新型污水处理技术在城市排水系统设计中的应用研究

新型污水处理技术在城市排水系统设计中的应用研究

史健

南大环境规划设计研究院（江苏）有限公司  210000

摘  要：科学技术持续创新，渗入到各个领域中发挥引领作用，城市排水建设过程中应用创新技术，尤其是污水处理方面，由于新型技术应用，使得整个排水系统优化，传统排水系统存在的问题得以有效解决。从现在的创新技术应用情况来看，主要大数据技术、人工智能技术，所使用的设备具有智能感知性能，对于城市排水建设而言，实现了新突破，本论文着重于研究新型污水处理技术在城市排水系统设计中的应用策略。

关键词：城市排水系统；新型污水处理技术；光催化氧化技术；智能感知设备；超声波污水处理技术

引言

    从现在的给排水工程情况来看，主要的内容是工艺和技术，使得环境得以改善，提高生态质量。实际角度而言，当前污水处理工艺技术不断更新，但是依然无法满足要求，还需要进一步提高，主要体现为一些城市以及地区依然存在黑臭水问题，主要的原因是排水不畅导致的，人们身体健康受到影响[1] 。这就需要对城市排水系统设计不断完善，积极引进新型污水处理技术，发挥先进设备的功能对污水有效处理，确保排水系统提升运行效能。本文的研究中，基于城市污水处理特点，针对新型污水处理技术的应用进行分析。

一、城市污水处理特点

（一）污染负荷重而难以控制

    现在人们生活质量提高，对水资源提出更多需求，而且力气多样化多样化，导致污水成分增加而且趋于复杂。另外，一年四季气候环境不断变化，导致污染物也会相应地改变，如果没有及时采取有效措施解决，就要导致污染超过规定标准的问题，污染负荷加重，已经达到难以开工至的程度，实际控制面临十分严峻的考验。这个时候，应用任何方法解决问题都会非常困难[2] 。

（二）外界因素影响比较大

    从当前比较常用的污水处理技术来看，虽然不断引进新技术，但是依然体现出经验性，以多年总结经验处理污水，结合使用实验分析方法。但是，我国的一些地区四季分明，以东北地区为例，这里不同季节环境温度存在很大的差异，如果污水处理过程中采用传统工艺技术，不利于生物化学反应，所以，不能获得良好的处理效果，而且，进行污水处理操作的过程中，还会由于外界各种类型因素的存在造成干扰，严重影响污水处理质量。

二、新型污水处理技术的应用

（一）光催化氧化技术

    在处理城市污水的过程中，通过合理应用光催化氧气处理技术就可以讲污水中所含有的各种有机物质去除，对于传统污水处理技术而言可谓是突破性进展。光催化氧化技术的应用过程中，主要是将半导体材料以及导体材料加入其中，发挥其催化作用，原理角度而言，就是实施光照氧化，能够电子还原污水中所含有的物质。还原过程中，还要将催化剂加入到污水中，用光处理废水，水分子与OH化物在光的作用下会有OH自由基产生，使得污水中的有机物质遭到破坏，由此可以降解污水，其中所含有的有机物质经过转化之后生成水和二氧化碳，而且还要运用科学的方法处理有机物质，使得环境不会被废水影响。

（二）蚯蚓生物滤池技术

    在我国的生态污水处理技术中，比较新的是蚯蚓生物滤池技术。该技术的应用过程中，优势在于处理水质的时候不会造成二次污染。该技术的应用过程中，比较常用的生物是蚯蚓、蚱蜢等等。这些生物在含有有机物质的水环境中快速繁殖[3] 。与其他生物改良技术相比较，这种技术效果更加显著，且有很高的环保性能。

    在处理污水之前，有关人员使用过滤器过滤污水，主要是过滤微颗粒物质并予以处理。当完成污染物质处理工作之后，就要将蚯蚓和微生物加入其中并处理污水。

（三）超声波污水处理技术

    处理污水的时候，降解有机物可以使用超声波，发挥其空化作用。所谓的“空化作用”，就是发挥超声波高频率、大能量的特点，其在液体中传播的时候会产生很多的小空腔。其会短时间存在，快速收缩的时候,液体中会有几千怕的大气压生成。如此巨大的压强必然会导致很多热能产生，就会导致局部压力瞬间升高，高温度快速生工，导致液体产生化学变化。这种方法不仅降解能力强，而且能够得到快速降解的效果。当超声波空化泡崩溃的时候，产生的能量非常高，促使化学键断裂，此时会产生氢氧基和氢基，此时有机物氧化之后，使得水体中所含有的极具危害性有机物经过转变之后，生成二氧化碳、水、无机离子，即便水中的一些有机物依然有毒性，但是已经非常小，不会有危害性[4] 。超声波技术不仅功能强大，而且有很大的应用范围，对于污水中的各种化学物质能够科学处理之外，一些污染物通过环境不能降解，采用这种方式能够有效处理。有关部门处理污水的时候应用超声技术，通常会结合使用焚烧方式，除了高效处理有机物质之外，还能够使污水处理质量大大提高。超声波污水处理技术的应用过程中，可以高效降解有机物质，从而影响水体酸碱值。

（四）大数据技术以及人工智能技术

1.大数据分析技术

    城市排水系统设计中应用大数据技术，能够全面收集数据信息并详细分析，结合使用BIM技术模拟操作，就能够直观了解排水系统运行状况，即便是潜在性问题也能够发现，由此发挥预警作用。应用大数据分析技术设计排水系统的过程中还能够不断优化，使得排水效率大大提高，排水成本降低

[5] 。

2.人工智能技术

    城市排水系统设计中应用人工智能技术，可以起到优化作用，排水系统智能化运行和管理，实现全过程控制。人工智能技术的应用过程中，可以对排水系统状态自动分析和判断，各种情况都能够积极响应，对排水设备自动调节，对于各种气候环境以及水流条件都有很好的适应性，使得排水系统更加灵活，切实发挥其应有的功能。

（五）智能感知设备

    城市排水建设中，要合理应用智能感知设备。进行排水系统设计中，对各种类型的传感器合理部署，包括流量传感器、水位传感器以及压力传感器等等，当排水系统运行过程中，其状态以及环境变化情况都可以通过实时跟踪获得信息[6] 。这些感知设备将运行的过程中，可以将收集到的数据信息向中央控制系统传输，城市管理者对系统排水情况实时掌握，对于存在的问题短时间内响应，由此使得排水系统监测结果精准，控制力度加大。

结束语：

    通过上面的研究可以明确，城市持续快速发展的进程中，需要面对的一项重要工作就是污水处理，有关人员要高度重视。进行城市排水系统设计的过程中，要积极引进新型污水处理技术，有效弥补传统技术存在的不足，确保排水系统运行质量和效率提高，在保证污水各项指标符合要求的同时，还有效保护水资源，避免造成严重浪费。

参考文献：

[1] 向伦宏，张天牧，张乐柠，等.工业聚集型城镇排水系统监测和污水处理厂进水预警研究[J].给水排水， 2021， 047(3):138-143.

[2] 李骏飞，王悦.城市生活污水集中收集率和污水处理厂进水浓度问题的思考[J].给水排水， 2023， 049(1):41-46.

[3] 王礼兵.城镇排水系统预诊断技术及在六安市某区域的应用研究[J].工程建设与设计， 2022，000(22):7-10.

[4] 肖仲进，周杨军.基于污水处理厂进水浓度提升的排水系统调查和评估[J].市政技术， 2023， 041(2):161-167.

[5] 孙未.阳泉市某污水处理厂扩建及提标改造工程设计要点分析[J].工程技术研究， 2023， 005(5):92-94.

[6] 郭苹，李江平，张伟，等.一体化污水处理技术在老挝学校生活污水净化中的应用——以南塔省立中学为例[J].环境科学导刊， 2021，000（5）：67-68.