浅谈当前我国城市污水处理厂存在问题

浅谈当前我国城市污水处理厂存在问题

赵宇翔

深圳北控创新投资有限公司广东深圳518117

摘要：我国经济腾飞以来，城市规模发展迅猛，城镇化建设正在马不停蹄的飞速进行中，但同时带来的是城市人口剧增和污水排放量不断上升。为了解决城市污水污染，改善水环境，近年来污水处理设施也得到了高速发展，2010年底，已建成的污水处理厂就已有2600多座，截止2015年，该数据已超出4000座，年处理污水总量约为480亿立方米。然而在污水处理厂大规模高速发展的同时，必然会附带很多问题，有些问题已经发展到刻不容缓需要解决的程度。

关键词：污水处理厂；污泥处理；问题；发展政策

一、污水处理厂副产物污泥的处置

截止2015年，我国年污泥产生量已超出3000万吨。严重的是，我国污水处理厂建设重水轻泥，厂内污泥处理处置设施没有跟上。就目前而言，污泥经过稳定化处理的污水厂仅占全国污水处理厂的25.68%，其中建立了污泥厌氧消化系统的仅有3%，而正常运行的不到1%。大部分污水处理厂的污泥只是经过简单的浓缩脱水，污泥含水率降到80%，实现了初步减容，但是污泥并不稳定，含有大量的有机物、细菌、病原微生物、重金属离子和有毒有害物质，很容易在运输和处置的过程中随污泥中的水分一起释放到环境中，对环境造成二次污染。

以深圳市为例，数据显示全市每天产生污泥3300吨（含水率80%），而全市目前已没有可以运行的污泥处置场所，全市污泥都委外进行处置，经济代价高昂。由于污泥含水率都为80%，体积依然较大，且存在着二次污染的风险，导致这部分污泥处置的经济成本和环境成本都很高，经济成本直接高于450元/吨。

为此，建议我国的污水处理厂建设应加大对污泥处理工艺的投资力度，特别是污泥厌氧消化系统，一方面能够对污泥进行稳定化处理，实现一定程度减量化，为污泥后续处理提供一定基础；同时产生的可燃气体可用于能量回收，减少污水处理厂的能耗；再者污泥消化产生的上清液含有高浓度的有机基质，可以为进水BOD不足的污水处理厂进行一定的补充，促进脱氮除磷。可谓是一举多得。

另外，也特别建议污水处理厂设计时就采用深度脱水工艺，污泥经过深度脱水含水率降至60%以下，体积进一步大幅降低，同时深度脱水后的污泥更加稳定，更适用后期各项资源化利用

二、污水处理厂必备品配套管网的建设

我国污水处理厂建设除了重水轻泥以外还存在着重厂区轻管网的问题。全国绝大多数污水处理厂进水污染物浓度均低于设计值，主要原因还是在于：1、未实现雨污分流，雨季混入了大量雨水，直接降低了进水浓度，更有多厂因为雨水过多超出了处理负荷，污水未经处理就溢流到了排放口；2、污水管网未完善，还有很多污水未接纳入污水处理厂，更有甚者因没有污水进厂，长期使用循环水处理骗取污水处理费；3、多家污水处理厂的进厂主干管网实为河道，受到河道潮汐潮落的影响，进水污染物浓度大打折扣。由于以上种种原因，我国污水处理厂虽然已大规模建立，但并没有达到应有的作用。

为此，国家应当加大对市政管网建设的投入，一方面完成污水的接纳并与河水、雨水分离，一方面市政管网应配套齐全如机械格栅、沉砂池这样附属设施，为污水处理厂提供安全、稳定、有质量的市政污水。

三、污水处理厂的成本控制

污水处理厂处理吨水的成本与进水水质、处理规模，工艺、执行的标准有关，，具体数值可大概参考下表-1不同规模不同工艺污水处理厂运行成本一览表（选自全国城镇污水处理厂节能减排绩效考核达标竞赛标准（试行））

为此，对污水处理厂的能耗控制应当从提高提升泵的工作效率和提高鼓风机的曝气效率入手。当前国内污水处理厂的水泵效率大多在60%以下，特别是采用了国产水泵的水厂其效率更是低下。其主要原因是污水处理厂泵设计扬程是按照泵坑进水口的标高到所提升高点的垂直距离来计算的，而实际上大多数污水厂的泵坑液位都要比进水口高出3-5m，所以导致水泵的实际扬程偏低，实际运行偏离最佳工况点太多，导致效率偏低。因此，建议污水厂在设计时选取水泵的扬程应当考虑设计扬程和实际扬程两种情况，并建议选择高效率的水泵。

提高曝气效率方面，国内污水厂曝气风机的效率普遍在60%左右，主要原因是大部分污水厂存在大马拉小车的情况，由于进水污染物浓度普遍低于设计值，实际上曝气风量也大大低于设计风量，造成风机效率偏低。在此推荐污水处理厂曝气风机选择空悬浮、磁悬浮等高效风机可以大大降低曝气电耗。此外，国内大多数污水处理厂对生物池DO都控制在2mg/L左右，按照这样控制实际曝气风量会大大偏高，实际上曝气风量应当由曝气池微生物的实时呼吸速率来决定，根据微生物实际需要的氧量和曝气系统损耗的氧量确定最佳曝气风量。

对于原材料成本方面，当前污水处理厂的原材料主要为碳源、混凝剂、污泥调理剂和消毒剂。其中碳源投加量决定于进水水质，一般情况下正常的生活污水并不需要额外投加碳源。其它原材料可以在投加方式、投加位置、药剂选型方面做文章，也可以节省大量药耗。

四、污水处理厂的技术升级

4.1工艺进步

目前我国绝大多数污水处理厂都采用活性污泥法。活性污泥法相比于生物膜法的优点是：工艺运行稳定、抗冲击能力较强，污染物去除率高，运营维护简单，成本低。但是随着社会的不断发展其短板变得越来越明显，如：污泥产量大、具有恶臭、占地面积大等。然而生物膜法不适合于大型的污水处理厂，且运行情况并不稳定。如某污水处理厂，厂内分为一期和二期，一期为UCT工艺（AAO工艺的变形）执行一级B标准，二期为生物膜法中的BAF工艺执行一级A标准，但是实际上一期的出水水质要比二期出水要好很多，二期尽管出水能够达标，但是建立在大量投加甲醇做碳源的基础上，且出水水质波动较大。

为此，寻找新的污水处理工艺已是势在必行。目前也有一些新的技术，如兼氧膜分离深度处理技术、生态水厂技术、高级氧化技术（解决混合污水达标问题）但这些技术往往只适合于某些地区或某种污水，具有一定的局限性，得不到推广。

4.2自动化升级

国内的污水厂的自动化程度与国外还有很大差距，甚至还有很多厂没有自动化，完全通过人工去操作，这无疑要消耗大量的人力成本，而且效率低下。国外发达国家污水厂自动化程度很高，基本上不用人工操作，所以国外发达国家的污水厂往往1个人就能管理好一个污水处理厂。

为此，我国应当大力发展污水处理厂的自动化技术，如精确曝气系统、精确回流系统、污水厂运营优化系统等。

五、污水处理厂的政策压力

随着水十条的发布，污水处理厂的政策压力越来越大，一线城市都在一级A标的基础上进一步降低排放浓度，如深圳已推行准四类水的排放标准。然而个人认为，这些众多排放标准中，某些指标没有太大的意义，如粪大肠菌群数这个指标，大多数污水厂都采用紫外灯消毒，然而紫外灯消毒效果并不能持续，处理过的出水排入河道后，不到2个小时，细菌就会再次滋生。

另外随着78号文的公布，污水处理厂政策压力进一步升级，污水厂不再享有免收增值税的政策，而是改为了70%增值税的即征即退。但完全建立在没有出现1万元以上的环保罚单的基础上，若非如此从环保罚单日起3年内不得退税。在这种环境下，污水处理厂的盈利空间进一步压缩，能够享受即征即退的厂净利润下降10%-18%，不能享受即征即退的厂直接下降50%。

这些政策对于当前污水处理厂运营来说既是挑战也是机遇。这种环境下，没有技术力量不能实现成本精细化控制同时又不能实现水质稳定达标的企业将彻底被淘汰，未来水务市场将是有核心技术水务公司的天下。

六、结语

综上所述，要在把握发展大局的基础上，把握每个城市污水处理厂建设和改造的机会，从城市污水处理厂的问题研究入手，在污水处理厂的设计建设运行同时，配套污泥处理设施、管网要同步发展，同时注重新型工艺技术和自动化技术的高度集成，降低污水处理厂的运行成本，以达到当前环保政策的要求，最终实现污水厂稳定达标运行。

参考文献：

[1]董文福，傅德黔.我国城市污水处理厂现状、存在问题及对策研究[J].环境科学导刊，2008（03）

[2]田文龙，刘瑶环.我国污水处理事业的现状和发展趋势[J].中国科技信息，2006（03）