劉文亞，呂寶興

（天津中水有限責(zé)任公司，天津 300074）

　　摘  要：本文重點介紹污水處理廠建設(shè)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(guān)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(jì)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(diào)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(shè)速度加快，環(huán)境質(zhì)量明顯好轉(zhuǎn)。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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(chǔ)設(shè)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(shè)，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(shè)單位在征用過程中與地方政府和農(nóng)民發(fā)生經(jīng)濟糾紛現(xiàn)象嚴(yán)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(nèi)需的積極財政政策，增加了對城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(shè)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(fù)擔(dān)。

　　2.3 建設(shè)規(guī)模大

　　已建設(shè)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(yù)測推導(dǎo)污水量。計算結(jié)果與人口數(shù)量、用水標(biāo)準(zhǔn)、工業(yè)節(jié)水措施、管網(wǎng)普及率等諸多因素有關(guān)，情況復(fù)雜，因此提出的設(shè)計水量偏大，增大投資，運行中長時間不能達到設(shè)計處理水量，設(shè)備閑置，運行維護保養(yǎng)困難。

　　2.4 水質(zhì)確定不確切

　　污水處理廠設(shè)計除水量因素外，還有水質(zhì)因素。進水水質(zhì)的確定應(yīng)以全面調(diào)研為基礎(chǔ)，而大多數(shù)城市在提供水質(zhì)數(shù)據(jù)時沒有對排水系統(tǒng)進行水質(zhì)調(diào)查，采用設(shè)計手冊或經(jīng)驗數(shù)據(jù)，造成設(shè)計污水水質(zhì)偏高，構(gòu)筑物建設(shè)加大，投資相應(yīng)增加，污水處理廠構(gòu)筑物運行負(fù)荷低，需要經(jīng)常調(diào)整運行技術(shù)參數(shù)才能保證出水水質(zhì)。往往根據(jù)國家城市二級處理廠出水標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計出水水質(zhì)，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(biāo)準(zhǔn)，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(rèn)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(yán)重缺水國家十分重要?，F(xiàn)在再生水資源一般是排海、農(nóng)業(yè)灌溉、小部分廠內(nèi)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(rèn)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(shè)的同時，將污水回用作為項目一部分一并實施在國內(nèi)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(gòu)筑物產(chǎn)生的惡臭，鼓風(fēng)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(yīng)對措施與方案

　　中小城市污水處理廠建設(shè)是今后一段時間的環(huán)保工作重點，建設(shè)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(shè)規(guī)模，遴選先進科學(xué)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(shè)要以合理科學(xué)的規(guī)劃為基礎(chǔ)，將城市功能、發(fā)展方向、總體布局定位準(zhǔn)確。由專業(yè)規(guī)劃咨詢機構(gòu)對城市進行規(guī)劃，要把城市排水和污水處理設(shè)施建設(shè)納入城市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展規(guī)劃，要科學(xué)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(shè)過程中結(jié)合遠(yuǎn)期水量一次鋪設(shè)。選擇適宜位置，并預(yù)留足夠的城鎮(zhèn)污水處理廠用地，控制好近、遠(yuǎn)期建設(shè)規(guī)模。

　　3.2 細(xì)致調(diào)研確定水質(zhì)水量

　　合理地確定設(shè)計污水量和水質(zhì)是城市污水處理廠設(shè)計的關(guān)鍵，因此中小城市必須成立排水管理機構(gòu)，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(shè)計水量，取樣檢測水質(zhì)變化，統(tǒng)計分析化驗數(shù)據(jù)，確定污水處理設(shè)計進水水質(zhì)。委托設(shè)計咨詢機構(gòu)科學(xué)的編制項目建議書和可行性研究報告，根據(jù)近、遠(yuǎn)期規(guī)劃、受納水體情況，考慮污水回用對象主要是農(nóng)業(yè)灌溉，以及排水出路通暢的特點合理確定設(shè)計水量和水質(zhì)。

　　3.3 工藝設(shè)計科學(xué)合理

　　中小城市污水處理廠工藝設(shè)計應(yīng)以水質(zhì)水量變化為基礎(chǔ)，充分考慮中小城市污水處理技術(shù)人員缺乏、經(jīng)濟基礎(chǔ)不很雄厚的現(xiàn)實，選擇對水質(zhì)水量變化適應(yīng)性強、出水穩(wěn)定、污泥產(chǎn)量低、技術(shù)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(yán)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(shè)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(guān)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(shù)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(shè)，國外許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)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(yīng)用。污水處理工藝技術(shù)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(shè)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(fēng)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(shè)備與裝置。依據(jù)國內(nèi)污水處理廠運行管理經(jīng)驗，在滿足國家污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)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(jì)初開發(fā)的工藝技術(shù)，由于當(dāng)時自動控制技術(shù)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(gòu)筑物內(nèi)完成，通常有4 ~ 3個池子為一組。該法不設(shè)二次沉淀池，省去了污泥回流及其設(shè)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(fù)荷，可避免污泥膨脹，處理效果穩(wěn)定可靠，出水水質(zhì)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(shù)之一。氧化溝在應(yīng)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(yīng)用較多的為奧貝爾氧化溝工藝。由我國自行設(shè)計、全套設(shè)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(fù)荷能力強，處理效果穩(wěn)定可靠，出水水質(zhì)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(shù)。其負(fù)荷高、設(shè)備少、處理效果好、節(jié)約能源、運行費用較低、不設(shè)二沉池而構(gòu)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(nèi)僅大連采用，設(shè)計運行經(jīng)驗欠缺。

　　4.4 膜生物反應(yīng)器（Membrane Bioreactor）

　　膜生物反應(yīng)器是膜技術(shù)與生物反應(yīng)器有機結(jié)合的成果。它最早開發(fā)于日本，國內(nèi)天津大學(xué)、浙江大學(xué)、同濟大學(xué)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(zhì)好，便于自動控制等優(yōu)點。隨著膜工業(yè)的發(fā)展，膜質(zhì)量、性能的提高，膜生物反應(yīng)器運行經(jīng)驗的積累，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒅鸩綌U大，處理能力也將有所突破。但膜污染嚴(yán)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(chǔ)設(shè)施投資的加大，設(shè)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(zhuǎn)移到中小城鎮(zhèn)，污水處理廠站的建設(shè)必將改善水環(huán)境質(zhì)量，城鎮(zhèn)環(huán)境質(zhì)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(xué)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(shè)計計算實例. 科學(xué)出版社, 2001.