很好奇中國的污水處理技術是個什么樣子，我們的屎又去哪了

很好奇中國的污水處理技術是個什么樣子，我們的屎又去哪了

基本上來說污水處理水平不是由技術決定的，而是錢決定的，我們現在用的生活污水處理的技術，核心還是一百年前發展的活性污泥法，只不過美國做的更精細更規范。

1. 污水中有什么

對于工程師來說，主要關心的是以下成分：

屎的主要成分是可生物降解有機物（包括營養元素），尿的主要貢獻是氮、磷營養元素，二者是生活污水處理的主要處理對象。

細胞生長所需的大量元素主要是C、H、O、N、P，其中H和O我們沒有辦法處理，所以生活污水處理中，主要處理的是C、N、P。C指有機物，一般以COD和BOD的形式表征，在生活污水處理中有機物的去除是比較簡單的，通過活性污泥法培養大量細菌吃掉這些有機物，但是工業廢水中由于含有大量難降解有機物，譬如含苯環的，通常較難處理。N和P又被稱為營養元素，去除C之后，細菌一般難以大量繁殖，但是藻類等自養生物可以利用二氧化碳合成有機物，這時N和P就成為限制它們生長的重要因素，因為是合成蛋白質和DNA、RNA的必需元素。

當水體中富含有機物(C) 時，細菌大量繁殖，消耗水中氧氣，造成水體厭氧環境，形成我們說的腐敗，即發黑發臭，同時危害人體健康。當水體富含N、P時，藻類大量繁殖，消耗水中氧氣，同時覆蓋在水體表面，阻止氧氣和陽光進入水體，危害魚類繁殖，破壞水體生態。重金屬的問題在工業污水中比較明顯。

2. 污水是怎樣處理的

生活污水通過管網進入到污水廠之后，典型的處理過程如下：

一級處理主要是物理處理。格柵很好理解，就是一個過濾設備，有粗有細，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機顆粒（即砂），防止堵塞和磨損后面的泵和管道等，原理很簡單，因為砂石比較重，會比有機物先沉下來，有時候為了防止大顆粒有機物沉下來還會曝氣。均化（調節）池是為了調節水質和水量，一天中水量變化比較大，一般來說早上和晚上是用水高峰期，工業廢水中有些是酸性的，有些是堿性的，混在一起可以節省化學品的投加量。初沉池主要去處比較容易沉下來的有機物，減輕下游負擔。

二級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細菌，吃掉污水中的有機物，然后在二沉池讓細菌沉淀下來，上清液流出。所以視頻中講到的“屎”其實已經不是屎，主要是細菌和部分不能被細菌吃掉的有機物(unbiodegradable organics)。后來人們發現光去掉有機物還不行，污水中的營養元素氮、磷排到水體中，會造成富營養化，所以后來發展出了具有脫氮除磷功能的AAO，本質上還是活性污泥法，不過是在一群干體力活的細菌里發展出了一些有特殊手藝的。

上面說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，用羅茨風機往池中鼓入空氣，此過程是污水處理的主要耗能單元。活性污泥法的另一個缺點是，好氧菌吃掉的有機物，大概只有40%會通過新陳代謝轉化為二氧化碳排出，剩下的用于生長，所以污泥長得很快，除了回流一部分到反應器中繼續工作，另一部分叫做剩余污泥需要進行處理（見下文）。后來人們發現厭氧菌（如硫酸鹽還原菌）有機物轉化為二氧化碳的效率高很多，所以發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。

三級處理一般在污水回用時才用到，主要是過濾、消毒等等，根據水質要求的不同處理方式差別很大，一般來說如果經過反滲透，出水是可以直接喝的。

3. 污泥處理 （二逼主持人一直叫的“屎”）活性污泥法會產生大量污泥，污泥濃縮后一般會進行厭氧消化，產甲烷菌將有機物轉化為甲烷，視頻中那顆很大的蛋應該就是用于消化的，原理跟農村的沼氣池、化糞池相同。這一步可以減少很大一部分有機物，接下來進行離心脫水，然后輸送以進行進一步處置，即題主關心的“屎”的去向。首先我國污泥處置率不高，有污泥濃縮的大概80%。接下來會進入到污泥消化的又很少，大概60-65%會直接填埋，而不經過無害化處理。像視頻中那樣會進行污泥消化并進入到農用的大概是10-15%，挖個坑自然風干然后利用的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，也算是隨意處置。

4. 我國污水處理現狀

至于處理達標率嘛，不好說

5. 未來發展方向今年剛好是活性污泥法一百年，我老板主持了一個會議，國內很多大牛參加，大致都提到未來的發展方向是建立新概念“NEW”污水處理廠，即營養鹽（Nutrients）回收（主要是磷）、產生能源（Energy，主要是提高污泥消化率，產生甲烷）、污水回用（Water reuse）。

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