城市污水處理工藝及管理規(guī)范城市發(fā)展進程中，污水排放量隨人口集聚、產(chǎn)業(yè)擴張持續(xù)增長，若處理不當將對水環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)及居民健康造成嚴重威脅。高效的污水處理工藝與科學的管理規(guī)范，是實現(xiàn)污水“減害-凈化-資源化”的核心保障，既關乎城鎮(zhèn)水環(huán)境質(zhì)量改善，也為“雙碳”目標下的綠色發(fā)展提供支撐。本文結合行業(yè)實踐與技術演進，系統(tǒng)梳理主流處理工藝的技術邏輯，并從運營管理、水質(zhì)管控、資源循環(huán)等維度解析管理規(guī)范的實施路徑，為城市污水處理系統(tǒng)的提質(zhì)增效提供參考。一、主流污水處理工藝技術解析（一）物理處理工藝：污染物的“初步篩濾”物理處理是污水進入生物處理前的“預處理”環(huán)節(jié)，通過重力、篩濾、離心等物理作用分離懸浮固體、漂浮物等污染物，降低后續(xù)工藝負荷。格柵與沉砂池：格柵通過機械或人工攔截去除污水中粒徑大于5mm的雜物（如塑料袋、樹枝），避免堵塞水泵或管道；沉砂池則利用砂粒與污水的密度差，通過旋流或平流作用分離無機砂粒，減少后續(xù)污泥處理的無機成分占比。初沉池：采用平流或輻流沉淀池，借助重力使懸浮固體（SS）自然沉降，可去除約50%~70%的SS與30%~50%的COD，為生物處理“減負”。此類工藝結構簡單、運行穩(wěn)定，適用于各類污水廠的前端預處理。（二）生物處理工藝：污染物的“生物降解”生物處理依托微生物代謝作用，將有機污染物（如COD、氨氮）轉化為CO?、H?O或細胞物質(zhì)，是污水處理的核心環(huán)節(jié)，分為活性污泥法與生物膜法兩大技術路線。1.活性污泥法：傳統(tǒng)與改良的技術迭代傳統(tǒng)活性污泥法通過曝氣池-二沉池的“推流+沉淀”系統(tǒng)，利用好氧微生物降解有機物，但存在污泥膨脹、占地大等問題。改良工藝通過優(yōu)化流態(tài)與菌群結構，提升處理效率：A2/O工藝（厭氧-缺氧-好氧）：在厭氧段釋放磷、缺氧段反硝化脫氮、好氧段吸磷與降解有機物，同步實現(xiàn)“脫氮除磷”，適用于對氮磷排放標準嚴格的城鎮(zhèn)污水廠。氧化溝工藝：采用環(huán)形溝渠、表曝機曝氣，通過延長水力停留時間（HRT）與污泥齡（SRT），強化耐沖擊負荷能力，污泥沉降性能更優(yōu)，適合中小型污水廠或水質(zhì)波動大的場景（如工業(yè)區(qū)配套污水廠）。MBR工藝（膜生物反應器）：將生物反應池與膜分離（微濾/超濾膜）結合，膜組件替代二沉池實現(xiàn)泥水分離，污泥濃度可提升至10~15g/L，出水SS接近0，COD、氨氮去除率超90%，但膜污染與能耗（曝氣、膜沖洗）需重點管控，適用于用地緊張、出水要求高的區(qū)域（如新區(qū)、景區(qū)周邊）。2.生物膜法：固著生長的“微生物群落”生物膜法通過載體（如填料、濾料）附著微生物形成生物膜，污水流經(jīng)時污染物被吸附降解，具有污泥產(chǎn)量低、耐沖擊性強的特點：生物濾池：分為普通生物濾池、高負荷生物濾池，利用碎石、塑料填料的比表面積承載生物膜，適用于小型污水廠或分散式處理（如村鎮(zhèn)污水），但易堵塞、需定期反沖洗。生物接觸氧化池：在曝氣池中填充懸浮或固定填料，微生物呈“膜+泥”復合生長，兼具活性污泥法的高效與生物膜法的穩(wěn)定，HRT可縮短至4~6h，適合用地受限的改造項目。（三）化學與深度處理工藝：水質(zhì)的“精細調(diào)控”當出水需滿足地表水準Ⅳ類或回用標準時，需通過化學處理或深度處理進一步去除污染物：化學混凝沉淀：投加PAC（聚合氯化鋁）、PAM（聚丙烯酰胺）等藥劑，使膠體、細小懸浮物凝聚成大顆粒沉淀，可輔助去除SS、膠體態(tài)COD及部分重金屬。消毒工藝：采用次氯酸鈉、二氧化氯或紫外線消毒，殺滅病原微生物，保障出水衛(wèi)生安全；紫外線消毒無化學殘留，更適用于回用場景。深度處理技術：膜過濾（超濾/納濾）可去除殘留懸浮物、細菌與部分有機物；高級氧化（如臭氧氧化、芬頓反應）通過強氧化性自由基分解難降解有機物（如制藥、印染廢水）；反硝化濾池則深度脫氮，確保總氮達標。二、污水處理廠管理規(guī)范實施路徑（一）運營管理：從“設備運行”到“系統(tǒng)協(xié)同”高效運營是工藝效能的保障，需建立“制度-人員-設備”三位一體的管理體系：制度建設：制定《崗位操作規(guī)程》（如格柵清污、曝氣池巡檢）、《設備維護臺賬》（記錄風機、泵組的保養(yǎng)周期與故障處理）、《應急預案》（應對停電、暴雨、污泥膨脹等突發(fā)情況），確保操作標準化、風險可控化。人員培訓：定期開展工藝原理、設備運維、安全防護培訓，提升員工對“工藝參數(shù)-水質(zhì)變化-操作調(diào)整”的聯(lián)動認知（如曝氣池DO異常時，能快速判斷是風機故障還是污泥負荷波動）。設備管理：建立“三級巡檢”制度（班組日常巡檢、車間周檢、廠級月檢），重點監(jiān)測曝氣系統(tǒng)（曝氣頭堵塞、風機壓力）、污泥處理設備（脫水機濾布破損、絮凝劑投加量）的運行狀態(tài)，通過預防性維護降低故障停機率。（二）水質(zhì)監(jiān)測：從“達標排放”到“過程管控”水質(zhì)監(jiān)測需覆蓋“進水-過程-出水”全流程，實現(xiàn)污染物的精準溯源與調(diào)控：監(jiān)測指標與頻率：進水監(jiān)測COD、BOD、SS、氨氮、TP（日測1~2次），過程段（如曝氣池、二沉池）監(jiān)測DO、MLSS（污泥濃度）、SV30（污泥沉降比，每班1次），出水按排放標準要求監(jiān)測COD、氨氮、TP、糞大腸菌群等（日測1次，每月全分析）。監(jiān)測方法與質(zhì)控：采用國標方法（如重鉻酸鉀法測COD、納氏試劑法測氨氮），定期開展實驗室間比對、盲樣考核，確保數(shù)據(jù)準確；在線監(jiān)測設備（如COD、氨氮在線儀）需按要求校準，數(shù)據(jù)實時上傳生態(tài)環(huán)境部門。（三）污泥處理：從“處置”到“資源化循環(huán)”污泥是污水處理的“副產(chǎn)物”，需遵循“減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化”原則：污泥減量化：通過污泥濃縮（重力濃縮、機械濃縮）降低含水率（從99%降至95%~97%），減少后續(xù)處理體積；深度脫水（投加石灰、PAM后板框壓濾）可將含水率降至60%以下，便于運輸與處置。穩(wěn)定化與無害化：厭氧消化利用產(chǎn)甲烷菌分解污泥有機物，產(chǎn)生沼氣（可發(fā)電或供熱），同時殺滅病原菌；好氧發(fā)酵（堆肥）則通過高溫腐熟將污泥轉化為有機肥，適用于農(nóng)業(yè)或園林綠化回用。資源化利用：污泥焚燒灰分可制磚、陶粒，厭氧消化沼氣可并入管網(wǎng)或發(fā)電，實現(xiàn)“污染物-資源”的價值轉化，需關注重金屬、病原菌的風險管控（如堆肥需檢測重金屬含量，確保符合《污泥農(nóng)用標準》）。（四）智慧化管理：從“人工經(jīng)驗”到“數(shù)據(jù)驅動”借助信息化與物聯(lián)網(wǎng)技術，構建“智慧污水廠”管理體系：數(shù)據(jù)采集與分析：在關鍵工藝段（如格柵、曝氣池、膜組器）安裝傳感器，實時采集流量、水質(zhì)、設備參數(shù)，通過大數(shù)據(jù)分析識別工藝異常（如MLSS驟降可能是污泥流失），提前預警并優(yōu)化運行參數(shù)（如調(diào)整曝氣量、回流比）。遠程監(jiān)控與運維：通過SCADA系統(tǒng)遠程監(jiān)控設備運行，結合AI算法實現(xiàn)風機、泵組的節(jié)能調(diào)控（如根據(jù)進水負荷動態(tài)調(diào)整曝氣強度）；建立設備故障預測模型，減少非計劃停機時間。（五）環(huán)保合規(guī)：從“被動達標”到“主動管控”嚴格遵守《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB____）及地方更嚴標準，同時強化環(huán)境風險防控：排放標準執(zhí)行：根據(jù)出水去向（如排入地表水、回用）確定執(zhí)行標準（一級A、一級B或地方地標），確保COD、氨氮、TP等指標穩(wěn)定達標；新建污水廠宜按一級A及以上標準設計，預留提標改造空間。應急預案與應急池：設置應急事故池（容積不小于最大日處理量的10%），應對進水水質(zhì)突變（如工業(yè)廢水偷排）、暴雨溢流等情況；定期開展應急演練，確保突發(fā)情況下污水“應收盡收、達標排放”。三、實踐案例：某城市污水處理廠的工藝與管理創(chuàng)新以長三角某縣級市污水處理廠為例，該廠服務人口約30萬，設計規(guī)模10萬m3/d，采用“預處理+A2/O+MBR+紫外消毒”工藝，出水執(zhí)行一級A標準并部分回用：工藝優(yōu)化：針對進水碳源不足（C/N＜4）的問題，在厭氧段投加乙酸鈉補充碳源，氨氮去除率從85%提升至95%；MBR膜組器采用“氣水聯(lián)合沖洗+化學清洗”策略，膜通量穩(wěn)定在20~25L/(m2·h)，壽命延長至5年。管理創(chuàng)新：搭建智慧管理平臺，集成在線監(jiān)測、設備運維、能耗分析模塊，通過AI算法優(yōu)化曝氣系統(tǒng)，噸水能耗從0.45kWh降至0.38kWh；污泥處理采用“厭氧消化+沼氣發(fā)電+有機肥生產(chǎn)”模式，年發(fā)電量120萬kWh，有機肥產(chǎn)量1.5萬噸，實現(xiàn)“能源自給+資源循環(huán)”。四、未來趨勢：低碳化、資源化、智能化（一）低碳化轉型：從“能耗大戶”到“碳減排主體”污水處理廠是能源密集型設施，未來需通過節(jié)能降耗（如高效曝氣設備、光伏供電）、碳捕獲利用（如厭氧消化沼氣提純并入天然氣管網(wǎng)）、工藝革新（如短程硝化反硝化、厭氧氨氧化，減少曝氣能耗與碳源投加），推動“碳中和”污水廠建設。（二）資源化升級：從“污水處理”到“資源工廠”污水作為“城市第二水源”，回用率將進一步提升（如工業(yè)回用、市政雜用）；污泥則向“能源化+材料化”深度利用發(fā)展（如污泥制氫、炭材料），實現(xiàn)“污水-水資源、污泥-能源/材料”的全鏈條循環(huán)。（三）智能化縱深：從“自動控制”到“自主運行”AI算法將更深度融入工藝優(yōu)化（如基于水質(zhì)預測的動態(tài)調(diào)控）、設備運維（如數(shù)字孿生模擬故障），無人值守污水廠將從試點走向普及，大幅降低人力成本與運行風險。結語城市污水處理工藝與管理規(guī)范的迭代，是技術創(chuàng)新與管理