于曉晶，周玉春

（1.山東省冶金設計院股份有限公司，濟南250101；2.山東省萊鋼技改工程指揮部，山東 萊蕪 271104）

隨著經(jīng)濟的發(fā)展、人口的增加、生活水平的不斷提高，世界范圍內(nèi)淡水資源的需求和消耗不斷增加。同時，大量的生活污水、生產(chǎn)廢水未經(jīng)處理或處理未達標準就排放，造成水體的嚴重污染、水質(zhì)惡化。我國《城市污水處理及污染防治技術政策》指出：2010年全國設市城市和建制鎮(zhèn)的污水平均處理率不低于50%，設市城市的污水平均處理率不低于60%，重點城市的污水平均處理率不低于70%。所以我國城鎮(zhèn)污水處理的現(xiàn)狀不容樂觀。

1 我國污水處理現(xiàn)狀及存在問題

1.1 污水處理現(xiàn)狀

據(jù)2004年統(tǒng)計，全國661座城市有污水處理廠708座，處理能力4912萬m3/d，城市污水處理率達到了45.7%；全國的1636個縣城有117座污水處理廠，處理能力273萬m3/d，污水處理率只有11.2%［1］。有些設施還不能正常運行，大部分生活污水、生產(chǎn)廢水未經(jīng)處理或處理后未達標就排放到水體，水源水質(zhì)受到不同程度的污染。水資源污染導致相當部分的水體喪失了原有的使用功能，更加劇了我國水資源的短缺。

1.2 污水處理存在問題

我國城鎮(zhèn)污水處理工程中存在以下一些問題：

（1）管網(wǎng)收集系統(tǒng)建設滯后，大部分城市雨污未分流。

（2）有些城鎮(zhèn)污水處理設施建成以后，處理設施未能充分發(fā)揮效益，正常運行的只有50%，滿負荷運行的更少。

（3）污水廠設計規(guī)模偏大、負荷率較低。

（4）城市污水處理技術線路較單一，設計思想不靈活，不能因地制宜設計出適合本土資源的合理方案。

（5）污水處理收費不到位，難以形成完善的運行管理機制。

2 西北地區(qū)城市污水處理技術

2.1 特點及污染現(xiàn)狀

2.1.1 經(jīng)濟基礎薄弱

城市基礎設施建設緩慢，城市排水管網(wǎng)和污水處理設施的建設嚴重滯后于城市建設，生活污水處理率低，城市廢水處理率不足10%，遠遠低于全國平均水平。西北黃河流域重點工業(yè)企業(yè)廢水排放量和各項主要污染物排放量都遠高于西北內(nèi)陸河地區(qū)。排污量大、污染負荷大是西北地區(qū)黃河流域水污染的主要原因。

2.1.2 氣侯

氣候條件的特點是日照充足，干旱少雨，多風，冬季低溫。但地域遼闊，有可利用的閑置土地，光熱資源豐富。根據(jù)其地理經(jīng)濟的特點，充分利用西北地區(qū)豐富的光熱資源和閑置的土地，探索能耗、物耗和二次污染最低的污水處理新工藝，將是西北地區(qū)污水處理技術的發(fā)展方向［2］。

2.2 污水處理技術

2.2.1 穩(wěn)定塘

20世紀80年代以來，我國在新疆、華東、華北、東北等地都籌建了穩(wěn)定塘，且運行狀況良好，國家也大力推行穩(wěn)定塘技術的應用和發(fā)展［3］。穩(wěn)定塘占地面積大，西北地區(qū)地域遼闊，處理技術與傳統(tǒng)的二級生物處理相比，具有基建費用低，能耗少，運行管理簡單方便等特點。從發(fā)展來看，穩(wěn)定塘處理技術是較理想、適合西北地區(qū)特征的污水回用處理方案。出水可用于農(nóng)業(yè)灌溉，也可進行綜合利用，如養(yǎng)水生動物、植物，形成多食物網(wǎng)的復合生態(tài)系統(tǒng)能產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟環(huán)境和社會效益。

穩(wěn)定塘技術存在處理效果受氣候影響易造成二次污染，受蒸發(fā)量、降雨量的影響等問題，但在設計和運行管理過程中綜合考慮，尤其在設計中主要考慮穩(wěn)定塘的越冬問題。

2.2.2 土地處理

土地處理是利用土壤—微生物—植物組成的生態(tài)系統(tǒng)對廢水中的污染物進行一系列的物理—化學—生物凈化過程，土地處理是一種高效節(jié)能、經(jīng)濟并符合生態(tài)原理的廢水處理利用系統(tǒng)。土地處理能耗低、成本低，還能去除病毒［4］，氮、磷去除能力強，對負荷適應性強、基建費用和運轉(zhuǎn)費用低。土地處理包括快速滲濾、人工濕地、地下滲濾等方法。

2.2.2.1 快速滲濾

快速滲濾是一種高效、經(jīng)濟、低能耗的廢水處理與再生的方法，此技術在美國應用較多。如美國加里福州豪里斯特的快速滲濾系統(tǒng)，總氮去除率達95%，我國北京昌平廢水的快速滲濾系統(tǒng)，COD和BOD5的去除率分別為92%、95%，出水水質(zhì)優(yōu)于常規(guī)的二級處理水平。快濾系統(tǒng)需經(jīng)預處理，而且冬季運行中還受寒冷氣候季節(jié)的影響。

2.2.2.2 人工濕地

人工濕地是一個投資低、運行費用低、處理效率高、適應性廣泛的污水處理方法，適合在西北地區(qū)利用。人工濕地是利用土壤、植物等自然條件進行污水處理。這種方法在國外應用很多。在我國北京昌平的衛(wèi)星城，利用人工濕地系統(tǒng)，終年可運行，夏季效果高于冬季，蘆葦產(chǎn)量高于原來的4～5倍［5］。人工濕地冬季去除率低，不適合處理高濃度重金屬污水。

2.2.2.3 地下滲濾

地下滲濾是污水經(jīng)過土壤和土壤微生物的吸附降解作用、土壤的滲濾作用，得以凈化的過程。滲濾技術具有就地收集、就地處理、就地利用、處理構(gòu)筑物少，無需曝氣，無需投藥，高效、節(jié)能，占地面積小，基建投資少，運行費用低等特點?？蓮V泛用于西北及東北等地［6］。如沈陽工業(yè)大學地下滲濾中水回用技術示范工程的運行結(jié)果表明，可有效地去除有機物，具有較好的除氮效果，可獲得優(yōu)質(zhì)的再生水。遼河油田茨榆坨采油廠地下滲濾中水回用，出水效果好，BOD在10mg/L以下。但地下滲濾的工藝規(guī)模不宜過大且需作預處理。

2.2.3 強化一級處理

傳統(tǒng)的城市污水一級處理工藝投資少、能耗低，但去除有機物和懸浮物的效率也比較低，達不到控制有機污染物的目的。因此高效低耗的處理工藝成為城市污水處理的熱點。目的是加強一級混凝處理，提高各污染物的去除效果，力爭去掉二級生化過程。

2.2.3.1 輻射混凝法

先對污水進行照射，然后進行混凝處理。省去了曝氣設備及能耗，照射破壞了膠體顆粒的穩(wěn)定性，改變了某些物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)，使一些顆粒和分子與混凝劑容易形成絮體顆粒而沉淀下來［7］。照射劑在10KGY時，有機物的去除率可達60%～70%，照射與混凝相結(jié)合，懸浮物的去除率能夠提高，脫色、除臭效果都能提高。其優(yōu)點是同時完成有機物、懸浮物的去除、脫色、除臭等多項污染指標，工藝流程短；不受環(huán)境影響，適應西北地區(qū)的污水處理。

2.2.3.2 化學強化一級處理

投加絮凝劑的一級處理能明顯改善對懸浮物、膠體及有機物的一級處理效果，提高一級出水水質(zhì)，從而使有機負荷降低，減小后續(xù)的二級處理費用［8］。在不加助凝劑、不調(diào)整pH值的條件下，確定最佳投藥量，或研制最佳絮凝劑，需要通過大量的試驗來確定，這種方法只適合低濃度的生活污水。

2.2.3.3 生物絮凝吸附強化一級處理

利用回流一級污泥絮凝吸附作用去除有機物，主要依靠生物絮凝吸附作用，減少了二級處理的負擔，在基建與運行費用增加不多的條件下，較大地提高污染物的去除效率，以達到大幅度削減有機物總量的目的。此工藝對COD、SS的去除率大大高于普通一級處理，有較強的抗沖擊負荷能力。

強化一級處理是一種降低能耗的辦法，為了提高SS、COD及有機物的去除率，應充分利用當?shù)氐淖匀粭l件，再配合物理、化學、生物的方法，確定最佳處理工藝。強化一級處理工藝流程短、基建與運行費用低、受自然約束條件少、操作簡單，是西北地區(qū)城市污水處理技術的一個發(fā)展方向。

2.3 污水資源化

西北地區(qū)是我國水資源最為貧乏的地區(qū)，可供開發(fā)利用的水資源已經(jīng)非常有限。在加大城市廢水處理力度的同時，提高污水回收利用率，為西北地區(qū)開發(fā)提供穩(wěn)定可靠的水資源，促進經(jīng)濟的發(fā)展和保障人民的需要。根據(jù)污水回用方向和水質(zhì)要求，選擇上述3種污水處理技術進行處理后的污水，或直接回用，或進一步經(jīng)過濾、活性炭吸附、消毒等深度處理后回用［9］?？傊?，應該根據(jù)西北地區(qū)特點、經(jīng)濟狀況和回用水的用途，選擇適宜的污水回用工藝，研究、開發(fā)出適合西北地區(qū)污水回用的高效低能的新技術、新工藝，實現(xiàn)污水資源化。

3 結(jié)語

（1）城市廢水處理工藝技術的選擇十分重要，不應完全效仿東部地區(qū)甚至國外的所謂先進工藝技術，而應注重采用適合于西部地區(qū)自然條件的廢水天然凈化系統(tǒng)，城市廢水處理廠的建設必須與城市廢水收集管網(wǎng)的建設同步進行，以免由于管網(wǎng)系統(tǒng)建設的滯后而使廢水處理廠的功能得不到發(fā)揮。

（2）西北地區(qū)地廣人稀，利用自然資源和可再生能源的處理技術、探求短流程高效低能的組合技術是城市污水處理技術的發(fā)展方向。

（3）針對西北地區(qū)地域特點和經(jīng)濟相對落后的狀況，建議西北地區(qū)利用本土資源，采用投資少費用低的土地處理、穩(wěn)定塘、強化一級處理等污水處理技術與污水回用技術一并考慮，在西北地區(qū)大規(guī)模推廣和應用，促進西部的經(jīng)濟發(fā)展。

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