城镇污水的处理与技术发展

摘 要：随着工业化、城镇化的加快，城市污水排放量越来越大，如果不能得到妥善处理，将严重污染环境，影响人居环境质量和城市可持续发展。因此，城市污水处理事业的发展好坏十分重要。

关键词：城市污水；污水处理；技术发展

Abstract: With the development of industrialization, the acceleration of urbanization develops rapidly and sewage emissions becomes more as well.If it is not handled properly,it will seriously pollute the environment and affect the quality of living environment and sustainable development of the city. Therefore, the result of the development of city sewage treatment is very important.

Key words: city sewage; sewage treatment; technology development

中图分类号：[TU992.3]

一、城镇污水处理技术介绍及分析

目前在水污染治理技术上，只能提供下列技术的工艺参数：传统活性污泥法技术包括延时法、吸附再生法等各种新型活性污泥工艺和SBR、AB法、UNITANK和氧化沟技术等；A-O法和A2-O技术；多种类型的稳定塘技术；土地处理技术等等。这些工艺在原则上可以满足大多数城市污水治理的要求，对于传统活性污泥工艺和其变形工艺(除磷脱氮)论文不做全面的介绍，仅就这几年在我国较为常用的工艺进行论文介绍和分析。

传统SBR反应器在运行操作上形成了曝气和沉淀相结合的特点，这体现了SBR反应器最为本质的特点之一。同时，这要求SBR反应器必须充分利用了现代电子和自动化技术。SBR反应器的发展过程呈现了多样性，有CASS、CAST、ICEAS、MSBR等多种新型SBR反应器。各种SBR反应器的发展体现了与传统活性污泥相互融合的趋势。具体表现为从间歇进水、间歇出水的传统SBR反应器，发展到连续进水、间歇出水和连续进水、连续出水并带回流污泥的SBR反应器。以及出现了UNITANK这种融合氧化沟、SBR和活性污泥工艺新型的综合性工艺。这体现了间歇式的SBR和连续式活性污泥工艺相互融合的特点。

UNITANK从整个系统来看，它已经不属于SBR，与交替运转的三沟氧化沟非常相似，更接近于传统的活性污泥法，这是UNITANK工艺最为显著的一个特点。UNITANK在恒水位下交替运行，总有一个池子作为沉淀池，这是UNITANK第二个特点。对于大型污水处理厂沉淀功能的满足，是UNTANK工艺的制约因素。标准UNITANK系统三个方形池之间构成级串的形式，弥补了单个反应器完全混合的缺点，这是UNITANK系统第三个特点。

UNITANK最为根本的问题之一是中沟和边沟地位不一致，边沟有一段时间兼作沉淀池，而中沟总是曝气。造成中池污泥浓度过低而边池污泥浓度过高，池容利用率降低等一系列问题。UNITANK的发明人在离开SEGHERS公司之后，提出一新工艺——LUCAS工艺。LUCAS工艺最为显著的特点是四个反应器(也可用两个或三个反应器)作用完全对等，其采用轮换方式作为曝气池和沉淀池。由于每一个反应器的地位平等，所以LUCAS工艺既保留了UNITANK工艺的优点，又克服了其缺点。

二、从可持续性思考城镇污水处理工艺技术

目前我国城市污水处理厂普遍采用的工艺是国外在水污染控制过程中，被证明是行之有效的技术。并且是欧美等发达国家所采用的主导技术，我国与欧美等国家与工艺几乎处在同一水平上，但是我国的国民生产总值远远低于上述国家，采用以上技术是否能够完全适合我国的国情，是我们需要考虑的一个问题。这需要从技术的先进性和是否代表了可持续发展的方向两个方面来考虑。

目前政府往往简单认为一个城市有污水处理厂，就是经济和环境协调发展，符合了可持续发展的原则。对可持续发展全面理解应该根据世界环境与发展委员会在《我们共同的未来》的报告中对可持续发展的定义：“可持续发展是即满足当代人的需求，而又不损害后代人满足其需求的能力的发展”。从技术层面考虑需要判断污水处理工艺是否符合可持续发展原则，需要从可持续发展的公平性原则(是否体现资源和环境共享)、持续性(是否满足资源和环境的永续性利用)和共同性原则(是否有利于解决全球性环境问题)方面来考虑。

目前国内大多采用国外引进的延时曝气的氧化沟、SBR等工艺。首先这些工艺是上世纪六、七十年代开发的工艺，是根据西方，特别欧洲国家排放标准制订的工艺。例如采用延时曝气低负荷工艺特别适合北欧国家的气候条件(冬季低温)，而延时曝气对污泥是采用好氧稳定的方法，采用耗能的方法进行污泥稳定化处理。适合了这些国家的国情和社会、经济发展情况。

事实上，低负荷曝气池的池容和设备是中、高负荷活性污泥工艺的几倍，在建筑材料和土地资源上是高消耗，相应的投资要高数倍；其次，延时曝气系统能耗比中、高负荷活性污泥要高40～50%左右。同时，能耗增加会带来了直接运行费的增加，能耗增加也会还要增加间接投资。据资料报道目前国内每kW发电能力除尘脱硫需要投资500～1000元，则每万吨污水增加的脱硫投资需要25～50万元。按脱硫投资为电站投资10%计，则增加的电厂投资为250～500万元，是污水处理投资的50%以上。对于我国这样一个资源不足、能源日益短缺、人口众多的发展中国家，是否适合推广这种低负荷的活性污泥工艺是值得推敲的问题。从可持续发展角度讲，采用延时曝气这种高资源占用和能源消耗的低负荷工艺，并以耗能的方式取得污泥的稳定工艺是不适合可持续发展的基本原则的，也是不适合中国国情的。我们应该开发科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少反应器。

三、我国城镇污水处理问题的原因

相比于先进国家，我国的污水处理无论在数量、规模上，还是在自动化程度、机械化上，都存在着非常大的差距。究其原因，可以归结为以下3个方面：

1）资金不足，运行维护管理费用高

对于一个城市来说，防止水污染、改善城市水环境质量的重要手段就是有个好的城市污水处理系统。因此资金是个根本问题。改革开放后我国的经济水平有了长足的发展，但相对于发达国家还是比较落后，用于污水处理的资金还很紧缺。统计资料表明：2010年增加了约6 700多万吨的处理污水，约需1 300多亿元的环保资金投入。按照2009年及以前的日处理能力2 600多万吨，每立方米的运行费用0.5元计算，需运行费用49亿元/年，则2010年需171.7亿元，可以看出，资金不足的问题十分突出。

近几年来，国家对城市污水处理增加了不少投资，但与国外相比差距还是很大。据相关数据统计：发达国家包括美国、英国、法国、日本、德国在内的国家用于污水处理方面的国家投入约占国民经济总产值的0.53％~0.88％。而我国仅为0.02％~0.03％。因此，我国应该通过各种宏观调控措施，大力调整投资结构，加大投资力度。

2）技术落后，污水处理率低

据清华大学紫光顾问公司调查：目前我国污水处理设备运行状况是1/3运行正常、1/3处于闲置状态、1/3不正常，污水处理率只达到50%。这不仅是由于资金不足，还有技术的原因。因为污水处理技术是污水处理设施能否高效运转的关键点。很长一段时间以来，我国的污水处理技术都是引进欧美发达国家的，虽然在学习国外技术的同时也创新了一套自己的技术，在污水处理上有了很大的发展，但是我国目前采用的技术与同期国外的技术水平相比依然还很落后，一直存在能耗高、效率低、自动化程度低、维修率高等缺点。

3）操作人员技术素质及管理水平较低

污水处理效率低的重要因素还有操作人员的技术能力与管理水平。我国是发展中国家，工作重心一直是经济建设，而对污水处理的管理没有引起很高的重视，直到后面环境保护被提上议程，污水处理才慢慢发展起来，管理水平也一直处于缓慢发展的阶段。由于机械与技术大都引进自国外，处理技术较为复杂，我国目前很多操作人员的技术素质不能很好地适应，使得设备运行率不高，造成了资源的浪费，严重制约了已建污水厂的正常运行。

四、关于城镇污水处理厂污泥处理的思考

城市污水污泥处理和处置方面在我国还刚刚起步，与国外先进国家相比尚有较大差距。随着大量污水处理厂的投产，污泥产量将会有大幅度的增加。污泥厌氧消化的投资高，污泥处理费用约占污水处理厂投资和运行费用的20％～40％。在我国仅有的十几座污泥消化池中，能够正常运行的为数不多，有些池子根本就没有运行。这也是导致我国近年大量采用带有延时曝气功能的氧化沟等技术的原因。采用高效(高负荷)、低耗污水处理工艺的关键之一是解决城市污水厂污泥处理技术和问题，可以讲具有特点的解决我国城镇污水工艺的进步，在很大程度上取决于污泥处理和利用技术的进步。为了解决这一问题有必要加强污泥处理与利用的研究。

五、结语

总之，污水处理是刻不容缓的一项事业，它关系到我国城市化进程的进一步发展，更是影响我国未来经济建设的重要因素。因此，我们必须严肃重视，处理好其与经济建设的关系，不断探索创新，走出一条高效率、低能耗、简易的污水技术新路子。