我国城市污水处理技术剖析及对策研究

　　废水处理是防治水环境污染的重要技术措施之一，废水处理技术水平的高低将直接影响一个地区的水环境质量。本文以我国城市污水处理情况为基础，试从排污系统建设、废水治理设施以及废水处理效果等诸方面，对其作一技术剖析评价，以便对国内外废水处理技术状况有一量化概念，为提高我国的废水处理技术水平，促进经济与环境的协调发展提供技术参考。

　　1. 排污系统建设

　　1.1排污管道总长度
　　排污系统是城市基础设施建设的一个组成部分，也是废水集中处理的前提。近十年来，随着我国经济的快速增长和城市规模的扩大，排污系统建设已初具规模。全国现有的大小城市均建有一定规模的排污系统，排污管道总长度（含污水管和雨水管，下同）已从1989年的5.45万公里上升为1998年的12.59万公里，增长了1.31倍（见图1），是1980年的5.49倍，是建国初期的12.47倍（有关数据不包括香港、澳门、台湾，下同）。

　　1.2 排污管网密度
　　以城市市区面积计，1998年我国城市排污管网密度为0.075km/km2。按国家统计局的划分方法计，我国东部城市排污管网密度为0.170km/km2，中部城市为0.053km/km2，西部城市仅为0.026km/km2；其中，城市排污管网密度最高的是上海，为1.775km/km2，北京次之为0.869km/km2，分别是全国平均水平的23.7倍和11.6倍。

　　1.3 人均排污管道长度 
　　按国家统计局的统计口径，以城市非农人口计，我国城市人均排污管道长度为0.63米，是1980年的2.6倍，是建国初期的4.5倍。人均排污管道长度历年变化情况见图3。

　　1.4比较
　　与发达国家相比，我国城市排污管网的建设尚处在很低的水平上，无论是排污管道总长度、排污管网密度，还是人均排污管道长度，均存在着较大差距。

　　以联邦德国为例，尽管其国土面积只是我国的1/27，但1995年其排污管道总长度已达39.50万公里，是我国的3.14倍；以辖区内全部面积计算，排污管网密度已从1979年的0.74km/km2上升到1995年的1.11km/km2；人均排污管道长度达到4.84米，其中，1992年至1995年间，每新接纳一个居民的废水，平均需新建排污管13.37米；居民接管率从1979年的84.5%上升到1995年的92.2%，即占全国人口总数92.2%的居民的生活废水已纳入排污管网，其中10万人以上的大城市居民接管率超过98%，小于2000人的村庄居民接管率也已达70%。

　　2. 废水处理设施

　　2.1废水排放量
　　从总体上看,近十年来全国废水排放总量没有多大变化,一直维持在350亿吨左右，但生活污水所占的比例上升很快，已从1989年的28.6%提高到1998年的53.2%，超过了工业废水排放量。其中，东部、中部和西部城市生活污水排放量分别占全国生活污水排放总量的55.7%、31.2%和13.1%。

　　2.2废水处理规模
　　兴建废水治理设施是削减污染负荷，防治水环境污染的关键。为解决严重的水环境问题，近年来，我国加快了废水治理设施的建设，在工业废水处理率不断提高的同时，城市污水处理能力增长速度也较快。1998年，我国城市污水处理能力已经达到1583.3万吨/日，是1985年的10.3倍，平均每年递增19.6%。其中，东部、中部和西部城市污水处理能力分别占69.6%、19.0%和11.4%。但目前仍有江西、西藏、青海和宁夏四个地区尚无城市污水处理能力。全国城市污水处理能力历年变化情况见图6。

　　2.3废水处理工艺
　　目前，我国共有266个城市污水处理厂投入正常运行。其中，绝大多数城市污水处理厂都采用运行稳定、操作简便、处理费用低廉的生化处理工艺，包括普通活性污泥法、接触氧化法、氧化沟法、AB法以及SBR法等，只有少数城市污水处理厂因其实际情况而选用物理或物化的方法处理废水。按废水处理能力划分，目前采用各种生化处理工艺处理的城市污水约占其处理总量的92%。
　　2.4 废水处理率
　　以城市污水处理厂实际处理的生活污水量与生活污水排放总量之比，作为城市生活污水集中处理率来进行评价。1998年我国城市生活污水集中处理率仅为10.3%(见图 7 )；其中，北京生活污水集中处理率最高，为40.3%，天津、云南次之，分别为37.2%和34.3%。从统计结果看，西部城市生活污水集中处理率高于全国平均水平，这与云南生活污水集中处理率较高以及西部城市生活污水排放量较低有很大关系。

　　2.5比较
　　从总体上看，我国城市污水处理尚处在起步阶段，城市污水处理率还很低。
　　联邦德国1898年便开始建设城镇污水处理设施，现有规模大小不等的城镇污水处理厂10390个，废水处理能力达1.506亿居民当量，相当于日处理废水3000万吨，是其全部居民生活污水排放量的1.92倍。其中，大中型污水处理厂虽仅占总数的13.1%，但其废水处理能力却达到1.24亿居民当量，占全部废水处理能力的82.1%。1995年联邦德国居民生活污水处理率已达89.0%，其中，原东、西德地区分别为70.0%和93.5%，即占全国人口总数89.0%的7269万居民的生活污水已在各类污水处理厂得到净化处理。
现在，世界各国都很重视水环境污染防治，并投入大量财力建设城镇污水处理厂，从而提高了生活污水处理率，减轻了对水体的污染。有关国家生活污水处理情况对比见图8 ，其中，中国为城市生活污水处理率。

　　3．污水处理效果

　　3.1 排水水质状况
　　1998年，全国266个城市污水处理厂共处理污水29.27亿吨，其中工业废水9.28亿吨。由于目前城市污水处理厂主要集中在中等以上城市，且具有一定的规模，从总体上看，运行比较稳定，处理效果较好。全年平均进水COD浓度为336.4mg/l，出水COD浓度为83.3mg/l，去除率达75.2%,削减COD74.07万吨。全国城市污水处理厂的运行成本平均为0.367元/吨污水，去除每公斤COD花费1.451元。
　　3.2 废水深度处理
几年前，我国城市污水处理厂的设计主要考虑的还是去除碳类有机污染物，但随着环境标准和水环境保护要求的提高，目前正逐步开展城市污水的脱氮脱磷等深度处理。所采用的方法也主要是生物脱氮和化学脱磷，但进行脱氮脱磷处理的生活污水占城市污水的比例还很低。
　　3.3 剩余污泥处置
　　剩余污泥的处理也是城市污水处理中的一个重要环节，目前我国处置剩余污泥的主要途径是填埋，且大多数是与城市垃圾一并进行填埋处置，只有一小部分是焚烧处理。需要指出的是，约一半以上的剩余污泥未经稳定、消化处理，这不仅使其在农林方面的利用受到限制，也增加了污泥处置的费用。
　　3.4 比较
　　从总体上看，我国现有城市污水处理厂废水处理效果较好，但脱氮脱磷处理的比例低，剩余污泥的处置不够安全。
　　1995年，联邦德国城镇污水处理厂所排放的废水中，COD浓度小于50mg/l的占废水总量的80.1%，BOD浓度小于10mg/l的占87.5%；处理后废水平均浓度为COD41mg/l、BOD7mg/l，耗氧等级为1.9；营养物质浓度也很低，总氮、总磷平均浓度分别为18mg/l和1mg/l，污水处理厂尾水的排放对水体的影响已很轻微。德国历年污水处理厂排水情况见图9 。
　　近年来，由于严格控制大气污染物的排放和填埋技术的进一步发展，欧洲各国污泥处置情况发生了一些变化，目前以填埋和农用为主，焚烧处理的比例已大幅下降。

　　4．对策建议

　　从以上剖析可见，我国城市污水处理的技术状况与发达国家差距较大。而要真正解决我国的水环境污染问题，笔者认为，在城市污水处理技术方面，必须做好以下几点工作。
　　4．1 设计规范化
　　目前，城市污水处理厂的设计往往以日处理污水量为主要依据，但由于污水浓度不同，同等规模的污水处理厂实际需处理的污染物量则可能相差数倍。这不仅增加了设计的工作量，不便于进行工程投资对比分析，也给污水处理能力的综合评价带来困难。因此，应以需处理的污染物量作为衡量污水处理厂规模的标准，并依此规范城市污水处理厂的设计。国家有关部门应组织力量，按处理不同的污染物量编制污水厂标准设计图集，如日处理COD5吨、10吨、25吨等不同等级的污水处理厂的标准设计，从而规范城市污水处理厂的设计，减轻具体工程的设计工作量，并为污水处理厂的运行管理创造良好条件(联邦德国在这方面有许多经验可供借鉴)。与此同时，还应注意开发适合中国国情的城市污水处理技术，即投资低、运行费用低、管理要求低的城市污水处理技术，并及时予以推广。
　　4．2 产品标准化
　　产品的标准化对于推动一个行业的发展有着十分积极的意义。正是由于城市污水处理厂的设计往往厂厂而异，因而不少城市污水处理厂的好多设备都是非标设备。这既增加了工程建设投资，延误了工期，也不便于设备的维修保养和更换，还在一定程度上制约了环保产业的发展。因此，必须切实抓好城市污水处理厂设备的标准化工作，并着力解决城市污水处理厂主要设备的国产化问题。大到充氧、提升、搅拌、过滤等设备，小到格栅、阀门等产品都应形成系列标准，以便不同处理规模的污水处理厂挑选使用。
　　4．3 投资多元化
　　我国现有的城市污水处理厂几乎都是由当地政府投资兴建的，要在较短时间内大规模地新建、扩建城市污水处理厂，从而控制和改善水环境质量，单靠地方财政的力量显然是很不够的。因此，在保证地方财政一定投入、继续做好利用外资工作的同时，应制定相关的政策，鼓励各类企业乃至个人对城市污水处理厂这个社会公益性的事业进行投资。如利用工厂企业的废水处理设施同时处理城市污水，企业投资建设所在社区的污水处理厂，房地产开发时一并完成排污管网的建设等等。 
　　4．4 运营专业化
　　城市污水处理厂运营管理的水平高低将直接关系到其排水水质的好差。我国现有的城市污水处理厂所处理的污水只占设计能力的3/4，一些城市污水处理厂的排水水质波动较大，这某种程度上也反映出运营管理的问题。因此，应努力提高城市污水处理厂运营管理的专业化水平。要加强对污水厂运营管理人员尤其是负责人的技术培训，提高其业务能力，要组织开展城市污水处理技术的交流和研讨，加速推广先进和成熟的技术，从而提高运营管理的总体水平。
　　总体而言，我国的城市污水处理起步较晚，也还存在着不少问题。但由于国家高度重视环境保护工作，只要我们认清形势，积极采取切实有效的措施，我国的城市污水处理就一定会得到长足的进步，从而逐步控制和改善水环境质量，促进国民经济的持续发展。

参考文献
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杨展里 男，河海大学在职博士研究生，联邦德国水污染控制技术协会会员，南通市环境保护局副局长，总工程师；多年来一直从事环境管理和环境科研工作，曾有多篇论文发表。
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