我國城鎮(zhèn)污水處理廠現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

喬茜茜 王博文

（遼寧大學(xué)環(huán)境學(xué)院，遼寧 沈陽 110036）

近年來， 隨著我國現(xiàn)代化與工業(yè)化的不斷發(fā)展與推進(jìn)， 經(jīng)濟(jì)水平不斷提高， 但是人類活動產(chǎn)生的大量污染物也導(dǎo)致了一系列的環(huán)境資源問題， 其中由于水資源的特殊性， 水環(huán)境資源保護(hù)與持續(xù)利用顯得尤為重要， 已經(jīng)成為我國首要環(huán)境資源問題。 大量研究表明水體污染物對水中生物體甚至人體健康產(chǎn)生了極其重要的影響。 同時隨著世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口變化， 水資源嚴(yán)重短缺已經(jīng)成為人類必須面對并亟需解決的問題。 如何將生產(chǎn)生活廢水集中處理， 實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用已經(jīng)成為世界上許多缺水國家的重要研究方向。 廢水處理不僅減少了污染物對水體的污染情況， 還實現(xiàn)水資源的循環(huán)利用， 減少了新鮮水的使用，避免浪費，極大地緩解了水資源的供需矛盾，具有極其重要的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會效益。

1 我國城鎮(zhèn)污水處理廠發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 分布與規(guī)模

1984 年4 月28 日，我國的第一座大型城市污水處理廠——紀(jì)莊子污水處理廠于天津正式竣工并投產(chǎn)運行[1]。 紀(jì)莊子污水處理廠的成功運行填補(bǔ)了新中國污水處理廠建設(shè)的空白， 同時其成功經(jīng)驗也促使了在接下來30 余年中國污水處理廠事業(yè)的飛速發(fā)展。到目前為止， 我國各大、 中等城市均設(shè)立正式運行的污水處理廠， 各個城鎮(zhèn)也在積極建設(shè)合適規(guī)模的污水處理廠。 據(jù)統(tǒng)計， 我國共有現(xiàn)行和在建的污水處理廠近4000 座，各污水處理廠規(guī)模不同，處理工藝繁多。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、 生活水平的提高和公眾環(huán)境意識的日益增強(qiáng)， 我國城市污水處理廠必將在今后的一段時間內(nèi)取得飛速發(fā)展， 同時執(zhí)行的城鎮(zhèn)污水處理標(biāo)準(zhǔn)也將隨之逐步提高。

1.2 污水處理技術(shù)現(xiàn)狀

由于我國污水處理行業(yè)起步相對較晚， 所以我國的污水處理技術(shù)借鑒了大量國外先進(jìn)經(jīng)驗， 同時也在其基礎(chǔ)上不斷消化， 根據(jù)我國實際情況不斷改進(jìn)，演變成為適合我國實際情況的污水處理工藝[2]。 因此我國的污水處理廠采用的處理工藝呈現(xiàn)出百家爭鳴的情況， 一定意義上講， 我國的污水處理市場是全世界污水處理技術(shù)的博覽會， 所以各國的先進(jìn)技術(shù)爭相涌入。 在這種情況下， 國外的先進(jìn)技術(shù)也推動了我國污水處理技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展。 我國的污水處理技術(shù)水平已經(jīng)超過大部分西方國家，處于國際領(lǐng)先水平。

原始的污水處理工藝以去除污水中的懸浮物及有機(jī)物為主要目標(biāo)， 主要采用物理與生物相結(jié)合的方法，通過過濾、沉降、生物消解反應(yīng)的方法去除水中的懸浮物及溶解態(tài)與溶膠態(tài)的有機(jī)無機(jī)雜質(zhì)， 從而起到凈化污水水質(zhì)的效果。 相對于簡單的物理攔截過濾方法， 污水處理的生化反應(yīng)過程則復(fù)雜的多， 其反應(yīng)條件也相對苛刻， 所以如何才能以最小的代價達(dá)到污水處理的最好效果， 最終使出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)是目前的污水處理技術(shù)領(lǐng)域的研究重點與研究難點。

生物濾池處理技術(shù)是我國最早被廣泛推廣的生化法污水處理工藝，它以其造價低、占地面積小、出水水質(zhì)較好的優(yōu)點被廣泛推廣。 隨著人們生活水平的提高， 我國對污水處理廠出水水質(zhì)的要求標(biāo)準(zhǔn)也不斷發(fā)生改變， 日趨嚴(yán)格， 生物濾池處理技術(shù)的出水水質(zhì)已經(jīng)越來越難以滿足國家的需求[3]。 活性污泥處理工藝出水水質(zhì)好，處理效果穩(wěn)定，抗沖擊能力強(qiáng)，已經(jīng)逐漸取代了生物濾池處理技術(shù)成為當(dāng)今污水處理行業(yè)的主流技術(shù)。

1.3 排放標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

隨著科技的發(fā)展和我國政府對污水排放的不斷重視，我國污水的排放標(biāo)準(zhǔn)也隨之不斷發(fā)展。 從1996 年的污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)到現(xiàn)行的城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，特別是針對TP、TN 的排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高。 隨著社會主義生態(tài)文明理念的提出，分布地區(qū)的地方標(biāo)準(zhǔn)也隨之飛速發(fā)展， 明顯高于城鎮(zhèn)污水處理成廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的一級A 標(biāo)準(zhǔn)，隨著時間的不斷推移， 污染物排放地表水 IV 類標(biāo)準(zhǔn)的實施也勢在必行。 將污水進(jìn)行多次處理后進(jìn)行循環(huán)使用， 減少了水資源的浪費， 這種行為不僅解決了我國正在面臨的水資源短缺的問題， 還形成了一條水資源的經(jīng)濟(jì)鏈，更好的促進(jìn)了社會的經(jīng)濟(jì)發(fā)展[4]。

目前只有2010 年后建立的污水處理廠能夠滿足我國城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）的一級A 標(biāo)準(zhǔn)要求，但2010 年后建立的污水處理廠僅占全國污水處理廠總量的28%。

1.4 污染物處理情況

我國城鎮(zhèn)污水處理廠處理的主要水體污染物為COD、NH3-N、TN、TP。除極少數(shù)污水處理廠外，大多數(shù)處理廠COD 去除效果較好，出水水質(zhì)能達(dá)到一級A 標(biāo)準(zhǔn)， 與西方發(fā)達(dá)國家的污水處理技術(shù)相比并無較大劣勢， 這說明我國傳統(tǒng)活性污泥法及其改進(jìn)技術(shù)對COD有著良好的去除效果。

我國城鎮(zhèn)污水處理廠對NH3-N 的去除效果參差不齊。 大部分地區(qū)去除率在80%左右，其中北方污水處理廠的去除效果顯著低于平均水平， 部分污水處理廠的去除率甚至不足一半。 造成這一巨大差異的主要原因有兩個， 一是污水處理設(shè)備不夠先進(jìn)； 二是北方的低溫環(huán)境不適合現(xiàn)有的處理技術(shù)。

與COD、NH3-N 不同的是， 我國絕大多數(shù)污水處理廠的TN、TP 去除效果均有一定不足，大部分處理廠的出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，不符合國家要求。

1.5 污泥處置情況

伴隨著污水處理的過程中， 我國污泥產(chǎn)量逐年增加。 截至2016 年年底，我國城鎮(zhèn)污水處理廠的活性污泥產(chǎn)量為4082 萬噸， 預(yù)計2020 年我國城鎮(zhèn)生活污泥產(chǎn)量可達(dá)到4382 萬噸。因此污泥處理處置技術(shù)極其重要。 但是目前我國污泥處理與處置尚處于起步階段，全國現(xiàn)有的城鎮(zhèn)污水處理廠只有不到50%的設(shè)有穩(wěn)定污泥處理設(shè)施， 其中具有完善處理工藝及相關(guān)配套設(shè)備的只有不到10%， 能夠正常運行的更是少之又少，同時這些設(shè)備主要集中在大型污水處理廠； 而小型污水處理廠的活性污泥難以得到妥善處理， 由于小型污水處理廠數(shù)量眾多， 因此難以處理的活性污泥高達(dá)污泥總量的50%，這也就不可避免的造成了一些問題：

（1）污泥成分不穩(wěn)定，污泥中的污染物質(zhì)可能會腐敗變質(zhì)，會對環(huán)境造成極其嚴(yán)重的二次污染。

（2）污泥雖然是一種污染物，但是其具有及其巨大的潛在利用價值， 直接填埋或焚燒不僅會對周圍環(huán)境造成污染， 還會造成極大的資源浪費， 不符合可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

2 我國污水處理廠未來發(fā)展趨勢

2.1 升級改造

2014 年環(huán)境保護(hù)部出臺了水污染防治行動計劃，計劃要求水資源保護(hù)地的污水處理廠出水水質(zhì)達(dá)到一級A 標(biāo)準(zhǔn)，北京等地區(qū)出水水質(zhì)執(zhí)行地表水IV 類標(biāo)，同時國家對出水水質(zhì)的N、P 要求愈發(fā)嚴(yán)格。愈發(fā)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)意味著大部分污水處理廠水質(zhì)無法達(dá)標(biāo)， 體表擴(kuò)建、改造升級勢在必行。 在現(xiàn)有背景下，我國各級政府及相關(guān)部門必然不斷加大對污水處理廠各種新工藝的研發(fā)與投資。

2.2 污泥處置

城市污水處理廠以處理水體污染物為主要目標(biāo)，但處理的同時會產(chǎn)生一定的污泥。 活性污泥的處理處置需要遵從“四化”原則，既污泥減量化、污泥穩(wěn)定化、污泥無害化和污泥資源化。 目前為止我國污水處理廠的污泥利用率相對較低， 如何將污泥無害化、 資源化將成為今后的研究重點。

3 結(jié)語

本文從分布、規(guī)模、排放標(biāo)準(zhǔn)、處理效果等方面對我國污水處理廠現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析， 初步確定了我國污水處理廠的發(fā)展方向及側(cè)重點， 即不斷進(jìn)行升級改造以滿足人們?nèi)找嬖鲩L的需要， 主要包括優(yōu)化生物曝氣工藝及污泥處理工藝， 在保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的情況下發(fā)展污泥無害化技術(shù)。