許澤美

（北京中聯(lián)環(huán)工程股份有限公司，北京 ）

　　1 小城市發(fā)展面臨的環(huán)境問題不可低估

　　城市是人類社會(huì)歷史進(jìn)程的重要標(biāo)志，也是一個(gè)國家社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的標(biāo)志，發(fā)展中國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與其城市化程度密切相關(guān)。我國城市化的進(jìn)程和水平是比較遲緩和落后的，據(jù)有關(guān)資料，我國城市化率約為30%。根據(jù)2001年末統(tǒng)計(jì)，設(shè)市的城市有664個(gè)；人口為35747.31萬，按此計(jì)算城市化率也約為30%，但實(shí)際城市化率高于此數(shù)，因?yàn)槲覈鞘腥丝谟?jì)算多以戶口為準(zhǔn)，而各城市外來的或流動(dòng)人口都不僅存在，數(shù)目也往往不可忽略。但即使將這些人口計(jì)算在內(nèi)，城市化率可能也很難超過35%，仍然是低水平。加速城市化進(jìn)程可以增加GDP，提高人民素質(zhì)和解決農(nóng)村剩余勞動(dòng)力問題，城市化是我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

　　我國城市的類型以中小城市為主，特大型和大型城市只占5.9%，中等城市占30.69%，小于20萬人口的小城市382座，占57.18%（1988年資料）。在城市化的進(jìn)程中小于20萬人口的小城市的比重還會(huì)增加。在中國城市化發(fā)展中，小城市的發(fā)展具有十分重要的地位，必須予以重視。城市化發(fā)展道路只能走可持續(xù)發(fā)展之路，城市的發(fā)展必須與生態(tài)環(huán)境相協(xié)調(diào)和融合。小城市也決不可因經(jīng)濟(jì)實(shí)力較弱而在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過程中不顧及生態(tài)環(huán)境的損壞。一個(gè)小城市的污染問題雖對(duì)生態(tài)環(huán)境影響相對(duì)較小，但小城市量多分布又廣，其總體影響不能低估。

　　2 小城市水污染防治任重而道遠(yuǎn)

　　城市建設(shè)和發(fā)展會(huì)帶來一些污染問題，如廢氣排放、噪聲、固體廢棄物、水污染等，解決這些問題，首先要從減少污染源做起；節(jié)約能源、節(jié)約物資、減少消耗、節(jié)約用水降低污水量等，但治理也是必不可少的。城市，即使很小的城市也必然會(huì)有下水道；排放污水也是必然的，因而城市污水或者說市政廢水處理工程是城市的基礎(chǔ)設(shè)施。城市污水處理廠在我國始建于上個(gè)世紀(jì)三十年代，但發(fā)展則是在改革開放之后，從上世紀(jì)三十年代起近50年里污水處理發(fā)展十分緩慢，即使在上世紀(jì)七十年代全世界都已認(rèn)識(shí)到水污染的嚴(yán)重性的時(shí)刻，還只認(rèn)識(shí)到“工業(yè)廢水要治理”，城市污水問題不嚴(yán)重。致使城市污水處理率不足4%，當(dāng)然其中也有經(jīng)濟(jì)條件的因素。進(jìn)入上世紀(jì)八十年代，我國水體污染的嚴(yán)重性十分清楚的呈現(xiàn)出來，城市污水治理的重要性逐漸被認(rèn)識(shí)，國家加大了城市污水處理的投入，在大力引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備的同時(shí)，積極開展污水處理方面的科研，促使城市污水處理工程有了成倍速度的發(fā)展。至1998年已建有城市污水處理廠398個(gè)；其中生物處理污水處理廠272個(gè)，總處理能力達(dá)到1538.28萬m³/d，污水處理率為29.56%，2001年末污水處理率增至36.5%。2001年新增城市污水處理能力714萬m³/d，增長(zhǎng)速度是空前的。但水污染形勢(shì)仍然很嚴(yán)峻，直觀的說有2/3的污水未經(jīng)處理，污染嚴(yán)重的“三河三湖”的治理也還遠(yuǎn)未解決。為了推進(jìn)我國水污染治理，國務(wù)院2000年36號(hào)文件中提出多項(xiàng)政策和城市污水處理的規(guī)劃要求；“十五”期間，所有設(shè)市城市都必須建設(shè)污水處理設(shè)施，2010年所有設(shè)市城市污水處理率應(yīng)不低于60%，直轄市、省會(huì)城市、旅游城市應(yīng)不低于70%。這一任務(wù)是十分艱巨的，最大的困難是要求所有設(shè)市城市都必須建設(shè)污水處理設(shè)施，而且污水處理率不低于60%。小城市也包括在此要求之內(nèi)，而小城市建設(shè)污水處理設(shè)施卻面臨更多的困難和更多的問題。

　　3 我國小城市污水處理廠面臨的特殊問題

　　我國小城市（人口少于20萬）約占城市總數(shù)的57%，數(shù)量估計(jì)超過400座，量是很大的，分布也很廣。大多數(shù)小城市經(jīng)濟(jì)能力和科技力量均較弱，所以，小城市污水處理設(shè)施的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)都有其特殊性，因而面臨的問題具有特殊性。

　　3.1 資金問題

　　我國污水處理廠建設(shè)和運(yùn)行的一個(gè)主要問題是資金問題，對(duì)于小城市來說更加突出，一般小城市特別是中西部小城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力遠(yuǎn)低于大中城市。按照污水處理率60%的要求，小城市的污水處理廠的規(guī)模多在1 ~ 3萬m³/d。一般來說這樣的規(guī)模，單位水的造價(jià)就比較高，要比10萬m³/d或10萬m³/d以上規(guī)模處理廠高1倍左右；運(yùn)行電耗也要高很多，單位水設(shè)備功率高40% ~ 80%。規(guī)模小、造價(jià)高的問題在排放標(biāo)準(zhǔn)高的條件下更加突出。我國污水排放新標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)于我國現(xiàn)狀是過高的，這是不少專家的意見。而且標(biāo)準(zhǔn)還不因地區(qū)、季節(jié)的不同有所變化，標(biāo)準(zhǔn)是一成不變的。相對(duì)于高排放標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)模效應(yīng)極為顯著?；蛘哒f排放標(biāo)準(zhǔn)愈高，對(duì)于規(guī)模小的小城市污水處理廠的投資和運(yùn)行費(fèi)增加的愈多。有一個(gè)實(shí)例：一個(gè)縣城污水處理工程，其出水標(biāo)準(zhǔn)為一級(jí)（新標(biāo)準(zhǔn)），規(guī)模為1.0萬m³/d，單位水造價(jià)為2.0萬m³/d的150%，水量差1.0萬造價(jià)多50%。

　　3.2 水質(zhì)水量變化比大中城市要大得多

　　小城市的水質(zhì)、水量和它們的變化規(guī)律等系統(tǒng)基礎(chǔ)資料目前還比較缺乏，但從已有資料和國外經(jīng)驗(yàn)可知規(guī)模愈小變化幅度一定愈大，晝夜相差很大，午夜之后有可能一段時(shí)間流量接近斷流。如何考慮適應(yīng)水質(zhì)水量的這樣大幅變化，而又保持出水水質(zhì)穩(wěn)定，這是大中型污水處理廠未遇到過的問題。它也是小城市污水處理廠設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。

　　3.3 缺乏經(jīng)驗(yàn)

　　小城市污水處理設(shè)施設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理的系統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，我國還比較缺乏。改革開放以來我們建了幾百座污水處理廠，引進(jìn)了一些先進(jìn)的工藝技術(shù)和設(shè)備，國內(nèi)也組織了大量的科研力量進(jìn)行這方面的攻關(guān)，但主要集中在10萬～20萬m³/d規(guī)模的大中型污水處理廠。國家在投資政策上原來也不大支持小城市的污水處理設(shè)施建設(shè)，直到國家提出“設(shè)市城市均要建污水處理設(shè)施”后，小城市污水處理才列入議事項(xiàng)目，因而少有小城市污水處理設(shè)施的建設(shè)，運(yùn)營(yíng)管理的經(jīng)驗(yàn)自然更少。小城市污水處理的規(guī)模與上述大中型處理廠的規(guī)模相差7 ~ 8倍，量變引起質(zhì)變，小城市污水處理自有其獨(dú)特之處，不可能完全套用大中廠的方法。我國既缺乏這方面的經(jīng)驗(yàn)，又未進(jìn)行過系統(tǒng)研究，當(dāng)前需要很好進(jìn)行這方面的研究，以便使將要建設(shè)的近400座這類處理廠建的更完善。

　　4 國外經(jīng)驗(yàn)值得借鑒

　　小城市污水處理廠在國外數(shù)量很大，運(yùn)行時(shí)間也久，他們的經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。美國是一個(gè)污水處理大國，污水處理廠之多為世界之冠，據(jù)統(tǒng)計(jì)1986年全美共15438座污水處理廠，日處理污水1.388億m³。預(yù)計(jì)2005年污水處理廠將達(dá)到169800座，處理量為1.628億m³/d。其中規(guī)模在37850 m³/d以上的1986年共577座，預(yù)計(jì)2005年增至695座，約占4%，絕大多數(shù)是小型廠，總數(shù)近1500座。而且美國的污水處理技術(shù)和設(shè)備的水平是居世界前列的，所以他們的經(jīng)驗(yàn)值得研究。

　　美國國家環(huán)境保護(hù)署曾對(duì)150個(gè)小污水處理廠的問題進(jìn)行調(diào)查研究，總結(jié)出了主要的問題和改進(jìn)意見，值得我們借鑒，主要有以下幾點(diǎn)：

　　① 不宜選擇活性污泥法，要考慮管理簡(jiǎn)便，具有伸縮變化適應(yīng)力強(qiáng)的污水處理工藝，如固定介質(zhì)膜法、天然處理等。

　　② 選擇工藝要基于全面和真實(shí)的評(píng)估所有費(fèi)用之上。費(fèi)用應(yīng)將污泥處理與處置費(fèi)（污泥量要估算足）、新員工培訓(xùn)、設(shè)備維修與替換、行政費(fèi)用等包括在內(nèi)。

　　③ 處理廠必須有足夠的應(yīng)變能力，以應(yīng)對(duì)水質(zhì)、水量大幅波動(dòng)等諸多變化。沒有這種應(yīng)變能力實(shí)際上是損壞了處理廠的運(yùn)行能力。

　?、?防止工藝流程從頭至尾不暢通，連接阻塞。污泥處置要有足夠能力。

　?、?設(shè)計(jì)負(fù)荷不宜太高，并應(yīng)將I/I（入滲/入流）、工業(yè)廢水的負(fù)荷充分考慮在內(nèi)。高負(fù)荷易使運(yùn)行者感到很狼狽。

　　⑥ 經(jīng)費(fèi)預(yù)算過低，不利運(yùn)行。

　　5 小城市污水處理廠設(shè)計(jì)遵循的原則

　　5.1 污水處理廠的環(huán)境效益標(biāo)志

　　衡量一座污水處理廠的環(huán)境效益的指標(biāo)，顯然應(yīng)該是除去的污染物量，而不是水量。污水對(duì)水體造成污染的是它所含的污染物，處理水量相同，但因處理工藝不同，去除率也不同，排出的污染物量也不相同，甚至相差頗大。完全生物處理去除的污染物量可以達(dá)到一級(jí)處理的3倍（同一水質(zhì)水量）。所以，以水量作為衡量污水處理廠的環(huán)境效果指標(biāo)是不夠科學(xué)和準(zhǔn)確的，應(yīng)以減少的排放污染物量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，這樣才可以獲得污水處理廠真實(shí)的、可比的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。這點(diǎn)在小城市污水處理廠建設(shè)的分期方案研究中尤為重要的。小城市污水處理廠建設(shè)由于資金困難可能考慮分期實(shí)施，我國通常做法是先建一級(jí)處理，這種思路實(shí)質(zhì)是以水量指標(biāo)為出發(fā)點(diǎn)。我國已建污水處理廠中不少先建一級(jí)處理方案是出自水量規(guī)模考慮，極少研究在同樣的投資前提下，是否可有另一個(gè)方案，使得削減的污染物更多，效益更好。實(shí)際上從污染物指標(biāo)來考慮，將處理水量減少，處理升級(jí)為生物處理，削減的污染物就可以成倍增加。一級(jí)處理的BOD₅去除率為20% ~ 30%，生物處理為85% ~ 90%，工程造價(jià)按概算手冊(cè)，當(dāng)規(guī)模為2萬～5萬m³/d，一級(jí)處理為398 ~ 477元/(m³水·d)，二級(jí)處理為683 ~ 795元/(m³水·d)。也就是說二級(jí)處理去除率為一級(jí)處理3倍多，而工程造價(jià)不到一級(jí)處理1倍，環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益的大幅提升十分明顯。所以小城市污水處理廠的處理工藝應(yīng)先考慮二級(jí)處理。

　　5.2 選擇的工藝和設(shè)施應(yīng)該有足夠的應(yīng)變和調(diào)節(jié)能力

　　工藝要選擇能適應(yīng)水質(zhì)水量變化，運(yùn)行又相對(duì)穩(wěn)定的工藝，它既要耐沖擊負(fù)荷，適應(yīng)負(fù)荷大幅度增加，要在負(fù)荷很低的條件下穩(wěn)定出水水質(zhì)。

　　設(shè)備要具有在水質(zhì)水量大幅變動(dòng)時(shí)調(diào)節(jié)的能力，使運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定。如采用變速泵等。

　　設(shè)施的容量應(yīng)具有“寬容”性。污泥處理和處置能力要充足，隨意削減其能力后果嚴(yán)重。

　　連接管渠既要保證最大流量能通過，又要防范低流量淤積產(chǎn)生阻塞。

　　5.3 生物處理首選工藝是膜法

　　膜法適應(yīng)水質(zhì)水量變化能力強(qiáng)、耐沖擊、出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是長(zhǎng)久以來所公認(rèn)的。傳統(tǒng)的高負(fù)荷生物濾池出水懸浮物和BOD₅一般為30 ~ 40 mg/L，水質(zhì)達(dá)不到日益提高的環(huán)境要求。但八十年代以后出現(xiàn)的新型膜法如TF/SC（高負(fù)荷生物濾池/固體接觸）曝氣生物濾池、SAF（淹沒生物濾池）等，不僅保持了膜法技術(shù)的特點(diǎn)，其出水水質(zhì)還可與活性污泥法相媲美，甚至SS和BOD₅還可達(dá)10 mg/L的三級(jí)處理水平。

　　膜法還具有易于操作管理的特點(diǎn)。小城市污水處理廠不僅是人員少，水平也較低，需要管理簡(jiǎn)單的技術(shù)。

　　膜法在小規(guī)模污水處理廠里，其造價(jià)低和電耗低的優(yōu)點(diǎn)更為突出。

　　膜法另一優(yōu)點(diǎn)是污泥量少，TF/SC工藝的泥量較活性污泥法少24%。泥量少處理費(fèi)用就低。完善的污泥處理電耗與生物處理（不包括進(jìn)廠提升）相當(dāng)，污泥處理費(fèi)占總費(fèi)用的比重是不低的。

　　5.4 真實(shí)的經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)

　　真實(shí)的計(jì)算各項(xiàng)費(fèi)用來確定成本，評(píng)價(jià)其經(jīng)濟(jì)效益，認(rèn)真考慮收費(fèi)的來源。小城市的經(jīng)濟(jì)實(shí)力較差，一旦出現(xiàn)經(jīng)費(fèi)不足，難以籌集，很可能造成不運(yùn)行，形成“建得起用不起”的局面。要防止污水處理廠建成之后長(zhǎng)期無法運(yùn)行，設(shè)備閑置損壞；投資無法回收；貸款無法償還的局面出現(xiàn)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析要保證是真正可行的。

　　6 結(jié)束語

　　小城市污水處理廠有其特性，應(yīng)按其規(guī)律進(jìn)行建設(shè)。它的特征是規(guī)模小，水質(zhì)水量變化大。不可套用大中城市污水處理廠和工業(yè)廢水處理廠的經(jīng)驗(yàn)。