環(huán)境工程中城市污水處理分析

徐福軍 溫 沖 高 榕

（西安市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院 陜西西安 710061）

引言

近年來，國家先后印發(fā)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》、《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》、《生態(tài)文明體制改革總體方案》和《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》，其中對水資源節(jié)約集約利用、治污和嚴(yán)格管理等作了明確規(guī)定和要求，從國家戰(zhàn)略層面上高度重視水污染防治工作。作為環(huán)境污染末端治理的有效手段，建設(shè)環(huán)境工程項(xiàng)目是非常必要的，不僅對環(huán)境保護(hù)和城市建設(shè)具有關(guān)鍵作用，同時(shí)也會(huì)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來穩(wěn)定效益。[1]尤其是對于一些缺水地區(qū)，水資源節(jié)約與水環(huán)境保護(hù)工作更為迫切和重要。為了更有效的解決城市污水處理問題，應(yīng)在分析現(xiàn)狀與存在問題的基礎(chǔ)上，開展針對性的有效措施，提高城市污水處理水平。

1 城市污水的來源與分類

在城市污水的來源中，工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水及居民生活產(chǎn)生的污水是主要的來源。[2]生產(chǎn)制造類企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水。通常情況下，這些廢水的種類多，含有的有害物質(zhì)差異也較顯著。因此，在處理這類廢水時(shí)，需要根據(jù)不同的廢水種類進(jìn)行分別處理。例如化工制藥類企業(yè)產(chǎn)生的含有重金屬等有毒有害物質(zhì)的廢水需要在車間排放口進(jìn)行專門處理，而不應(yīng)該多種廢水混合后統(tǒng)一處理，應(yīng)確保各類廢水達(dá)標(biāo)后才能進(jìn)行排放。另外，人們在日常生活中，各種活動(dòng)行為也會(huì)產(chǎn)生一些污水，這類污水中主要污染物為有機(jī)物，還有一些病原微生物，盡管沒有工業(yè)廢水的污染性嚴(yán)重，但是尤其是醫(yī)院等產(chǎn)生的污水含有病原微生物，因此也應(yīng)該經(jīng)過消毒等技術(shù)手段進(jìn)行特殊處理。[3]在疫情的影響下，如何有效處理醫(yī)院或者隔離區(qū)產(chǎn)生的生活污水顯得極為重要。除了生產(chǎn)廢水和生活污水之外，在城市生活中，日常的降水以及冰雪融化也會(huì)為城市的污水處理體系帶來一定的負(fù)擔(dān)，提高了對城市下水道排管體系的要求。[4]

2 城市污水處理的現(xiàn)狀及存在問題

依據(jù)住建部數(shù)據(jù)，2019 年，我國城市污水排放量為5546474 萬立方米，污水處理廠達(dá)到2471 座，處理能力達(dá)到17863.17 萬立方米/日，污水年處理量達(dá)到5258499.39 萬立方米，污水處理率為96.81%。[5]盡管我國總體污水處理量及污水處理率均達(dá)到了較高水平，由于各地區(qū)差異較大，尤其是東部西部差異明顯，仍存在以下主要問題。

2.1 污水處理規(guī)劃布局與實(shí)際建設(shè)存在矛盾

在我國，城市污水處理規(guī)劃作為城市總體規(guī)劃的專項(xiàng)規(guī)劃，應(yīng)隨著一個(gè)城市的總體規(guī)劃而進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，并進(jìn)行定期評(píng)估和監(jiān)督實(shí)施。但在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和城市建設(shè)過程中，由于整體的設(shè)計(jì)、布局與實(shí)際的不同步，造成城市在實(shí)際建設(shè)過程中布局不均衡，規(guī)劃存在朝令夕改以及“墻上掛”等問題，實(shí)際建設(shè)布局與規(guī)劃情況脫節(jié)，城市污水治理也就面臨著同樣的問題。盡管我國多數(shù)大中城市污水處理廠數(shù)量較多，但由于規(guī)劃布局存在問題，有些區(qū)域過于集中，而有些區(qū)域又過于分散，導(dǎo)致實(shí)際整體污水處理效果并不理想。具體在城市發(fā)展建設(shè)過程中，受到城市規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響，市區(qū)內(nèi)的多數(shù)工業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)移到郊區(qū)的工業(yè)區(qū)。盡管耗能高、污染大的企業(yè)逐步向郊區(qū)工業(yè)區(qū)轉(zhuǎn)移，但是污水處理廠由于早已建成，因此仍集中布局在市區(qū)以及周邊居住區(qū)，導(dǎo)致一些生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的廢水不能就近得到有效處理，這也在一定程度上造成了企業(yè)偷排廢水的隱患。由于城市污水處理廠距離較遠(yuǎn)，因此企業(yè)只能自行建設(shè)污水處理設(shè)施，造成企業(yè)污水處理投資運(yùn)行成本很高。尤其是一些規(guī)模較小的企業(yè)，受到投資、技術(shù)等因素的限制，自建污水處理設(shè)施的能力有限，存在工業(yè)廢水偷排的問題，導(dǎo)致污水處理布局不合理逐漸顯現(xiàn)。

2.2 城市污水處理管網(wǎng)建設(shè)不夠合理

目前，我國多數(shù)城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)不夠完善，夏季暴雨天氣時(shí)容易出現(xiàn)污水泛濫的情形，此類問題更加重了城市內(nèi)澇的影響，嚴(yán)重影響了城市人居生態(tài)環(huán)境。目前由于城市化進(jìn)程發(fā)展較快，對于一些新建成的居民區(qū)來說，污水管網(wǎng)體系的分流系統(tǒng)往往需要和舊城區(qū)進(jìn)行融合，只有這樣才能更好的將污水進(jìn)行排放處理。由于歷史問題，城區(qū)范圍內(nèi)部分住宅小區(qū)內(nèi)部存在著雨污混接以及亂接等問題，此類問題導(dǎo)致城市的雨污分流不徹底，舊城區(qū)多數(shù)為雨污合流制排水體制，導(dǎo)致暴雨時(shí)雨污混流，污水處理廠在暴雨時(shí)期超負(fù)荷運(yùn)行，不但增加了運(yùn)營成本，也影響了污水處理廠的運(yùn)行效率。部分污水進(jìn)入雨水管網(wǎng)流入河流水體，對水環(huán)境造成破壞。由于城市老舊城區(qū)管網(wǎng)修建的年代多數(shù)較早，有些污水管道存在管徑偏小等設(shè)計(jì)不合理問題，無法滿足實(shí)際的排水需求，且存在雨污管網(wǎng)底數(shù)不清、管網(wǎng)資料不全的問題，給管網(wǎng)的改造、統(tǒng)一布局以及日常維護(hù)帶來一定程度上的困難。

2.3 城市污水處理管理與技術(shù)人員能力有待提升

由于我國污水處理體系等相關(guān)管理措施尚不完善，很多污水處理技術(shù)以及加工工藝都有待提升，針對不同的水質(zhì)情況，要選擇合適的污水處理技術(shù)。有些已經(jīng)建設(shè)完成的污水管網(wǎng)存在著產(chǎn)權(quán)不清、無人運(yùn)維監(jiān)管的問題，甚至有管網(wǎng)的建設(shè)方對于污水管道管徑、是否存在斷頭、管網(wǎng)封堵等情況也無法掌握。近年來，污水處理廠的數(shù)量以及規(guī)模增長快速，這也就需要一大批專業(yè)的運(yùn)行管理人員。由于掌握實(shí)際經(jīng)驗(yàn)與技術(shù)的人員比較缺乏，一定程度上造成部分污水處理廠管理能力不足。目前，大中城市建設(shè)的規(guī)模較大的污水處理廠，多采用信息化系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，專業(yè)技術(shù)人員相對充足，但一些經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)，尤其是西部偏遠(yuǎn)地區(qū)的縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、以及農(nóng)村地區(qū)污水處理廠則缺乏專業(yè)技術(shù)人才，導(dǎo)致污水處理設(shè)施缺乏有效的科學(xué)管理。此外，有些生產(chǎn)企業(yè)由于規(guī)模、成本等因素的限制，缺少環(huán)保專業(yè)技術(shù)人員，污水處理設(shè)施運(yùn)行管理難度大、問題較多。

3 強(qiáng)化城市污水處理的對策

3.1 科學(xué)規(guī)劃污水處理廠布局，做好雨污分流和污水管網(wǎng)建設(shè)

在編制污水處理廠布局規(guī)劃時(shí)，全面考慮人口、排污量、污水處理設(shè)施的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、環(huán)境影響、污水資源的綜合利用等因素，綜合分析污水管道系統(tǒng)、水系規(guī)劃、城市建設(shè)布局等條件，對多種可能的方案進(jìn)行優(yōu)化比選，考慮大中小規(guī)模相結(jié)合、污水回用等因素，合理選址、科學(xué)布局。加強(qiáng)雨污管網(wǎng)管理與建設(shè)，摸清雨污管網(wǎng)底數(shù)，繪制雨水管網(wǎng)、污水管網(wǎng)圖。結(jié)合具體情況，合理的設(shè)計(jì)下水道管道設(shè)施，新建區(qū)域應(yīng)為雨污分流排水體制，老城區(qū)宜逐步改為雨污分流排水體制，沒有條件的老城區(qū)可采用截流式雨污合流制排水體制。避免在雨季或者水流量較大的時(shí)候，出現(xiàn)下水道堵塞的情況，從而影響居民的正常生活。

3.2 全面控制對水體污染物的排放，推進(jìn)綜合治理

嚴(yán)把環(huán)境準(zhǔn)入，加強(qiáng)涉水項(xiàng)目全過程控制，嚴(yán)把企業(yè)準(zhǔn)入審批關(guān)，禁止新建高污染項(xiàng)目，無環(huán)境容量和總量的區(qū)域，禁止新建、擴(kuò)建污染項(xiàng)目。加強(qiáng)對工業(yè)企業(yè)排污及污處設(shè)施的環(huán)保檢查力度，對于環(huán)保設(shè)施配套不完全、運(yùn)行不穩(wěn)定，污染物排放不達(dá)標(biāo)的企業(yè)堅(jiān)決依法處罰或取締。強(qiáng)化生活源污染治理，重點(diǎn)解決污水處理能力和污水收集的問題。尤其是涉及疫情的醫(yī)院與酒店等場所的廢水，應(yīng)按照醫(yī)療廢物的管理手段強(qiáng)化監(jiān)管。逐步解決污水處理廠分布不合理、雨污不分等問題，繼續(xù)完善污水管網(wǎng)建設(shè)，提升生活污水處理水平。推進(jìn)農(nóng)業(yè)面源污染治理，繼續(xù)推進(jìn)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境連片綜合整治，加強(qiáng)農(nóng)村污水收集處理設(shè)施的建設(shè)力度，提升農(nóng)村人居環(huán)境。加強(qiáng)畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染防治，大力發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)、循環(huán)農(nóng)業(yè)，合理控制化肥、農(nóng)藥使用量，減少農(nóng)業(yè)面源污染。

3.3 因地制宜選擇污水處理新技術(shù)，提升污水處理專業(yè)人員能力

對于污水處理工作而言，優(yōu)良的污水處理技術(shù)會(huì)更好的完成污水處理工作。因此，要因地制宜制定一套合理的污水處理技術(shù)體系。[7]我國在環(huán)境工程中城市污水處理的技術(shù)主要有化學(xué)處理法、物理處理法以及生物處理法三種技術(shù)。常用的比較成熟的污水處理技術(shù)有AB 法、A2O 法、氧化溝法、CASS 法、SBR 法等，不同的技術(shù)適用條件不同，因此不同的城市需要采用不同的技術(shù)方案，應(yīng)根據(jù)城市實(shí)際因地制宜的選擇。近年來，超濾膜過濾技術(shù)作為一種新技術(shù)，在污水處理領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，能夠更科學(xué)有效的處理城市污水，經(jīng)過處理的污水能夠達(dá)到回用水標(biāo)準(zhǔn)要求，國內(nèi)外已經(jīng)有較多工程應(yīng)用。

此外，應(yīng)完善污水處理體系等相關(guān)管理措施，提升污水處理技術(shù)，指導(dǎo)不同地區(qū)合理選擇技術(shù)工藝。制定完善雨污水管道方面的管理規(guī)定，明確責(zé)任，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。培養(yǎng)污水處理方面專業(yè)技術(shù)人才，推進(jìn)“環(huán)保管家”企業(yè)的發(fā)展，建立一支專業(yè)、高效的城市污水處理人才隊(duì)伍。尤其是一些經(jīng)濟(jì)落后的西部地區(qū)，即使建設(shè)了污水處理設(shè)施，由于缺乏專業(yè)技術(shù)人員，容易在后續(xù)的運(yùn)行管理上出現(xiàn)問題，導(dǎo)致工程設(shè)施無法正常運(yùn)行。因此，應(yīng)推廣環(huán)保管家模式，委托專業(yè)的管理污水處理管理公司對污水處理設(shè)施統(tǒng)一管理，以此避免由于人才短板導(dǎo)致的污水處理設(shè)施運(yùn)維問題。

3.4 推進(jìn)海綿城市建設(shè)力度，加強(qiáng)中水的再利用

海綿城市是指通過加強(qiáng)城市規(guī)劃與建設(shè)管理，充分發(fā)揮好建筑物、道路以及綠地、水體等生態(tài)系統(tǒng)對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制城市雨水徑流，加強(qiáng)初期雨水的收集處理，實(shí)現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展模式。對于已經(jīng)建成的老城區(qū)，要進(jìn)行海綿城市建設(shè)的技術(shù)難度和成本都很高，應(yīng)逐步實(shí)施；對新城區(qū)建設(shè)，應(yīng)按照“海綿城市”新理念和指標(biāo)要求規(guī)劃建設(shè)?？梢?guī)劃建設(shè)雨水滲透到地下的道路排水系統(tǒng)，建設(shè)以自然方式進(jìn)行水土滲透、而非傳統(tǒng)硬質(zhì)駁岸的公園水景觀等。在新建、擴(kuò)建、改建的項(xiàng)目中，應(yīng)增加雨水利用工程。按照“低質(zhì)低用”、“高質(zhì)高用”的原則，擴(kuò)大再生水利用范圍，尤其是水資源短缺地區(qū)應(yīng)提高再生水利用率。以城鎮(zhèn)污水二級(jí)處理出水作為原水，經(jīng)過不同程度的深度處理得到不同品質(zhì)的再生水，再回用到各個(gè)用戶，從而減少污水的排放量和新鮮水的取水量。將再生水用于城市綠化、道路沖洗、沖廁和小區(qū)、工業(yè)冷卻用水、鍋爐用水，商業(yè)樓酒店等用水較大的場所以及洗車、消防，水源水補(bǔ)充。加大再生水在人工景觀水體用水領(lǐng)域的使用，減少人工景觀水體直接取用自然水體的水量，進(jìn)一步提高再生水利用率。

3.5 統(tǒng)籌推進(jìn)水資源、水生態(tài)、水環(huán)境建設(shè)，提升水環(huán)境質(zhì)量

以水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量為核心，統(tǒng)籌水資源利用、水生態(tài)保護(hù)和水環(huán)境治理，推進(jìn)污染減排和生態(tài)擴(kuò)容，協(xié)同推進(jìn)地表水與地下水、岸上和水里、陸域與水域保護(hù)與治理，實(shí)施全域治水。貫徹新發(fā)展理念，遵循自然規(guī)律和客觀規(guī)律，統(tǒng)籌推進(jìn)山水林田湖草沙綜合治理、系統(tǒng)治理、源頭治理。大力推進(jìn)水資源集約節(jié)約利用，細(xì)化實(shí)化以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)舉措，把水資源作為最大的剛性約束，優(yōu)化區(qū)域內(nèi)水資源配置，嚴(yán)格控制高耗水行業(yè)發(fā)展。優(yōu)化實(shí)施以控制斷面和水功能區(qū)相結(jié)合為基礎(chǔ)的地表水環(huán)境質(zhì)量目標(biāo)管理，完善流域協(xié)作機(jī)制和生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制。

實(shí)施節(jié)水行動(dòng)，倡導(dǎo)全社會(huì)形成節(jié)水型生產(chǎn)和生活方式。按照“有河有水、有魚有草”的原則，分區(qū)分類開展水生態(tài)恢復(fù)。對遭到破壞的水源涵養(yǎng)區(qū)、生態(tài)緩沖帶，加強(qiáng)生態(tài)恢復(fù)與生態(tài)建設(shè)；對水生態(tài)環(huán)境受損嚴(yán)重、水質(zhì)狀況較差的重點(diǎn)水體，因地制宜設(shè)計(jì)人工濕地凈化、生態(tài)修復(fù)工程。進(jìn)一步明確河（湖）生態(tài)流量要求，加強(qiáng)生態(tài)流量保障工程建設(shè)和運(yùn)行管理，推進(jìn)水資源和水環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)共享。推動(dòng)濕地建設(shè)與修復(fù)，創(chuàng)建生物良好棲息環(huán)境。在重要河流和重點(diǎn)湖庫周邊劃定生態(tài)緩沖帶，強(qiáng)化岸線用途管制。因地制宜恢復(fù)水生植被，探索恢復(fù)土著魚類和水生植物，提升河湖水系水環(huán)境質(zhì)量。

3.6 加強(qiáng)教育宣傳力度，提高公眾環(huán)保意識(shí)

利用報(bào)刊、網(wǎng)絡(luò)等媒體、兩微一端等宣傳手段，加大水環(huán)境保護(hù)的宣傳教育力度，普及水環(huán)境保護(hù)知識(shí)。積極踐行低碳、綠色的環(huán)保理念，倡導(dǎo)綠色生活、消費(fèi)方式。加強(qiáng)輿論監(jiān)督與引導(dǎo)，宣傳獎(jiǎng)勵(lì)先進(jìn)典型，曝光污染行為，為提升水環(huán)境質(zhì)量營造良好的社會(huì)氛圍。提高市民節(jié)水意識(shí)認(rèn)知度，引導(dǎo)企事業(yè)單位和廣大市民自覺使用再生水，節(jié)約優(yōu)質(zhì)水資源。加大生態(tài)環(huán)境宣傳產(chǎn)品的制作和傳播力度，研發(fā)推廣生態(tài)環(huán)境文化產(chǎn)品。開展綠色創(chuàng)建，積極開展節(jié)約型機(jī)關(guān)、綠色家庭、綠色學(xué)校、綠色社區(qū)、綠色出行、綠色商場、綠色建筑等創(chuàng)建行動(dòng)。推進(jìn)綠色消費(fèi)，引導(dǎo)公眾線上線下積極踐行綠色低碳的生活生產(chǎn)方式，提升公眾的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。建立社區(qū)共治的水資源節(jié)約與水環(huán)境保護(hù)模式，提高城市人居生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。

結(jié)語

目前，雖然我國城市污水處理廠的數(shù)量以及污水處理率處于一個(gè)較高的水平，但仍然存在污水處理規(guī)劃布局與管網(wǎng)建設(shè)不合理、污水處理管理水平與技術(shù)人員能力有待提升等問題，在以后的實(shí)踐過程中，需要通過科學(xué)布局、加強(qiáng)管網(wǎng)雨污分流建設(shè)、提升管理水平、提高再生水利用率、統(tǒng)籌推進(jìn)三水建設(shè)、提升環(huán)保意識(shí)等手段進(jìn)一步提升城市污水處理水平。以此為建設(shè)以“人”為中心的城市治理貢獻(xiàn)生態(tài)環(huán)保智慧和力量。