城市生活污水主要包括廚房洗滌水、沖廁廢水及其它生活雜水。該類廢水含大量固體懸浮物、可化學(xué)或生物降解的溶解性或膠態(tài)分散有機(jī)物（以COD和BOD表征）、含氮化合物（包括氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮和有機(jī)氮）、磷酸鹽、鉀鈉及重金屬離子、菌類生物群等。若不加處理或處理程度不足而排入天然水體，會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化及毒性積累，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化；水體中有毒物質(zhì)經(jīng)水生動(dòng)物進(jìn)入食物鏈，最終危害人體健康。目前我國(guó)法規(guī)要求生活污水最終排放水質(zhì)應(yīng)符合GB8978-1996污水綜合排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，隨國(guó)民環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)和綜合國(guó)力的提高，污水凈化回用目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)已可預(yù)期。

    城市生活污水處理工藝分三級(jí)：污水→以化學(xué)混凝為主的一級(jí)處理技術(shù)→以生物化學(xué)法為主的二級(jí)處理技術(shù)→以物理過(guò)濾為主的三級(jí)（深度）處理技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，該類污水經(jīng)一級(jí)處理（包括輔以其他技術(shù)的強(qiáng)化一級(jí)處理，有時(shí)稱為一級(jí)半處理）很難達(dá)標(biāo)排放，經(jīng)二級(jí)處理后大都能達(dá)標(biāo)，三級(jí)處理的目的，是凈化水的回用而非排放。

    1、城市生活污水的一級(jí)處理技術(shù)進(jìn)展

    單純的生活污水一級(jí)處理廠數(shù)量很少，僅存于一些小城鎮(zhèn)及部分采礦居民區(qū)。傳統(tǒng)的污水一級(jí)處理工藝為：污水→格柵→沉砂池→反應(yīng)池（投加化學(xué)混凝劑或絮凝劑）→沉淀池→出水（排放或進(jìn)入生化處理工序）。一級(jí)處理效果較好時(shí)，可降低生化處理工序的負(fù)荷，保證出水水質(zhì)。近年來(lái)，我國(guó)城市化速度加快，大中型城市出現(xiàn)不同程度的擴(kuò)張，隨著城市居民小區(qū)的不斷增建，原有生活污水廠的處理規(guī)模和能力已不勝負(fù)荷，許多城市被迫在城建規(guī)劃中要求新建居民區(qū)建設(shè)小型污水處理站以減輕污水廠負(fù)荷，這些小型污水處理站大多采用一級(jí)處理工藝。為提高一級(jí)處理能力，近年來(lái)開發(fā)了三種已成熟或接近成熟的強(qiáng)化一級(jí)處理新工藝。

    （1）生物絮凝強(qiáng)化一級(jí)處理工藝

    用絮凝吸附池代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝反應(yīng)池,在投加適宜化學(xué)混凝劑的同時(shí),投加一定量生物污泥(可取自二級(jí)污水廠消化活性污泥,或從生活污水中分離培養(yǎng))，機(jī)械或鼓風(fēng)混合，在生物吸附絮凝和化學(xué)絮凝協(xié)同作用下，污水中懸浮狀、膠體狀和部分溶解性有機(jī)物粒子絮凝吸附進(jìn)入污泥絮體，出水在沉淀池固液分離，分離出的沉淀污泥經(jīng)短時(shí)曝氣活化，部分回流至絮凝吸附池再用。該工藝與傳統(tǒng)一級(jí)處理法相比，COD去除率可從30%提高到60～70%，SS（固體懸浮物）從45%提高至70%，BOD5和有機(jī)氮、TP（全磷）的去除率均有不同程度提高。

    （2）磁分離法強(qiáng)化一級(jí)處理工藝

    用連續(xù)運(yùn)行的高梯度磁分離器代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝沉淀池，反應(yīng)池在投加傳統(tǒng)混凝藥劑的同時(shí)，投加Fe3O4磁粉，壓縮空氣強(qiáng)制混合，出水通過(guò)高梯度磁分離器中鋼毛填充床層時(shí)，在外加電磁場(chǎng)作用下，順磁性Fe3O4粉（已吸附大量有機(jī)物絮體）被強(qiáng)制從液相分離；當(dāng)床層阻力增至預(yù)定值時(shí)，斷電，外加磁場(chǎng)消失，用少量水反沖床層，回收Fe3O4粉再用。該工藝對(duì)污水的COD、BOD和SS去除率較高。近年來(lái)有關(guān)于磁粉改性活性炭的報(bào)道，但尚未見(jiàn)將磁性活性炭用于污水處理的相關(guān)消息。

    （3）生態(tài)濾池強(qiáng)化一級(jí)處理工藝

    目前該類工藝中已成熟并進(jìn)行過(guò)生產(chǎn)性規(guī)模應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的只有蚯蚓生態(tài)濾池,利用在濾床中建立的人工生態(tài)系統(tǒng),對(duì)城鎮(zhèn)生活污水中各種形態(tài)的污染物質(zhì)通過(guò)蚯蚓和其他微生物的協(xié)同作用進(jìn)行最經(jīng)濟(jì)合理的處理和轉(zhuǎn)化。該工藝可替代傳統(tǒng)一級(jí)處理工藝中的反應(yīng)池和沉淀池,且不需投加化學(xué)混凝劑,已在智利及中國(guó)上海成功地進(jìn)行了生產(chǎn)性規(guī)模應(yīng)用實(shí)驗(yàn),對(duì)污水CODCr、BOD5和SS去除率分別達(dá)83～88%、91～96%和85～92%，已與活性污泥生化二級(jí)處理效果相當(dāng)，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ膹?qiáng)化一級(jí)處理工藝。

    2、城市生活污水的二級(jí)生化處理技術(shù)進(jìn)展

    生活污水的生化處理基本技術(shù)為活性污泥法（AS法），其他類型如A/O法、A2/O法、SBR法、氧化溝法等都是AS法的工藝變型，目前已發(fā)展成為相對(duì)獨(dú)立的分支技術(shù)。

    （1）傳統(tǒng)AS工藝及其改良技術(shù)

    傳統(tǒng)AS法應(yīng)用最早，主要目的是去除污水中的有機(jī)物。工藝特點(diǎn)是利用好氧微生物進(jìn)行有機(jī)物降解，活性污泥在主液相流程中不被消化，需沉淀分離后進(jìn)行厭氧消化處理，能耗及運(yùn)行費(fèi)用較低，目前在中小型污水處理廠仍有應(yīng)用。

    AB法。工藝特點(diǎn)是對(duì)曝氣池按高、低負(fù)荷分兩級(jí)供氧，A級(jí)負(fù)荷高，曝氣時(shí)間短，污泥產(chǎn)量大；B級(jí)負(fù)荷低，泥齡較長(zhǎng)。兩級(jí)曝氣池中微生物群體有差異，A級(jí)具部分兼氧特點(diǎn)；B級(jí)以好氧為主。主要特點(diǎn)是節(jié)能，缺點(diǎn)是不適于處理低濃污水。

    BC（生物/化學(xué)）法。工藝特點(diǎn)是流程中投加化學(xué)絮凝劑FeCl3，系高負(fù)荷活性污泥生物處理與化學(xué)處理相結(jié)合的處理工藝，優(yōu)點(diǎn)是曝氣時(shí)間短、污泥沉降性能好、泥齡短、去除SS和有機(jī)物效率高，具一定的除磷能力，適合于低濃污水的處理。

    PACT(AS-PAC)工藝。特點(diǎn)是向活性污泥系統(tǒng)投加粉狀活性炭，曝氣池中物理吸附與生物降解同時(shí)進(jìn)行。粉狀活性炭的適量投加可改善污泥沉降性能；提高系統(tǒng)對(duì)難生物降解COD的去除率，加速污泥絮體的形成；強(qiáng)化系統(tǒng)對(duì)無(wú)機(jī)物的去除以避免污水中重金屬對(duì)微生物的毒害；降低出水毒性，減輕出水對(duì)魚類的毒害；具有一定的脫氮效果。

    生物接觸氧化法。是具有AS法特點(diǎn)的生物膜法，有固定填料反應(yīng)器、懸浮填料反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器三種型式。固定填料反應(yīng)器有生物轉(zhuǎn)盤（RBC）、生物纖維膜、微生物包埋濾料等幾種形式；懸浮填料反應(yīng)器有聚乙烯、聚氨酯多孔泡沫塊等多種彈性立體填料形式流化床反應(yīng)器是近來(lái)發(fā)展較快的一種生物接觸氧化工藝，注重于功能性載體的研究，有用砂、粒狀活性炭作載體的中試報(bào)道，還有一種將粉狀活性炭載入海綿，外裹一層工程塑料材質(zhì)的球形網(wǎng)籠作生物膜載體的生物流化床技術(shù)專利，可實(shí)現(xiàn)厭氧和好氧過(guò)程的一體化。

    （2）A/O法及其改進(jìn)工藝

    基本的A/O污水處理工藝有兩種，一種稱為厭氧-好氧工藝，著重于污水強(qiáng)化除磷；另一種稱為缺氧-好氧工藝，強(qiáng)化污水脫氮。

    強(qiáng)化厭氧處理是A/O工藝改良的方向之一。厭氧生物濾池（AF）是強(qiáng)化厭氧處理效率的一種方法，采用硬性填料和砂石、陶粒、波爾環(huán)等作生物膜載體，部分填料在運(yùn)行中呈懸浮狀，該工藝微生物濃度高、泥齡長(zhǎng)，可承受較高的有機(jī)物負(fù)荷，常溫下處理低濃生活類有機(jī)廢水效果較好。粒狀活性炭用于AF技術(shù)的研究曾有報(bào)道，但對(duì)使用效果看法不一，分歧較大。厭氧快速吸收技術(shù)是另一種厭氧效率強(qiáng)化方法，是一種非穩(wěn)態(tài)的污水處理工藝，特點(diǎn)是強(qiáng)化了污水除磷，同時(shí)按固定P/COD比率（約1：50）去除大量有機(jī)質(zhì)，該工藝厭氧吸收期僅需0.5h，COD去除率高達(dá)80～90%，且污泥沉降性能好，剩余污泥產(chǎn)率低。厭氧升流式污泥床反應(yīng)器（UASB技術(shù)）也是一種強(qiáng)化厭氧處理技術(shù)，但該類型反應(yīng)器的啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2.3～12個(gè)月，應(yīng)用推廣困難，有研究表明，細(xì)粒狀（粒徑＜0.4mm＝活性炭可促進(jìn)污泥的快速顆粒化，使反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間縮短近50%，投加量應(yīng)占反應(yīng)器總有效體積的2～3%，顆粒活性炭在污泥成熟化過(guò)程中起到了顆粒污泥晶核的作用，在短期內(nèi)使那些易于形成顆粒污泥的細(xì)菌在活性炭表面富集，同時(shí)可明顯提高系統(tǒng)在啟運(yùn)初期的穩(wěn)定性和最大有機(jī)負(fù)荷。

    （3）A2/0法及其改型工藝

    A2/0法污水處理工藝可同時(shí)高效去除污水中的有機(jī)物、含氮及含磷化合物，因該工藝基建投資大，技術(shù)管理水平要求高，故多用于大型城市污水處理廠（日處理污水量>10萬(wàn)立方米）。典型A2/0法工藝布置為厭氧段（A1）/缺氧段（A2）/好氧段（O）。

    （4）氧化溝污水處理工藝

    氧化溝也是傳統(tǒng)AS法的一種變型，與傳統(tǒng)AS法相比，最大區(qū)別在于水力流態(tài)及曝氣方式。氧化溝是一種首尾相接的循環(huán)流污水處理技術(shù)，常采用延時(shí)曝氣法，在污水凈化的同時(shí)使污泥得以穩(wěn)定，取消了傳統(tǒng)AS工藝中的初沉池和污泥消化池。具高效去除有機(jī)質(zhì)能力，有一定脫氮效率，溝前加設(shè)厭氧池時(shí)可同時(shí)除磷（成為一種新的A2/0工藝型式）。多用于中小型污水廠。氧化溝工藝大致分四類：

    多溝（常為三溝）交替式氧化溝。合建式；不設(shè)單獨(dú)二沉池；轉(zhuǎn)刷曝氣；去除COD效果好，脫氮除磷效果不穩(wěn)定。

    卡魯塞爾氧化溝。分建式；設(shè)單獨(dú)二沉池；表曝氣機(jī)曝氣；溝深大于多溝式；處理效果與多溝交替式氧化溝相當(dāng)。

    奧貝爾氧化溝。分建式；設(shè)單獨(dú)二沉池；轉(zhuǎn)碟曝氣；溝較深；脫氮效果好，除磷效果一般。

    一體化氧化溝。合建式；沉淀池建在氧化溝內(nèi)；連續(xù)進(jìn)出水，不用倒換；在一些具體技術(shù)問(wèn)題上尚未十分成熟。

    （5）序批式活性污泥法（SBR）處理工藝

    SBR工藝基本特征是在一個(gè)反應(yīng)池中完成污水生化反應(yīng)（A2/0生化特點(diǎn)）、沉淀、排水、排泥，省去初沉、污泥消化池、二沉池和回流污泥泵房，基建設(shè)施具高度集約化特點(diǎn)，多被中小型污水廠采用。SBR現(xiàn)有五種基本型式和一種改良型式：

    傳統(tǒng)SBR工藝。間歇、周期性操作，脫氮除磷效果不穩(wěn)定。

    ICEAS工藝，即間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法。反應(yīng)池分隔成前部預(yù)反應(yīng)區(qū)和后部主反應(yīng)區(qū)兩部分，連續(xù)進(jìn)水，間歇曝氣、沉淀、出水、排泥，脫氮除磷效果不理想。

    DAT-IAT工藝，即連續(xù)曝氣和間歇曝氣相結(jié)合法。反應(yīng)池分兩部分，前部DAT連續(xù)曝氣，后部IAT間歇曝氣、排水、排泥，脫氮除磷效果一般。

    CAST工藝，即循環(huán)式活性污泥法。反應(yīng)池分選擇區(qū)和主反應(yīng)區(qū)，進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水、排泥均間歇、周期性運(yùn)行，脫氮除磷效果好。

    UNITANK工藝。三個(gè)矩形池并聯(lián)，運(yùn)行周期模式類似三溝式氧化溝，采取鼓風(fēng)曝氣，池深，固定堰簡(jiǎn)化排水，處理效果亦與三溝式氧化溝相近。

    MSBR，即改良型SBR工藝。由兩個(gè)SBR反應(yīng)池、兩個(gè)缺氧池、一個(gè)厭氧池、一個(gè)好氧池和一個(gè)污泥濃縮池共七個(gè)處理單元組成一體化合建式裝置，實(shí)際上是A2/O工藝與SBR系統(tǒng)的串聯(lián)。連續(xù)進(jìn)出水，抗水力和有機(jī)沖擊負(fù)荷，具非常高的COD、BOD去除能力和脫氮除磷效率。

    3、城市生活污水的三級(jí)（深度）處理技術(shù)

    污水的三級(jí)處理目的有二，一是回用于家庭沖廁及洗滌（除廚具洗滌外）及城市綠化或一般性工業(yè)用水，要求出水水質(zhì)達(dá)到二類水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；二是符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，與城市自來(lái)水混合后進(jìn)入供水管網(wǎng)。以前者為多見(jiàn)，目前我國(guó)只有北京市部分污水廠對(duì)少量生活污水進(jìn)行三級(jí)處理，出水用于城市綠化灌溉和景觀建設(shè)。

    可用于污水三級(jí)處理的工藝方法有：無(wú)煙煤和石英砂雙濾料微絮凝過(guò)濾，纖維濾料過(guò)濾，土壤滲濾等傳統(tǒng)過(guò)濾方法；臭氧-生物活性炭聯(lián)用，活性炭過(guò)濾等吸附過(guò)濾方法；反滲透、超濾等膜分離技術(shù)；其它如電磁技術(shù)，超聲波技術(shù)，電滲析技術(shù)等。

    4、總結(jié)

    城市生活污水一級(jí)處理多采用物理、化學(xué)方法，只能去除污水中部分懸浮物，有機(jī)物及少量含磷化合物，目前研究方向是強(qiáng)化一級(jí)處理技術(shù)。活性炭的應(yīng)用尚未見(jiàn)于文獻(xiàn)報(bào)道，但粉狀或細(xì)粒狀活性炭作為生態(tài)濾池床層填充劑，理論上可捕獲、富集污水中的有機(jī)物和溶解氧，同時(shí)保持污泥層的疏松度，這些條件對(duì)生態(tài)濾池動(dòng)物群的生存繁衍都有益。是否有應(yīng)用可能性，需與水處理工作者商榷。

    城市生活污水二級(jí)生化處理新技術(shù)研究和工藝開發(fā)是該領(lǐng)域最活躍的部分，出現(xiàn)許多基于活性污泥法的技術(shù)改進(jìn)型式，目的是提高處理工藝的抗沖擊負(fù)荷能力，降低基建投資和運(yùn)行成本，提高出水水質(zhì)，避免污水對(duì)天然水體的污染。許多水處理工作者在新工藝開發(fā)中選擇活性炭這種功能性吸附劑進(jìn)行研究工作，結(jié)果證明，粉狀活性炭及小粒徑的粒狀活性炭在改善污泥沉降性能，大幅度縮短裝置啟動(dòng)時(shí)間，提高出水水質(zhì)，降低出水毒性，提高裝置抗有機(jī)質(zhì)沖擊負(fù)荷性能，增強(qiáng)裝置單程處理能力等方面具特殊效果，一些研究成果已進(jìn)入生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)踐。

    城市生活污水三級(jí)深度處理回用技術(shù)是我國(guó)北方干旱缺水城市未來(lái)的有效節(jié)水措施之一，而活性炭吸附過(guò)濾工藝因技術(shù)成熟、可再生使用、投資相對(duì)較低、處理效果優(yōu)良等特點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊。生活污水深度處理可能是活性炭產(chǎn)品未來(lái)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域。