【污水處理工藝】污水處理廠建設(shè)過程中的問題
我國地域遼闊，資源總量大，是資源大國；但人均擁有的資源量卻很少，在這個意義上我們只是“資源小國”。我國淡水資源人均占有量為世界人均水平的1/4。水資源業(yè)已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展最重要的瓶頸。多年的監(jiān)測和統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在水資源短缺的同時，我國城市普遍存在著水污染問題。1996年《中國環(huán)境狀況公報》指出，在統(tǒng)計的138個城市河段中，133個受到不同程度的污染。70%以上的城市河段不宜作飲用水源，50%的城市地下水受到污染。長江、黃河、珠江、淮河、松花江、遼河、海河等七大水系的水質(zhì)狀況不斷惡化，水污染程度在加劇，范圍在擴大。湖泊水庫普遍受磷、氮和有機物污染，個別湖泊水出現(xiàn)重金屬污染。近年來，我國沿海水體富營養(yǎng)化日益嚴(yán)重，赤潮發(fā)生的頻率逐年增高，范圍逐年擴大。據(jù)海洋研究所的報告，從1993年到1997年我國已觀察到的赤潮中，東海共發(fā)生132次，黃渤海共發(fā)生72次，南海為61次。1999年7月，勃海在不到10天內(nèi)連續(xù)發(fā)生兩次大面積赤潮。
我國的水污染如此嚴(yán)重，這是長期以來城市排水工程欠賬太多之故，每年有近300億立方米污水未經(jīng)處理而直接排放，使水環(huán)境的污染量大大超過了自凈能力所能承受的程度，從而破壞了水的良性循環(huán)，導(dǎo)致水資源危機的加劇，進(jìn)而影響城市的可持續(xù)發(fā)展。水資源的短缺和水污染的加重，使人們已警覺到污水再生處理已直接關(guān)系到人民的健康安全和社會、經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，關(guān)系到子孫后代的可持續(xù)生存。
由于我國水環(huán)境污染和生態(tài)破壞相當(dāng)嚴(yán)重，并呈發(fā)展趨勢，1996年的全國第四次環(huán)境保護(hù)會議強調(diào)保護(hù)環(huán)境是實施我國可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，并將防治水污染作為全國性重點。所以，建設(shè)城市污水處理廠已是刻不容緩的事，現(xiàn)筆者擬對建設(shè)城市污水處理廠的五個問題作一發(fā)言，請大家批評指正。
1投資與收費
建設(shè)城市污水處理廠需大量資金，首先是污水收集系統(tǒng)，許多城市的下水道很不完善，要建廠就要先埋管道，以往先蓋樓后修路，污水滿街流的現(xiàn)象相當(dāng)普遍。所以水污染防治口號喊得響，資金卻十分缺乏。筆者參與過不少項目，污水處理設(shè)備計劃爭取較易獲得的外國政府貸款，土建投資計劃爭取國內(nèi)貸款，而項目所在城市自己的配套資金卻遲遲不能落實，項目因此一拖再拖。大家請看我國的高速公路建設(shè)，到1999年，我國高速公路的通車?yán)锍桃堰_(dá)11605km，按每km投資3000萬元計，十年間，投資總額達(dá)3000多億元！平均每年投資300億元！好厲害！相比之下，城市污水處理事業(yè)卻投資緊缺，為什么投資者把資金都愿投向高速公路的建設(shè)，而不愿意投向與環(huán)境保護(hù)與子孫后代密切相關(guān)的污水處理事業(yè)？筆者認(rèn)為，其主要原因是高速公路通行收費到位，投資的回報有保證。現(xiàn)在從深圳到哈爾濱的沿途，高速公路收費站估計有數(shù)百座，可見收費的力度相當(dāng)大。相反，污水處理廠的收費不到位，投資者的回報沒有保證。大家都來搶廉價的水，排免費的污水，靠犧牲環(huán)境獲取利潤，實際上，此路不通！我們希望新世紀(jì)，我國的城市污水處理事業(yè)能夠象高速公路建設(shè)那樣，每年有上百億元的資金投入，早日改變水環(huán)境的現(xiàn)況。所以污水收費到位，才能有足夠的資金，水工業(yè)的發(fā)展靠市場機制，投入與回報是并存的，沒有回報就沒有投入。高速公路是國家的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其建設(shè)可引入市場機制，同樣，城市污水處理廠的建設(shè)也不應(yīng)由政府統(tǒng)包。
2建設(shè)與運行
眾所周知，我們建設(shè)污水處理廠不是最終目的，我們的目的是保護(hù)水環(huán)境保護(hù)水資源。所以，如何把污水處理廠運行好就特別重要，天津市紀(jì)莊子污水處理廠1986～1992年一直保持良好運行，共處理了6.53億m3污水，運行費用為人民幣9070萬元。相當(dāng)于污水處理廠的總投資費用。以此推算，如果建設(shè)一座處理量為10萬m3/d的城市污水處理廠其投資為1.0億元的話，那么該廠每年的運行費約需1500萬元。所以一些城市建不起污水處理廠，一些城市建了污水處理廠卻沒有能力運行或沒有能力開足馬力運行。也有熱衷于建設(shè)污水處理廠而不關(guān)心污水處理廠的運行，也不積極解決污水處理廠的運行經(jīng)費，聽任污水處理廠開工不足甚至接近停產(chǎn)。所以筆者認(rèn)為污水處理廠有必要由當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門安裝在線監(jiān)測儀表，應(yīng)對污水處理廠每年處理的污染物總量進(jìn)行考核。天津紀(jì)莊子污水處理廠就曾經(jīng)按所處理的污水量由財政部門拔款，處理量與運行經(jīng)費掛鉤是十分必要的。目前，已經(jīng)有污水處理廠運行招標(biāo)活動，把污水處理廠的運行委托給運行公司來管理，業(yè)主按合同支付運行費。把市場機制引入城市污水處理廠的運行管理領(lǐng)域，可降低運行費用，保證運行效果，這樣我國水環(huán)境根本改善的日子為期不遠(yuǎn)了。
3分散與集中
城市污水處理廠的規(guī)模大小，一般取決于城市規(guī)劃。城市污水處理廠是城市排水系統(tǒng)的重要組成部分，恰當(dāng)?shù)剡x擇污水處理廠的位置，進(jìn)行合理的規(guī)劃，關(guān)系到城市排水系統(tǒng)的總投資，關(guān)系到城市環(huán)境保護(hù)、水源保護(hù)、再生水的利用以及整個排水系統(tǒng)的經(jīng)營維護(hù)和管理費用。一般情況下，污水處理廠的位置往往決定了污水處理廠的規(guī)模?？傊鞘形鬯幚韽S的規(guī)模應(yīng)從廠址選擇入手，結(jié)合投資能力、投資效益、近期實現(xiàn)的可能性和城市總體規(guī)劃的要求通盤考慮。
從城市污水處理總體上來說，根據(jù)排水出路確定污水處理廠的規(guī)模，也不考慮投資能力，單純從經(jīng)濟上分析，當(dāng)然污水處理廠規(guī)模大，其單方造價、管理費用都比修建小型污水處理廠顯得經(jīng)濟。但是，要修建大型污水處理廠，首先要建設(shè)一個龐大的排水系統(tǒng)，包括幾百至上千公里管道及許多中途泵站，才能將污水收集后集中輸送到污水處理廠。這個污水收集系統(tǒng)的投資將超過污水處理廠，而我們近期又缺乏資金，污水收集系統(tǒng)建不起來就更談不上建污水處理廠。為此，應(yīng)該根據(jù)城市近期的投資能力，從修改排污水規(guī)劃入手，適當(dāng)縮小排水系統(tǒng)，爭取用較少的資金使系統(tǒng)完善起來，并隨城鎮(zhèn)建設(shè)的發(fā)展，逐年修建一批小型廉價的污水處理廠。
城市污水的資源化已是缺水地區(qū)的重要課題，因為城市污水已經(jīng)被證實是可靠的水資源，而隨著水處理技術(shù)的進(jìn)步，污水再生技術(shù)已經(jīng)廣為應(yīng)用。在這種情況下，增加一些投資，改善污水處理廠本身的環(huán)境保護(hù)條件，使城市污水可就近處理、就近回用是非常值得的。因為城市污水就近處理，可以節(jié)省大量管道投資；而處理達(dá)標(biāo)后就近排放，為污水資源化、進(jìn)行再生回用創(chuàng)造了條件。如果污水處理廠的出口遠(yuǎn)離再生水的回用點，又將出現(xiàn)回用水工程的管道投資過大問題，使本來就不容易推行的污水再生回用事業(yè)更加困難，這一點是十分清楚的。4污水與污泥
一座每日處理100,000m3污水的城市污水處理廠，如每日正常運行，則每日將產(chǎn)生污泥干固體10～20t，折合成含水(一般為80%)污泥，將達(dá)50～100t。如何處置這些污泥是一個大問題。在城市污水處理廠建設(shè)前或建設(shè)后不正常運行(也有作為政績供參觀用)時，此問題尚不突出，但作為建設(shè)、管理人員必須在建廠初期進(jìn)行認(rèn)真的研究、決策。
污泥是污水處理的副產(chǎn)品，有相當(dāng)大的產(chǎn)量。污泥含有水分和固體物質(zhì)，主要是所截留的懸浮物及經(jīng)過處理后的膠體物質(zhì)和溶解物質(zhì)所轉(zhuǎn)化而來的產(chǎn)物。污泥聚集了污水中的污染物，還含有大量細(xì)菌和寄生蟲卵，所以必須經(jīng)過適當(dāng)處理，防止二次污染。現(xiàn)在大量未經(jīng)穩(wěn)定處理的污泥已成為城市污水處理廠的沉重負(fù)擔(dān)和環(huán)境的極大威脅，在城市污水處理廠建設(shè)工程中，必須考慮污泥的出路，減少污泥對環(huán)境的污染。
污泥的成分主要取決于污水水質(zhì)、處理的工藝和方法。污泥主要有以下幾種：初沉池污泥，二沉池污泥，柵渣、沉砂沉渣及浮渣等。初沉池污泥的成分以有機物為主，二沉池污泥含有生物體和化學(xué)藥劑。污泥中含有大量水分，沉淀池污泥含水率一般在95%以上，含水率能大大影響污泥的體積，若將含水率由99.5%降至95%，則污泥體積可縮減到原來的1/10。
污泥的最終處置主要是根據(jù)一定的環(huán)境要求和經(jīng)濟條件，最終部分或全部加以利用以及排入大?；蛲寥?，返回到自然環(huán)境中。污泥利用和處理前一般要進(jìn)行濃縮，根據(jù)不同的處置方法，通常還要進(jìn)行穩(wěn)定、調(diào)理、脫水甚至消毒等過程。
污泥穩(wěn)定的基本方法是厭氧消化，通過這個過程污泥中大部分可降解的有機物被分解，固體總量減少，殺滅病菌。厭氧消化可以產(chǎn)生沼氣，為污水處理廠補充能源。
污泥可以用作農(nóng)業(yè)肥料，這可以充分利用污泥中的營養(yǎng)成分，但應(yīng)進(jìn)行滅菌處理。污泥也可以用于工業(yè)作建筑材料。污泥不能利用時，其最終處置方法有填埋、焚燒、投海等。在考慮利用處置方法時，一定要注意防止環(huán)境污染及減少處理費用。根據(jù)我國現(xiàn)狀，應(yīng)充分考慮農(nóng)業(yè)選用，有可能條件下進(jìn)行工業(yè)利用。
5設(shè)備訂貨與初步設(shè)計
城市污水處理廠其設(shè)備投資約占投資的25%～45%，由專用設(shè)備、通用設(shè)備、自控設(shè)備投資及安裝工程費組成。污水處理設(shè)備的質(zhì)量是污水處理廠能否正常運行的關(guān)鍵。據(jù)有關(guān)報告指出：“近20年來，國家僅對石油、化工、冶金、造紙、機械、染料等幾個待業(yè)廢水處理設(shè)施的投資就超過了20億元人民幣，建立處理裝置5000多套。根據(jù)調(diào)查結(jié)果表明處理設(shè)施的正常運行率不到30%。”造成這種現(xiàn)象的原因是多方面的，但設(shè)備本身的質(zhì)量問題是重要原因之一。另外，市政工程往往一旦立項，急于建成，設(shè)備尚未落實，土建就先開工，以應(yīng)付上級要求，這樣情況為數(shù)不少。實際程序是，主要設(shè)備應(yīng)在初步設(shè)計批準(zhǔn)后進(jìn)行訂貨，以要求施工圖設(shè)計按所訂設(shè)備進(jìn)行設(shè)計，避免施工圖設(shè)計完成后所訂購的主要設(shè)備與設(shè)計不符，造成土建設(shè)計(尤其是預(yù)留、預(yù)埋設(shè)計)、設(shè)備安裝設(shè)計乃至電氣與自控設(shè)計的大量返工。此類變更設(shè)計極易影響設(shè)計質(zhì)量，在資金到位的情況下應(yīng)該可以避免。一般世界銀行貸款項目就沒有此類問題，因為世界銀行項目都實行初步設(shè)計招標(biāo)，施工圖設(shè)計由中標(biāo)的施工單位委托設(shè)計院進(jìn)行(一般由設(shè)計、施工單位組成聯(lián)合體投標(biāo))，其主要設(shè)備的性能規(guī)格、質(zhì)量保證和價格都在投標(biāo)書中列出，所以施工圖設(shè)計時主要設(shè)備已經(jīng)落實，設(shè)計質(zhì)量較易得到保證。
目前不少工程，都是主要設(shè)備尚未落實，建設(shè)單位就要求設(shè)計單位進(jìn)行施工圖設(shè)計。這種情況下，建設(shè)單位應(yīng)與設(shè)計單位及時溝通，盡可能避免設(shè)計返工，以保證工程質(zhì)量。
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