我國城市污水處理與再生利用的技術決策要素探討

時間：2008-01-14 來源： 作者：

　　3 工業廢水的接納與預處理

　　根據我國城市污水處理相關技術政策，全國設市城市和建制鎮均應規劃建設城市污水集中處理設施。達標排放的工業廢水應納入城市污水收集系統和生活污水合并處理。對不能納入城市污水收集系統的居民區、旅游風景點、度假村、療養院、機場、鐵路車站、經濟開發小區等分散的人群聚居地排放的污水和獨立工礦區的工業廢水，應進行就地處理達標排放。
　　城市生活污水與工業廢水合并處理，從技術上、經濟上、管理上都是合理可行的。但隨著現代工業（尤其是污染密集型工業）的發展，工業廢水量大、濃度高、成分復雜，這些廢水可能含有大量難降解有毒有害有機物和重金屬，對城市污水處理廠的正常運行和再生利用有很不利的影響，可造成城市污水處理廠與再生利用設施運行困難、甚至完全失效
　　為了避免工業廢水對城市污水處理廠和再生利用設施正常運行的破壞，根據國內外的實踐經驗，有必要通過實行城市排水許可制度，嚴格按照有關標準（污水排入城市下水道水質標準CJ 3082-1999）監督檢測排入城市污水收集系統的污水水質和水量，對排入城市污水收集系統的工業與商業廢水的重金屬、有毒有害物質含量進行嚴格的控制，確保城市污水處理與再生利用設施的安全有效運行。必要時，要求排污企業對排入城市污水收集系統的工業與商業廢水進行合理的廠內頂處理，使其達到國家和行業規定的排放標準。預處理的目的是去除廢水中對生物處理具有毒害作用的物質、生物處理難去除的物質和影響污水再生利用的物質，而不是完全處理。實踐經驗表明，一般情況下只要對能引起問題的為數不多的水污染源進行適當的預處理，就能解決上述問題。

　　4 城市污水處理程度的確定

　　根據城市污水處理技術政策，設市城市和重點流域及水資源保護區的建制鎮，必須建設二級污水處理設施，可分期分批實施。受納水體為封閉或半封閉水體時，為防治富營養化，城市污水應進行二級強化處理，增強除磷脫氮的效果。非重點流域和非水源保護區的建制鎮，根據當地經濟條件和水污染控制要求，可先行一級強化處理，分期實現二級處理。
　　按污水處理的水質凈化對象分類，城市污水（生物）處理技術經歷了三個發展階段。在發展的早期，人們認識到有機污染物對環境生態的危害，從而把有機物即碳源生化需氧量（BOD5）和懸浮固體（SS）的去除作為污水處理的主要水質目標。到20世紀60~70年代，隨著二級生物處理技術在工業化國家的普及，人們發現僅僅去除BOD5和SS還是不夠的。氨氮的存在依然導致水體的黑臭或溶解氧濃度過低，這一問題的出現使二級生物處理技術從單純的有機物去除發展到有機物和氨氮的聯合去除，即污水的硝化處理。到20世紀70~80年代，由于水質富營養化問題的日益嚴重，污水氮磷去除的實際需要使二級（生物）處理技術進入了具有除磷脫氮功能的深度二級（生物）處理階段。而采用物理、化學方法對傳統二級生物處理出水進行除磷除氮處理及去除有毒有害有機化合物的處理過程通常被稱作三級處理或深度處理。因此，可以認為城市污水處理廠的主要處理對象為COD、BOD5、SS和氮、磷營養物質。
　　在不同地區和不同環境條件下，水體環境的功能劃分及確定的水體水質標準往往差異甚大，因而，城市污水處理的目標及相應的處理程度也就不同。城市污水和污泥經過有效處理之后，其排放、利用和處置的去向往往因地而異，必須根據當地的具體情況，依據國家和地方的有關水質標準和接納水體的等級劃分（水質目標），合理確定城市污水處理廠的污水處理程度和水質指標。
　　最主要的標準為《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）和《地表水環境質量標準》（GHZB1-1999）。GB8978-1996對城鎮污水二級處理廠的主要出水指標規定方面，除了保留原來的二級標準外，新增了更加嚴格的一級標準（BOD5≤20 mg/L，SS≤20 mg/L，COD≤60 mg/L，磷酸鹽≤0.5 mg/L，氨氮≤15 mg/L）。與GB8978-88相比，GB8978-1996確定的磷酸鹽排放標準非常嚴格，而且擴大到所有排污單位。根據GB8978-1996確定的排放標準，今后絕大多數城市污水處理廠都要考慮除磷處理，大部分城市污水處理廠要考慮硝化處理或脫氮處理。

　　5 城市污水處理工藝選擇的主要原則

　　城市污水處理廠的設計和建設包括處理程度和規模的確定、廠址選擇、污水及污泥處理工藝選擇、總平面布置、工藝流程確定、處理構筑物等方面的內容。在處理程度或允許的出水排放總量確定以后，就可以據此列出所有能夠滿足要求的工藝流程（方案）。選擇可行的幾種處理工藝方案，通過全面技術經濟比較后確定處理工藝流程和設計參數。城市污水處理工藝方案的選擇一般應體現以下總體要求：滿足要求，因地制宜，技術可行，經濟合理。也就是說，在保證處理效果、運行穩定，滿足處理要求（排放水體或回用）的前提下，使基建造價和運行費用最為經濟節省，運行管理簡單，控制調節方便，占地和能耗最小，污泥量少。同時要求具有良好的安全、衛生、景觀和其它環境條件。
　　5.1 滿足處理功能與效率要求
　　城市污水處理廠工藝方案應確保高效穩定的處理效果，城市污水處理設施出水應達到國家或地方規定的水污染物排放控制或再生利用的要求。對城市污水處理設施出水水質有特殊要求的，須進行深度處理。這是污水處理最重要的目標，也是污水處理廠產品的基本質量要求。而排放標準的確定主要取決于處理出水的最終處置或利用方式，如果排入水體，則取決于接納水體的功能質量要求和水體的環境容量，如果再用，則取決于再生水用戶對水質的基本要求。
　　5.2 規模與工藝標準因地制宜
　　城市污水處理廠工藝方案的確定必須充分考慮當地的社會經濟和資源環境條件。要實事求是的確定城市污水處理工程的規模、水質標準、技術標準、工藝流程以及管網系統布局等問題；處理規模大小對處理工藝的影響很大，城市污水處理設施建設應按照遠期規劃確定最終規模，以現狀水量為主要依據確定近期規模。污水處理廠的實際設計規模應根據污水收集量和分期建設、水質目標確定，污水收集量取決于管網完善程度和匯水區內的生活、工業污水產生與允許納入量，以及管網入滲或滲漏水量等因素。
　　在決定處理工藝方案時，要因地制宜，結合當地條件和特點，有所側重，尤其是排放與利用的相結合，不同處理工藝的組合。例如在一個處理廠內，一部份采用強化一級處理加排海（江）工程；一部份采用二級處理后用于農田灌概；還有一部份采用深度處理后回用于工業。要根據當地財力情況，充分考慮處理工藝的分期、分級實施。比如說，可以先采用一級處理或強化一級處理，以后再建二級處理，或一部份采用一級處理，另一部份采用二級處理。污泥處理應根據污泥的出路（農用、填埋、排海等）確定是否需要進行消化處理。
　　5.3 技術成熟可靠切實可行
　　根據城市污水處理技術政策，城市污水處理設施建設，應采用成熟可靠的技術。根據污水處理設施的建設規模和對污染物排放控制的特殊要求，可積極穩妥地選用污水處理新技術。因此，必須合理把握工藝先進性和成熟性（可靠性）的辨證關系。一方面，應當重視技術經濟指標的先進性，同時必須充分考慮適合中國的國情和工程的性質。
　　城市污水處理工程不同于一般點源治理項目，它作為城市基礎設施工程，具有規模大、投資高的特點，且是百年大計，應該確保百分之百的成功。工藝的選擇必須注重成熟性、可靠性和適用性。因此，必須強調技術的合理，把技術風險降到最小程度，而不是簡單地提倡技術先進，尤其是慎重采用所謂的"革命性"和"國際領先"技術。在最近頒布的城市污水處理的技術政策中規定"對在國內首次應用的新工藝，必須經過中試和生產性試驗，提供可靠設計參數后再進行應用。"也是強調了可靠性原則。
　　5.4 經濟合理效益顯著
　　節省工程投資與運行費用是城市污水處理廠建設與運行的重要前提。合理確定處理標準，選擇簡捷緊湊的處理工藝，盡可能地減少占地，力求降低地基處理和土建造價。同時，必須充分考慮節省電耗和藥耗，把運行費用減至最低。對于我國現有的經濟承受能力來說，這一點尤為重要。較高的性能價格比經濟指標同樣是先進性的重要體現。
　　因此，城市污水處理工藝應根據處理規模、水質特性、受納水體的環境功能及當地的實際情況和要求，經全面技術經濟比較后優選確定。工藝選擇的主要技術經濟指標包括：處理單位水量投資、削減單位污染物投資、處理單位水量電耗和成本、削減單位污染物電耗和成本、占地面積、運行性能可靠性、管理維護難易程度、總體環境效益等。

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