如何進(jìn)行水處理？

衡美水處理為您介紹一項水處理***知識——城市污水處理廠運行存在問題及解決方案。

城市污水處理廠在保障水環(huán)境安全方面發(fā)揮著重要作用，建設(shè)污水處理廠是解決城市水污染的重要手段。

“十三五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃中提出，到2020年底，要實現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施***，城市污水處理率達(dá)到95%，縣城不低于85%?！熬盼濉逼陂g，我國主要流域水污染防治規(guī)劃開始實施，城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的建設(shè)和運行開始成為各地落實水污染物減排責(zé)任目標(biāo)的主要途徑。

在***財政資金和相關(guān)政策的大力支持下，經(jīng)過“十一五”、“十二五”的發(fā)展，我國污水處理廠建設(shè)取得了跨越式的進(jìn)展，城鎮(zhèn)污水處理廠的數(shù)量和規(guī)模迅速提升，城市污水處理能力不斷提高。

統(tǒng)計資料顯示，至2016年末，城市污水處理率達(dá)到93.44%，其中污水集中處理率89.8%。截至2010年，全國共有城鎮(zhèn)污水處理廠2496座，較2006年相比提高了140%。到2016年末，城鎮(zhèn)污水處理廠數(shù)量達(dá)到3552座，與2010年相比增加了29%。

但是，污水處理率與處理能力的持續(xù)提高與水環(huán)境污染依然矛盾突出。環(huán)保部公布的《2016中國環(huán)境狀況公報》顯示，全國地表水1940個監(jiān)測斷面中，仍有32%為IV類及以下水體。截止2017年底，住房與城市建設(shè)部和環(huán)保部認(rèn)定的全國城市黑臭水體數(shù)量有2100個。

與此同時，污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，2015年發(fā)布的《水污染防治行動計劃》明確提出，現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施，要因地制宜進(jìn)行改造，2020年底前達(dá)到相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)或再生利用要求；敏感區(qū)域（湖泊、水庫、近岸海域匯水區(qū)域）城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施應(yīng)于2017年底前達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，建成區(qū)水體水質(zhì)達(dá)不到地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)的城市，新建城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施要執(zhí)行一級A排放標(biāo)準(zhǔn)；到2030年，力爭全國水環(huán)境質(zhì)量總體改善，水生態(tài)系統(tǒng)功能初步恢復(fù)。

由于我國城鎮(zhèn)污水普遍存在著水質(zhì)水量變化幅度大、碳氮比偏低、無機懸浮固體含量高、冬季水溫低、工業(yè)有毒有害污染物沖擊等突出問題，明顯影響污水處理設(shè)施的正常運行，出水難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。即使在達(dá)標(biāo)排放的情況下，符合一級A/B標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)仍接近V類水（表1），是水環(huán)境的重要污染源。

表1我國城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)主要污染物指標(biāo)對比 單位:mg/L

一些城郊結(jié)合部因居民亂扔、亂排生活污水，對水環(huán)境也帶來嚴(yán)重危害。為此，本文作者深入分析了我國南北方具有代表性的污水廠存在的問題及原因，并提出解決對策，以期為我國城市污水處理廠的穩(wěn)定運行提供參考，為水環(huán)境綜合治理做出貢獻(xiàn)。

一、存在問題及原因分析

1、運行負(fù)荷率普遍較低，部分超負(fù)荷運行

根據(jù)住房與城市建設(shè)部2012年發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水處理廠運行、維護(hù)及安全技術(shù)規(guī)程》（CJJ60-2011），城鎮(zhèn)污水處理廠年處理水量應(yīng)達(dá)到計劃指標(biāo)的95%以上。我國大部分地區(qū)的污水處理廠運行負(fù)荷率偏低，難以達(dá)到住房與城市建設(shè)部的要求。

遼寧省污水處理廠月均負(fù)荷在80%以上的僅占污水廠總數(shù)32%。通遼經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)污水處理廠現(xiàn)狀水量未達(dá)到設(shè)計值，近一半處理設(shè)施閑置。廣西城鎮(zhèn)污水處理廠2010年負(fù)荷率達(dá)到60%以上的污水廠占總量的65%。三峽庫區(qū)2014年176座污水處理廠的平均運行負(fù)荷僅為56.5%。

全國已建污水處理廠平均運行負(fù)荷率僅有65%～70%，遠(yuǎn)低于德國2008年污水處理廠平均運行負(fù)荷率95%。而一些城市由于經(jīng)濟發(fā)展迅速，人口數(shù)量增長過快，污水處理廠已超負(fù)荷運行，處理壓力大。

污水廠處理設(shè)施負(fù)荷率低的主要原因是廠網(wǎng)建設(shè)不配套，污水管網(wǎng)覆蓋率和收集率偏低。污水處理廠只有和排污管網(wǎng)配合使用，才能發(fā)揮治污作用。

由于污水廠建設(shè)相對簡單、集中、建設(shè)周期短，管網(wǎng)建設(shè)相對復(fù)雜、牽涉面廣、建設(shè)周期長，我國城市管理者普遍重建廠、輕管網(wǎng)、輕管理。

數(shù)據(jù)顯示，截至2016年全國共有城鎮(zhèn)污水處理廠3552座，與2010年相比增加了29%，排水管道長度僅增加了17%。配套管網(wǎng)與污水處理廠建設(shè)不同步，導(dǎo)致一些污水處理廠建成后面臨無污水可處理的尷尬境地。

有些城市先期只建設(shè)了污水干管，由于資金不到位支管網(wǎng)建設(shè)推進(jìn)緩慢。部分城市新建的管網(wǎng)存在諸多問題無法與已有干管接駁，如設(shè)計標(biāo)高與已有干管不一致，已有干管積水堵塞等。

導(dǎo)致建成管網(wǎng)沒有“織網(wǎng)成片”，污水收集率偏低。另一原因是污水廠設(shè)計規(guī)模與實際情況不符。由于部分城市對污水處理廠建設(shè)前期工作重視不夠，對污水來源和收集缺少詳細(xì)的規(guī)劃和充分的論證，管網(wǎng)、泵站等輔助設(shè)施建設(shè)相對滯后，設(shè)計規(guī)模往往基于理論設(shè)計計算。在經(jīng)濟相對落后的地區(qū)，人均實際用水量和污染物排放量相對偏低，導(dǎo)致設(shè)計規(guī)模偏大，實際污水量不足。

而在一些發(fā)展較快的城市，隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和居民生活水平的不斷提高，污水產(chǎn)生量不斷增加。污水廠設(shè)計規(guī)模滯后于人口經(jīng)濟增長速度，污水廠處理能力不足，出現(xiàn)超負(fù)荷運行現(xiàn)象。

2、進(jìn)水水質(zhì)水量波動較大，與設(shè)計值不符

污水廠原水水質(zhì)和水量是影響污水處理工藝運行穩(wěn)定性的重要因素。我國城市污水廠進(jìn)水水質(zhì)水量波動較大，部分污水廠進(jìn)水負(fù)荷波動幅度可達(dá)到-47%～4%。

上海白龍港污水廠進(jìn)水BOD5日平均濃度波動范圍為14～382mg/L，CODCr波動范圍為96～824mg/L。昆明市合流制排水區(qū)域污水處理廠進(jìn)水受雨季影響，懸浮物波動大。除了水質(zhì)波動，一些污水廠進(jìn)水水質(zhì)有機物濃度與設(shè)計值有差異，嚴(yán)重影響了污水處理效果。

寶雞高新區(qū)污水處理廠實際進(jìn)水水質(zhì)除NH3-N和TN外，其他各指標(biāo)均高于設(shè)計值。寶雞十里鋪污水處理廠進(jìn)水TP高于設(shè)計值外，其它各指標(biāo)均低于設(shè)計值。

分析原因，主要是排水管網(wǎng)雨污分流不***、管網(wǎng)漏損、沿河截污沖擊污水處理系統(tǒng)。我國老城市的排水體制一般為雨污合流制，后來部分城市改為截流式合流制。

合流制排水體制下，污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)受多種因素影響。雨季時排水管網(wǎng)同時收集了生活污水和大量的雨水，引起污水廠水量的波動。

其中初期雨水污染物濃度高、污染嚴(yán)重，部分污染物指標(biāo)高于旱季污水濃度，造成水質(zhì)的波動。在我國，由于管網(wǎng)維護(hù)的不及時，老舊管網(wǎng)滲漏嚴(yán)重，地下水、河水及雨水的混入也直接影響了進(jìn)入污水處理廠的水量、水質(zhì)。

在一些南方地區(qū)，由于前端管網(wǎng)建設(shè)不完善，污水廠旱季水量偏小，需要抽取河道水；但在雨季，雨污合流管網(wǎng)的水量又遠(yuǎn)超過污水廠的處理規(guī)模，造成了旱雨季水質(zhì)波動較大。

沿河截污系統(tǒng)對污水處理系統(tǒng)的沖擊，是造成水質(zhì)水量波動的又一原因。作為合流制改造過程中的過渡產(chǎn)物，沿河截污系統(tǒng)在一些南方城市較為常見。

該系統(tǒng)可有效改善河流長期以來的黑臭狀況，但也存在一些問題。系統(tǒng)雨季收集的合流水含有大量雨水，導(dǎo)致污水廠旱、雨季污水處理量逐年加大，污水處理廠雨季負(fù)荷普遍偏大。

而截污箱涵系統(tǒng)大部分尚未配備相應(yīng)的末端處理設(shè)施，攜帶大量污染物的初小雨直接進(jìn)入污水廠，造成水質(zhì)波動，處理效果難以保障。

另外，我國處于經(jīng)濟快速發(fā)展階段，區(qū)域經(jīng)濟差異明顯。經(jīng)濟相對發(fā)達(dá)、人口密集地區(qū)的城市不斷擴容，但實際擴容速度與規(guī)劃往往不一致，致使污水增長量與污水廠設(shè)計規(guī)模不一致。

當(dāng)污水量超過設(shè)計規(guī)模時，污水處理廠處于“吃不飽”狀態(tài)，當(dāng)設(shè)計規(guī)模超過實際處理需求時，又造成“大馬拉小車”現(xiàn)象。

西北地區(qū)的污水處理設(shè)施則由于服務(wù)數(shù)量不足、管網(wǎng)配套差等問題處于“吃不飽”狀態(tài)，這些都影響著污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)水量。

3、出水水質(zhì)難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，NH3-N、TN超標(biāo)

我國現(xiàn)有污水處理廠大部分執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級標(biāo)準(zhǔn)，其中執(zhí)行一級A標(biāo)準(zhǔn)的占總數(shù)量的29.3%，執(zhí)行一級B標(biāo)準(zhǔn)的接近60%。截至2016年底，我國僅有30%的污水廠尾水達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)，高達(dá)70%的污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到或低于一級B排放標(biāo)準(zhǔn)。

大部分污水廠主要超標(biāo)污染物為NH3-N、TN，上海市白龍港污水處理廠采用A2/O工藝，出水NH3-N一級B達(dá)標(biāo)率僅有46%，TN一級B達(dá)標(biāo)率68%。

三峽庫區(qū)176座污水廠一級B達(dá)標(biāo)率60.7%，通遼污水廠一級A達(dá)標(biāo)保障率低于50%，寶雞十里鋪污水廠NH3-N、TN一級A達(dá)標(biāo)保障率分別為42.4%、42.5%。

廣州新華污水處理廠出水TN和NH3-N在1-3月份偶爾超標(biāo)，不能穩(wěn)定達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)。污水處理廠出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，無法充分發(fā)揮效能，不僅降低了污水廠投資效益，也給污水廠運行管理帶來困難，應(yīng)充分引起運行管理者的重視。

工藝是污水廠處理效果的關(guān)鍵保障因素，我國城鎮(zhèn)污水廠使用的工藝主要為普通活性污泥工藝、氧化溝及其改良工藝、A2/O及其改良工藝、SBR及其改良工藝、A/O及其改良工藝和曝氣生物濾池（BAF）工藝，這六類工藝覆蓋了全國90%以上城鎮(zhèn)污水處理廠的主體工藝類型。

上述工藝具備脫氮功能，而實際運行中由于進(jìn)水水質(zhì)水量波動或與設(shè)計值不符、生物處理設(shè)施超負(fù)荷運行、碳源不足、碳氮比不足等原因，出水難以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

當(dāng)污水處理廠進(jìn)水BOD5、TN、TP濃度低于設(shè)計進(jìn)水濃度時，從多方面嚴(yán)重影響污水處理效果。一方面，污水中BOD5濃度過低導(dǎo)致生物處理單元中的微生物所需有機物不足，影響反硝化階段脫氮效果。

另一方面，進(jìn)水污染物濃度偏低時生物反應(yīng)池中曝氣量高于微生物需求量。如不能及時調(diào)整曝氣池曝氣量，容易出現(xiàn)曝氣過量，導(dǎo)致活性污泥沉淀分離效果較差。

除此之外，南方地區(qū)冬季缺少保暖措施，致使進(jìn)水水溫較低，不利于硝化反硝化細(xì)菌的生長，出水NH3-N、TN濃度無法保障。除了工藝方面的原因，污水廠的運行管理水平也對出水水質(zhì)有重要影響。

污水廠的運行是一個復(fù)雜的過程，操作人員應(yīng)在水質(zhì)、環(huán)境條件發(fā)生變化的條件下，充分利用各種工藝的彈性進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，及時發(fā)現(xiàn)并解決問題。

操作人員除了要具備物理、化學(xué)及微生物學(xué)方面的知識，還需了解污水處理基本知識、廠內(nèi)構(gòu)筑物的作用以及化驗指標(biāo)的含義及其應(yīng)用等。

在國外，污水處理廠的運行通常由博士來實施。在國內(nèi)，由于薪資水平等原因的限制，大部分污水廠的員工學(xué)歷層次普遍偏低、技術(shù)素養(yǎng)不足，往往憑經(jīng)驗操作污水廠各工藝設(shè)施，嚴(yán)重制約和影響污水處理廠整體運行水平。

4、其他問題

隨著工業(yè)化、城市化進(jìn)程的推進(jìn)，城郊結(jié)合部生態(tài)環(huán)境問題日益凸顯。這種“結(jié)合”是城市與鄉(xiāng)村、農(nóng)業(yè)與工業(yè)、農(nóng)民與市民的結(jié)合，充滿著一種不確定的、動態(tài)的過渡和轉(zhuǎn)型。

城郊結(jié)合部的城中村建筑廢棄物、生活垃圾四處堆積，居民亂排生活污水，流經(jīng)的小河流顏色發(fā)黑，垃圾漂浮，污染嚴(yán)重。

如果不能得到有效控制，時時威脅著當(dāng)?shù)鼐用竦慕】怠Ｓ捎谥贫却胧┑牟煌晟?、管理不到位，使得城郊結(jié)合部出現(xiàn)這樣的難題。工業(yè)園區(qū)的發(fā)展對經(jīng)濟發(fā)展的促進(jìn)作用日益顯著，但隨之而來的環(huán)境污染也在加劇。

大型集中的工業(yè)園區(qū)一般都有污水處理廠，對大量的、中小型工業(yè)企業(yè)的廢水，采用經(jīng)預(yù)處理后與園區(qū)生活污水合并處理的方式，實際運營過程中也有不少問題出現(xiàn)。

一是實際水量與設(shè)計不符。在園區(qū)污水處理廠設(shè)計階段，由于對發(fā)展規(guī)模預(yù)估不足，實際污水量超出污水處理廠處理能力。部分企業(yè)由于生產(chǎn)狀況不穩(wěn)定，使污水處理廠處理量不足。

二是實際進(jìn)水水質(zhì)與設(shè)計不符。實際入園企業(yè)的類型與規(guī)劃不符，導(dǎo)致污水特征發(fā)生較大變化，使污水廠難以達(dá)標(biāo)排放。

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