基于生态环保的城市环境工程污水治理研究

摘要：随着城市化进程的加速，城市污水排放日益增多，对生态环境和人类健康构成严重威胁。本文聚焦于基于生态环保理念的城市环境工程污水治理，探讨了污水的来源、危害，详细分析了现有污水治理技术，包括物理、化学、生物处理方法及其组合工艺，阐述了生态处理系统如人工湿地、生态浮岛等在污水治理中的应用，同时研究了污水治理的管理与保障措施，旨在为实现城市污水的有效治理、推动城市可持续发展提供理论依据与实践指导。

关键词：生态环保；城市环境工程；污水治理；可持续发展

一、引言

城市作为人口、产业聚集的中心，每天产生大量生活污水及工业废水。未经处理或处理不当的污水直接排入水体，不仅会导致水质恶化、水生生物死亡，破坏水生态平衡，还可能引发水资源短缺问题，影响城市居民的正常生活用水需求，制约城市的进一步发展。因此，基于生态环保理念开展城市污水治理工作迫在眉睫，这要求综合运用多种先进技术与生态手段，构建高效、可持续的污水治理体系。

二、城市污水的来源与危害

2.1 污水来源

2.1.1 生活污水

来源于居民日常生活，包括厨房用水、洗浴污水、冲厕水等。其成分复杂，含有大量有机物，如蛋白质、碳水化合物、油脂等，还包含氮、磷等营养物质，以及致病微生物，如细菌、病毒、寄生虫卵等。随着城市人口增长与生活水平提高，生活污水排放量持续上升，成为城市污水的主要组成部分[1]。

2.1.2 工业废水

不同行业生产过程产生各具特性的废水。例如，化工行业废水含大量有毒有害物质，如重金属（汞、镉、铅等）、有机毒物（苯、酚、氰化物等）；纺织印染业废水具有高色度、高有机物含量，含染料及助剂残留；造纸工业废水富含木质素、纤维素等有机物，碱性强且水量大。工业废水成分复杂、污染程度高，若未经有效处理直接排放，对环境危害极大。

2.2 危害表现

2.2.1 水体污染

污水排入河流、湖泊、海洋等水体，使水中溶解氧降低，导致鱼类等水生生物因缺氧窒息死亡。有机物分解消耗氧气，引发水体黑臭现象，破坏水生生态群落结构，一些敏感物种甚至灭绝。同时，氮、磷等营养物质过量输入引发水体富营养化，藻类疯长，形成水华、赤潮，进一步恶化水质，影响水体景观与功能[2]。

2.2.2 土壤污染

污水灌溉农田或渗入地下，有毒有害物质在土壤中累积，改变土壤理化性质，降低土壤肥力，影响农作物生长与品质。重金属污染土壤后难以降解，可通过食物链富集在人体，危害健康，如长期食用镉污染土壤种植的稻米易引发痛痛病。

三、现有污水治理技术分析

3.1 物理处理方法

3.1.1 格栅与筛网过滤

在污水进入处理系统前端设置格栅，拦截污水中的大块固体杂物，如树枝、塑料瓶、纸张等，防止其损坏后续处理设备。筛网则进一步过滤较小颗粒悬浮物，根据孔径大小分级筛选，确保进入下一步处理单元的污水杂质粒度符合要求，降低设备磨损与堵塞风险，为后续沉淀、生化处理奠定基础。

3.1.2 沉淀与气浮

沉淀是利用重力作用使污水中密度大于水的悬浮颗粒自然沉降至底部，分为初次沉淀与二次沉淀。初次沉淀去除污水中大部分泥沙、无机颗粒等，二次沉淀针对生物处理后剩余污泥与悬浮固体进行分离。气浮法适用于分离密度接近或小于水的悬浮物、油脂等，通过向污水中注入微小气泡，使悬浮物附着气泡上浮至水面，再用刮渣设备收集去除，常用于含油废水处理，提高污水初步净化效果。

3.2 化学处理方法

3.2.1 混凝沉淀

向污水中加入混凝剂，如聚合氯化铝、硫酸亚铁等，混凝剂水解产生的胶体粒子吸附污水中的微小悬浮物、胶体及部分溶解性有机物，相互凝聚形成较大絮体，再通过沉淀或气浮分离。该方法能有效去除污水色度、重金属离子及部分难生物降解有机物，提高污水可生化性，广泛应用于多种工业废水预处理与城市污水深度处理。

3.2.2 化学氧化

利用强氧化剂如臭氧、过氧化氢、氯系氧化剂等将污水中难降解有机物氧化分解为小分子无害物质或易于生物处理的中间产物。臭氧氧化具有高效、无二次污染特点，可用于饮用水深度净化与污水脱色除臭；高级氧化技术如芬顿试剂（过氧化氢 + 亚铁离子）能产生强氧化性羟基自由基，快速降解有机污染物，针对高浓度难降解废水有显著效果，但成本相对较高，多用于特定工业废水处理[3]。

3.3 生物处理方法

这是城市污水生物处理的主流技术，利用好氧微生物在有氧条件下分解污水中有机物。将污水与活性污泥（富含微生物菌群的絮状体）混合曝气，微生物摄取污水中营养物质生长繁殖，同时将有机物转化为二氧化碳、水及新细胞物质，经沉淀分离活性污泥后，出水得以净化。通过调控曝气时间、污泥龄、溶解氧等参数，可适应不同水质、水量污水，处理效率高，但易出现污泥膨胀、上浮等运行问题。

四、生态处理系统在污水治理中的应用

4.1人工湿地

人工湿地模拟自然湿地生态系统，由基质、水生植物、微生物群落构成。污水流经人工湿地，基质（如砾石、砂、土壤等）吸附过滤部分污染物，水生植物（芦苇、菖蒲、美人蕉等）根系直接吸收污水中氮、磷营养物质及重金属离子，同时为微生物附着提供载体，微生物降解有机物，协同实现污水净化。人工湿地具有建设成本低、运行维护简单、生态景观效益好等优点，适用于处理生活污水、小型工业废水及城市地表径流，尤其在农村、郊区等分散污水治理中有广阔应用前景。

4.2 生态浮岛

生态浮岛是将水生植物种植在浮于水面的载体上，置于受污染水体表面。植物根系向水体延伸，吸收水中氮、磷、有机物等，为微生物创造栖息环境，微生物分解水中污染物，净化水体。浮岛植物还能遮光抑制藻类生长，改善水体景观。生态浮岛易于安装、移动，可根据污染区域灵活布置，常用于城市景观水体、湖泊水库等缓流水体修复，提升水体自净能力，助力水生态系统恢复。

五、污水治理的管理与保障措施

5.1 法律法规与政策支持

政府应完善污水治理相关法律法规，明确污水排放企业、污水处理运营单位及监管部门职责，加大对违法排污行为处罚力度，提高环境违法成本。出台鼓励污水治理技术研发、设施建设与运营管理的优惠政策，如财政补贴、税收减免、绿色信贷等，引导社会资本投入污水治理领域，推动产业发展，保障污水治理工作持续推进。

5.2 监测与监管体系建设

建立全方位污水监测网络，在污水排放口、污水处理厂各工艺环节、受纳水体等设置监测点位，实时监测水质水量、污染物种类与浓度等指标，运用大数据、物联网技术实现监测数据远程传输、共享与分析预警。强化监管执法队伍建设，定期巡检污水处理设施运行状况，确保处理工艺正常运行、达标排放，对违规操作、超标排污及时查处整改，保障污水治理成效。

5.3 公众参与意识培养

通过环保宣传教育活动，如世界环境日主题宣传、社区环保讲座、学校科普课程等，普及污水治理知识，提高公众对污水危害与治理重要性认识。鼓励公众参与污水治理监督举报，及时反馈身边污水问题；支持志愿者参与河道清洁、湿地保护等公益活动，形成全社会关心、支持、参与污水治理的良好氛围，促进城市污水治理可持续发展。

六、结论

城市污水治理是一项关乎城市生态环境、居民健康与可持续发展的系统工程，构建完善管理与保障体系至关重要。从源头控制污水产生，到分类处理复杂污水成分，再到利用生态系统净化修复水体，各环节紧密协同，同时借助法规政策、监测监管、公众参与保驾护航，有望实现城市污水有效治理，恢复城市水生态健康，为城市发展注入绿色动力。

参考文献

[1]贾思重.基于生态环保的城市环境工程污水治理研究[J].Engineering Management & Technology Discussion， 2024， 6（9）.DOI：10.37155/2717-5189-0609-4.

[2]张利国，刘强.基于生态环保的城市环境工程污水治理研究[J].造纸装备及材料， 2024， 53（7）：146-148.DOI：10.3969/j.issn.1672-3066.2024.07.049.

[3]邵奎清.基于生态环保的城市环境工程污水治理研究[J].清洗世界， 2023， 39（2）：103-105.