很好奇中國(guó)的污水處理技術(shù)是個(gè)什么樣子，我們的屎又去哪了

基本上來(lái)說(shuō)污水處理水平不是由技術(shù)決定的，而是錢(qián)決定的，我們現(xiàn)在用的生活污水處理的技術(shù)，核心還是一百年前發(fā)展的活性污泥法，只不過(guò)美國(guó)做的更精細(xì)更規(guī)范。

1. 污水中有什么

對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)，主要關(guān)心的是以下成分：

屎的主要成分是可生物降解有機(jī)物（包括營(yíng)養(yǎng)元素），尿的主要貢獻(xiàn)是氮、磷營(yíng)養(yǎng)元素，二者是生活污水處理的主要處理對(duì)象。

細(xì)胞生長(zhǎng)所需的大量元素主要是C、H、O、N、P，其中H和O我們沒(méi)有辦法處理，所以生活污水處理中，主要處理的是C、N、P。C指有機(jī)物，一般以COD和BOD的形式表征，在生活污水處理中有機(jī)物的去除是比較簡(jiǎn)單的，通過(guò)活性污泥法培養(yǎng)大量細(xì)菌吃掉這些有機(jī)物，但是工業(yè)廢水中由于含有大量難降解有機(jī)物，譬如含苯環(huán)的，通常較難處理。N和P又被稱(chēng)為營(yíng)養(yǎng)元素，去除C之后，細(xì)菌一般難以大量繁殖，但是藻類(lèi)等自養(yǎng)生物可以利用二氧化碳合成有機(jī)物，這時(shí)N和P就成為限制它們生長(zhǎng)的重要因素，因?yàn)槭呛铣傻鞍踪|(zhì)和DNA、RNA的必需元素。

當(dāng)水體中富含有機(jī)物(C) 時(shí)，細(xì)菌大量繁殖，消耗水中氧氣，造成水體厭氧環(huán)境，形成我們說(shuō)的腐敗，即發(fā)黑發(fā)臭，同時(shí)危害人體健康。當(dāng)水體富含N、P時(shí)，藻類(lèi)大量繁殖，消耗水中氧氣，同時(shí)覆蓋在水體表面，阻止氧氣和陽(yáng)光進(jìn)入水體，危害魚(yú)類(lèi)繁殖，破壞水體生態(tài)。重金屬的問(wèn)題在工業(yè)污水中比較明顯。

2. 污水是怎樣處理的

生活污水通過(guò)管網(wǎng)進(jìn)入到污水廠之后，典型的處理過(guò)程如下：

一級(jí)處理主要是物理處理。格柵很好理解，就是一個(gè)過(guò)濾設(shè)備，有粗有細(xì)，污水中的碎片、廁紙、塑料袋等等以及很多亂七八糟的東西如鞋子、視頻中提到的狗，基本都在這里被截留。沉砂池的作用是去除污水中比較大的無(wú)機(jī)顆粒（即砂），防止堵塞和磨損后面的泵和管道等，原理很簡(jiǎn)單，因?yàn)樯笆容^重，會(huì)比有機(jī)物先沉下來(lái)，有時(shí)候?yàn)榱朔乐勾箢w粒有機(jī)物沉下來(lái)還會(huì)曝氣。均化（調(diào)節(jié)）池是為了調(diào)節(jié)水質(zhì)和水量，一天中水量變化比較大，一般來(lái)說(shuō)早上和晚上是用水高峰期，工業(yè)廢水中有些是酸性的，有些是堿性的，混在一起可以節(jié)省化學(xué)品的投加量。初沉池主要去處比較容易沉下來(lái)的有機(jī)物，減輕下游負(fù)擔(dān)。

二級(jí)處理最常用的是生物處理，工藝主要是上面提到的活性污泥法及其變法（氧化溝、生物膜法等等）。活性污泥法的原理是培養(yǎng)細(xì)菌，吃掉污水中的有機(jī)物，然后在二沉池讓細(xì)菌沉淀下來(lái)，上清液流出。所以視頻中講到的“屎”其實(shí)已經(jīng)不是屎，主要是細(xì)菌和部分不能被細(xì)菌吃掉的有機(jī)物(unbiodegradable organics)。后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)光去掉有機(jī)物還不行，污水中的營(yíng)養(yǎng)元素氮、磷排到水體中，會(huì)造成富營(yíng)養(yǎng)化，所以后來(lái)發(fā)展出了具有脫氮除磷功能的AAO，本質(zhì)上還是活性污泥法，不過(guò)是在一群干體力活的細(xì)菌里發(fā)展出了一些有特殊手藝的。

上面說(shuō)的活性污泥法主要用的是好氧菌，需要大量氧氣，所以通常叫曝氣池，用羅茨風(fēng)機(jī)往池中鼓入空氣，此過(guò)程是污水處理的主要耗能單元。活性污泥法的另一個(gè)缺點(diǎn)是，好氧菌吃掉的有機(jī)物，大概只有40%會(huì)通過(guò)新陳代謝轉(zhuǎn)化為二氧化碳排出，剩下的用于生長(zhǎng)，所以污泥長(zhǎng)得很快，除了回流一部分到反應(yīng)器中繼續(xù)工作，另一部分叫做剩余污泥需要進(jìn)行處理（見(jiàn)下文）。后來(lái)人們發(fā)現(xiàn)厭氧菌（如硫酸鹽還原菌）有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳的效率高很多，所以發(fā)展出了一些厭氧處理工藝，如我們組的SANI（殺泥）工藝，有興趣可以百度一下。

三級(jí)處理一般在污水回用時(shí)才用到，主要是過(guò)濾、消毒等等，根據(jù)水質(zhì)要求的不同處理方式差別很大，一般來(lái)說(shuō)如果經(jīng)過(guò)反滲透，出水是可以直接喝的。

3. 污泥處理 （二逼主持人一直叫的“屎”）活性污泥法會(huì)產(chǎn)生大量污泥，污泥濃縮后一般會(huì)進(jìn)行厭氧消化，產(chǎn)甲烷菌將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為甲烷，視頻中那顆很大的蛋應(yīng)該就是用于消化的，原理跟農(nóng)村的沼氣池、化糞池相同。這一步可以減少很大一部分有機(jī)物，接下來(lái)進(jìn)行離心脫水，然后輸送以進(jìn)行進(jìn)一步處置，即題主關(guān)心的“屎”的去向。首先我國(guó)污泥處置率不高，有污泥濃縮的大概80%。接下來(lái)會(huì)進(jìn)入到污泥消化的又很少，大概60-65%會(huì)直接填埋，而不經(jīng)過(guò)無(wú)害化處理。像視頻中那樣會(huì)進(jìn)行污泥消化并進(jìn)入到農(nóng)用的大概是10-15%，挖個(gè)坑自然風(fēng)干然后利用的3-5%，焚燒的2%左右，這部分算是安全處置。另有15%左右是露天堆放和外運(yùn)，也算是隨意處置。

4. 我國(guó)污水處理現(xiàn)狀

至于處理達(dá)標(biāo)率嘛，不好說(shuō)

5. 未來(lái)發(fā)展方向今年剛好是活性污泥法一百年，我老板主持了一個(gè)會(huì)議，國(guó)內(nèi)很多大牛參加，大致都提到未來(lái)的發(fā)展方向是建立新概念“NEW”污水處理廠，即營(yíng)養(yǎng)鹽（Nutrients）回收（主要是磷）、產(chǎn)生能源（Energy，主要是提高污泥消化率，產(chǎn)生甲烷）、污水回用（Water reuse）。

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