市政污水处理技术现状与发展趋势分析

一、市政污水处理技术的应用现状

（一）生物处理技术：主流且成熟的核心技术

生物处理技术依靠微生物代谢作用降解污染物，是当前市政污水处理的主流技术，具有成本低、效率高的特点。好氧生物处理技术通过曝气供氧，让好氧微生物分解有机物，如传统活性污泥法、氧化沟工艺，适用于处理中高浓度有机污水；缺氧 - 好氧（A/O）、厌氧 - 缺氧 - 好氧（A²/O）工艺通过交替控制溶解氧，实现有机物降解与脱氮除磷同步进行，满足氮磷排放标准要求；厌氧生物处理技术则在无氧环境下利用厌氧菌分解有机物，产生的沼气可回收利用，多用于高浓度有机废水预处理或污泥处理，当前生物处理技术已形成多样化工艺体系，适配不同水质与处理需求。

（二）物理化学处理技术：辅助与深度处理的重要补充

物理化学处理技术通过物理分离、化学反应去除污染物，多用于预处理、深度处理或特定污染物去除，是生物处理技术的重要补充。物理处理技术包括格栅、沉淀、过滤等，格栅用于截留污水中悬浮固体与杂物，沉淀去除水中颗粒物，过滤（如砂滤、膜过滤）进一步净化水质，提升出水透明度；化学处理技术通过投加药剂实现污染物去除，如投加絮凝剂（聚合氯化铝、聚丙烯酰胺）让胶体颗粒沉淀，投加除磷剂（硫酸铝、氯化铁）去除磷，投加氧化剂（臭氧、次氯酸钠）氧化降解难生物降解有机物或消毒，当前物理化学处理技术常与生物处理结合，形成 “生物处理 + 深度物化处理” 的组合工艺，满足更高排放标准。

（三）生态处理技术：低成本与生态友好的特色技术

生态处理技术利用植物、微生物、土壤等自然生态系统的协同作用净化污水，具有生态友好、运行成本低的特点，多用于中小城镇或低浓度污水处理。人工湿地通过水生植物（芦苇、香蒲）吸收氮磷，基质（土壤、砂石）过滤污染物，微生物降解有机物，形成 “植物 - 基质 - 微生物” 的协同净化系统；氧化塘利用藻类光合作用供氧，好氧微生物降解有机物，厌氧微生物处理底部污泥，适用于气候温暖、土地资源充足的区域。

二、市政污水处理技术应用中的现存问题

（一）能耗与运行成本较高，低碳性不足

部分污水处理技术能耗较高，增加运行成本且不符合低碳发展要求。好氧生物处理技术中的曝气系统（如鼓风曝气）电耗占污水处理厂总能耗的 50% 以上，传统活性污泥法污泥产量大，污泥处理处置需额外消耗能源；物理化学处理技术中，膜过滤、臭氧氧化等深度处理工艺设备投资与运行成本高，如膜组件更换频繁、臭氧制备能耗大，导致部分污水处理厂因成本压力难以全面推广深度处理技术，制约出水水质提升与低碳发展。

（二）资源回收利用率低，浪费现象突出

当前市政污水处理技术多聚焦于 “达标排放”，对污水中资源的回收利用不足，造成资源浪费。污水中有机物可转化为能源（如沼气），但部分污水处理厂厌氧处理设施不完善，沼气收集与利用率低；氮磷是重要农业资源，现有技术多将其转化为污泥或沉淀物，未实现资源化回收，反而增加污泥处置压力；再生水回用率低，处理后的达标尾水多直接排放，未充分用于市政绿化、工业冷却等场景，浪费可利用水资源，资源回收体系的缺失导致污水处理 “只治不利用”，未实现资源循环。

（三）技术适应性有限，应对复杂水质能力不足

现有污水处理技术对复杂水质的适应性有限，难以有效应对进水水质波动或特殊污染物。部分技术对低温、高盐、高冲击负荷敏感，如硝化菌在低温环境下活性下降，导致脱氮效率降低；传统生物处理技术对难生物降解有机物（如抗生素、农药残留）降解能力弱，需依赖高成本的化学氧化技术；工业废水混入市政污水时，重金属、有毒物质可能抑制微生物活性，导致处理系统崩溃，技术适应性不足增加了污水处理厂的运行风险与处理难度。

三、市政污水处理技术的发展趋势

（一）低碳化趋势：降低能耗与减少碳排放

低碳化是未来市政污水处理技术的核心发展方向，通过优化工艺与能源回收实现能耗降低与碳减排。开发低能耗工艺，如推广厌氧氨氧化（ANAMMOX）工艺，无需曝气与碳源，大幅降低能耗；优化曝气系统，采用精准曝气、智能供氧技术，根据微生物需求调节供氧量，减少无效能耗；加强能源回收利用，提升污泥厌氧消化沼气回收率，用于发电或供热，补充能源消耗，推动污水处理厂从 “能耗大户” 向 “能源自给” 转型。

（二）资源化趋势：推动污水与污泥的资源循环

资源化趋势聚焦于污水与污泥中的资源回收，实现 “治污” 与 “资源利用” 协同。污水资源化方面，提升再生水回用率，拓展回用场景（如工业生产、河道补水），研发低成本再生水深度处理技术（如低能耗膜技术），降低回用成本；推动氮磷资源回收，如通过化学沉淀、生物吸附等技术提取污水中的氮磷，制备缓释肥料；污泥资源化方面，推动污泥无害化处理后用于土地改良、建筑材料（如制砖、铺路）或能源回收（如焚烧发电、热解气化），减少污泥填埋量，实现 “污水 - 再生水 - 资源”“污泥 - 资源”的循环利用。

（三）智能化与生态化趋势：提升效率与生态融合

智能化与生态化是市政污水处理技术的重要发展方向，提升技术精准性与生态友好性。智能化方面，利用物联网、大数据、人工智能技术构建智能污水处理系统，通过传感器实时监测水质、能耗、设备状态，利用算法优化工艺参数（如曝气强度、药剂投加量），实现精准调控与故障预警，提升处理效率与运行稳定性。

结束语

市政污水处理技术已形成以生物处理为主、物理化学与生态处理为辅的多元化体系，但仍面临能耗高、资源回收不足、适应性有限等问题。未来，随着低碳化、资源化、智能化与生态化趋势的推进，市政污水处理技术将实现从 “达标排放” 向 “资源循环”“低碳运行” 转型，为城市水生态保护与可持续发展提供更强支撑。行业需加强技术研发与应用，推动工艺优化与设备升级，助力实现 “双碳” 目标与人与自然和谐共生的城市发展愿景。

参考文献

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