浅析我国污水处理设备现状与改进

摘要：分析了工业、民用污水处理设备节能应用、固有的问题和产生的原因，并且在此基础上论述了污水处理设备节能潜力。借鉴欧美发达国家污水处理设备节能增效的经验和途径，提高污水处理设备的处理效率，实现自动化控制。

关键词：节能增效可持续发展 环境保护

Abstract: the author analyzes the industrial and civil wastewater treatment equipment energy saving application, the inherent problems and the causes of, and based on this discusses the energy saving potential of sewage treatment equipment. The developed western countries for reference of sewage treatment equipment of energy saving and efficiency increasing experience and way, enhances the sewage treatment equipment processing efficiency, automatic control.

Key words: the sustainable development of energy saving and efficiency increasing the protection of the environment

中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号

污水处理设备在我国的广泛应用与发展是从20世纪90年代初开始的，随着我国经济的高速发展，环境污染程度也日益严重，特别是水污染的范围与程度不断扩大，已严重影响到我国国民经济的发展。因此，随着我国污水处理规模的不断扩大，我国对污水处理的相关设备的需求也会不断增加。

一、污水处理设备的工作原理

污水处理设备去除有机污染物及氨氮主要依赖于设备中的AO生物处理工艺。其中工作原理是在A级，由于污水有机物浓度很高，微生物处于缺氧状态，此时微生物为兼性微生物，所以A级池不仅具有一定的有机物去除功能，减轻后续好氧池的有机负荷，再度降低，但仍有一定量的有机物及较高NH3-N存在。为了使有机物得到进一步氧化分解，同时在碳化作用下于完成情况下硝化作用能顺利进行，在O级设置有机负荷较低的好氧生物接触氧化池。在O级池中主要存在好氧微生物及自氧型细菌（硝化菌）。其中好氧微生物将有机物分解成CO2和H2O；自养型细菌（硝化菌）利用有机物分解产生的无机碳或空气中的CO2作为营养源，将污水中的NH3-N转化成NO-2-N、NO-3-N，O级池的出水部分回流到A级池，为A级池提供电子接受体，通过反硝化作用最终消除氮污染。

小型生活污水净化沼气池应用常温厌氧发酵技术，按照“多级自流，逐级降解"的原理，建立Ⅰ级厌氧发酵――Ⅱ级兼性消化过滤的新装置。它由厌氧发酵、兼性消化过滤、污水回流和填料等工艺组成。

生活污水中大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气，发酵后的污水进入兼性消化过滤池，部分未分解的有机物得到进一步降解。沉淀下来的部分有机质和活性污泥回流到厌氧发酵池内提高厌氧发酵的效果，将达到净化处理的目的。

生活污水净化沼气池是一种小型分散化污水治理装置，具有投资少，效果好，运行无需能源支持等特点。目前该技术在涟水、东海等地得到广泛应用，成效较为显著。

二、现阶段我国污水处理设备现状及改进措施

1991年至2000年，我国城市污水的二级处理能力从日处理193。5万吨猛增至2753。4万吨，增长了14倍多。我国城市污水处理事业得到了前所未有的蓬勃发展，初步遏制了我国水环境严重污染的局面。2000年至2010年，我国城市污水的生化处理能力将从日处理2753。4万吨增加到5639。5万吨，处理能力将翻一番，增加的污水处理总量比前十年的总和还多。但在这一成绩的背后，却存在一个不争的事实：同期兴建的大批水处理厂中的90％用的是进口设备，鲜有国产设备。国产污水处理设备的机遇与挑战并存。国产污水处理设备的生产始于20世纪70年代中后期，当时产品的标准化、成套化、系列化水平很低，定型产品较少。进入20世纪90年代以来，国家相关部门先后对主要污水处理设备制造企业进行了技术改造，提高了制造能力和水平，城市污水处理专业设备和与之配套的通用设备的生产水平都有了很大的提高。目前，日处理5、10、25、50吨的城市污水处理厂的全部或主要设备都可实现国产化。其中，国产的微孔曝气器、高强度曝气机、带式压滤机，各类格栅除污机、刮泥机、刮砂机、曝气转刷、曝气鼓风机大型污水泵、潜水电泵等已基本上能够适应国产市场需求，还有部分产品出口。在产品设计方面，从日处理5万吨到50万吨规模的污水污泥提升系统、机械过滤沉淀系统、曝气处理系统、污泥脱水处理系统等国产设备，已相当于国际20世纪80年代水平，并提供成套设备。但在沼气发电系统、在线监控系统等方面，国产设备与国外发达国家相比，尚存在较大差距。在一些国际20世纪90年代最新形成的技术装备领域，还存在空白有待填补。在产品水平方面，能耗较大的鼓风机、水泵等产品，单机设备效率已接近国际20世纪80年代水平。成套产品的总体水平相当于国际20世纪七八十年代的水平。

三、发达国家污水处理设备发展状况

发达国家污水处理设备目前已达到高度现代化水平,具有以下特点:一是城市污水和工业废水处理设备已实现标准化、定型化、系列化和成套化,已构成门类齐全、商品化程度高的水处理设备工业。二是水处理单元设备,如沉淀、过滤、萃取、吸附、微滤、电渗析等已形成专业化规模生产,品种、规格、质量相对稳定,性能参数可靠,用户选择十分方便。三是城市污水成套设备向大型化发展,工业废水处理设备随著工艺的成熟而趋於专门化、成套化。四是与水处理相配套的风机、水泵、阀门等通用设备已逐步实现专门化设计,并组织生产,以满足特殊需要。五是水资源紧张、水体富营养化、饮水安全导致废水深度处理设备和消毒设备有相当程度的发展。六是厌氧处理技术重新引起重视,促进了厌氧处理设备在高浓度有机废水处理上的应用。

四、国产污水处理设备存在的问题及原因

（1）国产设备存在的问题

目前,国产污水处理成套设备与发达国家相比,存在很大差距。主要问题有以下几点:一是产需矛盾突出,我国污水处理设备的综合生产能力远远不能满足国内需求。二是品种结构落后、品种少、开发能力弱。在众多产品中,一般机械产品和初级产品所占比重大,具有现代化水平的机、电、仪一体化装备较少或处於起步阶段。除大型环保骨干企业外,大多数企业缺乏新产品的自我开发能力。三是产品质量差、技术水平低。35%~40%的产品相当於国际20世纪六七十年代的水平。现行的国产污水处理设备中,约有l/5属於限制生产或限期淘汰产品,约有2/5属於需要改进的产品。四是产品创汇不稳定。尽管国产污水处理设备有出口,但总的来说,出口设备技术含量不高,出口的类别、品种和地区较窄,在国际市场上竞争力不强。五是相关企业综合效益普遍偏低。除少数企业外,多数污水处理设备制造企业的经济效益较差。六是设备成套和工程承包能力弱。能够承担污水处理工程承包和设备成套的企业很少,大多数企业把主要精力放在自己比较适应的开发、制造成品领域,从事单机生产和销售,从而使国产污水处理成套能力和工程总承包能力较弱。七是操作培训、售后服务等工作亟待加强。

（2）问题的成因

造成以上问题的原因是多方面的。一是对这一新兴行业的重视和扶持不足。虽然国家用於环境建设的投资在GNP中的比例接近发达国家,但用於环保工业的基础建设费用与环境建设投资不成比例。以"八五"、"九五"为例,用於环保设备制造企业技术改造的投资仅占环境建设投资的1%多。二是国家政策导向是利用外资大量进口设备,使国产设备失去了市场和平等竞争的机会。近10年兴建的污水处理厂中约90%的设备是利用外资进口的,这既耗费了国家大量财力(进口设备是国产设备费用的4~6倍)和宝贵外汇,又严重限制了国产设备的发展与市场竞。处理设备市场销售秩序混乱,部门、地方保护主义使健康、公平、统一、符合市场竞争的全国大市场发育不良。结果给质次价高的产品造成可乘之机,而真正有水平、有实力的企业却受到了排挤。四是国产污水处理设备工业的发展有赖於城市污水处理事业的发展。由於资金缺口较大和投资不足,有的用户长期拖欠设备贷款,对国产设备随意压价,设备维修管理跟不上等问题的存在,制约了国产污水处理设备制造工业的发展。

五、实现国产污水处理设备现代化的措施

一要尽快确定污水处理国产化成套设备应用工程,由国家给用户优惠政策,以鼓励使用国产设备。二要重点支持一批有较强竞争力的工程承包公司和设备制造厂。根据有关部门和专家的意见,经筛选后确定国家重点支持的骨干企业,组建以城市污水处理设备为主的,集设备开发研制、生产制造、设备成套和工程承包为一体的股份制企业集团,并请国家给予支持。三要给予企业技术改造贴息贷款,加大重点企业技术改造的力度。技术改造要尽量采用数控、精密、高效、专用及自动化技术装备,对於生产工艺的薄弱环节和产品的关键部件,尤其要注意采用先进适用的把关设备和测试手段,对尚需引进的关键零部件给予进口优惠政策。四要加大力度支持国产设备的科技攻关、技术开发工作。五要引进技术,加快发展速度。改变在利用外资项目中单纯引进设备的做法,适当引进部分关键设备制造技术,由国内企业进行消化,以加快开发速度。六要为污水处理工程提供国产设备专项信贷。在国家财政支持下,由政策性银行提供无息贷款,专项用於污水处理成套设备的采购,城市(用户)以收取的污水处理费逐年偿还贷款本息。七要成立污水处理设备发展工作小组,建立规范的污水处理设备或成套设备国内招标体系,抑制地方保护主义,协调有关工作。八要调整利用外资的相关政策。市场是引导企业加大投入发展城市污水处理设备的关键。只有相应调整了利用外资政策,才能从根本上培育和发展国产设备市场。建议在适当利用外资的同时,规定一定比例使用国内外合作制造或国产设备。

参考文献：

[1]国产污水处理设备发展现状及存在的问题[EB/OL].news.cm.省略/.

[2]崔俊华.攀明远.污水处理设备现状及国产现代化[J].重庆环境学报，2003，25（4）：1-2.

[3]吴瑞平.污水处理设备国产化的现状与发展探讨[J].中国给水排水，2006，22（18）：105-106.

作者简介：李翔，出生于1978.11，汉族，中共党员，毕业于内蒙古大学数学与应用数学专业，现为初级职称。

薄培彦，出生于1985.9，汉族，毕业于中国矿业大学采矿工程专业，现为初级职称。