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)計工作是龍頭，在設(shè)計時常常碰到一些熱點問題，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)模是指進廠污水的水量與水質(zhì)數(shù)值。當然，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)資料計算確定，但是，處理廠建成后實際情況與預(yù)測結(jié)果有較大不同。有的處理廠建成后，長期達不到設(shè)計規(guī)模；有的處理廠建成后馬上要擴建，而在周圍又無空地，這些現(xiàn)象使設(shè)計人員感到困惑，隨之成為討論的熱點。

　　關(guān)于處理廠建設(shè)規(guī)模與實際情況脫節(jié)的現(xiàn)象，已有專家進行過論述，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，筆者還認為有下列幾個主要原因。

1.1　領(lǐng)導者對城市污水工程建設(shè)認識不足

　　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個部分，是一個系統(tǒng)工程，僅建污水廠是不能解決水污染問題的。領(lǐng)導者應(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。對一個地區(qū)而言，其開發(fā)建設(shè)過程是按計劃滾動開發(fā)。對污水系統(tǒng)來說，也可以逐步建成，直到達到規(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)商急于進行住宅建設(shè)，多個房地產(chǎn)開發(fā)商之間互相不溝通，影響排水系統(tǒng)實施的系統(tǒng)性。住宅建設(shè)的進度是很快的，而地下管線特別是籌建地區(qū)性污水廠，需要2～3年時間，有的可能要更長的時間。由于住宅建設(shè)進度快，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，導致河道水質(zhì)污染日趨嚴重。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，污水進處理廠處理達標后排放，遺憾的是污水改接工作已無人過問，或因經(jīng)費無著落而聽其自然，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，應(yīng)該堅持“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，運行時間是很長的。上海東區(qū)污水處理廠，采用活性污泥法工藝，已連續(xù)運行73年(1926年建成)，雖經(jīng)幾次改建、擴建，目前運行十分正常，處理出水水質(zhì)達到排放標準。因此，選擇處理廠廠址，應(yīng)著眼長遠考慮。當然，要求預(yù)測三四十年后的發(fā)展情況是困難的，但希望遠離住宅區(qū)。在工程實施中，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，導致廠群矛盾突出。

　　在選擇處理廠廠址時，應(yīng)盡量遠離市區(qū)，并留有充裕的擴展余地，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)定排放標準，確定應(yīng)該去除污染物的項目與數(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)常討論的熱點問題有如下幾方面：

2.1　進水水質(zhì)預(yù)測

　　當前存在的問題是進水水質(zhì)預(yù)測值與實測值有較大差異，通常預(yù)測值偏高。例如，深圳濱河污水廠投產(chǎn)運行后的前10年，BOD值在80mg/L左右，還不到設(shè)計值的一半(設(shè)計值200mg/L)，直到1998年才逐步上升，進水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，導致進水濃度偏低。上海市污水管網(wǎng)完善的生活污水處理廠，進水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)標準

　　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準，以滿足各項指標要求。1998年開始實施的二級處理廠污水綜合排放標準各項指標如表1所示。

        表1　排放標準

　　采用二級處理工藝，處理出水恐怕難以達到氨氮與磷酸鹽標準，需要采用脫氮除磷工藝流程，特別是一級標準中磷酸鹽指標0.5mg/L，有相當難度。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，或者化學除磷工藝，需要增加基建投資與經(jīng)常運行費用，同時還要求具有較高的運行管理水平。筆者建議，在有些場合，經(jīng)當?shù)丨h(huán)保部門認可，在近期似可放寬磷酸鹽標準，以節(jié)省近期投資。

2.3　污水消毒

　　室外排水設(shè)計規(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、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準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，運行40余年，處理效果良好，經(jīng)常費比活性污泥法低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，對活性污泥法運行管理積累了豐富經(jīng)驗。

　　隨著科技的發(fā)展和微處理機與自控技術(shù)設(shè)備的進步與普及，對活性污泥法工藝進行改革，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。

　　筆者認為，在方案比選時，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、運行費用、工程投資、環(huán)境影響等諸方面。在滿足出水水質(zhì)各項指標前提下，應(yīng)著重研究運行費用與管理水平。已知一些污水廠建成后，由于運行費用高而無法正常運轉(zhuǎn)，而另一些處理廠引進高級監(jiān)控儀表設(shè)備，由于缺乏具有一定水平的維護人員，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。筆者認為，中小規(guī)模污水處理廠選用氧化溝、SBR法具有明顯優(yōu)點，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準》(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)有一個經(jīng)濟規(guī)模問題，但尚未能有詳細經(jīng)濟分析。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)濟上不合算，投產(chǎn)不久就停用了。目前，能正常運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，其投資大約為100萬元/t干泥～200萬元/t干泥(不含水)，經(jīng)常運行費用大約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、機械脫水后，運往農(nóng)村作肥料或運往垃圾填埋場填埋。這些污泥實際上均未達到穩(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)尚未見報道。

3.2　污泥綜合利用

　　污泥綜合利用的試驗研究，已有各種報道，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，但大部分是實驗室試驗，與實際應(yīng)用還有相當距離。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)實的綜合利用方案，目前，缺少組織推廣應(yīng)用的機構(gòu)，在政策上也缺少支持。事實上，城市污水廠污泥作為“綠色植物”的天然有機肥料是具有廣闊前途的。

3.3　污泥集中處理廠

　　一個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。當污泥處理廠達到一定規(guī)模后，可減少單位投資，降低經(jīng)常費用，也便于污泥綜合利用。

4　結(jié)語

　　城市污水處理廠設(shè)計中有關(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，就是使工程設(shè)計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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