城镇污水处理现状分析及对策

摘要：指出了我国城镇污水问题，包括污染类型复杂，基础设施建设严重滞后。其中，绝大部分城镇的污水缺乏必要的污水收集系统和污水处理设施，从深度处理、能源回收等方面提出了相应的对策与建议。

关键词：城镇污水；水处理工艺；低碳处理

1引言

经过近10年的高速建设，我国已建成并投入运行了3500多座城镇污水处理厂，日总处理能力达到了14亿m3，已与美国基本相当[1]。与城市的污水处理率的快速提升相比，城镇、农村污水处理的发展相对滞后。据统计，截至2013年底，全国建成并投入运行了3500多座县级以上污水处理厂，日总处理能力达到14亿m3/d[2]。然而，我国有近5万个建制镇，整体污水处理率尚不足20%，我国村庄污水处理率仅为7%。“十二五”规划中明确提出，到2015年，我国城市污水处理率达到85%（直辖市、省会城市和计划单列市城区实现污水全部收集和处理，地级市85%，县级市70%），县城污水处理率平均达到70%，建制镇污水处理率平均达到30%。

“十二五”规划明确了我国城镇污水治理工作的目标，城镇污水治理将是未来污水治理的重点发展方向。这不仅关系到我国城镇水环境状况，还将影响可持续发展的战略目标，因此，不断分析总结我国城镇污水处理工程技术经验，逐步完善适合于城镇污水处理工程的技术体系，是我国当前污水处理领域十分重要和迫切的任务。

2城镇污水污染现状分析

中国水资源总量27000亿m3，但可利用水资源量仅约8000亿m3，目前用水量已超过6000亿m3，缺水问题日益突出[1]。当前，我国城镇水环境问题，可以说是局部相当突出，污染类型十分复杂，基础设施建设严重滞后。其中，绝大部分城镇的污水缺乏必要的污水收集系统和污水处理设施，仍然处于不加治理直排到水体的状态，这不仅造成资源的浪费和城镇自身的环境污染日益恶化，还严重影响城镇居民的生存环境，也制约了城镇的经济发展。

尽管我国城镇污水处理行业己经发展了30多年，城镇污水处理工程也很迅速，然而，在很多县乡镇，尤其是重点镇、建制镇等地，污水处理设施和技术还很不完善，甚至处于空白状态。目前，我国农村污水处理率还不到10%[3]，很大一部分村镇没有排水渠道和污水处理系统。据统计，我国城镇95%的生活污水未经处理直接排放，造成90%以上城镇的水体环境均受到不同程度的污染，78%的城镇河段不宜做饮用水源，50%的城镇地下水受到污染[4]，工业较发达的城镇附近的水域污染则更加突出。

城镇排放污水一般由居民日常生活、小型餐饮服务、小型轻工业和手工业生产以及公共卫生服务设施排放的污水组成，其中50%以上是生活污水、工业废水和农产品加工的混合废水，废水中基本不含重金属和有毒有害物质，但污水中悬浮物浓度、氮和磷的含量较高，特别是一些城镇排水系统不完善，大多采用明渠排水，雨水和地下水入渗现象严重。经总结，我国城镇污水主要有以下几个特点。

21水量规模小，变化大

城镇的人口规模、自来水的普及率及工农业发展的结构与水平，决定了城镇污水的排放量。这就使得不同城镇的排水量悬殊，一部分城镇排水量极大，而相当大的一部分城镇污水排放量极小。目前，我国一些城镇人口规模小，平均每个乡镇的人口多在2万人以下，自来水的普及率也较低，在经济发展水平较低的地区，工业发展水平也相应不足，所以一部分城镇污水量小于1万m3/d [5、6]。城镇污水在一年内的不同时期及一日内不同时间水量都有所不同，污水排放变化系数大，受排水时间和季节影响较大。

城镇污水量小且分散，收集困难，排水设施缺乏。由于我国大多数乡镇的建设缺乏科学规划，布局不合理，排水管网不完善或是根本没有排水设施，且地形复杂，居民分散，道路狭窄，基础设施不够完善等因素，致使乡镇污水收集困难。

22水质波动大

城镇污水水质极不稳定。季节性变化大，雨季水量大，水质较清淡，不同时段的水质不同；昼夜变化大，早晚比白天大，夜间排水量小，甚至可能断流，污水排放呈不连续状态。我国城镇排水系统多采用的是合流制，雨污分流体系建设极少，且严重滞后，污水管材和施工质量差，污水处理厂进水“水分”偏大，导致治污效率低等[7]。

23污水类型复杂

城镇污水主要由生活污水和工业废水组成，生活污水成分比较固定，但不同发展目标的城镇的工业废水的成分则多种多样，其废水需要不同的处理方法。中西部不发达地区乡镇污水主要是生活污水，可生化性较好；发达地区的乡镇工业企业较多，其含工业废水排放比例明显偏高，污水的可生化性偏低，针对污水污染特性，应采用针对性治污技术工艺。

3城镇水污染处理现状

目前我国城镇污水处理厂中氧化沟类工艺、SBR类工艺、An/O工艺占污水处理厂总数量的8144%，占总设计处理能力的8144%，为现阶段我国城镇污水处理的主力。

城镇污水处理，既不能像小规模小范围的村庄生活污水采用分散、就近、简易的方法处理，也不能像城市那样，采用集中、大规模、现代化的方法处理[9]。城镇污水处理工艺的选择显得尤为重要，不能生搬硬套城市大规模污水处理技术和工艺，应在现有的技术工艺的基础上，研究开发出适用于城镇污水特质的污水处理技术。

32面临的问题

321城镇污水治理起步晚，资金短缺

城镇污染治理是我国大环境治理的一个盲点，也是一个难点[10]。在我国，对于治理污水，一般强调大城市和大工业企业，资金也多投到城市生活污水和垃圾处理，以及工业污染源的治理项目，而城镇、农村污水治理在过去长期处于“真空期”，治污资金不到位导致城镇、农村水污染日益恶化。

322城镇污水技术规范不足

当前，受制于生产、生活方式、经济发展程度等多方面因素的影响，城镇污水治理在污水处理工艺技术、排水设施建设等方面缺乏切实适宜的技术政策、规范和标准，而在工程设计和建设中，仍采用现行城市污水处理技术的相关标准和规范，导致城镇污水处理工程建设和运行费用过高。

我国城镇的污水处理大多参照，甚至完全按照大城市污水处理的经验，并未兼顾达标稳定性、建设投资和设施运营经济性管理三个方面。城镇污水处理工艺应该是基建投资低、运行成本低、运行管理相对容易、运行可靠性高的工艺。不同城镇的污水有自身的特点，不同城镇污水的治理应该在现有技术经验的基础上，针对污水特点，开发出适合自身的治理技术，而不应该照搬照套城市污水治理的模式，应该走经济、高效、易行的模式。因此，现阶段对适用于城镇污水处理厂工艺的研究方向应该是：从现有工艺中比选出适合城镇污水处理厂的工艺，同时开发出适用于城镇污水处理厂的新工艺。

323城镇污水治理运营管理落后

我国城镇污水治理运营、管理还很落后。一方面，污水分散度高、城镇经济水平落后、基础设施薄弱及管理能力不强，使城镇污水处理运营、管理困难，导致大部分污水未处理，或难以得到有效处理便直接排入周边江河，污染城镇水环境。另一方面，目前，我国建设行政管理部门的最低级别是县级，城镇不设专门的建设行政管理机构和人员，而县级建设行政管理部门的管理重点是县城，难以顾及到城镇、农村这一层面基础设施的运行管理。城镇、农村污水治理没有得到重视，乃至部分已经建成污水处理设施的城镇，因缺乏必要的专业技术管理人员，导致设施的正常运行和维护管理困难，难以按预期的设计目标对城镇、农村的污水进行有效处理。

324高能耗、低消减、二次问题突出

城镇污水处理是高能耗行业之一。现阶段，我国绝大部分城镇污水处理厂取消了初沉池设计，大量采用了延时曝气等高能耗工艺。分析表格1可知，不管采用表格中哪一种污水处理工艺，其单位能耗都很高，且随着外加碳源脱氮除磷技术的推广，单位能耗呈增加趋势。根据“城镇排水统计年鉴2011”的数据分析可知全国城镇污水处理厂的平均电耗为0307kW·h/m3，而美国污水处理厂的平均电耗是02kW·h/m3，日本为026kW·h/m3[11]。城镇污水处理厂污水处理工艺系统中，能耗成本约占污水处理厂运营维护成本的30%～80%，随着人口的增长和污染物标准的不断提高，未来15年内用于污水处理的总电耗量还将继续增加20%以上[12]。目前，以高能耗为代价实现的污染物削减与减排，形成了“减排污染物、增排温室气体”的尴尬局面。

尽管，在城镇污水处理中采用高能耗技术，而我国城镇污水污染物消减率却并不理想。根据“建设部全国城镇污水处理信息管理系统”的筛查情况，目前全国有263座建成投运的污水处理厂（占投运污水处理厂的13%），没有达到“污水处理厂投运1年负荷率不低于60%、投运3年不低于75%”的基本要求[13]。

另外，城镇污泥处理过程中产生的大量污泥是污水处理过程中必须考虑的因素。根据2011年统计，全国污水处理厂数量达3000多座，污水处理率达80%，相应产生的污泥量约为1000万t/a[2]，污水中50%的污染物进入污泥，但污泥无害化处置滞后。大部分污泥采用简单填埋或简易堆放处理，造成严重的二次污染。

4城镇污水处理对策与建议

41城镇污水深度处理，提高消减率

城镇污水处理的深度处理通常是指在传统生化处理基础上对N、P、有机污染物的深度去除，技术总体上已经成熟。美国城镇污水深度处理率超过50%，北欧已经达到90%[14]，相比之，我国深度处理技术的应用率还有待提高。

我国城镇污水深度处理技术面临着一个更为严峻的问题—城镇污水中存在越来越多的新兴污染物。这些污染物可分为两大类： 内分泌干扰物（EDCs） 和药物及人工护理品（PPCPs）。这些污染物浓度虽然为ng级，属于微量或痕量，但对人体健康影响巨大。

城镇污水处理技术正面临着亟待解决以往问题和适应未来发展的迫切需求。一些发达国家的污水处理厂正在由生物脱氮除磷（BNR）向强化脱氮除磷（ENR）方向发展，有些甚至达到了技术极限（LOT）水平。同时，一些深度处理，乃至超深度处理（高级氧化、反渗透技术等）技术也被应用，以达到对环境内分泌干扰物、药物和个人护理品等新兴污染物的去除，满足更加健康安全的水环境质量需求。在我国，随着经济社会发展，污染强度不断增大，污染物种类日趋复杂；公众环境意识增强，水环境质量要求不断提高。这些都要求发展适合于我国城镇污水特质的深度处理技术，以达到城镇污水无害化、可回收利用标准。

42降低能耗、能源开发及回收

污水处理作为一项公共事业，由于前我国污水处理发展较慢，能耗方面的问题未受到人们重视。发达国家，如美国、德国、日本的污水处理技术正向着深度和超深度发展，然而其基建投资高、运行能耗高，使得污水处理费用昂贵，而颇受争议。目前，发达国家污水处理能耗已占全社会能耗的3%左右，而我国污水处理厂的建设运营普遍粗放低效，节能空间更为巨大。污水处理节能方面的研究刻不容缓，全世界都在面对这个技术性的难题[15]。

污水是资源和能量的载体。除了降低污水处理能耗以外，我们还可以从污水中回收、开发资源和能量。

污水的潜在能量极高，据估计，污水所含潜在能量是处理污水能耗的10倍，全球每日产生的污水潜在能量约相当于1亿t标准燃油，污水潜在能量开发可解决社会总电耗的10%[14]。基于欧洲经验，在提标改造的基础上，以高效厌氧消化等成熟技术进行能量回收，污水处理能源自给率就可达到60% 以上，有的污水处理厂甚至实现了完全能源自给。

污水处理过程中，除水资源循环利用外，污水处理过程还可实现有机质及氮、磷等资源的循环利用。目前，全球磷资源即将枯竭，中国储量也只能有效供给20～50年，因此，构建磷素的持续循环体系应引起重视，而城镇污水处理将是实现磷循环的重要途径。

43污泥有效处理

污水处理过程中产生大量污泥，而污泥也是能源载体。剩余污泥巨大部分由微生物细菌组成，含有大量的有机质，在低碳元系统中，将剩余污泥碳源化，使其返回到系统中，不仅解决了污水处理碳源不足的问题[16]，同时也实现了污泥的再利用。高碑店等8家污水处理厂的计量结果表明，城市污水处理厂的沼气产率为4～14m3沼气/m3污泥，平均为75m3沼气/m3污泥（含水率为96%）[17]。以“减量化、无害化、稳定化”为原则，因地制宜地采用土地利用、污泥农用、填埋、焚烧以及综合利用等方式使污泥得到安全处理处置。城市污水处理产生的大量污泥与自然环境不相和谐，如果没有安全、妥善地融入自然循环，不仅会造成严重的环境隐患，还会造成巨大的能源浪费。

2014年3月绿色科技第3期5结语

我国城镇污水处理及再生利用收到高度重视。“十二五”期间，全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划投资近4300亿元，其中，各类设施建设投资4271亿元，设施监管能力建设投资27亿元[18]。尽管，我国增强城镇水污染控制力度，大量开设基建和投入监管力度，然而污水处理技术却并未跟上步伐。

城镇水污染严重，污水处理任重道远。我们应该投入更多的精力进行技术研究，从中国国情、社会发展、技术进步、物质与能源循环角度出发，在更长时间尺度上综合思考污水处理厂的功能与定位，研究探索我国城镇污水处理厂未来将向村镇发展，向着小型化、灵活化发展。政府在加大资金投入的同时，也应该完善政策，探索出一条适应我国城镇污水处理发展的建设运行管理模式，最终实现社会、经济、环境的和谐发展。

参考文献：

[1] 王洪臣城镇污水处理的发展方向和技术需求[J]给水排水，2013，39（5）：1～3

[2] 曲久辉，王凯军，王洪臣，等建设面向未来的中国污水处理概念厂[N]中国环境报，2012-11-12（6）

[3] 王永光小城镇污水处理简论[J]黑龙江环境通报，2013，37（2）：97～100

[4] 李伟，徐国勋，鲁剑，等小城镇污水处理设施的特点及对策[J]中国给水排水，2012，28（6）：29～32

[5] 苏诚，刘康怀，史奇峰，等小城镇污水处理排放标准小议[J]中国给水排水，2011，27（6）：32～35

[6] 李丽霞小城镇污水处理适用工艺选择研究[J]山西建筑，2008（34）：188～190

[7] 仇保兴我国城镇污水处理发展的状况和面临的挑战[J]给水排水，2010，36（1）：1～3

[8] 中国城镇供水排水协会城镇排水统计年鉴2011年[R]北京：中国城镇供水排水协会，2011

[9] 齐崎，吴赳赳浅论我国小城镇污水处理工艺选择[J]广西城镇建设，2007：38～41

[10] 杨宁破题“十二五”农村小城镇污水处理[J]绿色行动，2013，233（1）：36～37

[11] 孟德亮，刘建广污水处理厂的能耗与能量的回收利用[J]给水排水，2002，28（4）：18～20

[12] 羊寿生城市污水处理厂的能源消耗[J]给水排水，1984，39（6）：15～19

[13] 仇保兴中国城镇水务十二五发展战略与主要任务[J]给水排水，2011，37（1）：1～3

[14] 曲久辉，王凯军，王洪臣，等建设面向未来的中国污水处理概念厂[N]中国环境报，http：//wwwworkercncn

[15] 白天喜城市污水处理厂的能耗与节能分析[D]2012

[16] 郭倩低碳源污水同步脱氮除磷工艺优化研究[J]2012

[17] 吴静，姜洁，周红明，等我国城市污水厂污泥厌氧消化系统的运行现状[J]中国给水排水，2012（11）

[18] 国务院办公厅“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划[R]北京：中华人民共和国国务院办公厅，2012

Abstract：The article points out that the urban sewage problems in our country，including the complex pollution type and the lagging behind of the infrastructure constructionmost of the town lacks of necessary sewage collection systems and treatment facilitiesThe article puts forward the countermeasures and suggestions to the deep treatment，energy recovery and other aspects

Key words：urban sewage；water treatment process；low carbon management

推荐访问:污水处理 城镇 对策 现状分析

---