隨著城市化進程的不斷加快，國民享受現代城市一切城市化成果的同時也面臨著急速增長的城市化問題，如城市污水。污水處理的需求是伴隨著城市的誕生而產生的，城市化規模不斷擴大令城市污水問題日益嚴重，國民對環境問題和自身健康的關注度越來越高，水健康也成為焦點，所以做好城市污水處理工作就成了重中之重。
一、污水處理發展歷史
城鎮最初形成時，城市人口及產生的城市污水較少，城市污水都是直接排放到河道中，利用河水的自潔能力處理污水。后來考慮到城市的美觀問題，就建立了簡單的污水收集系統，將污水都收集起來集中進行排放，這時還是利用河水的自潔能力。但是到了工業文明時代，污水不僅包括生活污水還有工業污水，城市污水數量越來越多，污水成分也日趨復雜，河水自潔能力已經不能處理這些。進而導致水源被污染，污染的飲用水又印發了嚴重的疾病，此時人類認識到必須要要對污水進行處理，這就促使了污水處理技術的誕生。污水處理技術發展可謂步履艱難，從剛開始的一級污水處理階段發展到目前的三級污水處理階段，從剛開始簡單的消毒沉淀，到后來的去除有機物，除磷脫氮,再到后來的中水回用。
一級污水處理階段
早期的污水處理方式較為簡單,一般采用明礬,石灰等進行沉淀,或者采用漂白粉消毒。在我國，明代晚期已有污水處理設備出現，我國的生活污水大多排到農田作為灌溉用處。直到1762年，英國才剛開始使用石灰和金屬鹽類等方式進行污水處理。
二級污水處理階段
1881年，法國科學家發明了第一座生物反應器，也是第一座厭氧生物處理池—moris池，拉開了生物法處理污水的序幕。1893年，第一座生物濾池在英國wales投入使用，并迅速在歐洲北美等國家推廣。這就是大家廣為熟知的生物膜法，生物膜法重點是處理污水中的有機物，除此之外還有活性污泥法。脫氮除磷污水處理工藝有脫氮工藝、除磷工藝、a2o工藝、氧化溝工藝、兩段法工藝、sbr工藝、anammox-sharon 組合工藝。
三級污水處理階段
近年，污染加劇和水資源短缺讓人類對水質提出了更高的要求，污水深度處理與回用技術興起。比較有代表性的技術工藝有生物膜新技術、接觸氧化法、生物濾池、生物轉盤、膜處理技術、膜生物反應器等。
2014年1月7日，中國工程院院士、中國科學院生態環境研究中心研究員曲久輝等6位專家曾提出“建設面向未來的中國污水處理概念廠”的目標?！靶赂拍睢蔽鬯幚韽S的提法在業界引起了不小的震動，城市污水處理廠正由單純污染物削減，轉變為能源工廠、水源工廠、肥料工廠等，進一步將發展成為城市與鄉村全方位融合和互利共生的新型環境基礎設施，該項目將于今年年中建成，如能持續穩定運營，將為中國污水處理行業綠色低碳發展和產業升級帶來深遠影響。專家們希望中國的污水處理，能像中國的高鐵一樣，在國際上快速實現從“跟跑”到“領跑”的轉變。
宜興城市污水資源概念廠
二、污水處理行業前景
2020年9月第七十五屆聯合國大會上，習近平主席宣布，我國二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。污水處理行業能耗雖然沒有發電、鋼鐵、化工等行業那么高，但總能耗占比并不小，傳統污水處理模式本質是以能耗換水質。為了減少水污染，我們使用大量電能，間接產生大量二氧化碳排放，對全球生態環境造成負面影響。因此，為了減少碳排放，降低污水處理能耗和物耗是行業升級的必然目標。目前，世界上已有多個國家發布污水廠碳中和技術路線圖，美國提出2030年所有污水處理廠都要實現碳中和。
烏魯班丹再生水廠計劃改造
希博伊根(sheboygan)污水處理廠工藝流程
污水處理行業如何實現綠色低碳發展呢？整理國內外現有先進經驗，我們覺得可以從以下幾個方面入手：
①優化工藝回收有機物能量。通過增加耗用能源途徑，從根本上解決綠色低碳發展問題。優化污水處理工藝，回收有機物能量，利用沼氣熱聯發電，可實現碳中和。
②優化原料投入環節。污水處理工藝多樣，但本質是通過生化反應來去除水中污染物。目前，市場上主要有兩種方式。第一種，加藥系統由常用的變頻計量泵升級為數字泵，加藥量有不同程度減少。第二種，對加藥設備進行智能化精準化控制。
③優化排水管網輸水性能。污水管網大規模鋪設及長距離輸送需要大量能耗維持運行及維護，優化官網性能主要包括漏損點勘測、定位、維修和潛在漏損風險的預防。
④排水泵站節能降耗。排水泵站采用智能化運營模式，能有效降低能耗。目前主要有老舊排水泵站升級采用變頻技術和新建項目采用數字泵等新型設備設施。
污水處理行業實現綠色低碳發展是一項長期的系統性工程，在行業發展過程中，需要政府相關部門和企業全面升級管理運營模式，從管理驅動升級為數據驅動，構建全新的數字化管理新模式，實現整個運營模式的智慧化升級。
來源：世環會【國際環保展】
