浅谈中小城镇污水处理厂建设

刘文亚，吕宝兴

（天津中水有限责任公司，天津 300074）

　　摘  要：本文重点介绍污水处理厂建设中存在的问题，提出几点建议，根据中小城市特点推荐几种工艺。

　　关键词：污水处理厂；存在问题；处理工艺

　　1 前言

　　随着国民经济的不断发展，城市人口的增加，污水排放也逐步增大，特别是改革开放20年国民经济高速连续增长，环境污染日益加剧，水污染的形势更加艰巨，给环保工作带来巨大挑战。自70年代以工业污染源分散治理开始，80年代以纪庄子污水处理厂为代表的大规模城市污水处理，90年代进行“三河”、“三湖”、“环渤海”重点流域和南水北调工程实施前“三先三后”水污染治理的实施，国家加大环保投入和给予优惠政策，大城市和工业污水处理厂建设速度加快，环境质量明显好转。据统计，全国城市人口38820.45万，建成区面积22439.28平方公里。废水排放量为401.1亿m³，其中生活污水量203.8亿m³，工业废水为197.3亿m³。在现有668个地级市中，已有123个城市建设了427座不同处理等级的污水处理厂，其中二级处理厂282座，二级处理率约为15%。这些数字说明至少还有500余座城市要建污水处理厂，全国已建成运行的城市污水处理厂145座需要改建，用于城市污水处理工程建设的总投资巨大，约为150亿元。小城镇近48 000个，建制镇19 200多个。污水处理厂建设重点在中小城市和城镇，如何把中小城市、城镇污水处理厂建设好是非常重要的。

　　2 已建城市污水处理厂存在问题

　　我国现有大城市基本都建设污水处理厂，但由于各种原因，有的污水处理厂未能发挥其作用，有的不能正常运行，有的运营管理困难。随着市场经济秩序的建立，污水处理厂企业化运营，资本性运作，其所产生的矛盾将更加突出，必须在未来的污水处理厂建设过程给予足够重视，才能保证污水处理厂正常运营。

　　2.1 城市规划问题

　　作为城市基础设施，污水处理厂未能纳入城市总体规划，而仅作为城市的招牌或卫生城市检查的需要而建设，不能与城市排水管网及排水方向相吻合，造成有污水处理厂而没有足够的污水。建设单位在征用过程中与地方政府和农民发生经济纠纷现象严重，尤其在施工中困难更大。

　　2.2 投资过大

　　近年来，随着国民经济的不断发展，采取拉动内需的积极财政政策，增加了对城市基础设施建设和环保的投入，外部资金的引进使投资多元化，有些城市为个体利益或投资者为能够多投入、多获利而使建设费用有所增加，增加了市场经济条件下污水处理厂的运营成本，运营企业投入加大，资本运营的经济效益减低，同时也增加了排污企业和居民的负担。

　　2.3 建设规模大

　　已建设运行的污水处理厂由于缺乏长期积累的污水水量资料，一般按规划面积、人口和工业发展预测推导污水量。计算结果与人口数量、用水标准、工业节水措施、管网普及率等诸多因素有关，情况复杂，因此提出的设计水量偏大，增大投资，运行中长时间不能达到设计处理水量，设备闲置，运行维护保养困难。

　　2.4 水质确定不确切

　　污水处理厂设计除水量因素外，还有水质因素。进水水质的确定应以全面调研为基础，而大多数城市在提供水质数据时没有对排水系统进行水质调查，采用设计手册或经验数据，造成设计污水水质偏高，构筑物建设加大，投资相应增加，污水处理厂构筑物运行负荷低，需要经常调整运行技术参数才能保证出水水质。往往根据国家城市二级处理厂出水标准设计出水水质，没有充分考虑受纳水体容量、污水利用的因素，造成处理水平或高或低，引起资金浪费。

　　2.5 重污水轻污泥处理问题

　　污水处理厂仅考虑污水达到国家排放标准，但是处理过程中产生的初沉污泥和剩余污泥具有体积大、含水率高、不便运输、污染物含量高等特点。在运行的污水处理厂中，污泥处理采用污泥厌氧消化、脱水工艺，有的污水处理厂无污泥处理工艺，没有从根本上实现污泥减量化、无害化及资源化，其有机污染物没有降解去除，污泥未能实现最终处置和综合利用，仍然对环境产生较大污染。

　　2.6 未合理的考虑污水回用

　　水是人类赖以生存的自然资源，再生水被世界公认为第二水资源，充分利用再生水资源对我国这样一个人均水资源占有量仅为2400 m³的严重缺水国家十分重要。现在再生水资源一般是排海、农业灌溉、小部分厂内回用，有的甚至清污混合，造成水资源的重大浪费。随着对再生水资源的认识与接受，污水回用在全国初步开展，国家计委确立了天津、大连、青岛、西安、牡丹江五个污水回用试点城市，五个项目已经基本完成。但是如何在污水处理厂建设的同时，将污水回用作为项目一部分一并实施在国内还没有先例。

　　2.7 污水处理厂的环境问题

　　污水处理厂是环保项目，但在污水、污泥处理过程中产生的环境污染已经对污水处理厂的运行管理人员和周围居民造成损害。进水格栅、沉砂池、沉淀池、储泥池等构筑物产生的恶臭，鼓风机、提升泵、发电机等产生的噪音，影响了污水处理厂周围的居住环境和品位，因此必须给予重视。

　　3 应对措施与方案

　　中小城市污水处理厂建设是今后一段时间的环保工作重点，建设好这一批中小城市污水处理厂需要因地制宜，实事求是的根据城市特点，选择合理位置，确定合理的建设规模，遴选先进科学的工艺，使污水处理厂发挥最佳的环境效益、经济效益和社会效益。

　　3.1 做好城市规划

　　中小城市建设要以合理科学的规划为基础，将城市功能、发展方向、总体布局定位准确。由专业规划咨询机构对城市进行规划，要把城市排水和污水处理设施建设纳入城市国民经济和社会发展规划，要科学确定城镇排水体制和体系，建议采用合流制排水管网。给出排水管线位置和路线，在建设过程中结合远期水量一次铺设。选择适宜位置，并预留足够的城镇污水处理厂用地，控制好近、远期建设规模。

　　3.2 细致调研确定水质水量

　　合理地确定设计污水量和水质是城市污水处理厂设计的关键，因此中小城市必须成立排水管理机构，在项目建议书阶段全面收集整理城市排水现状资料，确定污水处理厂近期设计水量，取样检测水质变化，统计分析化验数据，确定污水处理设计进水水质。委托设计咨询机构科学的编制项目建议书和可行性研究报告，根据近、远期规划、受纳水体情况，考虑污水回用对象主要是农业灌溉，以及排水出路通畅的特点合理确定设计水量和水质。

　　3.3 工艺设计科学合理

　　中小城市污水处理厂工艺设计应以水质水量变化为基础，充分考虑中小城市污水处理技术人员缺乏、经济基础不很雄厚的现实，选择对水质水量变化适应性强、出水稳定、污泥产量低、技术先进成熟、能耗低、操作运行管理方便的工艺。厂区布置力求简洁明快，严格控制噪声，臭气要进行处理。

　　4 推荐处理工艺

　　我国现有大城市基本都建设污水处理厂，80%以上采用的是活性污泥法，其余采用一级处理、强化一级处理、稳定塘法及土地处理法等。“七五”、“八五”、“九五”国家科技攻关课题的建立与完成，使我国在污水处理、污水再生利用、污泥处理新技术等方面都取得了可喜的科研成果，某些研究成果达到国际先进水平。同时，借助于外贷城市污水处理工程项目的建设，国外许多新技术、新工艺、新设备被引进到我国，AB法、氧化沟法、A/O工艺、A/A/O工艺、SBR法在我国城市污水处理厂中均得到应用。污水处理工艺技术由过去只注重去除有机物发展为具有除磷脱氮功能。国外一些先进、高效的污水处理专用设备也进入了我国污水处理行业市场，如格栅机、潜水泵、除砂装置、刮泥机、曝气器、鼓风机、污泥泵、脱水机、沼气发电机、沼气锅炉、污泥消化搅拌系统等大型设备与装置。依据国内污水处理厂运行管理经验，在满足国家污水处理排放标准的基础上，推荐几种处理工艺，仅供参考。

　　4.1 SBR法（Sequencing Batch Reactor）

　　SBR法是间歇式（序批式）活性污泥法的简称，是在20世纪初开发的工艺技术，由于当时自动控制技术不普及未能推广。其运行工况以间歇操作自动控制为主要特征，集进水、曝气、沉淀、滗水、排泥为一体，在一座构筑物内完成，通常有4 ~ 3个池子为一组。该法不设二次沉淀池，省去了污泥回流及其设备，工艺流程简单，布置紧凑，占地节省，运行方式灵活，除磷脱氮效果好，耐冲击负荷，可避免污泥膨胀，处理效果稳定可靠，出水水质好。但需特殊的滗水装置。

　　4.2 氧化沟

　　氧化沟工艺是近几年我国采用较多的污水处理工艺技术之一。氧化沟在应用中有帕式（Passveer）即单沟式、奥贝尔（Orbal，即同心圆式）、卡式（Carrousel，即循环折流式）、三沟式氧化沟（T型氧化沟）等形式，应用较多的为奥贝尔氧化沟工艺。由我国自行设计、全套设备国产化的氧化沟已有成功实例。奥贝尔氧化沟工艺流程简单，基建费用省，运行管理简单，操作控制灵活、方便，耐高浓度、高流量冲击负荷能力强，处理效果稳定可靠，出水水质好，但占地大，适合土地资源多的中小城市。

　　4.3 曝气生物滤池

　　曝气生物滤池（BAF）是一种生物膜法处理工艺，是生物滤池的衍生类型，是70年代起源于欧洲的工艺技术。其负荷高、设备少、处理效果好、节约能源、运行费用较低、不设二沉池而构筑物少、占地小、运行稳定、易于管理、能够自动控制运行。但国内仅大连采用，设计运行经验欠缺。

　　4.4 膜生物反应器（Membrane Bioreactor）

　　膜生物反应器是膜技术与生物反应器有机结合的成果。它最早开发于日本，国内天津大学、浙江大学、同济大学研究成果。它利用中空纤维膜出水，省去二沉池，具有占地面积小，出水水质好，便于自动控制等优点。随着膜工业的发展，膜质量、性能的提高，膜生物反应器运行经验的积累，其应用领域将逐步扩大，处理能力也将有所突破。但膜污染严重、膜更换费用较大。

　　随着国民经济的快速发展，城市基础设施投资的加大，设计先进污水处理厂的运行投产，我国污水处理事业将发展到一个崭新的阶段。水污染控制将从大中城市转移到中小城镇，污水处理厂站的建设必将改善水环境质量，城镇环境质量必将有大的提高。

　　参考文献：

　　[1] 朱雁伯. 天津市污水处理、中水利用和污泥处置概况. 天津市给水排水分科学会理事扩大会议专题报告, 2003.1.

　　[2] 孙力平. 污水处理新工艺与设计计算实例. 科学出版社, 2001.