环保工程中污水处理工艺及方法探讨

一、引言

当今，在全球经济一体化进程不断深化的背景下，环境问题日益突出，成为国际社会关注的焦点。在“双碳”目标与水污染防治攻坚战的双重驱动下，污水处理工程已从“末端治理”转向“源头控制与循环利用”相结合的综合模式。不同行业废水成分复杂多样，如工业废水含重金属、难降解有机物，生活污水以有机污染物为主，农业废水富营养化问题突出，对处理工艺的针对性与适应性提出更高要求。当前，污水处理工艺正朝着高效化、低能耗、资源化方向发展，深入探讨各类工艺的技术特点与适用条件，对提升环保工程治理效能具有重要现实意义。

二、污水处理工艺的分类体系

污水处理工艺根据处理程度可分为预处理、一级处理、二级处理和深度处理四个阶段，不同阶段对应不同技术方法，形成协同处理体系。

预处理阶段以去除粗大杂质、调节水质水量为目标，主要采用格栅、沉砂池、调节池等工艺。格栅分为粗格栅（间隙 10-20mm ）和细格栅（间隙 1-5mm ），用于拦截污水中的漂浮物与悬浮物；沉砂池通过重力沉降去除砂粒等无机颗粒，避免设备磨损；调节池则通过均质均量作用，为后续处理工艺提供稳定的进水条件。

一级处理属物理处理范畴，核心是去除污水中的悬浮固体与部分有机物，采用沉淀池、气浮池等工艺。沉淀池利用重力分离原理，去除格栅和沉砂池未能截留的悬浮物，出水COD 去除率约 30%40% ；气浮池通过向污水中通入微气泡，使悬浮物附着上浮并刮除，适用于含油废水或轻质悬浮物的去除。

二级处理以生物处理为核心，旨在降解污水中的有机污染物，主要包括活性污泥法、生物膜法等。该阶段可使 COD 去除率提升至 80%-90% ，出水有机物含量显著降低，是污水处理的关键环节。

深度处理用于进一步去除二级处理未能降解的污染物，如氮、磷、微量有机物等，采用过滤、吸附、膜分离等工艺，处理后出水可达到再生水回用标准或更严格的排放标准。

三、主流污水处理方法及应用分析

（一）物理化学处理法

物理化学法凭借处理速度快、针对性强的特点，广泛应用于预处理与深度处理阶段[1]。其中，混凝沉淀法通过投加聚合氯化铝、聚丙烯酰胺等混凝剂，使污水中细小悬浮物凝聚成大矾花后经沉淀分离去除，某化工园区废水处理工程采用“混凝沉淀 +i 水解酸化”工艺预处理含油废水，投加聚合氯化铝后悬浮物去除率达 85% 以上，有效减轻后续生物处理负荷；吸附法利用活性炭、沸石等吸附剂的多孔结构吸附有机物与重金属离子，某城镇污水处理厂在深度处理环节采用柱状活性炭吸附工艺，对二级处理出水中的微量有机物去除率超 70% ，确保出水COD 稳定达标；膜分离法涵盖超滤、纳滤、反渗透等，通过膜的筛分作用实现污染物分离，某电子厂采用“超滤+反渗透”工艺处理生产废水，出水水质达到回用标准，回用率达 60% ，实现水资源循环利用。

（二）生物处理法

生物处理法利用微生物的代谢作用降解有机污染物，分为好氧生物处理与厌氧生物处理两类，是二级处理的主流技术[2]。

1.好氧生物处理技术

好氧生物处理技术通过有氧环境下微生物的代谢作用降解有机污染物，主要包括活性污泥法与生物膜法。其中，活性污泥法借助曝气实现污水与活性污泥的充分接触，利用微生物吸附降解有机物；针对传统活性污泥法易出现的污泥膨胀问题，改良后的氧化沟工艺通过环形沟渠设计与延时曝气增强处理稳定性，适用于城镇污水处理，某县城污水处理厂采用卡鲁塞尔氧化沟工艺，处理规模 5 万m³/d ，出水COD、BOD₅均达到一级 A 标准。生物膜法则通过微生物附着在载体表面形成生物膜发挥降解作用，涵盖生物滤池、生物转盘、MBR（膜生物反应器）等技术；MBR 工艺将膜分离与生物处理相结合，出水悬浮物几乎为零，某医院污水处理工程采用该工艺，处理后的污水可用于绿化灌溉，且占地面积较传统工艺减少 40% 。

2.厌氧生物处理技术

厌氧生物处理在无氧条件下通过厌氧菌代谢降解有机物，适用于高浓度有机废水处理，同时可产生沼气实现能源回收。某啤酒厂采用“UASB（上流式厌氧污泥床）+好氧曝气”组合工艺处理废水，UASB 反应器去除 70% 以上的COD，产生的沼气用于锅炉燃烧，年节约标准煤千余吨。

（三）组合处理工艺

单一处理工艺难以满足复杂废水的治理需求，组合工艺已成为环保工程的主流应用模式。其中，生活污水处理常采用“预处理+氧化沟/AAO+深度过滤”工艺，某新建城镇污水处理厂采用“粗格栅 ^⋅+ 细格栅 ^⋅+ 沉砂池+AAO 生物池 .+ 二沉池+纤维转盘滤池”工艺，处理规模 8 万 m³/d ，出水除满足一级 A 标准外，部分指标达到地表水Ⅳ类标准，可作为景观补充用水；工业废水处理需根据废水特性定制组合工艺，某电镀废水处理工程采用“调节池+混凝沉淀 ⋅+ 离子交换 ⋅+. 反渗透”工艺，先通过混凝沉淀去除重金属离子，再经离子交换与反渗透深度处理，出水回用率达 80% ，重金属排放浓度低于国家标准限值；农业废水处理侧重氮磷去除，多采用“人工湿地+生态沟渠”组合工艺，某生态农业园区构建“沉淀池 + 人工湿地+生态沟渠”系统，利用水生植物、微生物协同作用去除氮磷，处理后农田退水 COD、总氮、总磷去除率分别达 65% 、 50% 、 70% ，有效缓解水体富营养化。

四、污水处理工艺的优化路径

（一）工艺参数动态调整

根据进水水质水量变化动态优化工艺参数，是提升处理效率、降低运行成本的关键手段。需建立“监测—分析—调整—反馈”的闭环调控机制，通过在线监测设备实时采集 COD、 BOD₅ 、pH 值、溶解氧等关键指标。某工业污水处理厂针对化工废水水质波动大的特点，部署多参数在线监测系统，将数据实时传输至中控平台，系统根据预设算法自动调整曝气强度、混凝剂投加量及回流比，避免因参数固定导致的处理不足或过度处理，最终使药剂消耗与能耗降低 15% ，同时保证出水指标稳定达到行业排放标准。

（二）资源化利用升级

推动污水处理从“达标排放”向“资源回收”转型，是实现环保工程可持续发展的重要方向。除常规水资源回用外，需挖掘污水中氮、磷、能源等资源的回收潜力[3]。某城镇污水处理厂在深度处理环节增设磷回收装置，针对二级出水中的磷酸盐，通过投加氯化钙生成磷酸钙沉淀，经脱水、干燥后制成缓释肥料，年回收磷约 50 吨，供给周边农田使用；同时，将污泥厌氧消化产生的沼气用于驱动沼气发电机，为厂区提供部分电力，实现污水“一水多用”、污泥“变废为肥”、能源“循环利用”的综合效益。

（三）智能化技术融合

引入物联网、大数据、人工智能等智能化技术，构建智慧污水处理系统，可实现工艺全流程的精准调控与高效运维。某大型污水处理厂搭建数字化管理平台，在进水口、反应池、出水口等关键节点部署数千个传感器，实时采集设备运行参数、水质指标及环境数据；利用大数据分析模型预测水质变化趋势，通过人工智能算法优化曝气、加药等核心工艺参数，减少人为操作误差；同时，平台具备故障预警功能，通过设备振动、电流等数据异常识别潜在故障，预警准确率提升 80% ，使设备停机维修时间缩短，运维人员工作效率显著提高，整体运营成本降低 12% 。

五、结论

污水处理工艺的选择需结合废水性质、处理目标与工程条件，物理化学法、生物处理法及组合工艺在环保工程中各有适用场景。通过工艺参数优化、资源化利用升级与智能化技术融合，可进一步提升处理效能。未来，应持续推动污水处理工艺向高效化、低碳化、智能化发展，为水污染防治与生态文明建设提供技术支撑。

参考文献：

[1]王效伟，邓甜雨.浅析环保工程中的污水处理工艺与方法[J].皮革制作与环保科技，2025，6（08）：5-6+9.DOI：10.20025/j.cnki.CN10-1679.2025-08-01.

[2]宋敏.分析环保工程中污水处理工艺及方法[J].清洗世界，2024，40（07）：103- 105.

[3]高建华，朱勇.环保工程中污水处理工艺及方法的研究[J].皮革制作与环保科技，2024，5（07）：13-14+17.DOI：10.20025/j.cnki.CN10-1679.2024-07-04.