楊 上

（鄭州大學(xué)水利與環(huán)境學(xué)院，河南鄭州 450001）

1 污水處理廠發(fā)展現(xiàn)狀

1984年，中國第一座大型城市污水處理廠在天津建成并投入運行。在接下來30年左右的時間里，污水處理廠在中國得到了飛速的發(fā)展，特別是在最近10年左右的時間里，污水處理事業(yè)取得了巨大成就。截至2013年，我國已經(jīng)建成并投入使用的縣級以上的污水處理廠超過了3500座，日處理能力達(dá)到1.4億m3，已與美國基本相當(dāng)，為遏制水污染加劇的態(tài)勢發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

雖然污水處理廠的出現(xiàn)在一定程度上解決了我國水資源污染態(tài)勢和水資源缺乏的現(xiàn)狀，但是受工藝規(guī)模、地域條件、研究程度的限制，現(xiàn)在我國的很多污水處理廠是通過高耗能的代價進(jìn)行污水處理的，而且處理工藝都相對粗糙，處理能力有限，效率低，處理后的水質(zhì)很難滿足社會的需求標(biāo)準(zhǔn)。而諸如污泥回收、污水中氮、磷等資源的利用問題始終沒有得到解決，污水處理廠的發(fā)展已經(jīng)開始漸漸偏離了可持續(xù)發(fā)展的路線。另一方面，污水處理廠在大中城市和小城鎮(zhèn)以及農(nóng)村的發(fā)展極不協(xié)調(diào)，在大城市的污水處理廠的設(shè)備相對先進(jìn)，管理人員的素質(zhì)較高，資金運行相對充足，而對于小城鎮(zhèn)的污水處理廠，會出現(xiàn)個別污水處理廠往往因一臺進(jìn)水泵壞了，迫使全廠停產(chǎn)；或一臺水器壞了停一條生產(chǎn)線，嚴(yán)重制約了小城鎮(zhèn)污水處理廠的發(fā)展和安全達(dá)標(biāo)排放及設(shè)備的使用率提高。

相對于國內(nèi)的污水處理廠，國外的污水處理廠起步早、發(fā)展時間長，在資金和技術(shù)方面也有著比較優(yōu)越的條件。國外的污水處理廠水質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)嚴(yán)于我國，例如美國《聯(lián)邦水污染防治法》規(guī)定公共處理設(shè)施必須達(dá)到二級處理水平的出水限值。另外，國外的污水處理廠在污泥處理、資源回收利用、污水處理廠能耗等方面的工作也有著足夠的重視，現(xiàn)在在一些發(fā)達(dá)國家，有些污水處理廠通過對污水中有機能源物質(zhì)的回收利用，能夠在很大程度上解決污水處理廠自身的能耗問題。

2 污水處理廠目前面臨的問題

我國的污水處理廠現(xiàn)在處于一個飛速發(fā)展的階段，還在不斷摸索前進(jìn)的過程中。雖然每年都從國外引進(jìn)一些先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來提高污水處理廠的處理水平，可是受到地理位置、經(jīng)濟條件、管理制度等方面的影響，污水處理廠還是暴露出了一些問題。

2.1 污水處理廠運行效率低

我國現(xiàn)在大部分的污水處理廠日處理量都還在10萬m3以下，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了我國生活污水以及工業(yè)廢水的排放需求。正如前文所述，2013年我國污水處理廠的總處理能力為1.4億m3，而根據(jù)第一次全國水利普查公報顯示，在2013年度我國居民生活用水以及工業(yè)用水的總量約為1676.6億m3，所以現(xiàn)在的污水處理廠運行效率還遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了當(dāng)今社會的需求。另一方面，污水處理設(shè)施的落后以及管理的松懈，污水處理廠污水的排放只能基本達(dá)標(biāo)，而不能嚴(yán)格符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 污水處理技術(shù)落后

現(xiàn)在我國大部分的污水處理廠采用的是物化—生化兩級處理工藝，污水處理設(shè)備存在著能源消耗大、自動化程度低、故障率高、運行效率低等問題；由于技術(shù)的限制，污水處理廠現(xiàn)在的剩余污泥基本采用隨意傾倒、填埋、焚燒等措施，這不但是一種資源的浪費，同時也給環(huán)境帶來了巨大的威脅；另外，污水處理廠的氣味問題一直沒能得到有效的解決，這嚴(yán)重影響了周邊環(huán)境以及人們的身心健康。

2.3 污水處理后備人才缺乏

由于污水處理廠特定的工作環(huán)境和待遇方面的問題，加上國內(nèi)現(xiàn)在在這方面的發(fā)展還不成熟，而國外的發(fā)展相對成熟，就業(yè)前景相對較好。許多環(huán)境工程專業(yè)方面的高校畢業(yè)生要么選擇出國深造，要么選擇從事設(shè)計院等其他方面的工作，很少有人將污水處理廠當(dāng)作自己的第一選擇。這樣就導(dǎo)致了人才的浪費，從而使我國污水處理廠的發(fā)展受到了一定的制約。

2.4 資金不足，運行維護管理費用高

根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，我國2010年增加了約6700多萬m3的日處理量，約需1300多億元的環(huán)保建設(shè)資金投入。參照2009年的運行費用情況，則2010年需要運行費用171.7億元。面對突增的污水處理設(shè)施建設(shè)和運行壓力，資金不足的問題顯得十分突出。

3 國外污水處理廠的發(fā)展現(xiàn)狀

水處理設(shè)施是關(guān)乎國家經(jīng)濟發(fā)展和水資源保護的關(guān)鍵因素。在美國、英國、荷蘭和日本等發(fā)達(dá)國家，已經(jīng)普遍實現(xiàn)了城市污水處理的集中二級處理。國外的污水處理廠還在不停地提升自身技術(shù)，以便更好地服務(wù)于人民。例如，在美國華盛頓的Blue Plains污水處理廠，由于該廠是向Chesapeake海灣排放氮污染物的最大點源，因此需要對自身的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，從而降低對環(huán)境的污染。于是將原有的12條處理分支中的6條改為硝化—反硝化運行模式，另外6條仍保持硝化模式。這樣的改造因地制宜，根據(jù)實際情況，采用經(jīng)濟有效的措施進(jìn)行達(dá)標(biāo)改造，充分利用現(xiàn)有設(shè)施，使污水處理廠的構(gòu)筑物和設(shè)備發(fā)揮最大的效益。

早在20世紀(jì)60年代，美國就提出了具有超前思維的“21世紀(jì)水廠”概念，即將污水處理的標(biāo)準(zhǔn)提升至飲用水標(biāo)準(zhǔn)，對行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。另外，本世紀(jì)初，新加坡也開發(fā)了“NEWater”工藝，通過傳統(tǒng)生物處理加雙膜法，實現(xiàn)了污水到飲用水的深度回用。另外，在一些經(jīng)濟比較發(fā)達(dá)的國家，污水處理廠的脫氮除磷技術(shù)正在進(jìn)一步的發(fā)展，使處理后的水質(zhì)更能滿足水環(huán)境的質(zhì)量要求。

在生產(chǎn)設(shè)備方面，發(fā)達(dá)國家的生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)轉(zhuǎn)入低能耗的發(fā)展階段，自動化程度也在逐年提高，處理效率相對較高。國外的一些污水處理廠甚至已經(jīng)開始利用污水處理過程中的資源進(jìn)行一定的技術(shù)處理，將其中的能源釋放出來，污水處理廠自身提供能量來源，從而大大地解決了因為污水處理廠高能耗而帶來的資源浪費問題。例如，在歐洲，以高效厭氧消化等成熟技術(shù)進(jìn)行能量回收，污水處理能源自給率可達(dá)到60%以上，甚至有的污水處理廠完全能實現(xiàn)能源自給自足。

4 我國污水處理廠今后的發(fā)展方向

4.1 使污水處理工作真正地滿足可持續(xù)發(fā)展

經(jīng)過污水處理廠處理后的污水水質(zhì)應(yīng)該嚴(yán)格達(dá)標(biāo)，只有達(dá)標(biāo)的水才能又排入環(huán)境中，排入環(huán)境中的水在不對環(huán)境造成二次污染的同時滿足社會的需要以及水環(huán)境中各種生物的生命活動。另外，水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)還應(yīng)朝著居民生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)的方向發(fā)展，這樣才是真正地讓污水再生，資源再回收利用，走可持續(xù)發(fā)展道路。

4.2 降低污水處理廠的能耗

我國污水處理廠的能耗占據(jù)了全社會總電耗的相當(dāng)比例，在活性污泥處理系統(tǒng)中，污水處理廠能耗成本占污水處理廠運營成本的30%~80%。據(jù)美國統(tǒng)計，城鎮(zhèn)污水處理廠的總電耗約占美國總電力負(fù)荷的3%。隨著人口的增長和污染物去除標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，未來15年內(nèi)用于污水處理的總用電量還將繼續(xù)增加20%以上。這樣的污水處理廠不符合我國現(xiàn)階段實行的“節(jié)能減排”的政策。淘汰落后設(shè)備，引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備，降低污水處理廠能耗是一種改變污水處理廠高耗能的一種有效途徑，另外，由于污水中含有大量的有機物，而有機物中又含有大量的磷，磷是一種高能物質(zhì)，如果通過一定的技術(shù)將其所含的能量轉(zhuǎn)化出來在污水處理過程中利用，那么污水處理廠的能源消耗量將大大降低，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)自給自足。

4.3 降低化學(xué)藥品的使用

污水處理廠現(xiàn)在在很多工藝過程中都要使用到化學(xué)藥品，而化學(xué)藥品的使用對污泥的回收利用形成了很大的阻礙，從而造成了污泥的浪費，而由于污泥不能得到妥善的處置，污泥污染也變成了當(dāng)今社會的一個熱門話題，污泥問題嚴(yán)重制約了污水處理的發(fā)展。另外，經(jīng)過氯氣消毒的污水還會產(chǎn)生大量的氯仿類物質(zhì)，而氯仿又是一種致癌物質(zhì)，這嚴(yán)重威脅了人們的身體健康。

4.4 使污水處理廠的環(huán)境在感官上、身心健康上滿足人們的要求

在污水處理廠，隨處可見剩余污泥以及在細(xì)格柵出分離出來的各種垃圾，在感官上造成了極大的影響。污水處理過程中會產(chǎn)生惡臭，不但影響了人們的感官，還會對周邊環(huán)境造成二次污染，惡臭氣體會危害人體的呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等。為了改善這一狀況，應(yīng)該通過對國外相關(guān)技術(shù)的系統(tǒng)研究以及學(xué)習(xí)，再結(jié)合自身的條件，摸索出一條符合我國污水處理廠健康、持久的發(fā)展道路。

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