如农药、油脂等。为了有效提高藻类污水净化和提高藻类产量，国内外学者研究并建立了多种藻类污水净化系统，其中部分系统已经被应用于实践。

2.1高效藻类塘系统

高效藻类塘(,HRAP)是美国加州大学伯克利分校的提出并发展的。与普通的氧化塘的深度一般在0.5m~2m相比，该塘的深度较浅，一般为0.3~0.6m。有一垂直于塘内廊道的连续搅拌的装置，污水停留时间随季节变化，一般4~12d，比一般的稳定塘的停留时间短7~10倍。一般把HRAP分成几个狭长的廊道，所以塘的宽度一般较窄。连续搅拌装置可以促进污水的完全混合、调节塘内氧和CO2的浓度、均衡池内水温以及促进氨氮的吹脱作用。以上的特征使得HRAP内形成有利于藻类和细菌生长繁殖的环境，强化藻菌之间的相互作用，所以高HRAP内有着比一般稳定塘更加丰富的生物相，从而对有机物、氨氮和磷有着良好的去除效果。由于高效稳定塘有这些特征，可以大大减少占地面积。现在高效稳定塘在美国、法国、德国、南非、以色列、菲律宾、泰国、印度、新加坡等国都有应用。在李旭东等用高效藻类塘系统处理太湖地区农村生活污水的研究中，污水首先进入沉淀水箱，经蠕动泵进入高速率藻类塘(HRAP)，最后经过水生生物塘(含高等水生植物)出水。结果表明HRAP出水COD浓度受藻类生长影响较大，藻类生长旺盛时COD增大，平均去除率70%以上，氨氮平均去除率为93%，总磷平均去除率在50%左右。但值得注意的是，HRAP的pH值受到藻类光合作用的影响波动较大。虽然大量的研究和应用都证明HARP对污水的处理是有效的，但由于其主要依靠自然生长的藻类的和半人工控制手段，藻类生长受到许多因素的限制，如光能利用率较低，藻类密度较小，温度、pH和O2不易控制，影响藻类生长和代谢，影响污水处理稳定性。另外处理后出水中藻收获困难，这些问题严重阻碍了HARP进一步发展。

2.2藻类固定化

藻类固定化技术始于20世纪80年代，是指利用物理或化学手段将游离藻类细胞固定，使其既能保持自身代谢活性，又能在连续反应后回收，反复利用的生物体系。藻类固定化技术具有藻类密度高、反应速度快、稳定性强、耐毒害能力强、藻类细胞流失少、产物分离容易和剩余污泥少等优点，从而对毒物、有机污染物的耐受力增强，对氮、磷及重金属的吸收、富集、去除能力提高。同时，解决了藻类尤其是单细胞藻类由于个体小处理后不易收集，应用受到限制的问题。严国安等人在固定化栅藻对污水的净化及其生理特征的变化的研究中，将斜生栅藻包埋固定在褐藻酸钙凝胶胶珠中，对人工配制污水进行净化，并与未固定的斜生栅藻(悬浮藻)进行对照比较。结果表明，固定化栅藻对NH+-N和PO34-P的净化效率显著高于悬浮藻，固定化藻类用于污水处理可以显著提高污水净化效率。潘辉等人在光照对固定化菌藻去除市政污水有机物的研究中，把离心分离的藻液和活性污泥与10%~12%的PVA和0.12%~0.15%的海藻酸钠混合均匀，滴入2%的CaCl2中形成凝胶球，2h后分离凝胶球，放入10%溶液中搅拌再次固定，形成固定化小球。分别用全天光照、半天光照、无光照以及二极管光源和日光灯光源研究固定化菌藻共生体系对模拟生活污水中有机物去除影响。模拟污水中含有NH+-N和PO34-P及有机物。污结果表明，不同光照条件下对有机物去除差别不大，二极管光源比日光灯更适合固定化菌藻。由于所采用的载体、藻细胞密度、pH值、污染物负荷不同，各个研究的结果存在差异。进一步的研究，应该围绕开发廉价载体，优选高效藻种以及合适的固定化方法展开。

2.3光生物反应器

由于藻类对于水的净化效率取决于藻类生物量大小，那么尽可能地获得藻类培养的最大生物量，极大提高净化效率和减少占地面积，必须借助于光生物反应器。蒙沛南等在利用太阳能光生物反应器处理有机污水并培养饲料级螺旋藻实验研究中，采用成本低廉的挂袋式太阳能沼气发酵袋发酵粪液5~10d后，经砂滤。采用混合培养基流加培养钝顶螺旋藻(s.)，培养基成分包括NaNO3、粪沼液、淀粉渣水解液、、复合钾钠镁盐、碘碱液、FeSO4•7H2O、。从播种第5天开始，每天取总藻液量20％的藻液，以300目网袋过滤得螺旋藻湿品，再用自来水洗涤至pH值7.5左右，再过滤，晒干，即得到成品螺旋藻。结果表明，螺旋藻日产量10倍于大田开放跑道式培养工艺。然而，利用光生物反应器培养藻类仍处于实验室规模。具高光能利用效率、造价便宜、适于污水处理及藻类资源收获一体化的光生物反应器的不断研究完善，将为藻类净化污水的应用开辟更加广阔的前途。

2.4其它藻类净化技术

此外，还有藻类超浓度培养、菌藻共生系统、藻垫等。超浓度培养可使藻类生物量达到1.5g干重/L以上。实验室及小规模试验表明，超浓度藻类培养与常规培养相比，能明显加速氮、磷等营养物及其它污染物的去除。在应用中，应该根据当地实际情况、污水质量及污水处理要求，因地制宜地选用上述技术或者多种技术同时采用，如菌藻固定化技术处理污水。