劉文亞，呂寶興

（天津中水有限責任公司，天津 300074）

　　摘  要：本文重點介紹污水處理廠建設中存在的問題，提出幾點建議，根據(jù)中小城市特點推薦幾種工藝。

　　關鍵詞：污水處理廠；存在問題；處理工藝

　　1 前言

　　隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城市人口的增加，污水排放也逐步增大，特別是改革開放20年國民經(jīng)濟高速連續(xù)增長，環(huán)境污染日益加劇，水污染的形勢更加艱巨，給環(huán)保工作帶來巨大挑戰(zhàn)。自70年代以工業(yè)污染源分散治理開始，80年代以紀莊子污水處理廠為代表的大規(guī)模城市污水處理，90年代進行“三河”、“三湖”、“環(huán)渤?！敝攸c流域和南水北調工程實施前“三先三后”水污染治理的實施，國家加大環(huán)保投入和給予優(yōu)惠政策，大城市和工業(yè)污水處理廠建設速度加快，環(huán)境質量明顯好轉。據(jù)統(tǒng)計，全國城市人口38820.45萬，建成區(qū)面積22439.28平方公里。廢水排放量為401.1億m³，其中生活污水量203.8億m³，工業(yè)廢水為197.3億m³。在現(xiàn)有668個地級市中，已有123個城市建設了427座不同處理等級的污水處理廠，其中二級處理廠282座，二級處理率約為15%。這些數(shù)字說明至少還有500余座城市要建污水處理廠，全國已建成運行的城市污水處理廠145座需要改建，用于城市污水處理工程建設的總投資巨大，約為150億元。小城鎮(zhèn)近48 000個，建制鎮(zhèn)19 200多個。污水處理廠建設重點在中小城市和城鎮(zhèn)，如何把中小城市、城鎮(zhèn)污水處理廠建設好是非常重要的。

　　2 已建城市污水處理廠存在問題

　　我國現(xiàn)有大城市基本都建設污水處理廠，但由于各種原因，有的污水處理廠未能發(fā)揮其作用，有的不能正常運行，有的運營管理困難。隨著市場經(jīng)濟秩序的建立，污水處理廠企業(yè)化運營，資本性運作，其所產(chǎn)生的矛盾將更加突出，必須在未來的污水處理廠建設過程給予足夠重視，才能保證污水處理廠正常運營。

　　2.1 城市規(guī)劃問題

　　作為城市基礎設施，污水處理廠未能納入城市總體規(guī)劃，而僅作為城市的招牌或衛(wèi)生城市檢查的需要而建設，不能與城市排水管網(wǎng)及排水方向相吻合，造成有污水處理廠而沒有足夠的污水。建設單位在征用過程中與地方政府和農民發(fā)生經(jīng)濟糾紛現(xiàn)象嚴重，尤其在施工中困難更大。

　　2.2 投資過大

　　近年來，隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，采取拉動內需的積極財政政策，增加了對城市基礎設施建設和環(huán)保的投入，外部資金的引進使投資多元化，有些城市為個體利益或投資者為能夠多投入、多獲利而使建設費用有所增加，增加了市場經(jīng)濟條件下污水處理廠的運營成本，運營企業(yè)投入加大，資本運營的經(jīng)濟效益減低，同時也增加了排污企業(yè)和居民的負擔。

　　2.3 建設規(guī)模大

　　已建設運行的污水處理廠由于缺乏長期積累的污水水量資料，一般按規(guī)劃面積、人口和工業(yè)發(fā)展預測推導污水量。計算結果與人口數(shù)量、用水標準、工業(yè)節(jié)水措施、管網(wǎng)普及率等諸多因素有關，情況復雜，因此提出的設計水量偏大，增大投資，運行中長時間不能達到設計處理水量，設備閑置，運行維護保養(yǎng)困難。

　　2.4 水質確定不確切

　　污水處理廠設計除水量因素外，還有水質因素。進水水質的確定應以全面調研為基礎，而大多數(shù)城市在提供水質數(shù)據(jù)時沒有對排水系統(tǒng)進行水質調查，采用設計手冊或經(jīng)驗數(shù)據(jù)，造成設計污水水質偏高，構筑物建設加大，投資相應增加，污水處理廠構筑物運行負荷低，需要經(jīng)常調整運行技術參數(shù)才能保證出水水質。往往根據(jù)國家城市二級處理廠出水標準設計出水水質，沒有充分考慮受納水體容量、污水利用的因素，造成處理水平或高或低，引起資金浪費。

　　2.5 重污水輕污泥處理問題

　　污水處理廠僅考慮污水達到國家排放標準，但是處理過程中產(chǎn)生的初沉污泥和剩余污泥具有體積大、含水率高、不便運輸、污染物含量高等特點。在運行的污水處理廠中，污泥處理采用污泥厭氧消化、脫水工藝，有的污水處理廠無污泥處理工藝，沒有從根本上實現(xiàn)污泥減量化、無害化及資源化，其有機污染物沒有降解去除，污泥未能實現(xiàn)最終處置和綜合利用，仍然對環(huán)境產(chǎn)生較大污染。

　　2.6 未合理的考慮污水回用

　　水是人類賴以生存的自然資源，再生水被世界公認為第二水資源，充分利用再生水資源對我國這樣一個人均水資源占有量僅為2400 m³的嚴重缺水國家十分重要?，F(xiàn)在再生水資源一般是排海、農業(yè)灌溉、小部分廠內回用，有的甚至清污混合，造成水資源的重大浪費。隨著對再生水資源的認識與接受，污水回用在全國初步開展，國家計委確立了天津、大連、青島、西安、牡丹江五個污水回用試點城市，五個項目已經(jīng)基本完成。但是如何在污水處理廠建設的同時，將污水回用作為項目一部分一并實施在國內還沒有先例。

　　2.7 污水處理廠的環(huán)境問題

　　污水處理廠是環(huán)保項目，但在污水、污泥處理過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染已經(jīng)對污水處理廠的運行管理人員和周圍居民造成損害。進水格柵、沉砂池、沉淀池、儲泥池等構筑物產(chǎn)生的惡臭，鼓風機、提升泵、發(fā)電機等產(chǎn)生的噪音，影響了污水處理廠周圍的居住環(huán)境和品位，因此必須給予重視。

　　3 應對措施與方案

　　中小城市污水處理廠建設是今后一段時間的環(huán)保工作重點，建設好這一批中小城市污水處理廠需要因地制宜，實事求是的根據(jù)城市特點，選擇合理位置，確定合理的建設規(guī)模，遴選先進科學的工藝，使污水處理廠發(fā)揮最佳的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。

　　3.1 做好城市規(guī)劃

　　中小城市建設要以合理科學的規(guī)劃為基礎，將城市功能、發(fā)展方向、總體布局定位準確。由專業(yè)規(guī)劃咨詢機構對城市進行規(guī)劃，要把城市排水和污水處理設施建設納入城市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃，要科學確定城鎮(zhèn)排水體制和體系，建議采用合流制排水管網(wǎng)。給出排水管線位置和路線，在建設過程中結合遠期水量一次鋪設。選擇適宜位置，并預留足夠的城鎮(zhèn)污水處理廠用地，控制好近、遠期建設規(guī)模。

　　3.2 細致調研確定水質水量

　　合理地確定設計污水量和水質是城市污水處理廠設計的關鍵，因此中小城市必須成立排水管理機構，在項目建議書階段全面收集整理城市排水現(xiàn)狀資料，確定污水處理廠近期設計水量，取樣檢測水質變化，統(tǒng)計分析化驗數(shù)據(jù)，確定污水處理設計進水水質。委托設計咨詢機構科學的編制項目建議書和可行性研究報告，根據(jù)近、遠期規(guī)劃、受納水體情況，考慮污水回用對象主要是農業(yè)灌溉，以及排水出路通暢的特點合理確定設計水量和水質。

　　3.3 工藝設計科學合理

　　中小城市污水處理廠工藝設計應以水質水量變化為基礎，充分考慮中小城市污水處理技術人員缺乏、經(jīng)濟基礎不很雄厚的現(xiàn)實，選擇對水質水量變化適應性強、出水穩(wěn)定、污泥產(chǎn)量低、技術先進成熟、能耗低、操作運行管理方便的工藝。廠區(qū)布置力求簡潔明快，嚴格控制噪聲，臭氣要進行處理。

　　4 推薦處理工藝

　　我國現(xiàn)有大城市基本都建設污水處理廠，80%以上采用的是活性污泥法，其余采用一級處理、強化一級處理、穩(wěn)定塘法及土地處理法等。“七五”、“八五”、“九五”國家科技攻關課題的建立與完成，使我國在污水處理、污水再生利用、污泥處理新技術等方面都取得了可喜的科研成果，某些研究成果達到國際先進水平。同時，借助于外貸城市污水處理工程項目的建設，國外許多新技術、新工藝、新設備被引進到我國，AB法、氧化溝法、A/O工藝、A/A/O工藝、SBR法在我國城市污水處理廠中均得到應用。污水處理工藝技術由過去只注重去除有機物發(fā)展為具有除磷脫氮功能。國外一些先進、高效的污水處理專用設備也進入了我國污水處理行業(yè)市場，如格柵機、潛水泵、除砂裝置、刮泥機、曝氣器、鼓風機、污泥泵、脫水機、沼氣發(fā)電機、沼氣鍋爐、污泥消化攪拌系統(tǒng)等大型設備與裝置。依據(jù)國內污水處理廠運行管理經(jīng)驗，在滿足國家污水處理排放標準的基礎上，推薦幾種處理工藝，僅供參考。

　　4.1 SBR法（Sequencing Batch Reactor）

　　SBR法是間歇式（序批式）活性污泥法的簡稱，是在20世紀初開發(fā)的工藝技術，由于當時自動控制技術不普及未能推廣。其運行工況以間歇操作自動控制為主要特征，集進水、曝氣、沉淀、潷水、排泥為一體，在一座構筑物內完成，通常有4 ~ 3個池子為一組。該法不設二次沉淀池，省去了污泥回流及其設備，工藝流程簡單，布置緊湊，占地節(jié)省，運行方式靈活，除磷脫氮效果好，耐沖擊負荷，可避免污泥膨脹，處理效果穩(wěn)定可靠，出水水質好。但需特殊的潷水裝置。

　　4.2 氧化溝

　　氧化溝工藝是近幾年我國采用較多的污水處理工藝技術之一。氧化溝在應用中有帕式（Passveer）即單溝式、奧貝爾（Orbal，即同心圓式）、卡式（Carrousel，即循環(huán)折流式）、三溝式氧化溝（T型氧化溝）等形式，應用較多的為奧貝爾氧化溝工藝。由我國自行設計、全套設備國產(chǎn)化的氧化溝已有成功實例。奧貝爾氧化溝工藝流程簡單，基建費用省，運行管理簡單，操作控制靈活、方便，耐高濃度、高流量沖擊負荷能力強，處理效果穩(wěn)定可靠，出水水質好，但占地大，適合土地資源多的中小城市。

　　4.3 曝氣生物濾池

　　曝氣生物濾池（BAF）是一種生物膜法處理工藝，是生物濾池的衍生類型，是70年代起源于歐洲的工藝技術。其負荷高、設備少、處理效果好、節(jié)約能源、運行費用較低、不設二沉池而構筑物少、占地小、運行穩(wěn)定、易于管理、能夠自動控制運行。但國內僅大連采用，設計運行經(jīng)驗欠缺。

　　4.4 膜生物反應器（Membrane Bioreactor）

　　膜生物反應器是膜技術與生物反應器有機結合的成果。它最早開發(fā)于日本，國內天津大學、浙江大學、同濟大學研究成果。它利用中空纖維膜出水，省去二沉池，具有占地面積小，出水水質好，便于自動控制等優(yōu)點。隨著膜工業(yè)的發(fā)展，膜質量、性能的提高，膜生物反應器運行經(jīng)驗的積累，其應用領域將逐步擴大，處理能力也將有所突破。但膜污染嚴重、膜更換費用較大。

　　隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市基礎設施投資的加大，設計先進污水處理廠的運行投產(chǎn)，我國污水處理事業(yè)將發(fā)展到一個嶄新的階段。水污染控制將從大中城市轉移到中小城鎮(zhèn)，污水處理廠站的建設必將改善水環(huán)境質量，城鎮(zhèn)環(huán)境質量必將有大的提高。

　　參考文獻：

　　[1] 朱雁伯. 天津市污水處理、中水利用和污泥處置概況. 天津市給水排水分科學會理事擴大會議專題報告, 2003.1.

　　[2] 孫力平. 污水處理新工藝與設計計算實例. 科學出版社, 2001.