建國以來，特別是改革開放后，我國在城市污水處理廠建設(shè)方面取得一定成效，已建成百余座污水處理廠，但在控制水污染方面，形勢不容樂觀。預(yù)計(jì)今后還有大量的城市污水處理廠待建設(shè)。在建設(shè)城市污水廠過程中，設(shè)計(jì)工作是龍頭，在設(shè)計(jì)時(shí)常常碰到一些熱點(diǎn)問題，引起各方爭論。本文對這些問題作一剖析，供讀者參考。

1　污水處理廠規(guī)模

　　污水處理廠規(guī)模是指進(jìn)廠污水的水量與水質(zhì)數(shù)值。當(dāng)然，首先要明確污水處理廠是合流制系統(tǒng)處理廠，還是分流制系統(tǒng)處理廠，還要弄清近期及發(fā)展后的處理廠規(guī)模。在工程建設(shè)中，這些數(shù)值都能按有關(guān)資料計(jì)算確定，但是，處理廠建成后實(shí)際情況與預(yù)測結(jié)果有較大不同。有的處理廠建成后，長期達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)模；有的處理廠建成后馬上要擴(kuò)建，而在周圍又無空地，這些現(xiàn)象使設(shè)計(jì)人員感到困惑，隨之成為討論的熱點(diǎn)。

　　關(guān)于處理廠建設(shè)規(guī)模與實(shí)際情況脫節(jié)的現(xiàn)象，已有專家進(jìn)行過論述，主要原因是城市規(guī)劃調(diào)整、市政建設(shè)不配套、排水體制不健全等等。筆者同意上述看法，除此之外，筆者還認(rèn)為有下列幾個(gè)主要原因。

        1.1　領(lǐng)導(dǎo)者對城市污水工程建設(shè)認(rèn)識不足

　　業(yè)內(nèi)人士均知道，城市污水工程的組成包括污水的收集、輸送、處理與排放4個(gè)部分，是一個(gè)系統(tǒng)工程，僅建污水廠是不能解決水污染問題的。領(lǐng)導(dǎo)者應(yīng)從全局的角度去度量處理廠建設(shè)的地位，并確定相應(yīng)系統(tǒng)規(guī)模。對一個(gè)地區(qū)而言，其開發(fā)建設(shè)過程是按計(jì)劃滾動(dòng)開發(fā)。對污水系統(tǒng)來說，也可以逐步建成，直到達(dá)到規(guī)劃規(guī)模。在這里要提出的是污水系統(tǒng)逐步形成的過程要與地區(qū)開發(fā)同步，決不能半途停滯或打亂系統(tǒng)總體布置。

        1.2　要按照“先地下、后地上”的建設(shè)方法操作

　　一個(gè)開發(fā)區(qū)的建設(shè)，涉及地面建筑與地下設(shè)施建設(shè)兩個(gè)方面，一般容易忽略“先地下、后地上”的建設(shè)程序。例如，房地產(chǎn)開發(fā)商急于進(jìn)行住宅建設(shè)，多個(gè)房地產(chǎn)開發(fā)商之間互相不溝通，影響排水系統(tǒng)實(shí)施的系統(tǒng)性。住宅建設(shè)的進(jìn)度是很快的，而地下管線特別是籌建地區(qū)性污水廠，需要2～3年時(shí)間，有的可能要更長的時(shí)間。由于住宅建設(shè)進(jìn)度快，污水廠還未建成，街坊已形成，居民入住產(chǎn)生的污水被迫采用化糞池過渡，暫接雨水管道排入附近河道，導(dǎo)致河道水質(zhì)污染日趨嚴(yán)重。過幾年后，污水廠建成后，照理應(yīng)該把住宅污水改接入城市污水管道，污水進(jìn)處理廠處理達(dá)標(biāo)后排放，遺憾的是污水改接工作已無人過問，或因經(jīng)費(fèi)無著落而聽其自然，其結(jié)果是污水廠廠內(nèi)水量不足，而居民生活污水繼續(xù)污染水體，處理廠投資不能發(fā)揮應(yīng)有的環(huán)境效益。在上海曾作過調(diào)研，要改接一個(gè)規(guī)模為7.5萬m³/d污水收集系統(tǒng)，其投資要上千萬元。

　　總結(jié)過去的經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)該堅(jiān)持“先地下，后地上”的建設(shè)程序。

        1.3　處理廠選址

　　一座城市污水廠建成后，運(yùn)行時(shí)間是很長的。上海東區(qū)污水處理廠，采用活性污泥法工藝，已連續(xù)運(yùn)行73年(1926年建成)，雖經(jīng)幾次改建、擴(kuò)建，目前運(yùn)行十分正常，處理出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，選擇處理廠廠址，應(yīng)著眼長遠(yuǎn)考慮。當(dāng)然，要求預(yù)測三四十年后的發(fā)展情況是困難的，但希望遠(yuǎn)離住宅區(qū)。在工程實(shí)施中，往往為節(jié)省近期投資，希望污水廠距居民區(qū)近些，總管短些、投資可省些，這樣做常常帶來不良后果。上海有幾座污水廠被居民區(qū)包圍，以致污泥消化池建成后就從未使用過，另外，由于距居民住宅近，處理廠臭氣污染環(huán)境，導(dǎo)致廠群矛盾突出。

　　在選擇處理廠廠址時(shí)，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離市區(qū)，并留有充裕的擴(kuò)展余地，筆者建議能設(shè)300m以上衛(wèi)生隔離帶則更好。

2　處理工藝選擇

　　污水處理工藝選擇是依據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量狀況，再依據(jù)受納水體環(huán)境容量或者國家規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)，確定應(yīng)該去除污染物的項(xiàng)目與數(shù)量，從而選擇合適的污水處理工藝。在選擇污水處理工藝過程中經(jīng)常討論的熱點(diǎn)問題有如下幾方面：

        2.1　進(jìn)水水質(zhì)預(yù)測

　　當(dāng)前存在的問題是進(jìn)水水質(zhì)預(yù)測值與實(shí)測值有較大差異，通常預(yù)測值偏高。例如，深圳濱河污水廠投產(chǎn)運(yùn)行后的前10年，BOD值在80mg/L左右，還不到設(shè)計(jì)值的一半(設(shè)計(jì)值200mg/L)，直到1998年才逐步上升，進(jìn)水BOD值100mg/L～200mg/L(頻率為54%)，平均為190mg/L。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因主要是污水收集系統(tǒng)不配套。如本文上節(jié)所述，有些污水經(jīng)化糞池后接入污水管，雨污水管混接、管道施工質(zhì)量差，地下水滲入，導(dǎo)致進(jìn)水濃度偏低。上海市污水管網(wǎng)完善的生活污水處理廠，進(jìn)水BOD值在250mg/L～300mg/L，SS值為300mg/L～350mg/L，如果污水管網(wǎng)不完善或設(shè)化糞池，BOD值120mg/L～150mg/L左右，SS值150mg/L～200mg/L，由于對擬建處理廠進(jìn)水水質(zhì)預(yù)測是確定處理工藝的依據(jù)，因此需要慎重對待。

2.2　處理出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

　　處理廠出水水質(zhì)是按照尾水排入水域類別，再依照國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，以滿足各項(xiàng)指標(biāo)要求。1998年開始實(shí)施的二級處理廠污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)各項(xiàng)指標(biāo)如表1所示。

　　采用二級處理工藝，處理出水恐怕難以達(dá)到氨氮與磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)，需要采用脫氮除磷工藝流程，特別是一級標(biāo)準(zhǔn)中磷酸鹽指標(biāo)0.5mg/L，有相當(dāng)難度。有人提出，處理廠尾水排入非蓄水性河流或非封閉性水域，是否還要控制如此低的磷酸鹽含量。采用生物脫氮除磷工藝，或者化學(xué)除磷工藝，需要增加基建投資與經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)還要求具有較高的運(yùn)行管理水平。筆者建議，在有些場合，經(jīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門認(rèn)可，在近期似可放寬磷酸鹽標(biāo)準(zhǔn)，以節(jié)省近期投資。

        2.3　污水消毒

　　室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范中，城市污水處理廠出水要加氯消毒，而且對生物處理后投氯量規(guī)定為5mg/L～10mg/L，并設(shè)停留時(shí)間為30min混合接觸池。80年代建的城市污水廠，大都有加氯消毒設(shè)施，包括加氯機(jī)、氯庫、混合接觸池，建成后已有10余年，從未使用，所以氯庫等構(gòu)筑物已移作它用。有人提出，國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)對城市二級處理廠出水水質(zhì)未確定大腸菌群數(shù)及余氯值，所以處理廠出水要不要加氯是值得研究的課題。筆者建議環(huán)保部門、衛(wèi)生防疫部門及市政建設(shè)部門應(yīng)著手研究污水消毒這一課題，解決加氯量、大腸菌群數(shù)、余氯量及其相關(guān)關(guān)系。

        2.4　處理工藝比選

　　目前，國內(nèi)建成的城市污水廠絕大部分采用活性污泥法處理工藝，生物膜法應(yīng)用很少。上海在50年代建成一座用礫石為濾料的生物濾池，運(yùn)行40余年，處理效果良好，經(jīng)常費(fèi)比活性污泥法低50%多，但并未引起人們重視。1921年在上海已建成一座活性污泥法處理廠，1926年又建成兩座活性污泥法處理廠，處理規(guī)模各為1.4萬m³/d，其中上海東區(qū)污水廠一直延用至今，對活性污泥法運(yùn)行管理積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。

　　隨著科技的發(fā)展和微處理機(jī)與自控技術(shù)設(shè)備的進(jìn)步與普及，對活性污泥法工藝進(jìn)行改革，特別是80年代以來，隨著改革開放步伐的加快，在污水處理方面，利用外國資金，引進(jìn)了一批國外污水處理工藝和設(shè)備，使污水處理技術(shù)有較大的發(fā)展。目前，各種活性污泥變法已在工程中得到應(yīng)用，例如AB法、A/O法、A2/O法、SBR法、氧化溝法等等。綜觀這些革新的活性污泥法，它們適用于不同場合，滿足不同出水水質(zhì)要求。

　　筆者認(rèn)為，在方案比選時(shí)，主要控制的條件有用地范圍、尾水排放、污泥出路、地質(zhì)條件、發(fā)展余地、管理水平、運(yùn)行費(fèi)用、工程投資、環(huán)境影響等諸方面。在滿足出水水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)前提下，應(yīng)著重研究運(yùn)行費(fèi)用與管理水平。已知一些污水廠建成后，由于運(yùn)行費(fèi)用高而無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而另一些處理廠引進(jìn)高級監(jiān)控儀表設(shè)備，由于缺乏具有一定水平的維護(hù)人員，這些儀表設(shè)備被閑置。所以，要從目前國內(nèi)的現(xiàn)狀出發(fā)，選擇合適的處理工藝，切忌盲目跟風(fēng)。筆者認(rèn)為，中小規(guī)模污水處理廠選用氧化溝、SBR法具有明顯優(yōu)點(diǎn)，而大型污水處理廠推流式活性污泥法仍是首選方案。

3　污泥處理與處置

　　污水處理廠在水處理過程中會截流與排出一定量的柵渣、沉砂和污泥。對城市污水廠而言，其數(shù)量大約為進(jìn)水量的0.5%～1.5%。污泥處理與處置方案是經(jīng)常討論的熱點(diǎn)問題。

        3.1　污泥穩(wěn)定

　　如何滿足《城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》(CJ3025-93)中規(guī)定的污泥穩(wěn)定要求，目前常用的方法有污泥中溫消化、污泥好氧消化、污泥投加石灰，還有污泥焚燒方法。

　　采用污泥中溫消化方法，可以殺滅污泥中的寄生蟲卵，同時(shí)還可回收能量，消化后污泥可用作農(nóng)業(yè)或綠化肥料。采用污泥中溫消化似應(yīng)有一個(gè)經(jīng)濟(jì)規(guī)模問題，但尚未能有詳細(xì)經(jīng)濟(jì)分析。在80年代中期，污水廠處理規(guī)模為2.5萬m³/d左右，建了幾座中溫污泥消化池，但由于經(jīng)濟(jì)上不合算，投產(chǎn)不久就停用了。目前，能正常運(yùn)行的中溫污泥消化池，其處理廠規(guī)模均在20萬m³/d以上，看來大型污水廠采用污泥中溫消化方案是可取的。采用污泥濃縮、脫水、中溫消化、消化污泥再濃縮、脫水外運(yùn)，其投資大約為100萬元/t干泥～200萬元/t干泥(不含水)，經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用大約700元/t干泥～900元/t干泥。

　　目前，大部分中小型污水廠產(chǎn)生的污泥，經(jīng)濃縮、機(jī)械脫水后，運(yùn)往農(nóng)村作肥料或運(yùn)往垃圾填埋場填埋。這些污泥實(shí)際上均未達(dá)到穩(wěn)定要求，是否會帶來環(huán)境的二次污染是值得注意的。污泥好氧消化、向污泥中投加石灰及污泥采用焚燒處理方法，在國內(nèi)尚未見報(bào)道。

        3.2　污泥綜合利用

　　污泥綜合利用的試驗(yàn)研究，已有各種報(bào)道，例如利用污泥制磚、制陶瓷等用作建筑材料，甚至從污泥中提煉維生素B12等等，但大部分是實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，與實(shí)際應(yīng)用還有相當(dāng)距離。城市污泥的最終出路，還是用作綠化或農(nóng)田肥料，改良土壤，這似乎是較現(xiàn)實(shí)的綜合利用方案，目前，缺少組織推廣應(yīng)用的機(jī)構(gòu)，在政策上也缺少支持。事實(shí)上，城市污水廠污泥作為“綠色植物”的天然有機(jī)肥料是具有廣闊前途的。

        3.3　污泥集中處理廠

　　一個(gè)城市若有多座污水處理廠，可把各處理廠污泥集中起來，建一座具有相當(dāng)規(guī)模的污泥處理廠，包括處理下水道清通過程中產(chǎn)生的污泥、化糞池污泥等等。當(dāng)污泥處理廠達(dá)到一定規(guī)模后，可減少單位投資，降低經(jīng)常費(fèi)用，也便于污泥綜合利用。

4　結(jié)語

　　城市污水處理廠設(shè)計(jì)中有關(guān)工程規(guī)模、處理工藝選擇、污泥處理與處置等問題值得研究、探討，但歸結(jié)到一點(diǎn)，就是使工程設(shè)計(jì)能更切合目前我國的具體現(xiàn)狀。為了克服不可預(yù)見的因素，城市污水廠建設(shè)似可先建一級處理部分，待污水系統(tǒng)完善后，積累了若干年進(jìn)廠水質(zhì)水量資料后，再建二級處理部分，以更好發(fā)揮投資效益。
 

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