西北地區污水處理技術

于曉晶，周玉春

（1.山東省冶金設計院股份有限公司，濟南250101；2.山東省萊鋼技改工程指揮部，山東 萊蕪 271104）

隨著經濟的發展、人口的增加、生活水平的不斷提高，世界范圍內淡水資源的需求和消耗不斷增加。同時，大量的生活污水、生產廢水未經處理或處理未達標準就排放，造成水體的嚴重污染、水質惡化。我國《城市污水處理及污染防治技術政策》指出：2010年全國設市城市和建制鎮的污水平均處理率不低于50%，設市城市的污水平均處理率不低于60%，重點城市的污水平均處理率不低于70%。所以我國城鎮污水處理的現狀不容樂觀。

1 我國污水處理現狀及存在問題

1.1 污水處理現狀

據2004年統計，全國661座城市有污水處理廠708座，處理能力4912萬m3/d，城市污水處理率達到了45.7%；全國的1636個縣城有117座污水處理廠，處理能力273萬m3/d，污水處理率只有11.2%［1］。有些設施還不能正常運行，大部分生活污水、生產廢水未經處理或處理后未達標就排放到水體，水源水質受到不同程度的污染。水資源污染導致相當部分的水體喪失了原有的使用功能，更加劇了我國水資源的短缺。

1.2 污水處理存在問題

我國城鎮污水處理工程中存在以下一些問題：

（1）管網收集系統建設滯后，大部分城市雨污未分流。

（2）有些城鎮污水處理設施建成以后，處理設施未能充分發揮效益，正常運行的只有50%，滿負荷運行的更少。

（3）污水廠設計規模偏大、負荷率較低。

（4）城市污水處理技術線路較單一，設計思想不靈活，不能因地制宜設計出適合本土資源的合理方案。

（5）污水處理收費不到位，難以形成完善的運行管理機制。

2 西北地區城市污水處理技術

2.1 特點及污染現狀

2.1.1 經濟基礎薄弱

城市基礎設施建設緩慢，城市排水管網和污水處理設施的建設嚴重滯后于城市建設，生活污水處理率低，城市廢水處理率不足10%，遠遠低于全國平均水平。西北黃河流域重點工業企業廢水排放量和各項主要污染物排放量都遠高于西北內陸河地區。排污量大、污染負荷大是西北地區黃河流域水污染的主要原因。

2.1.2 氣侯

氣候條件的特點是日照充足，干旱少雨，多風，冬季低溫。但地域遼闊，有可利用的閑置土地，光熱資源豐富。根據其地理經濟的特點，充分利用西北地區豐富的光熱資源和閑置的土地，探索能耗、物耗和二次污染最低的污水處理新工藝，將是西北地區污水處理技術的發展方向［2］。

2.2 污水處理技術

2.2.1 穩定塘

20世紀80年代以來，我國在新疆、華東、華北、東北等地都籌建了穩定塘，且運行狀況良好，國家也大力推行穩定塘技術的應用和發展［3］。穩定塘占地面積大，西北地區地域遼闊，處理技術與傳統的二級生物處理相比，具有基建費用低，能耗少，運行管理簡單方便等特點。從發展來看，穩定塘處理技術是較理想、適合西北地區特征的污水回用處理方案。出水可用于農業灌溉，也可進行綜合利用，如養水生動物、植物，形成多食物網的復合生態系統能產生明顯的經濟環境和社會效益。

穩定塘技術存在處理效果受氣候影響易造成二次污染，受蒸發量、降雨量的影響等問題，但在設計和運行管理過程中綜合考慮，尤其在設計中主要考慮穩定塘的越冬問題。

2.2.2 土地處理

土地處理是利用土壤—微生物—植物組成的生態系統對廢水中的污染物進行一系列的物理—化學—生物凈化過程，土地處理是一種高效節能、經濟并符合生態原理的廢水處理利用系統。土地處理能耗低、成本低，還能去除病毒［4］，氮、磷去除能力強，對負荷適應性強、基建費用和運轉費用低。土地處理包括快速滲濾、人工濕地、地下滲濾等方法。

2.2.2.1 快速滲濾

快速滲濾是一種高效、經濟、低能耗的廢水處理與再生的方法，此技術在美國應用較多。如美國加里福州豪里斯特的快速滲濾系統，總氮去除率達95%，我國北京昌平廢水的快速滲濾系統，COD和BOD5的去除率分別為92%、95%，出水水質優于常規的二級處理水平?？鞛V系統需經預處理，而且冬季運行中還受寒冷氣候季節的影響。

2.2.2.2 人工濕地

人工濕地是一個投資低、運行費用低、處理效率高、適應性廣泛的污水處理方法，適合在西北地區利用。人工濕地是利用土壤、植物等自然條件進行污水處理。這種方法在國外應用很多。在我國北京昌平的衛星城，利用人工濕地系統，終年可運行，夏季效果高于冬季，蘆葦產量高于原來的4～5倍［5］。人工濕地冬季去除率低，不適合處理高濃度重金屬污水。

2.2.2.3 地下滲濾

地下滲濾是污水經過土壤和土壤微生物的吸附降解作用、土壤的滲濾作用，得以凈化的過程。滲濾技術具有就地收集、就地處理、就地利用、處理構筑物少，無需曝氣，無需投藥，高效、節能，占地面積小，基建投資少，運行費用低等特點?？蓮V泛用于西北及東北等地［6］。如沈陽工業大學地下滲濾中水回用技術示范工程的運行結果表明，可有效地去除有機物，具有較好的除氮效果，可獲得優質的再生水。遼河油田茨榆坨采油廠地下滲濾中水回用，出水效果好，BOD在10mg/L以下。但地下滲濾的工藝規模不宜過大且需作預處理。

2.2.3 強化一級處理

傳統的城市污水一級處理工藝投資少、能耗低，但去除有機物和懸浮物的效率也比較低，達不到控制有機污染物的目的。因此高效低耗的處理工藝成為城市污水處理的熱點。目的是加強一級混凝處理，提高各污染物的去除效果，力爭去掉二級生化過程。

2.2.3.1 輻射混凝法

先對污水進行照射，然后進行混凝處理。省去了曝氣設備及能耗，照射破壞了膠體顆粒的穩定性，改變了某些物質的分子結構，使一些顆粒和分子與混凝劑容易形成絮體顆粒而沉淀下來［7］。照射劑在10KGY時，有機物的去除率可達60%～70%，照射與混凝相結合，懸浮物的去除率能夠提高，脫色、除臭效果都能提高。其優點是同時完成有機物、懸浮物的去除、脫色、除臭等多項污染指標，工藝流程短；不受環境影響，適應西北地區的污水處理。

2.2.3.2 化學強化一級處理

投加絮凝劑的一級處理能明顯改善對懸浮物、膠體及有機物的一級處理效果，提高一級出水水質，從而使有機負荷降低，減小后續的二級處理費用［8］。在不加助凝劑、不調整pH值的條件下，確定最佳投藥量，或研制最佳絮凝劑，需要通過大量的試驗來確定，這種方法只適合低濃度的生活污水。

2.2.3.3 生物絮凝吸附強化一級處理

利用回流一級污泥絮凝吸附作用去除有機物，主要依靠生物絮凝吸附作用，減少了二級處理的負擔，在基建與運行費用增加不多的條件下，較大地提高污染物的去除效率，以達到大幅度削減有機物總量的目的。此工藝對COD、SS的去除率大大高于普通一級處理，有較強的抗沖擊負荷能力。

強化一級處理是一種降低能耗的辦法，為了提高SS、COD及有機物的去除率，應充分利用當地的自然條件，再配合物理、化學、生物的方法，確定最佳處理工藝。強化一級處理工藝流程短、基建與運行費用低、受自然約束條件少、操作簡單，是西北地區城市污水處理技術的一個發展方向。

2.3 污水資源化

西北地區是我國水資源最為貧乏的地區，可供開發利用的水資源已經非常有限。在加大城市廢水處理力度的同時，提高污水回收利用率，為西北地區開發提供穩定可靠的水資源，促進經濟的發展和保障人民的需要。根據污水回用方向和水質要求，選擇上述3種污水處理技術進行處理后的污水，或直接回用，或進一步經過濾、活性炭吸附、消毒等深度處理后回用［9］?？傊?，應該根據西北地區特點、經濟狀況和回用水的用途，選擇適宜的污水回用工藝，研究、開發出適合西北地區污水回用的高效低能的新技術、新工藝，實現污水資源化。

3 結語

（1）城市廢水處理工藝技術的選擇十分重要，不應完全效仿東部地區甚至國外的所謂先進工藝技術，而應注重采用適合于西部地區自然條件的廢水天然凈化系統，城市廢水處理廠的建設必須與城市廢水收集管網的建設同步進行，以免由于管網系統建設的滯后而使廢水處理廠的功能得不到發揮。

（2）西北地區地廣人稀，利用自然資源和可再生能源的處理技術、探求短流程高效低能的組合技術是城市污水處理技術的發展方向。

（3）針對西北地區地域特點和經濟相對落后的狀況，建議西北地區利用本土資源，采用投資少費用低的土地處理、穩定塘、強化一級處理等污水處理技術與污水回用技術一并考慮，在西北地區大規模推廣和應用，促進西部的經濟發展。

［1］鄭興燦.城鎮污水處理與再生利用［J］.建設科技，2007（11）：42-43.

［2］趙恩海，朱文亭.我國污水處理的發展趨勢［J］.城市環境與城市生態，2000，13（4）:39-41.

［3］王寶貞，趙慶良.穩定塘處理技術的發展趨勢［J］.中國給水排水，1992，8（5）：34-35.

［4］楊文濤，劉春平，文紅艷.淺談污水土地處理系統［J］.土壤通報，2007，38（2）：394-398.

［5］丁廷華，王紹堂，李汝琪.人工濕地處理城市污水和工業廢水的研究［A］.給水和廢水處理國際會議論文集［C］.北京:中國建筑工業出版社，1994.

［6］何守水.污水的地下滲濾處理系統在農村應用的探討［J］.山西建筑，2005，31（12）：155-156.

［7］白少元，解慶林，李艷紅，等.混凝法處理污水處理廠出水中磷的實驗研究［J］.環境科學與技術，2006，29（8）:67-69.

［8］師紹琪.生活污水生物絮凝吸附強化一級處理的研究［J］.中國給水排水，1998，14（2）:5-7.

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