淺析我國高寒地區(qū)污水處理現(xiàn)狀及前景*

唐世龍 宗永臣 馬德陽 單洪濤 孫奧

西藏農(nóng)牧學(xué)院水利土木工程學(xué)院，西藏 林芝 860000

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，污水處理過程中產(chǎn)生的污染物對區(qū)域生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞。隨著國家的綜合國力不斷提高，水體污染問題不斷被重視，污染物排放要求逐步提高。查閱中國環(huán)境狀況公報(bào)[1]，2020年，我國排放的化學(xué)需氧量（COD）和氨氮（NH3-N）分別達(dá)到了2564.8 萬噸和98.4 萬噸，同2013 年相比，NH3-N 排放量大幅度降低，COD 排放量略顯提高，全國污水處理廠數(shù)量也從2013 年的5364座增至2020 年的11055 座。雖然我國污水處理能力位居世界第二，僅次于美國，但區(qū)域污水處理發(fā)展仍存在很大程度上的不平衡，主要以我國高寒地區(qū)為主，例如，黑龍江（60.8%）、青海（60.4%）和西藏（0.06%）的污水處理效率明顯低于全國平均水平[2]。

我國北方地區(qū)和西部高原地區(qū)屬于典型高寒地區(qū)，生態(tài)系統(tǒng)相對較為薄弱，具有環(huán)境容量小、水體的自凈能力差且極易受到外界污染等特點(diǎn)。因此，解決當(dāng)?shù)厮廴締栴}已經(jīng)成為治理區(qū)域生態(tài)環(huán)境問題的重中之重。因高寒地區(qū)特殊的地理位置，存在低溫、低溶解氧（DO）、低C/N 比等不利因素，嚴(yán)重影響污水處理效果。根據(jù)查閱文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)較多學(xué)者致力于研究單一外界因素對污水處理效果的影響，例如郭明哲等[3]探究了DO 對A2/O 工藝去除效果的影響；厲智成等[4]探討了紫外線因素對再生水消毒作用的影響；郝凱越等[5]探究了溫度對污染物去除效果的影響。但很少有學(xué)者對區(qū)域污水處理現(xiàn)狀進(jìn)行綜合概述，特別是對高寒地區(qū)污水處理現(xiàn)狀的相關(guān)研究報(bào)道。

因此，本文重點(diǎn)回顧了高寒地區(qū)污水處理技術(shù)現(xiàn)狀，并對污水水質(zhì)特性、污染物的去除、污水排放標(biāo)準(zhǔn)和污水回收和再利用進(jìn)行概述，以期提出具有成本效益的措施和解決方案，從而提高我國高寒地區(qū)污水處理廠的可持續(xù)性，達(dá)到資源的回收利用和保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。

1 污水概述

1.1 污水的主要來源

隨著人口增長、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和消費(fèi)模式不斷變化，預(yù)計(jì)到2050 年，全球水需求將以每年約1%的速度持續(xù)增長，比當(dāng)前用水水平高出20%～30%[6-9]。我國高寒地區(qū)具有豐富的水資源儲備量，但時(shí)刻受到污水處理不當(dāng)、排放不達(dá)標(biāo)等情況的威脅。因此如何有效解決高寒地區(qū)水污染問題，緩解區(qū)域性水資源短缺的現(xiàn)狀已經(jīng)迫在眉睫。目前我國高寒地區(qū)污水的主要來源以居民生活污水、養(yǎng)殖廢水為主和工業(yè)廢水等[10]。生活污水主要來源于居住建筑和公共建筑所排放的污水；養(yǎng)殖廢水主要包括牲畜禽類的排泄物和圈舍的清洗所用的清洗水等；工業(yè)廢水主要包括隨水流失的工業(yè)生產(chǎn)用料、中間產(chǎn)物和產(chǎn)品以及生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種污染物等[11]。

1.2 污水水質(zhì)特性

了解污水水質(zhì)特性對于污水處理工藝的設(shè)計(jì)和建模至關(guān)重要[12]。Cao 等[13]研究指出污水處理效率及成本受污水水質(zhì)特性的影響，高無機(jī)懸浮固體（ISS）、低COD 和低C/N 比是我國獨(dú)特的水質(zhì)特性。我國平均揮發(fā)性固體分?jǐn)?shù)低于50%，遠(yuǎn)低于正常的70%～75%，表明污水中存在大量無機(jī)固體輸入和積累的情況[14，15]。高ISS 進(jìn)水濃度導(dǎo)致污水處理廠需要額外的容量用于最終沉降和固體處理，造成了在固體處理過程中的能量浪費(fèi)[16]，而在低COD 和低C/N 比的條件下嚴(yán)格滿足我國污水排放標(biāo)準(zhǔn)，往往需要添加外加碳源，因此購買碳源和化學(xué)藥品已經(jīng)成為我國污水處理廠運(yùn)營的沉重負(fù)擔(dān)。同時(shí)，污水中含有大量的有機(jī)物、無機(jī)物和大量病原微生物，工業(yè)污水中還可能存在含重金屬廢水、含多氯聯(lián)苯和有機(jī)氯農(nóng)藥廢水等。

以上是我國主要的污水水質(zhì)特性，同時(shí)也是高寒地區(qū)的水質(zhì)特性。我國高寒地區(qū)因其特殊的地理位置，其污水水質(zhì)特性同其他區(qū)域相比存在更多不利因素。目前高寒地區(qū)污水處理廠中年平均進(jìn)水溫度偏低，生化池中水溫一般保持在8℃～9℃左右[17]，較長時(shí)間低溫會導(dǎo)致微生物菌種活性降低，影響污泥的沉降性能，降低了污水處理工藝脫氮除磷的效果。還有在DO 方面的特殊性，陳相宇等[18]研究表明高寒地區(qū)DO 均低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓區(qū)溶解氧含量。另外受當(dāng)?shù)亟邓图竟?jié)影響，高寒地區(qū)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)和水量波動(dòng)幅度較大，如西藏高原地區(qū)雨季為每年的5—10月份，其降雨量占全年的80%以上。以上水質(zhì)特性均是直接導(dǎo)致我國高寒地區(qū)污水處理效果不佳的主要原因。

2 污水處理現(xiàn)狀

我國高寒地區(qū)主要包括西藏自治區(qū)、青海省和甘肅省、四川省、云南省、黑龍江省的部分地區(qū)。合理利用高寒地區(qū)豐富的水資源可以有效緩解我國區(qū)域性水資源短缺的現(xiàn)狀。因此如何提高高寒地區(qū)污水處理效果已經(jīng)成為我國污水處理行業(yè)的重點(diǎn)研究問題。在產(chǎn)業(yè)政策的大力扶持和政府財(cái)政的積極引導(dǎo)下，近年來我國水環(huán)境治理市場規(guī)模實(shí)現(xiàn)大幅增長。雖然我國的水治理投資建設(shè)正在逐年提高，但西藏、青海、甘肅等高寒地區(qū)的污水處理建設(shè)固定投資總額相比于全國投資建設(shè)總額仍相對較少。觀察圖1 可知，污水處理廠數(shù)量與污水處理總量存在明顯的正相關(guān)性，廣東、江蘇等經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)地區(qū)污水處理廠數(shù)量較多，而西藏、青海、甘肅等高寒地區(qū)污水處理廠數(shù)量偏少，且污水處理總量未達(dá)到全國平均水平，說明污水處理能力與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在一定的關(guān)系。根據(jù)中國城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)顯示[19]，截至2020年，我國高寒地區(qū)已建成330 座城市污水處理廠，總處理能力為54.9 億m3，占全國污水處理總量的9.9%，而較小的占比說明了高寒地區(qū)污水處理能力仍存在嚴(yán)重不足。

圖1 2020年我國部分省市污水處理廠數(shù)量和污水處理總量

以西藏地區(qū)為例，截至2021 年，西藏自治區(qū)已建成污水處理廠71座[20]。雖然數(shù)量較為可觀，但污水處理效果不佳。有研究學(xué)者表明，在高寒地區(qū)采用A2/O工藝處理生活污水，其各項(xiàng)指標(biāo)很難達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002）一級A排放標(biāo)準(zhǔn)；如郝凱越等[5,21]研究結(jié)果表明，在高原寒冷地區(qū)采用A2/O 對生活污水進(jìn)行處理，總氮（TN）、總磷（TP）出水質(zhì)量濃度保持在41.83mg/L、1.45mg/L 左右；宗永臣等[22]研究表明，當(dāng)水溫為10℃～16℃時(shí)，TN 未達(dá)到一級B 排放標(biāo)準(zhǔn)，TP 未達(dá)到二級排放標(biāo)準(zhǔn)，COD 也未達(dá)到三級排放標(biāo)準(zhǔn)。所以在我國高寒地區(qū)很難保證對污染物的同步高效去除，且各項(xiàng)出水水質(zhì)指標(biāo)波動(dòng)極不穩(wěn)定。

3 污水處理分析

3.1 污水處理工藝分析

目前，最常用的污水處理方法包括化學(xué)法、物理法和生物法，與化學(xué)、物理法相比較，生物處理具有高去除率、低成本、低能耗等優(yōu)點(diǎn)[23]，因此生物法已成為我國應(yīng)用范圍最廣泛的污水處理方法。其中，生物法主要有傳統(tǒng)活性污泥法、A2/O 工藝和氧化溝工藝，超過60%的污水處理廠采用生物法中的活性污泥法[2]。并對以上三種污水處理工藝優(yōu)缺點(diǎn)、運(yùn)行成本等進(jìn)行對比分析，詳見表1。

表1 污水處理工藝的對比

目前我國高寒地區(qū)普遍采取以上幾種污水處理工藝，沈鴻瀅等[24]調(diào)查表明，西藏自治區(qū)昌都污水處理廠采用傳統(tǒng)活性污泥法，日處理污水能力在6000m3左右，出水水質(zhì)指標(biāo)均滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級B排放標(biāo)準(zhǔn)，BOD的平均去除率保持在90%以上；曾錦等[25]關(guān)于玉溪市某鎮(zhèn)污水處理廠改造工程實(shí)例研究表明，應(yīng)用于云南省A2/O工藝運(yùn)行狀況良好，且出水COD、NH3-N、TP、TN 質(zhì)量濃度可以達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)滿足綠化澆灌、沖廁、一級道路澆灑的最高標(biāo)準(zhǔn)。湟中、互助、湟源縣三座污水處理廠僅采用改良型氧化溝工藝，一期日處理規(guī)模均能達(dá)到5000m3/d，出水水質(zhì)可以達(dá)到一級B 排放標(biāo)準(zhǔn)[26]。綜上所述，高寒地區(qū)主要采用傳統(tǒng)活性污泥法、A2/O工藝和氧化溝工藝，這三種污水處理工藝均屬于活性污泥法。采用上述污水處理工藝通常是因?yàn)樗鼈冊谌粘２僮髦幸子诠芾恚瑢ξ鬯奶幚硇Ч^好且相對穩(wěn)定，同時(shí)可以高效去除水中污染物。

3.2 污染物的去除

污染物的去除效果是污水處理廠運(yùn)行狀況的綜合評價(jià)指標(biāo)，同時(shí)也可以反映出污水處理廠的環(huán)境效益。我國城鎮(zhèn)污水處理廠COD 的平均進(jìn)水質(zhì)量濃度為202.7mg/L，平均出水質(zhì)量濃度為26.3mg/L，平均去除率為84.5%，NH3-N的平均進(jìn)水質(zhì)量濃度為23.8mg/L，平均出水質(zhì)量濃度為2.5mg/L，平均去除率高達(dá)88.5%［29］，COD和NH3-N平均出水質(zhì)量濃度均符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級A 排放標(biāo)準(zhǔn)。黃德才等［30］關(guān)于高原溫度條件對A2/O 工藝污水處理效果影響研究結(jié)果表明，在我國高寒地區(qū)COD 的總?cè)コ试?9.34%～92.46%之間，TN的總?cè)コ试?0.97%～72.14%之間，TP 的總?cè)コ试?5.45%～90.50%之間，出水質(zhì)量濃度相對較為穩(wěn)定；尤俊豪等［31］研究結(jié)果表明，在高原低溫環(huán)境下，COD的平均去除率可以達(dá)到85.50%，出水質(zhì)量濃度保持在20～50 mg/L 之間，TN 的平均去除率為58.00%～80.00%，出水質(zhì)量濃度保持在5～15 mg/L 之間，TP 的平均去除率為64.04%～80.92%，出水質(zhì)量濃度保持在0～2 mg/L 之間，其中COD 和TN 的出水水質(zhì)滿足一級A 排放標(biāo)準(zhǔn)。高寒地區(qū)COD 的去除率與我國城鎮(zhèn)污水處理廠平均去除率大致相同，分析原因認(rèn)為高寒地區(qū)環(huán)境因素對COD 去除率影響較小。雖然我國NH3-N 的平均去除率較高，但是不同區(qū)域的去除效果仍存在較大差異，北方地區(qū)和西部高原地區(qū)NH3-N 的去除率普遍低于全國平均水平。如北方地區(qū)NH3-N 的平均去除率在70%左右，西部高原地區(qū)NH3-N 的平均去除率在65%左右［30,32］，造成這些差異的主要原因是高寒地區(qū)陳舊的污水處理設(shè)備和獨(dú)特的污水特性，其中溫度低是影響污水處理效果最主要的因素之一。高寒地區(qū)的平均溫度在5℃～10℃之間，明顯低于我國其他地區(qū)；且長時(shí)間的低溫期會對高寒地區(qū)氮、磷等污染物的去除效果造成嚴(yán)重影響。

3.3 污水排放標(biāo)準(zhǔn)

污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB 8978—1996 代替GB 8978—88，進(jìn)一步嚴(yán)格要求了我國污水各項(xiàng)指標(biāo)的出水質(zhì)量濃度。隨著污水排放標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，極大改善了我國的污水處理現(xiàn)狀，尤其是對氮、磷污染物的去除［33］。國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)是全國范圍內(nèi)規(guī)定的污水排放基本控制標(biāo)準(zhǔn)，地方污水排放標(biāo)準(zhǔn)是對全國污水排放標(biāo)準(zhǔn)的補(bǔ)充或提升，進(jìn)一步嚴(yán)格要求了污染物的排放總量，達(dá)到更好保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境的效果。鑒于我國水環(huán)境污染問題存在區(qū)域性特征，且不同區(qū)域間存在較大的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)差異，因此制定地方污水排放標(biāo)準(zhǔn)可以有效解決區(qū)域性和流域性水環(huán)境污染問題［34］。北京市2012 年開始實(shí)施《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 11/890—2012），污水排放標(biāo)準(zhǔn)分為A、B兩級，A級排放標(biāo)準(zhǔn)要求TN、TP、COD的出水質(zhì)量濃度分別滿足10mg/L、0.2mg/L、20mg/L，B級排放標(biāo)準(zhǔn)要求TN、TP、COD 的出水質(zhì)量濃度分別滿足15mg/L、0.3mg/L、30mg/L；河北省現(xiàn)執(zhí)行地方標(biāo)準(zhǔn)《大清河流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB 13/2795—2018），分為重點(diǎn)控制區(qū)和一般控制區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，要求TN、TP、COD 的出水質(zhì)量濃度分別滿足15mg/L、15mg/L，0.4mg/L、0.5mg/L，40mg/L、50mg/L；昆明市現(xiàn)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放限值》（DB 5301/T 43—2020），執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)分為A 級、B 級、C 級、D 級、E 級，其中A 級排放標(biāo)準(zhǔn)要求TN、TP、COD 的出水質(zhì)量濃度分別滿足10（15）mg/L、0.05mg/L、20mg/L，昆明市2020年4月發(fā)布的污水處理標(biāo)準(zhǔn)是目前我國最嚴(yán)格的城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)［35］。制定地方污水排放標(biāo)準(zhǔn)是為了保證當(dāng)?shù)厮h(huán)境水質(zhì)的質(zhì)量，因此我國部分區(qū)域不需要更為嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn)即可滿足當(dāng)?shù)匦枨蟆Ｄ壳案吆貐^(qū)污水處理廠的排放標(biāo)準(zhǔn)一般執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002）一級排放標(biāo)準(zhǔn)，部分污水處理廠執(zhí)行二級排放標(biāo)準(zhǔn)，少數(shù)污水處理廠執(zhí)行地方標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。雖然我國高寒地區(qū)存在經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后、氣壓低、溫度低等外界不利條件，但隨著國家頒布“水十條”等環(huán)境治理相關(guān)政策，加強(qiáng)區(qū)域環(huán)境治理強(qiáng)度，高寒地區(qū)的污水排放標(biāo)準(zhǔn)較以前更加嚴(yán)格且污水治理效果得到了顯著提高。

3.4 污泥處理現(xiàn)狀

污泥是指含有微生物菌體、有機(jī)化合物、碳水化合物及重金屬等組成的非均勻體，含水率超過80%［36］。污泥中有機(jī)物含量高、含沙量高，并且具有較大的危害性，如果不經(jīng)過進(jìn)一步的科學(xué)處理，很容易對地下水、土壤等造成二次污染［37］。隨著污水處理行業(yè)的不斷發(fā)展，污泥產(chǎn)量也在不斷增加，截至2019年，我國污水處理廠產(chǎn)生超過1200 萬m3污泥（干物質(zhì)），相當(dāng)于超過6000 萬m3含有80%水分的污泥，同2015年相比，污泥產(chǎn)量增加了近一倍。剩余污泥未經(jīng)處理或處理不當(dāng)均有可能會對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成二次污染。目前我國主要的污泥處理技術(shù)包括濃縮脫水、厭氧消化、干化焚燒、熱水解等，處理方式主要有污泥填埋、燃燒、土地利用等傳統(tǒng)處理方法，同時(shí)也有制作建筑材料、制肥等新型處理方法的示范項(xiàng)目。我國不同區(qū)域污水處理廠的污泥處理狀況和污泥處理技術(shù)方面存在較大差異。在北方地區(qū)，土地利用已經(jīng)成為當(dāng)?shù)仄毡閼?yīng)用的污泥處理方式，但是污泥燃燒和建筑材料利用率等仍非常低。例如，黑龍江省污泥90%以上采用土地利用處理，沈陽只有不到1%的污泥采用燃燒法處理，哈爾濱只有2%的污泥被應(yīng)用于建筑材料［2,38］。青海省、甘肅省剩余污泥處理主要采用土地利用、好氧發(fā)酵等技術(shù)；內(nèi)蒙古自治區(qū)主要采用焚燒、土地利用、建材利用等技術(shù)對剩余污泥進(jìn)行處理［39］。尤俊豪［23］等研究表明，將剩余污泥和餐廚垃圾共厭氧發(fā)酵液作為外加碳源可以顯著提高污染物的去除效果。分析得出目前我國高寒地區(qū)的污泥處理方式普遍采用土地利用、建材利用和好氧、厭氧發(fā)酵等技術(shù)。

3.5 再生水的利用

水資源短缺是制約我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)性發(fā)展的重要因素之一，提高再生水的利用率可以有效緩解區(qū)域性水資源短缺現(xiàn)狀、減輕水體污染、改善生態(tài)環(huán)境和促進(jìn)我國綠色發(fā)展。污水再生利用主要有：重力分離、離心分離、氧化還原、吸附處理、膜分離技術(shù)等，再生水的利用途徑主要有電廠冷卻、冷熱能利用、景觀用水、綠化澆灑、道路灑水、生態(tài)補(bǔ)水等。近年來，我國再生水生產(chǎn)能力和再生水的利用量逐年增加，2020 年全國城市再生水利用量高達(dá)146 億m3，較2015 年增長了三倍。觀察圖2 可知，我國再生水生產(chǎn)能力與再生水的利用量存在明顯的正相關(guān)性，因此進(jìn)一步增強(qiáng)我國再生水生產(chǎn)能力是提高再生水利用量的必要條件。我國2020 年再生水的利用量僅占城市污水處理總量的24.3%，同2013 年相比增加了15.9%，但仍低于歐美發(fā)達(dá)國家，現(xiàn)階段我國再生水生產(chǎn)能力和利用量仍不能完全解決我國區(qū)域性水資源短缺的現(xiàn)狀。此外，我國再生水利用量因區(qū)域不同仍存在較大差異，西藏、青海、甘肅等高寒地區(qū)再生水的利用量明顯低于我國平均水平。分析原因認(rèn)為我國高寒地區(qū)相較于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)存在一定的技術(shù)落后及再生水生產(chǎn)系統(tǒng)不完善等問題。觀察圖2 可知，西藏、青海、甘肅、四川、云南、黑龍江的再生水的利用量分別為0.0002、0.31、0.57、3.2、3.46、2.68 億m3，同廣東、山東等地相比，高寒地區(qū)再生水生產(chǎn)能力和再生水利用量遠(yuǎn)低于經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)。西藏素有“亞洲水塔”之稱，是我國重要的水源涵養(yǎng)區(qū)和水資源戰(zhàn)略儲備基地，提高再生水的生產(chǎn)能力和利用量，對保護(hù)當(dāng)?shù)刎S富的水資源具有重要意義，同時(shí)可以有效緩解我國區(qū)域性水資源短缺的現(xiàn)狀。

圖2 2020年我國部分省市再生水利用量和生產(chǎn)能力

4 問題與建議

我國高寒地區(qū)污水處理主要存在以下問題：第一，低溫已經(jīng)成為影響高寒地區(qū)污水處理效果最重要的因素之一。目前，高寒地區(qū)污水處理主要采取活性污泥法，污水處理過程中需要活性較高的微生物菌種，而低溫往往會抑制硝化菌的生長繁殖，降低其活性，從而影響脫氮的效果，再加上其進(jìn)水特性存在低C/N 比，因此很難做到同步高效脫氮除磷。尤俊豪等［40］的研究表明不同的進(jìn)水特性會影響污染物去除效果的性能。因此高寒地區(qū)污水處理廠往往需要對設(shè)備實(shí)施保溫、防凍措施和添加外加碳源等處理，增加了污水處理成本，目前迫切需要對現(xiàn)有污水處理工藝和技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)以抵抗污水特性對處理效果造成的不利影響，確定適合高寒地區(qū)的污水處理工藝。第二，低溶解氧也是造成高寒地區(qū)污水處理效果不佳的主要原因之一。活性污泥法主要利用好氧微生物技術(shù)去除污染物，因此，曝氣池中含有足夠溶解氧是高效去除污染物的技術(shù)關(guān)鍵。溶解氧過低則會造成微生物活性降低，同時(shí)也會導(dǎo)致絲狀菌大量滋生，產(chǎn)生污泥膨脹，進(jìn)而影響污染物的去除效果，降低出水水質(zhì)。第三，污泥中含有大量的重金屬、病原體和持久性的有機(jī)物，如果處理或處置不當(dāng)會對當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)造成了嚴(yán)重威脅［41］。我國高寒地區(qū)污水處理廠污泥處理設(shè)備的配置率不高，且存在設(shè)備閑置的情況。目前我國主要污泥處置方式主要采用傳統(tǒng)的填埋法，此種需要占用大量土地，不利于高寒地區(qū)城鎮(zhèn)化建設(shè)發(fā)展，而且很容易對當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成二次污染；污泥中同樣含有大量短鏈脂肪酸等營養(yǎng)物質(zhì)可以進(jìn)行提取再利用，因此填埋法在本質(zhì)上屬于資源浪費(fèi)。第四，廢水回收遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，作為我國水資源儲備最豐富的地區(qū)，嚴(yán)格要求當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境治理標(biāo)準(zhǔn)是有必要的。目前高寒地區(qū)再生水的利用量低于全國平均水平，且再生水的生產(chǎn)能力較弱，如果不進(jìn)一步提高再生水的利用量，很有可能會對當(dāng)?shù)刎S富的水資源造成嚴(yán)重污染，從而加劇我國區(qū)域性水資源短缺的現(xiàn)狀。因此，有必要對現(xiàn)有的污水處理廠進(jìn)行改造，以實(shí)現(xiàn)中水回用的深度處理。

針對以上存在的問題，建議高寒地區(qū)可以積極探索AOA-MBR、A2/O-MBBR、AO-MBR 等組合工藝，以實(shí)現(xiàn)高效脫氮除磷的效果；電化學(xué)技術(shù)具有裝置簡單、工藝靈活等優(yōu)點(diǎn)，積極探究電催化氧化和電吸附等電化學(xué)技術(shù)有助于提高我國高寒地區(qū)污水處理效果。同時(shí)可以培養(yǎng)具有良好脫氮除磷效果的耐冷菌種，減少污水處理成本，提高對污染物的去除效果。低C/N 比作為高寒地區(qū)重要的污水特性，適當(dāng)添加外加碳源有助于提高污染物的去除率，目前多數(shù)污水處理廠采用向進(jìn)水中加入以甲醇、乙醇、乙酸鈉、葡萄糖等為主的傳統(tǒng)外加碳源，成本較高。因此，我們可以采用西藏當(dāng)?shù)氐呐＜S作為外加碳源，也可以將餐廚垃圾同污泥共同發(fā)酵的產(chǎn)物和提取剩余污泥中的短鏈脂肪酸等營養(yǎng)物質(zhì)作為外加碳源，從而解決高寒地區(qū)低C/N 比的情況。針對高寒地區(qū)低溶解氧的污水特性，培養(yǎng)低溶解氧條件下的優(yōu)勢菌種、調(diào)節(jié)爆氣裝置等技術(shù)提高污染物去除效果。我們可以將污水處理廠中剩余污泥進(jìn)行土地利用、建筑材料利用等，提高剩余污泥的利用率，實(shí)現(xiàn)資源的回收利用。提倡當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S加大中水回用力度，提高再生水的利用率，既可以有效解決我國區(qū)域性水資源短缺的問題，又能避免對環(huán)境造成二次污染。

5 結(jié)論

綜上所述，為了滿足我國高寒地區(qū)的污水處理需求，需要對現(xiàn)有污水處理廠和處理工藝進(jìn)行技術(shù)改造。然而，高寒地區(qū)的污水處理由于受區(qū)域環(huán)境因素影響較為嚴(yán)重，且評價(jià)指標(biāo)各不相同，所以在對污水處理廠和處理工藝進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，應(yīng)綜合考慮污水排放標(biāo)準(zhǔn)、污水特性、污泥的再利用和再生水的利用等因素對其進(jìn)行研究，只有這樣才能更好地提升污水處理系統(tǒng)的處理效果，才能保證各項(xiàng)污染物的同步高效去除和對資源進(jìn)行更好的回收利用，從而達(dá)到保護(hù)我國高寒地區(qū)生態(tài)環(huán)境的效果。