我國城市污水處理中存在的問題及對策
摘要：簡述了目前我國城市污水處理的現狀，分析了現有的城市污水處理過程在工藝選擇、運行穩定性、氮磷去除以及舊污水處理設施的超負荷運行方面所存在的問題，并針對以上問題，結合我國經濟發展現狀，提出了城市污水強化一級處理的解決思路。
關鍵詞：城市污水；氮磷去除；超負荷；強化一級處理
1 我國城市污水處理現狀
我國解決城市污水的凈化問題始于20世紀70年代，一些城市利用郊區的坑塘洼地、廢河道、沼澤地等稍加整修或圍堤筑壩，建成穩定塘，對城市污水進行凈化處理。20世紀80年代，隨著城市化進程的加快和城市水污染問題日益受到重視，城市排水設施建設有了較快發展。我國第一座大型城市污水處理廠--天津市紀莊子污水處理廠于1982年破土動工，1984年4月28 13竣工投產運行，處理規模為26萬ITl3，d。隨后，北京、上海、廣東、廣西、陜西、山西、河北、江蘇、浙江、湖北、湖南等省市根據各自的具體情況分別建設了不同規模的污水處理廠幾十座。到2003年底，全國已建設城市污水處理廠427座，其中二級處理廠282座，但全國尚有61．5%的城市沒有污水處理廠，絕大多數小城鎮尚未建任何污水處理設施[1]。大量未經處理的城市污水直接排放，所造成的水質性缺水進一步加劇了水資源的緊缺局勢。2005年1月份對長江、黃河、淮河等七大水系的175條河流、345個斷面的監測顯示I一Ⅲ類水質占46．7%，其中I類水質占9.0%，II類水質占17．7%，m類水質占20．0%；Ⅳ ～V類水質占24．9%，其中Ⅳ類水質占16．2%，V類水質占8．7%；劣V類水質占28．4%。全國52個主要湖泊評價顯示：5個受到污染，26個受到嚴重污染。75%的湖泊不同程度的富營養化，滇池、巢湖、太湖最為嚴重，滇池V類水質占69%，劣V類水質占31%。
2 城市污水處理中存在的主要問題
2．1 工藝的選擇
國內已建成并投入運行的城市污水處理廠中80%屬于二級生化處理工藝，普遍采用的工藝包括普通活性污泥法、氧化溝法、SBR(間歇式活性污泥)法、AB法等，與美國、德國等發達國家所采用的技術與工藝幾乎在同一水平上，投資費十分高昂，這與我們國家當前的經濟實力是不相稱的。從基建和運行費用方面分析，根據已建、在建污水廠的實際情況，噸水造價一般在1500～2000元之間，運行費在0．8～1．4元／lIl3之間，即建成一座日處理規模5O萬lIl3的城市污水處理廠，一次性投資費用約在7．5億至1O億元，年運行費需數千萬元甚至達億元。因此，普遍采用二級生物處理工藝設計和處理城市污水，對于經濟尚不發達的我國來言，是不堪重負的[2-5]，必須考慮開發適合我國現階段經濟發展水平的城市污水處理新工藝。對發達國家而言，也并非一律采用二級處理工藝，在美國、墨西哥、挪威等國家，對于土壤貧瘠的城市，一部分城市污水經過一級強化處理，加藥殺滅有毒有害的微生物后用于灌溉土壤，既降低了污水處理的運行成本，又提高了農作物的產量。針對城市污水處理后作為補充性淡水資源，世界水質協會的專家也提出了三種不同城市污水回用的觀點，Keinath認為在一些非洲沙漠國家，可以開發高級氧化、吸附、膜過濾等深度處理技術，將城市污水處理到飲用水標準；Alaerts強調清潔生產和源頭控制的理念，減少生產過程中的污水排放量，節約水資源，但這與一個國家的工業生產力發展水平密切相關；Okun不主張將城市污水處理到飲用標準后再進行回用的觀點，他認為只需采用經濟的處理方法達到農用水質要求即可回用，各國應根據自己的實際情況采用相應的污水回用措施[6]。我國淡水資源匱乏，農業灌溉用水量大，應該考慮一級強化處理后作為農用補充水源。
2．2 運行穩定性
從工藝處理效果來看，生物處理工藝對水質水量的抗沖擊能力較差，對進水的穩定性要求較高。而在我國，對污水的排放監控不力，一些企業的環保意識不強，有毒有害的生產廢水不經處理直接排入污水管網。在污水處理廠內部，運行操作人員專業知識較弱，不能根據實際的進水情況作出相應的運行調整，由于上述原因，已建的二級處理工藝也達不到所期望的處理效果。并非所有的城市污水都適合采用二級處理工藝，我國地域遼闊，水資源分布不均，用水習慣的不同造成了南北城市污水水質的較大差異，南方城市雨水較多，而且排水系統多為合流
制，使得城市污水濃度較低。另外，南方地下水水位較高，地下水滲入排水管內，化糞池的不合理設置，也往往造成南方城市污水濃度偏低。采用二級生化法處理低濃度城市污水，不利于活性污泥的培養成長，較低的有機物濃度也易導致絲狀菌膨脹，引起出水水質惡化[7]。
2．3 氮磷去除
20世紀60年代后期，由氮磷元素引起的水質富營養化問題日益嚴重，也對現有的城市污水處理工藝提出了更高的要求。在傳統的二級生物處理工藝基礎上，盡管已經開發出了一些具有強化氮磷去除功能的深度二級生物處理工藝，但其氮、磷去除過程復雜，一般需要涉及微生物硝化、反硝化、釋磷和吸磷等過程，而且各過程中微生物所需的生長環境不同，因此，在同一污水處理工藝中就不可避免地產生了各過程間的矛盾關系，單純地依靠生物法很難實現高效穩定的脫氮除磷效果。相對于單純的生物法而言，化學法具有穩定高效的除磷效果。如何將化學法和生物法有機地組合，在實現有機物和懸浮物高效去除的同時，強化系統對氮、磷的去除，也是城市污水處理過程中一個亟待解決的問題L8]。
2．4 舊處理設施的超負荷運行
近年來，隨著我國經濟的發展，城鎮人口急劇增長，城市污水排放量逐年增加，一些原有的污水處理廠在超設計負荷條件下運行，往往導致出水水質惡化。如何在原有污水處理構筑物的基礎上，通過運行方式的優化，實現污水達標排放也成為污水處理3 對策作為解決以上幾個問題的途徑之一，近年來，污水強化一級處理技術已經成為一個新的研究熱點，引起了國內外污水處理界的關注。強化一級工藝在城市污水處理中的應用可以上溯到19世紀，1914年以前，污水處理普遍采用物理化學處理方法，SS和BOD,的去除依靠投加大劑量的化學藥劑來實現，但當時主要投加的是傳統低效的單體鹽類絮凝劑，其藥劑投加量大，處理費用高，而且產生大量污泥剩余污泥，因此，19世紀30年代后，其逐漸被活性污泥法所代替。近年來，大批新型、廉價、高效復合絮凝劑的開發及生產也為強化一級處理工藝的大規模應用提供了技術支持 。在相同的基建投資情況下，一級污水處理廠處理污水量可達二級處理的3～4倍，SS去除總量約為二級處理的2～3倍，生化需氧量BOD5去除總量約為二級處理的1．5倍，從污染物總量控制目標來看，建設一級污水處理廠比建設二級處理廠更加經濟，強化一級處理可以在較少提高基建和運行成本的條件下，顯著地提高污染物的去除。對于低濃度的城市污水，經過強化一級處理工藝可以實現直接達標排放。對于超設計負荷運行的城市污水處理廠，可以通過強化一級處理，去除難生化降解的懸浮物、有機物、重金屬和無機鹽，減輕二級處理的負荷，降低能耗。新建和待建的城市污水處理廠，在資金有限的情況下，分批建設，以削減單位污染物所需的投資費用、電耗為基準，而不以處理單位水量為基準，近期內考慮采用強化一級處理，經濟條件成熟后再緩建二級處理工藝。
強化一級處理工藝在基建投資、運行維護費用、占地面積、電耗及人力等方面均遠低于傳統二級生化處理工藝，而且運行管理靈活方便、處理穩定、見效快、環境效益好，它不僅能在短時間內，以較少投資和較低運行費用使城鎮污水得到有效治理，同時也可以減緩國內區域性水環境污染加劇的趨勢，因此，它對于解決當前我國各地政府由于資金不足而無法有效治理區域性水體污染的困難局面，緩解當前我國期待解決的水環境污染問題，實現經濟和環境的可持續發展戰略具有重要的現實意義。
參考文獻：
[1] 陳紅書．淺析我國水資源與水污染治理現狀[J]．云南環境科學，2O03，22：66—69．
[2] 王希希，陳吉寧．我國污水處理理想價格及合理投資結構測算分析[J]．給水排水，2OO4，30(11)：43—46．
[3] 周毅，陳永祥．小型城市污水廠設計中的問題及探討[J]．環境工程，2OO4，22(2)：22—24．
[4] 文一波．城市污水廠建設費用和運行費用的探討[J]．中國給水排水，1999，15(9)：17—19．
[5] 羊壽生，張辰．城市污水處理廠設計中熱點問題剖析[J]．給水排水，1999，25(9)：l7一l9．
[6] aarl~TtKllDRF，Mureott S．The role 0fphysical-chemicalwastewatertreatment in the mega-eities 0f the developing wodd[J]．wat．sci．Tech．，1999，4O(4)：75～80．
[7] 邵林廣．南方城市污水處理工藝的選擇[J]．給水排水，2O00，26(6)：20—22．
[8] 鄭興燦，李亞新．污水除磷脫氮技術[M]．北京：中國建筑工業出版社，1998．
[9] Ha8e a T．Charaetea‘isties 0f metal- ysiljcate o0a8u】Ial1ts[J]．water Sci．Tech．，1991，25：1713—1720 ．
[10] 高寶玉，岳欽艷．聚硅氯化鋁混凝劑的形態及帶電特性研究[J]．環境科學，1998，19(3)：46—49．
[11] 王永磊，姜小平，王德民，等．我國城市雨水利用技術及對策[J]．山東建筑工程學院學報，2O06，21(2)：151—153．
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