韓金益　郭一令

摘要通過對常熟市城鎮(zhèn)污水處理廠處理工藝和運行情況的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)主要有氧化溝和A2/O兩種工藝。對各個污水處理廠的進(jìn)出水水質(zhì)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，污水處理廠均有較好的處理效果，但處理成本較高。常熟市城鎮(zhèn)污水處理廠的運營管理模式呈現(xiàn)市場化，可以為其他城市提供參考。結(jié)合常熟市污水處理廠存在的問題，建議污水處理廠建設(shè)要因地制宜，結(jié)合城市排水規(guī)劃，完善配套管網(wǎng)，選擇合適的工藝。

關(guān)鍵詞污水處理廠；城鎮(zhèn)污水；調(diào)查；常熟

中圖分類號S181.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2014）09-02703-03

基金項目國家水專項分子課題“區(qū)域小城鎮(zhèn)群生活污水治理規(guī)劃技術(shù)研究”（2011ZX073010030505）。

作者簡介韓金益（1989- ），男，河南林州人，碩士研究生，研究方向：水污染控制技術(shù)。

我國城鎮(zhèn)污水處理起步于20世紀(jì)70年代末，大致經(jīng)歷了2個發(fā)展時期：20世紀(jì)80～90年代，由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件的限制，二級污水處理廠的比例不高，基本以傳統(tǒng)活性污泥法等去除有機物的工藝為主，城鎮(zhèn)污水處理處于穩(wěn)定發(fā)展階段；進(jìn)入21世紀(jì)，水環(huán)境質(zhì)量惡化趨勢加劇，水體富營養(yǎng)化問題日益突出，國家和各級地方政府不斷加大城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)和改造的投入，一些新型的脫氮除磷工藝備受青睞，城鎮(zhèn)污水處理進(jìn)入快速增長階段[1]。為了解常熟市城鎮(zhèn)污水處理狀況，2013年9～10月，對常熟市城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)行了調(diào)查，選取了目前已建成的城鎮(zhèn)污水處理廠10家進(jìn)行抽樣調(diào)研，重點調(diào)查各污水處理廠所采用的不同生物處理工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能。

1調(diào)研概況

1.1調(diào)研原則衡量污水處理廠技術(shù)指標(biāo)有處理規(guī)模、處理效果、抗沖擊負(fù)荷能力等，對經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的分析則涉及能耗、運行成本等。在出水水質(zhì)滿足排放要求的前提下，“投資省、能耗和運行成本低”是衡量處理工藝經(jīng)濟(jì)與否的基本要求[2]。調(diào)研中采用實地走訪和到相應(yīng)管理機構(gòu)搜集資料的方式進(jìn)行。

1.2調(diào)研對象根據(jù)工藝、處理規(guī)模及城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)特點，調(diào)查選擇了10家具有代表性的城鎮(zhèn)污水處理廠，從處理能力來看，多為中小型污水處理廠。所調(diào)研的污水處理廠的工藝類型及處理規(guī)模見表1。

由表1可見，常熟市污水處理廠處理工藝大致可分為兩類：氧化溝法和A2/O法。氧化溝法具有以下優(yōu)點：工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，運行管理方便；處理效果穩(wěn)定，出水水質(zhì)好；基建費用低，運行費用低；污泥產(chǎn)生量少，污泥性質(zhì)穩(wěn)定，污泥停留時間較長，硝化反應(yīng)容易進(jìn)行，通過調(diào)節(jié)供氧量，可獲得較高的脫氮效率[3]。A2/O及改良A2/O具有以下優(yōu)點：同步脫氮除磷，總停留時間少，厭氧好氧交替進(jìn)行，不易發(fā)生污泥膨脹，而且運行中勿需投藥，厭氧池和缺氧池只需輕緩攪拌，運行費用低[4]。

2常熟市污水處理廠運行情況調(diào)查

2.1各污水處理廠污染物去除效果通過對各污水處理廠運行管理的機構(gòu)進(jìn)行資料調(diào)研，得到各污水處理廠的污染物含量及去除效果，結(jié)果見表2、表3。

由表2可以看出，常熟市生活污水的污染并不嚴(yán)重，COD基本在265 mg/L左右，TN含量在29 mg/L左右，TP含量在2.8 mg/L左右，各污水處理廠出水水質(zhì)很好，除濱江污水處理廠的SS出水含量稍高外，均達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)[5]。由表3可以看出，各污水處理廠的COD去除率均在82%以上，平均去除率為86.7%，BOD的平均去除率為93.2%，SS的平均去除率為92.1%，NH3N的平均去除率為89.6%，TN的平均去除率為68.8%，TP的去除率為91.1%?？梢钥闯龈鞴に噷τ袡C物等常規(guī)污染物都有很好的去除效果，其中城南污水處理廠采用的UCT工藝不僅對常規(guī)有機物有很好的去除效果，對氨氮和磷的去除率也是最高的，分別為96.6%和984%。UCT工藝是南非開普敦大學(xué)開發(fā)的類似于A2/O工藝的一種脫氮除磷工藝。UCT工藝與A2/O工藝不同之處在于沉淀池污泥回流到缺氧池而不是回流到厭氧池，這樣可以防止由于硝酸鹽氮進(jìn)入?yún)捬醭兀茐膮捬醭氐膮捬鯛顟B(tài)而影響系統(tǒng)的除磷率[6]，增加了從缺氧池到厭氧池的混合液回流，由缺氧池向厭氧池回流的混合液中含有較多的溶解性BOD，而硝酸鹽很少，為厭氧段內(nèi)所進(jìn)行的有機物水解反應(yīng)提供了最優(yōu)的條件[7]。對各個污水廠的整體去除率進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，常昆污水處理廠的整體效果是最差的，這可能是跟進(jìn)入該廠的污水中50%的是工業(yè)污水，可生化性差有關(guān)系。

2.2污水處理量及排放去向調(diào)查統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，各污水處理廠的處理水量及排放去向如表4所示。由表4可知，常熟市目前的污水通過各污水廠的處理量之和為514萬m3/月，COD削減量為92.15 t/d。常熟市內(nèi)水系豐富，各污水處理廠的出水均排放到了就近的水系，這對削減常熟市污水進(jìn)入尚湖的污染物總量，減輕城市污水對尚湖水生態(tài)環(huán)境的破壞，改善尚湖及其河系水環(huán)境質(zhì)量起著積極作用。

2.3常熟市污水處理廠的運營管理調(diào)查發(fā)現(xiàn)常熟市的污水處理廠中，城北、城南、城西、東南、周行、辛莊、八字橋和虞山污水處理廠都是國企，大部分由江南水務(wù)公司統(tǒng)一運行管理；濱江污水處理廠是TOT模式，中創(chuàng)污水處理廠是BOT模式，常昆污水處理廠是私營股份制模式。管理模式中可以看出，常熟市的污水廠已經(jīng)趨向于市場化管理，其中BOT模式是指私營企業(yè)按照與政府簽訂的特許權(quán)協(xié)議，負(fù)責(zé)籌措資金、設(shè)計并建設(shè)污水處理廠，企業(yè)在特許權(quán)規(guī)定的年限內(nèi)（通常為10～25年）運營、管理污水處理廠，收取一定的污水處理費，以償還建設(shè)債務(wù)并獲取經(jīng)濟(jì)利益，特許期滿后，企業(yè)將污水處理廠無償?shù)匾平唤o當(dāng)?shù)卣囊环N模式[8]；TOT模式是指通過出售現(xiàn)有已建成項目在一定期限內(nèi)的現(xiàn)金流量從而獲得資金來建設(shè)新項目的一種融資方式。具體來說，通常是指政府部門或國有企業(yè)將建設(shè)好的項目的一定期限的產(chǎn)權(quán)或經(jīng)營權(quán)，有償移交給投資人，從而一次性地從投資商那里融得一筆資金，用于建設(shè)新的項目；投資人在約定的期限內(nèi)通過經(jīng)營并得到合理的回報，雙方合約期滿之后，投資運營方再將該項目交還給政府部門或原企業(yè)的一種融資方式。它是一種既不完全等同于傳統(tǒng)BOT方式，也不等同于融資租賃的一種新型項目融資方式，特別適合于有穩(wěn)定收益，長周期基礎(chǔ)設(shè)施項目的建設(shè)融資[9]。

目前國外污水集中處理系統(tǒng)的運營模式可概括為：國家與地方政府建設(shè)污水集中處理系統(tǒng)后，把該設(shè)施交給其所屬的公有企業(yè)運營，如日本；國家建設(shè)污水集中處理系統(tǒng)后，把該設(shè)施委托給地方運營，如美國；國家與地方政府建設(shè)污水集中處理系統(tǒng)后，把該設(shè)施出售給競買企業(yè)；國家與地方政府建設(shè)污水集中處理系統(tǒng)后，把該設(shè)施以招標(biāo)的方式承包給中標(biāo)者進(jìn)行運營；私企法人獨立運營其投資興建的污水集中處理系統(tǒng)等[10]。常熟市的運營模式呈現(xiàn)多元化、市場化，與國際先進(jìn)模式越來越接近，這些不同運行模式同時共存在國內(nèi)不多，是一種很好的探索。

2.4常熟市污水處理廠運行費用通過對典型污水廠的運行費用調(diào)查發(fā)現(xiàn)，城北、城南、城西3個污水處理廠的噸水處理成本為0.93～1.34元左右，東南污水廠噸水處理成本為0.54～0.8元左右，辛莊污水處理廠噸水處理成本為0.5～0.72元左右，周行污水處理廠噸水處理成本為0.76～1.1元左右，濱江污水處理廠噸水處理成本為0.6元左右，中創(chuàng)污水處理廠噸水處理成本為0.63元左右。在各項費用中主要支出為人工費和水電費，分別占總費用的33%和27%左右，藥劑費約占2%，化驗費和污泥處置費約各占1%，維修費約占13%，剩下的24%為管理費。其中電費主要為鼓風(fēng)機和提升泵的消耗，而鼓風(fēng)機房的電耗主要取決于進(jìn)出水水質(zhì)情況，提升泵房的電耗主要取決于受納水體水的高程，進(jìn)水管底標(biāo)高以及工藝水力損失。

3結(jié)論

從調(diào)研的情況來看，常熟市建設(shè)了十幾座污水處理廠，分布于常熟市的不同地區(qū)，這便于收集和處理污水，有效控制水環(huán)境污染，但現(xiàn)有的城市污水處理廠實際處理量只有設(shè)計處理量的一半左右，它們有能力處理更多的城市污水，應(yīng)充分發(fā)揮其作用。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，污水廠配套管網(wǎng)建設(shè)滯后，不能與處理廠同步建成，造成污水收集困難，有時進(jìn)水水量偏小，正常運行過程中低負(fù)荷運行，運行成本高，造成利潤負(fù)增長；沒有完善的管道系統(tǒng)，排水管網(wǎng)普及率低，應(yīng)該結(jié)合排水規(guī)劃，統(tǒng)一規(guī)劃加快接管進(jìn)度，加快管網(wǎng)建設(shè)，擴(kuò)大納污范圍，充分發(fā)揮現(xiàn)有城市污水處理廠的作用。

我國的政府財力相對不足，讓國家與地方政府對所有的污水集中處理設(shè)施進(jìn)行完全的先行投資是不現(xiàn)實的，建立污水集中處理的制度，實行城市污水集中處理的市場化是市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀要求，污水集中處理市場化的投資、收費與運營模式將會越來越多，常熟市的運行模式，取得了很好的效果，可以作為類似城市的一個借鑒。

常熟市各污水處理廠的處理效果很好，出水水質(zhì)高，對常熟市水環(huán)境質(zhì)量提高作用很大，但運行處理費用較高，人工費和管理費較高，可以考慮在后續(xù)建設(shè)中選擇一些處理效果好且運行費用低的污水處理工藝。

此外，常熟市內(nèi)水系豐富，流域?qū)拸V，河沿岸形成以城鎮(zhèn)為中心的城鄉(xiāng)穿插的城市格局，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)受地形限制，往往被分割成多個組團(tuán)式排水區(qū)域，污水大都分散排放，特殊的地理環(huán)境使建設(shè)傳統(tǒng)的排水工程（污水收集系統(tǒng)）和污水處理廠進(jìn)行區(qū)域處理的模式，不僅造價昂貴，而且難以實施。因此，有必要針對地區(qū)污水特點，水環(huán)境保護(hù)的特別要求和地理環(huán)境與經(jīng)濟(jì)條件特點，因地制宜，進(jìn)行適用污水處理工藝和技術(shù)的比選，選擇最適用的工藝與技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳中穎，劉愛萍，劉永，等.中國城鎮(zhèn)污水處理廠運行狀況調(diào)查分析[J].環(huán)境污染與防治，2009，31（9）：99-102.

[2] 王濤，樓上游.中國城市污水處理工藝現(xiàn)狀調(diào)查與技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)評價[J].給水排水，2004，30（5）：1-4.

[3] 鄧榮森，李偉民，王濤，等.從運行方式看氧化溝技術(shù)的發(fā)展[J].給水排水，2000，26（3）：19-21.

[4] 李圭白， 張杰.水質(zhì)工程學(xué)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2005.

[5] 北京市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院，中國環(huán)境科學(xué)研究院.GB 18918-2002，城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2011.

[6] 穆亞東，俞晶，穆瑞林.UCT 工藝在污水處理工程設(shè)計中的應(yīng)用[J].給水排水，2007，33（3）：30-33.

[7] 魏新慶，王秀朵.多功效 UCT 處理工藝的工程應(yīng)用[J].給水排水，2008，34（3）：45-48.

[8] 吳建，王莉紅，王衛(wèi)軍，等.城鎮(zhèn)污水處理廠 BOT 項目運作程序及風(fēng)險管理[J].農(nóng)機化研究，2004（3）：187-190.

[9] 李建平.TOT 模式在城市污水處理中的應(yīng)用及其分析[J].中國西部科技，2009（18）：34-35.