序言
2007年是区城市污水处理厂正式投产运行之年。一年来，我厂在公司董事会的监管下，在洪文泽总经理的带领下，团结和带领全体员工以“水质达标，优质服务”为宗旨，以“提高水量，扭亏经营”为工作目标，开拓进取，负重拼搏，污水厂各项工作指标均取得一定的成效。
现将2007年的工作进行回顾与总结，并对2008年工作任务进行部署：
一、2007年各项生产经济指标情况
一年来，污水厂领导班子及全体职工，统一思想认识，按照石狮市建设规划局及环境保护局的总体要求，紧紧围绕年初确定的工作任务，团结拼搏，向内使劲，强化管理，向外拓展，提高污水处理量，全年度较好地完成各项建设任务及生产经济指标。（a、完成工程建设总投资多少b、全年的污水处理量多少c、千吨水耗药.耗d、水质合格率X％
二、抓管理，降低成本促效益
污水厂全年工作任务能较好地完成，取得一定的成绩，这与我们始终将控制费用支出，降低生产成本作为获取最佳效益的做法是密不可分的。一年来，污水厂强化管理，进行挖掘内部潜力，提高经营管理水平，努力降低管理及生产成本费用，坚持以“三个必须“的原则，做到该花的必保，该保的必紧，该减的必控。
1、节能降耗，努力降低生产成本
生产技术科充分调动生产人员的积极性及创造性，让生产人员主动参与寻找、制定最佳的生产运行方案，并不断地加强经济核算，力求节能降耗。今年来，污水厂根据本厂的实际情况，按照高压操作规程,重新设定两台在线变压器的运行参数，并定期轮换启用两台变压器，每年为污水厂节约电费开支十来万元；对污泥脱水系统进行整改，减少自来水消耗，每月可为污水厂节约水费上万元；同时对氧化沟推流器进行移位技改，减少推流器相互间影响，降低推流器日后运行的故障率，减少设备维护费用；对二沉池刮泥机进行技改，延长其使用寿命；结合南方天气多雨状况，对厂内部分流量计IP等级进行技改，保证流量计的计量精度，延长其使用寿命，为与市政污水计量工作的顺利进行提供必要条件，同时方便了仪表的日后运行维护；厂内员工自己动手制作表曝机遮阳棚，降低控制柜内温度，延长柜内进口设备的使用寿命，确保表曝机工作的可靠性和稳定性；同时制作了消毒池出水闸板，提高消毒池水位，确保中水的正常回用。通过以上工艺设备的合理技改及生产的合理调度，2007年的污水处理成本达到我们设定的初步目标，2007年的千吨水耗电XX度，千吨水耗药XX公斤，从而为公司的增收节支做出了一定的成绩。
2、控制费用支出，降低管理成本
在主抓生产经营管理的同时，污水厂要求各科室压缩不合理的开支，确保污水处理的顺利进行。各科室严格遵守污水厂制定的“物品采购规定”，实行生产、办公用品送审制及物品领用登记制，真正做到物有所用，物有所管，避免了浪费，节约资金；严格车辆的管理（摩托车），设定专人管理，维修双人跟踪，减少油耗，降低维修费用；加强电话管理，对使用人数较多的电话机换成卡式电话机，统一用管理卡管理，每月每人话费定量，这样每月为公司节约不少开支。
三、抓安全生产，确保污水达标处理
1、根据上级有关安全生产的文件精神，污水厂把安全生产工作提在日常工作的首要位置，坚持“谁主管，谁负责”的原则，明确各科室负责人为安全生产的第一责任人。把安全生产落实到实处，人人各司其职，保证不出纰漏，构成了可靠的安全网络，污水厂领导班子定期或不定期组织相关人员进行检查和重大节假日专项检查，出现问题，及时整改，确保安全生产。
2、坚持“安全第一，预防为主”的方针，门卫加强保卫工作，强化节假日前的安全保卫工作检查，督促落实整改措施，保证安全检查质量，能较好的把隐患消除在萌芽状态中，同时把好大门关，近阶段对来访人员严格登记，保证了厂区安全稳定的工作环境，确保生产工作正常运行。
3、水质是企业的生命线，也是污水厂安全生产的主题。化验室努力把好水质关，坚持每天对原水及出厂水检测一次，真正起到监督及指导生产进行的作用。由于市政进水的不稳定，生产工艺时常受到冲击，化验室人员随时跟踪，做好水质检测，出现意外，及时分析原因，做好相应的工艺调整，及时上报政府相关主管部门，确保全年水质基本达标。
四、抓企业的文化建设，丰富企业职工业余文化生活
1、推行厂务公开，发扬民主管理
在董事会的监督下，污水厂积极开展各项工作，依靠职工发挥民主决策、民主管理、民主监督作用，定期或不定期向职工公布生产指标、业务开支、职称评聘、调资方案等内容。让职工知厂情，取得职工的理解与支持，激发了职工主人翁责任感。
2、关心职工，丰富职工业余生活
今年来，污水厂组织了“送温暖”慰问活动，主动到医院慰问了住院职工及职工亲属。节假日期间，积极开展各种健康向上的文体活动。为庆祝中秋佳节，污水厂组织全体职工举行传统的“博饼”活动，并在当晚组织全厂职工会餐；元旦期间，厂内组织了会餐并邀请了市政泵站人员参与，既增进了全体职工的友谊和团结，又加强与市政的工作联系，增进了兄弟单位间相互理解与信赖。
五、存在问题暨2008年工作计划
一年来，污水厂在取得成绩的同时，亦清醒地看到存在着问题和困难，主要体现在：1、现有市政来水量有限，特别是来水不稳定，使生产调控有一定的被动性，为尽量保证出水水质，造成生产运行成本有所增加。2、生产人员相对紧缺，每人身兼数职，为确保安全生产,时常安排人员加班加点。3、厂区范围广,而厂内保卫部门未完善,保卫工作相对薄弱，今年来厂内出现多起被盗事件。4、有些职工缺乏大局意识和责任意识，没有一种“厂兴我荣，厂衰我耻”的主人翁意识。以上这些问题和困难我们必须高度重视，并认真地加以解决。
明年将做好以下各项工作：
1、推进厂务公开，不断加强企业的廉政建设。
2、坚持以人为本，加强业务技术培训（特殊岗位的持证上岗培训），强化管理，特别是加强电气安全组织管理,进一步完善各项管理制度，同时规范各项生产操作规程，拟定第二季度对生产人员进行技术培训及考核。
3、进一步深化污水厂的劳动、人事、分配事项制度的改革及完善企业用工制度。推崇任人唯才，实行竞争上岗,达到人尽其才。
4、坚持 “安全第一，预防为主”的方针，确实做好全年的安全生产及安全保卫工作。厂内安装防盗监控系统，进一步完善保卫机构及职能，确实做到安全保卫。
5、积极主动地加强与石狮市市政管理处的工作联系，争取每月污水服务费按时按量回拨，同时配合石狮市环境保护局将全年节能减排工作做好。
6、充分发挥档案室的作用，对生产、办公相关文档进行更加合理的管理及归档。
7、做好一期扩建及中水回用工程的前期相关工作，争取工程早日动工，早日产生效益。
关键词：污水；处理；回用
工业废水处理的特点是：针对性强，技术变化多。主要技术有隔油、气浮、混凝、沉淀、重力过滤和膜过滤、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电解、电渗析、反渗透等专用技术来分离减少工业废水中的油、色、重金属、有毒有害物质，在工业废水治理中也常常用到水解酸化、接触氧化、表面曝气、纯氧曝气、厌氧和好氧活性污泥法等生化技术。
由于工业废水处理设施一般规模小、技术性强，工艺组合灵活，结构通常为钢制，即使内部管线穿插较多，运行维护也不太困难。工业废水处理在技术上是与城市污水处理类同的，但是如果把工业废水处理设施的设计思路简单地套用在城市污水处理工程中会带来很多预想不到的问题。
城市污水处理厂的特点是规模大、占地大、设施尺寸大、单元多，处理设施通常为钢筋混凝土结构，因此相应地要求整体工艺构成要简单，单体设施构成也要简化，尽量减少管线穿插和复杂结构，以便减少全厂设施设备的维修管理总量。wWw.133229.Com正因为城市污水处理设施规模大，投入多，它的结构坚固简单，使用年限长，规模效益好，单位处理成本较低，运行效果比较稳定，在环境治理上发挥的作用突出，因此一经确定要搞城市污水处理工程时，要根据城市污水处理工程的特点，借鉴他人的经验与技术，慎重选择工艺、考虑方案，即：整体工艺构成要简单，单体设施构成要简化，便于维护，便于运行，能耗尽可能低，占地尽可能省，运行效果要稳定。
一、水污染控制的发展历程
随着社会的发展和人们环境意识的增强，我国水污染控制经历了由单一污染源的治理、污染物浓度达标排放到区域污染综合防治、以环境容量为依据的污染物排放总量控制的两个阶段。
在过去的几十年中，由于我国的污染防治工作一直摆脱不了点源治理、达标排放、三同时和谁污染、谁治理的政策，实际结果并不理想。据国家环保总局对我国5556套工业废水处理设施调查结果表明，三个效率(污染治理设施的运行率、设备利用率、污染物去除率)较好的仅占运行设施总数的35.7％，其污染物去除率达到设计能力的只有50％，总体有效投资只占全部处理设施总投资的31.3％，只有不足1/3的设备发挥作用。由此可见原有污水处理系统的规划、设计、思想原则中存在不少问题，已不再适应当前我国 经济 发展和环境保护的要求。
二、水处理及其回用
在污水深度处理、超深度处理、污水再生回用已经实用化了的今天，城市总体规划与给水排水系统规划都应当重新考虑，将污水的再生和回用放到重要位置上来。21世纪排水系统的定位应从以前的防涝减灾、防污减灾逐步转向污水的资源化，从而恢复健康水循环和良好水环境，维系水资源可持续利用。
2.1 污水处理厂的规模、数目与选址
污水处理厂设计应进行近期及远期规模的研究，以合理确定工程分期。以远期规模做为污水处理厂选址的依据，其选址用地条件应满足远期处理用地的需要，以利于工程的扩建。对中小城市污水处理厂，近期建设规模不宜过大。按照传统规划方法，污水处理厂厂址一般尽可能地安放在各河系下游、城市郊区，但是这种系统布局使污水厂距离再生水用户较远，需铺设的回用水管网费用相应增加，不利于污水的资源化。因此，在确定污水处理厂厂址时，还应对再生水的用户进行调查分析(城市中的 自然 水面、小河、绿地和工业再生水用户)，并根据回用水的需求，在城市中适当位置设置污水净化厂(再生水厂)，收集附近区域的城市污水，根据回用水质要求加以处理之后就近回用。因此，城市污水厂的数目不应拘泥于传统经验，而应该依据城市实际中水回用的需要在适当位置建设合适规模的污水处理厂，使得整个城市形成大、中、小，近、远期相结合的污水处理厂布局规划。这样，既有利于污水回用，又减轻了城市排水管网系统的负担，易于实现分期建设，符合我国当前国情。
2.2 处理工艺
污水处理的方法较多，按照不同的分类标准司以分成不同的工艺流程。因此应该根据污水水质和回用水水质的要求，对水处理单元进行多种组合，通过技术 经济 比较来选择出经济可行的污水处理流程。污水处理厂的设计进水水质，应在市区选择几个有代表性的排污口，定期实测其水质水量，采用加权平均确定其现状水质浓度，以此为基础，结合其它监测资料并考虑一定余地，确定设计进水水质。因不同城市产业结构的差异，切忌简单类比。这就要求在确定工艺流程的时候增加对该厂附近地区污水再生水需求情况的调查，以便对处理工艺进行适当的延长和完善，即可满足污水回用水质的要求。随着环境及法规的压力，城市污水处理厂普遍采用二级生物处理工艺，在生物法中，有活性污泥法和生物膜法两大类，活性污泥法因其处理效率高，在城市污水处理厂得到广泛应用。
另外，在排水管网为合流制的条件下，进入污水处理厂的污水流量雨天是晴天的2-4倍，当出现雨水冲击负荷时，大量活性污泥从曝气池转移至二沉池，并造成污泥流失。改进型orbal氧化沟工艺和sbri艺可解决上述问题并使有机物得到有效降解。
2.3 污水回用
我国属世界12个贫水国家之一，人均水资源占有量仅2400m 3 ，尤其北方地区人均水资源占有量仅200—400m 3 ，水资源的紧缺状况在一定程度上限制了工农业生产和城市的 发展 ，许多城市不得不到几十公里以外开辟水源，其投资在1000元/m 3 以上，制水成本高达1.0元/m 3 以上。相比之下，城市污水处理厂二级处理的尾水，是一种稳定的水资源，经过处理后可做为 工业 冷却洗涤用水、市政杂用水及城市河道湖面的景观用水，其投资约200-300元/m 3 ，制水成本在0.30元/左右。我国的天津、大连、太原、青岛、泰安等地污水回用的工程实践，充分证明了城市污水回用的经济性。
大部分城市工业用水量约占总用水量的50％-70％以上，其中冷却、洗涤等用水量大但水质要求不高。在城市污水处理厂设计中，应研究污水回用的可能性，调查研究回用对象及水质要求，并结合回用水水质要求进行污水处理工艺选择，进行厂区总平面布置时，应考虑污水回用的处理用地。
关键词：污水厂 水质超标 特征因子 常规因子 畜禽养殖
中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0125-02
武平县第二污水处理厂位于武平县岩前工业区。污水厂项目虽然是一个污水集中处理的环保工程，其工程的实施可有效削减各类水污染物排放量，具有积极作用，但作为一个污水集中处理系统工程，其运营期的污水排放口位置选择以及水环境影响程度多是项目在可研阶段应当综合考虑的问题。
1 岩前河段水文特征与水域环境功能
污水厂排污纳污水域岩前河地处武平县东南部山区，总体呈西北走向，与北边的处明溪一共汇入中赤河。岩前河的多年平均流量为13.03 m3/s。河道宽度在10～20 m，总体长度5.3 km，最小径流量为4.0 m3/s，河道平均坡降3.5‰。根据该区域水环境功能区划，岩前河划为Ⅲ类水环境功能区，河流水质执行GB3838-2002《地表水环境质量标准》中的Ⅲ类标准。
2 河段地表水与底泥环境质量现状
厦门建环检测技术有限公司于2012年5月在分别在岩前工业区现有污水集中排放口处，排污口上游2.5 km、排污口下游4 km处布设3个断面进行采样检测分析结果，监测断面见下图。
水质监测及评价结果表明：项目工业区现有集中排污口（2#断面）及其上游 2.5 km处（1#断面）的污染较为严重，污染物超标程度由高到低依次为：总磷、氨氮、BOD5、CODCr。1#断面的溶解氧亦超标。排污口下游4 km处（3#断面）的水质相对较好，所有检测项目均达标。岩前镇区和工业区目前没有生活和工业的污水集中处理厂，镇区的生活污水和畜禽养殖污水未经处理直接排入岩前河体，是河流水质超标的主要原因。
3 项目营运水环境影响预测分析
3.1 污水排放源强分析
污水厂一期污水处理设计规模为4000 t/d，接纳的各股工业废水经过各自的管网接入污水处理厂处理，对废水中持久性污染物排放标准按表3标准从严执行，其余尾水排放标准执行《电镀污染物排放标准》（GB21900-2008）中的表2标准，污水处理厂污水排放水量（t/a）分别为COD：116.8；Cu：0.44；总CN：0.29；总Ni：0.15；氨氮：21.9；SS：43.8；总磷：0.73。
3.2 本项目对河体污染物的排放增量计算
我们引用环保局给予园区的批复总量作为现状排放量进行分析。污水厂建成之后，排放增量（t/a）分别为COD：31.61；Cu：-2.161；总CN：0.283；总Ni：0.144；氨氮：1.71。相比环保局的批复总量而言，总CN、总Ni和COD、氨氮排放量均有不同程度的增加。本次水环境影响分析将分别针对上述两种特征污染物和常规污染物进行分析。
3.3 重金属特征污染物影响分析
取排放量增加的CN和Ni进行分析，预测在污水厂建成之后，该两种特征污染物在正常和事故工况下的排放增量对河体水质环境的影响。由于现状检测结果显示三个监测断面的CN和Ni均未检出，在此忽略这两种污染物在本工程建成后的增加量。
（1）预测排放浓度。
污水厂正常运行情况下，CN和Ni的排放量详见表3。取污水未经处理排入河体为事故工况，根据工程分析，事故排放污染物源强见表1。
（2）预测模式。
由于排放污染物为持久性污染物，在此采用零维模式进行分析，水质模型为完全混合水质模型。
（3）预测参数。
河流水文概况和其他预测参数详见下表2。
（4）排污口位置。
将排污口位置设置在目前工业区污水集中排放口。
（5）预测结果。
预测结果显示，污水排放在下游完全混合后，CN和Ni两种污染物在正常和事故排放工况下的浓度分别为（mg/L）：正常排放工况下，CN：0.00294；Ni：0.025。事故排放工况下（mg/L）：CN：0.010；Ni：0.027。由此可知，污水厂运行期，正常和事故排放工况下，CN在污水进入河体完全混合后，仍可达到环境质量标准。CN由于未规定相关水质标准，在此仅列出预测结果，从结果来看，两种工况下排放的污染物Ni仍低于 0.05 mg/L的检测限。
3.4 常规污染物影响分析
2#断面，即本项目建成后的排污口下游500m处的现状监测结果表明COD和氨氮在出现了超标情况，我们对此进行了资料收集和现场调查，究其原因，我们认为主要有以下几点。
（1）镇区人口的生活污水未经处理直接排入河体；（2）大量畜禽养殖废水不经处理直接排入河体；（4）目前已经入驻园区企业往往不具备污水达标处理的能力，导致污染物超标排放。
上述几点原因中，有几点是可以通过污水厂的建设来减缓的，然而必须强调的是，仅仅通过污水厂的建设要完成区域污染达标治理是不可能的。地方政府要做好岩前河水质整治，还需要从抓紧落实镇区污水厂的建设，落实畜禽养殖业的整改治理等等方面入手。
3.5 区域污染综合整治情况
①岩前河1#～2#断面现有工业、生活污染物排放量
岩前镇目前的人口规模为38000人，目前镇区全部人口的生活污水未经处理直接排入岩前河体。粗略估计现有生活污水污染物COD和氨氮排排放量分别约为832.2 t/a和83.22 t/a。加上前文估算的工业污水排放中COD和氨氮的量，则COD、氨氮排放总量分别为917.39 t/a和103.31 t/a。
（2）污水厂投入使用后工业和生活污染物排放削减量。
根据《福建武平工业园区总体规划》中关于岩前镇污水处理厂的规划建设方案，该片区拟建设远期规模为2万t/d的城镇污水处理厂，一期工程为1万t/d，污水厂接纳对象为整个岩前片区的生活污水和工业污水。现考虑到本污水厂的建立将先行纳进岩前园区的工业污水，在此建议未来城镇综合污水处理厂规模调整可调整到5000 t/d，处理达到污水处理厂一级B的处理标准（COD≤60 mg/L，氨氮≤8 mg/L）后排放，其生活污染物排放量分别为COD： 109.5 t/a，氨氮：14.6 t/a。
结合上文，在岩前镇综合污水处理厂和本项目工业污水处理厂建设完工后，岩前河体污染物排放量前后对比见表3：
由上表可知，在镇区综合污水处理厂建成后，岩前镇的生活污水可以得到有效处理，其排放量大幅减少。由于生活污水排放集中在本项目监测1#和2#断面之间，在此可得出该两处断面之间，COD和氨氮的容量可比现状增加693.5 t/a和66.81 t/a （见表3）。
（3）畜禽养殖整改削减污染物排放量
养猪业为目前岩前镇主要畜禽养殖产业，根据2012年的武平县人民政府文件，岩前镇2012年12月前应关闭或拆除的养猪场猪舍面积为21000 m2，养猪数量减少9930头，应当治理达标排放的养猪场面积为23990 m2，涉及养猪数量10610头。
类比福建省南平市延平区太平镇南坪溪流域畜禽养殖业污染源数据，针对岩前河的养殖排污现状，畜禽养殖业排入岩前河的混合污水的浓度取COD3000 mg/L，氨氮800 mg/L。
禽养殖污水处理的出水排放执行GB18596-2001《畜禽养殖业污染物排放标准》中的要求。
通过计算可知，2012年岩前镇关闭养猪场可以减少COD和氨氮排入岩前河体的量分别为217.47 t/a和57.99 t/a，养猪场整改后COD和氨氮的排污量分别为201.38 t/a和57.01 t/a。合计采取措施后，2012年的畜禽养殖排污减少量分别为COD：418.85 t/a； 氨氮：115 t/a。
排入岩前河体的污染物量=污水厂投入使用后工业和生活污染物排放削减量+畜禽养殖整改削减污染物排放量为：
COD：693.5t/a+418.85t/a=1112.35 t/a； （1）
氨氮：66.81t/a +115t/a=181.81t/a。
（2）
（4）现状污染物环境容量超标量。
现状监测数据表明，1#和2#断面水质出现超标，保守估算，取2#断面的现状监测值作为两断面之间河段的水质平均值来估算其污染物容量的超标程度。则容量超标程度可以近似用以下公式估算：
断面间容量超标程度=（C0-Ci）×Qp；
相关参数取值为：平均河宽20 m；混合水深H1.2 m；P=90%的平均流速u0.4 m/s；COD现状浓度22.5 mg/L；氨氮现状浓度 1.6 mg/L。
根据以上公式和参数得出污染物超标量如下：
1#～2#断面间COD环境容量超标量为：
（21.3 mg/L-20 mg/L）×9.6 m3/s×365 d=756.86 t/a； （c）
1#～2#断面间氨氮环境容量超标量为：
（1.6 mg/L-1 mg/L）×9.6 m3/s×365d=181.65t/a。 （d）
从式（a）和式（c），式（b）和式（d）对比情况来看，假设区域污染综合整治的力度落实完全到位，并且镇区综合污水处理厂建成并达标投产，1#～2#断面间的污染物可以得到大量削减，并且可能将扭转目前岩前河水质严重超标的局面。
4 结论与建议
污水厂建设后，工业污水得到深化处理，虽然与环保局之前批复的各企业排污总量相比，本项目建成后排污量有所增加。但是从现状排污来看，该总量批复没有建立在污水排放标准的计算基础上，企业目前的污水排放标准高于污水厂建成后的排放标准，并且由于缺乏相应的监管措施，很多企业的污水治理能力不足，往往排放的污染物要超出排放标准。因此，建设岩前镇污水处理厂，将目前企业无序排放的污水进行综合收集并统一处理是有必要的。
从对特征污染因子的正常排放和事故排放预测结果来看，由于水质现状较好，且投产后污水排放量相对不大，对河体影响较小，污水经排污口排出后，在下游浓度完全混合处即可达标。
从常规污染物COD和氨氮的分析结果来看，现状超标较为严重，原因较多。在通过对主要几点排污情况分析来看，当地有关部门需要加强对河体污染的综合整治，这其中包括加快镇区污水处理厂的建设和加紧畜禽养殖业整治的步伐，假设区域污染综合整治的力度落实完全到位，并且镇区综合污水处理厂建成并达标投产，1# ～2#断面间的污染物可以得到大量削减，并且可能将扭转目前岩前河水质严重超标的局面。
河体水质严重超标的原因可能性较多，在报告编写期间由于时间较为仓促，很难一一查明。总体而言，鉴于污水厂这一市政项目本着将污水综合整治达到减排的目的，可以有效缓解区域环境污染势态。
参考文献
关键词：城市污水处理厂;提标改造;工艺设计
国家环境保护总局已明确提出，“为防止水域发生富营养化，城镇生活污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭式、半封闭水域时，应执行《城镇污水处理厂污染物排放标准标准》中一级标准的A标准”。目前部分城镇污水处理厂的污水处理设备以及处理工艺已经不能满足要求，出水难以达到一级A标，因此必须对其进行技术升级改造。本文针对某污水处理厂的提标改造进行分析，对类似工程的技术改造提供借鉴。
1.城镇污水处理厂的基本概况
1.1某污水处理厂现状
某污水处理厂目前的处理能力为6万吨每天，需要进行提标改造。对原处理工艺进行升级改造主要是对对现有构筑物进行改造，提高预处理效果，进行二级生化处理提高脱氮率，加入深度处理单元提高除磷率，提标改造工程与原有工程共用一个尾水排放口，不增设新的排污口，对尾水排放口进行规范化设计，安装包括流量计以及主要污染物自动检测装置，并与环保监测网络联网，实现实时在线监测。
1.2污水处理厂提标改造的必要性
2015年4月2日，国务院正式“水十条”：到2020年，全国水环境质量得到阶段性改善，污染严重水体较大幅度减少。为了避免污水厂出水尾水成为新的污染源，污水处理厂提高出水标准势在必行。
由于该污水处理厂建成年代较早，经过多年的连续运行，污水处理设备已经出现不同程度的损坏，对污水处理厂的正常运转和污水处理水平造成了严重影响。设备的老化是该厂污水处理系统经常不能正常运行，对污水的处理水平也经常不达标，因此急需进行升级改造。同时由于工业的迅速发展，工业废水的成分日渐复杂，污水厂的污水处理量和处理技术工艺上已经远远落后于城镇化的发展要求，因此部分老旧污水处理厂已经无法满足城镇污水处理要求，必须要对这些污水处理厂进行升级改造。
1.3原设计标准水质及需要改造的目标水质
该污水处理厂原设计出水水质按GB8978一1996中的二级排放标准设计。目前按照环保总局的GB18918-2002一级A标标准进行升级改造设计。原设计水质及升级改造的目标水质见表l
表1原设计水质及升级改造的目标水质
项目 进水水质 出水水质 改造后水质
COD（mg/L） 440 110 50
BOD（mg/L） 230 20 10
SS（mg/L） 250 25 10
氨氮（mg/L） 35 20 4
TN（mg/L） 50 / 10
TP（mg/L） 5 1.5 0.5
大肠杆菌菌群（个/L） 1x104 1x103
2.提标改造的工艺设计
2.1改造基本要求
污水处理厂提标改造的基本要求为在不对污水处理厂进行大规模建设的前提下，通过增加部分设施设备以及对原处理工艺进行升级，达到提升污水处理量和处理效率的目的。通过对污水厂实际水质数据的分析结果可见该厂提标改造中的主要目标是提高脱氮除磷效果，使出水能达到一级A标。由于该厂要同时满足脱氮除磷，碳源不足，设计不外加碳源，预处理段尽量减少碳源的流失，充分利用“内碳源”。
（1）对原厂的设备和工艺进行分析评价，充分挖掘原有设备工艺的潜能，达到利用较少投资达到提标改造的目标。
（2）改造过程中要充分利用运行操作的经验以及积累的各种原始数据，为提标设计提供数据参考。
（3）在升级改造时，要根据污水处理厂的实际情况，对可能采用的多种改造方案进行比选，以确定既能达到提标改造的要求又经济可行的处理工艺。
（4）在提标改造的实施过程中尽量减少对现有设备的运行，确保改造过程对污水处理厂的影响降到最低。
2.2提标改造的工艺路线
污水处理厂的提标改造主要包括设备改造、工艺改造以及水力改造。其中工艺改造是污水处理厂提标改造的主要方面，其具体措施一般包括以下几方面：
（1）沉砂池内链式刮砂机改为桥式除砂机。桥式除砂机的除砂效率比链式刮砂机效率高。更高效的除砂能减少后续生化处理段活性污泥中无机物成分，提高活性污泥的活性，使二级处理工艺得到优化。
（2）普通活性污泥工艺的改造为A2MO。污水处理厂采用的是活性污泥工艺技术，这种处理工艺技术简单，只能除去污水中的有机物，不具备除磷脱氮的功能，将其改造成具备除磷脱氮功能的A2MO系列工艺技术。
（3）同时采用活性污泥和生物膜技术。这两种处理技术的整合，可以发挥两者的主要优势，以达到高效脱氮除磷的技改升级目标。这一改造方式的在原有工艺技术的基础上添加生物膜即可，改造方法简单易行且不需要增加占地面积，经济优势明显。在A2MO生物池内添加悬浮填料，形成的活性污泥和生物膜复合处理技术其处理能力有较大提高，并与其他设施的处理能力相匹配。悬浮填料作为一种新型填料，成本优势明显。同时在池底设置微孔曝气器，不仅可以节省成本还能够增加废水与生物膜的接触，提高处理效率。
（4）增加深度处理技术。污水深度处理是指在预处理与主处理的基础上，提高污水处理效果和尾水水质。本次改造采用曝气生物滤池技术，出水水质好、运行费用低。并在接触池出水明渠处增加紫外灯消毒装置，使出水达一级A标。
2.3某污水处理厂提标改造运行效果
某污水处理厂进行提标改造以后，污水处理效果得到极大提高。改造后运行结果显示，COD等主要指标全年均达到一级A标准，本次提标改造工程对出水水质的要求较高，因此污水处理的选择工艺十分重要。本次改造工程在二级处理环节，SS的处理效率达到了90%以上，但是出水中悬浮物的数量对水中污染物的含量影响极大，因此在工程设计中采用了深度处理技术，进一步降低除水中的SS指标，使得最终处理率达到了97%。在采用A2MO技术后总磷去除率有改造前的17%提高到了73%，由上述指标可以看出，本次提标改造后，该污水处理厂的污水处理设备及处理工艺已经完全满足当前污水处理要求。
3.结语
本文以某污水处理厂的提标改造为例，对我国城镇污水处理厂的提标改造进行了深入探析，提标改造对提高水资源利用效率，加强环境保护具有重要意义。研究结论对类似的提标改造具有一定的借鉴价值。
参考文献：
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[3]陈立，李成江，郭兴芳，申世峰，张玲玲，朱开东.城镇污水处理厂提标改造的几点思考[J].水处理技术，2011，09：120-122+135.
关键词：污泥；处理；处置，污水
Abstract: in order to control the water pollution and sewage resources, during the 12th five-year plan, our country put forward higher request to the city sewage treatment, along with the deepening rate and degree of sewage treatment facilities, treatment, sewage treatment plant sludge generated will have a larger growth, problem two times pollution caused can not be neglected. Therefore, how to reasonably dispose sludge, has become the city sewage treatment plant and related departments must pay attention to the problem. How to deal with such a large amount of sludge, which is the size of many city will face problems.
Keywords: sludge disposal, sewage; treatment;
中图分类号：U664.9+2文献标识码：A文章编号：2095-2104（2012）
国内外污泥处理与处置的方法很多，一般采用浓缩、消化、脱水、干化、有效利用（多为农用）、填埋及焚烧等，或用其中几个方法组合处置。应该说，对城市污水处理厂污泥的处理与处置，我们与先进国家相比，差距较大。
城市污水处理厂的污泥是指处理污水所产生的固态、半固态及液态的废弃物，含有大量的有机物、重金属以及致病菌和病原菌等，不加处理任意排放，会对环境造成严重的污染。对污泥处理总的要求是稳定化、无害化和减量化。目前我国对污泥无害化、资源化的处理处置率仅占30%左右，无害化、资源化的处理处置是指将污泥焚烧、制肥、建材等。在我国，对污泥的处理主要还是填埋，但在政策上并不鼓励这种做法，只能是作为一种近期临时的处理处置方式。
国家对城市污水污染控制的技术政策及新颁布的城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002），对城市污水处理厂的污泥稳定和农田利用有明确的要求。但实际情况是，污水处理厂的建设往往只注意污水处理要达到排放标准，而忽视污泥处理与处置的问题。近几年，由于脱磷脱氮要求，演变出不少污水生物处理工艺，而对污泥处理和处置，设计中一般只是将脱水污泥简单的外运或综合利用，未计算其投资和运行费用，这势必会造成二次污染。污水处理厂建得越多，污泥的二次污染亦越广泛。未经稳定处理的污泥，因有机物含量较高，极易腐败并产生恶臭，尤其是初沉池的污泥，含有大量病菌、寄生虫卵及病毒，极易造成传染病的传播。下面结合我厂运行实际，浅谈一下城镇小型污水处理厂污泥的处理和处置。
一 污泥的处理和处置
通常把污水处理厂污泥的稳定和脱水（一般脱水至含水率70%~80%）称作污泥的处理；将污泥的堆肥、填埋、干化和加热处理及最终利用，称为污泥的处置。如果脱水污泥中有毒有害物质超过农用标准，就要考虑卫生填埋和污泥干化焚烧技术。从国外污泥处理的发展来看，对污泥用于农田控制越来越严，而对污泥进行干化和加热处理的比例正逐年增加。
1. 污泥的处理
污泥稳定处理分为好养稳定和厌氧稳定，好养稳定有很多优点，但能耗很高，只有当污泥量较少时才采用；污泥厌氧稳定处理通常采用中温（35℃）厌氧消化方法。国内仅有十几座大型污水处理厂采用此方法，污泥经消化后，有机物含量减少，性能稳定，总体积减少，污泥消化过程中还产生大量沼气（消化降解1kgCOD可产生350L沼气）可以回收利用。但由于消化装置工艺复杂，一次性投资大，运行有难度。污泥厌氧消化和沼气利用装置费用，约占污水处理厂投资和运行费的30%左右，而且大多需进口技术和设备。从调查已建消化池的实际运行看，只有少数达到预期的效果。有管理、设计问题，亦有沼气利用的经济性和安全性问题。鉴于以上存在的问题，大部分小型污水处理厂未设此设施。
污泥的稳定问题，除了采取污泥厌氧消化外，还应结合污水处理工艺中考虑少产生污泥和稳定泥质的方案。例如，污水处理工艺设计中采用延长污水曝气时间，减少污泥的产量；设计参数中增大污泥泥龄，（如泥龄20天以上），尽量采用污泥趋向稳定的污水处理工艺。对中小型污水处理厂来说，采用带有延时曝气功能处理工艺（如氧化沟等处理工艺）是可取的。有的污水处理工艺投资低（如AB法的A段），而污泥量较多，增加了污泥的处理成本。故应当把污水处理和污泥处理统一考虑，一并计算投资和运行费用。
污泥的稳定并不等于污泥无害，用于农田还需要符合国家标准中关于污泥农用时污染物控制标准限值。其中对镉、汞、砷、苯并芘、多氯联苯的要求是比较高的，应该通过严格控制工业废水源头的排放来控制污泥的性质。
国外在污泥稳定方面，除了用生物法（包括中温消化、高温消化及利用微生物和某些添加剂）外，还采用了化学法，有的将脱水后的污泥加盐酸调PH至2~3，反应一小时后再加硝酸钠；有的对脱水污泥添加石灰。
2. 污泥的处置
（1）制复合肥
按我国目前的经济条件，对大多数小型污水处理厂来说，污泥用于农田是比较可行和现实的方案。污泥中的氮、磷、钾和微量元素，对农作物有增产作用；污泥中的有机质、腐殖质是良好的土壤改良剂。污泥经适当浓缩、脱水后运至近郊作为农肥，是许多污水厂采用的方法。但农田施肥有季节性，不需要泥肥时，污水处理厂会泥满为患，影响正常运行。于是一些污水处理厂支付费用，让农民把污泥拉走，而不问其去向，这很容易造成二次污染。
（2）卫生填埋
卫生填埋污泥分为单独填埋和混合填埋两种，脱水污泥与城市垃圾混合填埋比较多。污泥能否填埋主要考虑两个因素：污泥本身的土力学性质及填埋对环境产生的影响。
有些地方的污水处理厂对污泥处置提出“处理一点，填埋一点，利用一点”的原则，这就需要按卫生填埋要求建设污泥填埋场。根据污泥性质、含水率及力学特性等因素进行设计，填埋场底部设有盲管将渗滤液再输送到污水处理厂进行处理。此法一般占地面积大，运行工作量大，遇雨季污泥更难以压实，一般污泥填埋场都有一定的使用期限，到使用期限后还需另选场址，卫生填埋场在实际运行中的造价也不低，对有些污水处理厂来说，采用污泥卫生填埋也是不得已的权宜之计。鉴于地价上升和填埋场有臭味等因素，近几年来，污泥卫生填埋的比例越来越小，有的填埋场还将逐步关闭。
还有些地方的污水处理厂将污泥运至城镇垃圾填埋场进行混合填埋，这容易存在两个实际问题：一是管理体制上的问题。垃圾的中转站和填埋场的布点、设计和投资，属环卫部门管理，而污水处理厂的污泥属市政部门管理，设计垃圾填埋场使用年限和布点距离一般未考虑接纳污水处理厂污泥，在管理体制上需进一步理顺。二是技术方面，目前污水厂的脱水污泥含水率一般在70%~80%，而运往垃圾填埋场的污泥，要求含水率不大于30%，这类污泥不能满足填埋场的要求，且不宜碾压填埋，除非将污泥作适当干化或加石灰、絮凝剂等预处理后才能进入填埋场填埋。无论作何种填埋，污泥都易采取高干度脱水。
（3）干化、焚烧
国内近几年在一些大城市已建和正建一批城市垃圾焚烧场。但污水处理厂的污泥做焚烧处置还很少见。由于污泥干化和污泥焚烧相结合比单污泥焚烧一次性投资少，处理成本低，故污泥干化往往是焚烧的前处理。污泥干化可使污泥含水率控制在10%~40%，减少了污泥的体积和重量，降低了运输费和填埋费，而且污泥的臭味大为减少。干化装置分直接干化和间接干化，其能量消耗与污泥成份和水分有关。间接干化（利用沼气通过热交换器）一般推荐用立式干化装置，并选用流化床工艺。干化与焚烧串联工艺中，干化的程度取决于污泥的热值和回收焚烧炉的热能，使干化的能量尽量平衡，不另外添加燃料。污泥流化床焚烧炉，温度在800℃以上，炉内有砂粒循环使用，外排气体要适当处理。污泥焚烧炉远比垃圾焚烧炉的工艺简单得多，且污泥焚烧不会产生二恶英。由于受条件的限制，污泥的干化和焚烧，可能将是一些大城市大型污水处理厂的发展方向，但对于中小型污水处理厂来说短期内还较难实现。
（4）填埋与焚烧的比较
国内上海与浙江一些单位做过污泥卫生填埋及焚烧处置的方案比较。其主要工艺流程为：
原污泥浓缩消化脱水卫生填埋
原污泥浓缩消化脱水焚烧焚烧灰填埋
对于焚烧处理工艺，为了避免消化后污泥热值减少，也可以不做污泥消化处置。上述两个工艺的经济性比较结果，无论采用国产设备或进口设备，二者的处置工程费用基本相同。按国产设备对污泥进行处置，运行费用折成污泥干固体，处理总成本约为800元/吨。以10000吨/日污水处理厂产生2吨计，每吨污水处理成本约为0,16元，与国内大型污水处理厂污水处理成本（不计折旧和还贷利息）0.3~0.45元/方相比，需增加成本35%~50%（中小型污水处理厂略高一些），这与国外实例相当。
既然污泥的卫生填埋与污泥的焚烧其工程费和运行成本大致相当，那么，从污泥无害化和减量化看，焚烧方案有明显的优点，这也是国外污泥焚烧发展较快的原因。焚烧后产生的焚烧灰可以用于改良土壤、路基路面的骨料、砖瓦制品、陶瓷、混凝土填料和工程建设的回填土等。
二 污泥处理和处置应注意的问题
我国目前存在着重废水处理，轻污泥处理处置的倾向，污泥的处理处置起步较晚，且存在一些问题，主要表现在以下几个方面：污泥处理技术设备落后；污泥处理管理、设计水平低；污泥处理处置投资低；污泥处理处置状况较为混乱；除几个大型城市外，国内各城市的总体规划中缺少污泥处理处置内容，更无专项规划。
在十二五期间我国对污水处理厂污泥处理处置提出的主要技术目标是：1.加强源头削减和全过程控制；2.要求减量化、稳定化、无害化；3.尽量回收利用资源能源，达到安全、环保、经济；4.鼓励符合条件的污泥进行土壤改良、园林绿化等土地利用方式，不符合条件的污泥则推行干化后焚烧或者运往燃煤电厂、水泥厂协同处置； 5.污泥脱水稳定后填满处置。
针对以上现实情况，以后在进行污泥处理处置时更应注意：
1. 设计城市污水处理设施时，要把工业污染源控制、污水处理工艺和污泥的处理和处置作为一个系统来考虑，不认真处置污水处理厂的污泥，污水处理是不完整的。
【关键词】水资源；城市污水；回用；现状；发展前景
一、水资源现状及污水回用的必要性
我国是水资源短缺的国家，人均水资源占有量2100M3，仅为世界平均水平的28%，列世界第125位，全国2/3的城市不同程度缺水，许多城市面临着水资源危机。城市缺水问题已成为制约城市经济发展的瓶颈，而同时城市污水排放量的快速增长也影响了城市水环境，对城市经济社会可持续发展构成了严重威胁。根据《中国水资源公报》统计，2010年全国废污水排放总量达792亿吨，随着我国工业化和城镇化进程明显加快，对城市污水处理回用提出了更高的要求。
将废水或污水经二级处理和深度处理后回用于生产系统或生活杂用被称为污水回用。城市污水回用是指将污水化为水资源予以科学利用,它是将城市污水加以处理再生后回用于可用再生水的地方去,从而有效地节约和利用有限的和宝贵的淡水资源，又可以减少污水或废水的排放量，减轻水环境的污染，降低城市排污负荷，缓解水资源供需矛盾，具有明显的社会效益、环境效益和经济效益。
二、国内污水回用现状
随着人口的不断增长、经济飞速发展及城市化进程的加快，国内许多城市和地区的用水量及排水量正在逐年增加，而有限的水资源又不断被污染，粗略估算一下，城市供水量的80%变为污水排入城市排水管网中，收集起来再生处理后70%可以安全回用，即城市供水量的一半以上可以变成再生水，返回给城市水质要求较低的用户，替换出等量自来水，回用潜力之大，可有效缓解水资源的供需矛盾，国内许多城市的污水处理厂建设了回用处理设施。
1、北京市
北京市的污水利用有较长时间的历史，是从污水灌溉开始，50年代初期在石景山区利用石景山钢铁厂的工业废水处理后进行灌溉；进入90年代，北京市区污水处理厂的建设进度加快，高碑店和酒仙桥污水处理厂相继建成，市区污水处理厂总规模达到128万立方米/日，为城市污水再生回用创造了更好的条件。高碑店污水处理厂处理水资源化再利用工程是北京市目前最大的城市再生水回用项目，现已经建成投入运行。主要作为工业用水、园林绿化灌溉、环卫洒水降尘和公园水源补给及热电厂冷却循环水等。
2、青岛市
青岛市污水回用工作开展较早，1993年建成投入使用的海泊河污水处理厂，日处理能力为8-12立方米。经海泊河污水处理厂污水回用工程处理后的回用水主要用于工业冷却、电厂冲灰、市区景观和生活杂用等。
3、西安市
西安市邓家村污水处理厂始建于1956年， 最初处理能力4万m3/d，经过几次扩建后，处理能力达到16万m3/d，并由一级处理提高到二级生物处理，经深度处理的水作为工业企业部分用水和市政杂用水。
4、太原市
太原市北郊污水处理厂(日处理污水4万立方米)、杨家堡厂(日处理污水16.64万立方米)、河西北中部厂(日处理污水7.5万立方米)、殷家堡厂(日处理污水0.5万立方米)、赵庄污水处理厂日处理污水8万立方米，南堰污水处理厂（日处理污水5万立方米）。据太原市市政管理局测算，太原市每日的污水排放量约为67万立方米，上述6个污水处理厂的日处理能力累加为41.64万立方米，污水处理率约为62%。
三、污水回用的发展方向
从部分城市的污水回用发展状况来看，污水回用现已受到比较普遍的重视，尤其是许多缺水地区，已经建立了一批技术可靠、管理科学、工艺先进、运行稳定的回用工程，就当前形势来看，污水回用的发展方向可以总结出以下几点：
（1）规划领先
除建筑小区、家庭回用之外，以城市污水处理厂为基础的规模型回用需结合区域情况进行总体规模，要求污水处理厂在选址、规模、处理工艺、水质标准及管线安排等方面满足回用要求。这就要求在宏观控制上进行总体规划，要求政府部门实行“一龙管水，多龙治水”模式将成为必然要求。
（2）产业化市场化是必然趋势
在宏观政策框架下，依靠市场机制作用，逐步培育起中水回用市场，使之产业化、市场化，不仅符合国家的经济体制改革与发展方向，也是城市污水回用发展的方向。政府宏观调控、依托技术进步，市场化运作、用户参与将是城市污水回用产业发展的主线。
（3）制定合理、完善的中水回用标准
对于污水回用，仍存在一些对人体健康和环境的不确定因素，目前污水回用还未有国家标准，各国制定的回用水水质标准有较大差异，因此，借鉴发达国家在回用水标准方面的经验，结合中国国情，制定按不同要求分类的回用水水质标准及相应的技术标准、规范，将会达成共识并逐步成为现实，将大大推动污水回用的发展。
（4）发展适合国情的污水回用处理技术
中国各个地区经济发展水平差异较大，作为发展中国家，在积极研究和引进发达国家先进技术与设备的同时，重视研究开发适合中国国情的污水回用处理技术是市场发展的要求。如中国内地的县级市城镇，污水量较小，资金有限，技术力量薄弱而劳动力相对丰富，采用经济、简易、有效的处理技术，满足不同区域实际情况要求的污水回用处理技术将有巨大的需求空间和市场。
（5）控制工业废水处理达标后排放
随着工业的发展，我国各地由于工业废水导致的污染现象越来越严重，社会公众对于工业污染的认识也随之加深。如含有难于生物降解的有机物、有毒有害的有机物或有毒有害的重金属等。如果工业废水未处理达标就排放到城市排水管道，输送到城市污水处理厂后，不但给城市污水处理厂的运行带来困难，而且限制了城市污水的回用。
四、结束语
污水回用发展到今天，人们已经认识到污水作为水源的重要意义，目前，我国城市污水处理回用率低于发达国家水平，发展潜力巨大，在政府层面，党中央、国务院高度重视城市污水处理回用工作：《国务院关于加强城市供水节水和水污染防治工作的通知》（中发[2000]36号）文中提出：大力提倡城市污水回用等非传统水资源的开发利用，同时安排污水回用设施建设，2011年《中央一号文件》指出：实行最严格的水资源管理制度，确立用水效率控制红线，建立水功能区限制纳污制度，2008年国务院部门“三定”规定首次明确赋予水利部指导城市污水处理回用等非传统水资源开发的工作职责，污水回用是实施最严格的水资源管理制度必由之路，关系到总量红线的实现；在市场层面，水资源问题已成为各地制约经济发展的主要因素。城市污水回用有着巨大的市场前景；污水回用将成为解决水资源短缺的有效途径，是推进城市化建设、实现水资源合理配置、科学保护、循环利用的重要手段，对建设资源节约型、环境友好型社会意义重大，对我国经济又好又快发展意义重大。
1中国污水处理部门CH4排放研究综述
国内外已经有不少研究中国污水处理部门CH4排放的成果[68,1114].由于以2005年为核算年的研究成果较多,所以本研究总结和对比分析中国2005年污水处理部门CH4排放研究相关成果.信息通报[8]中报告的中国2005年污水处理部门的CH4排放相对权威,代表我国官方数据,其核算结果是162万t,核算范围是IPCC的2006年国家清单指南范围[10],相对较为全面.美国环保署[6]和EDGAR[11]的核算结果分别是613万t和637万t,相对比较接近,分别是信息通报数据的3.78倍和3.92倍.美国环保署采用的是参考方法,相当于计算的是污水COD可能产生CH4排放的最大值,而EDGAR采用的是IPCC1996年国家清单指南[12],其推荐的排放因子和污水处理率是按区域划分且没有中国数据,其中亚洲其他国家采用的CH4修正因子为90%,因而计算结果非常接近污水中COD产生CH4排放的理论最大值.所以,美国环保署和EDGAR的数据结果高于信息通报数据.国内周兴等[13]核算了中国污水处理部门的CH4排放,由于采用的是IPCC2006年国家清单指南和国内活动水平数据,所以与信息通报数据比较接近.周兴等的结果比信息通报数据低的一个可能原因是其计算并未包括污水排入自然水体产生的CH4排放.Wang等[14]的排放因子完全基于实测,这点与前面研究采用IPCC默认排放因子有很大区别,其估算了中国城镇污水处理厂的CH4排放,结果极低,仅是信息通报数据的0.38%.Wang等[14]假设的生活污水处理厂全都采用A/A/O工艺有一定的合理性,因为A/A/O工艺及其各类变形工艺的确是中国城镇生活污水处理厂最主流的工艺.由上述比较可以看出,不同机构和研究人员针对中国污水处理部门的CH4排放核算结果差异非常大(表1),而且随着数据本土化和计算精细程度的提高,计算结果有偏小的趋势.不同研究差异较大的重要原因是活动水平数据过于笼统,缺乏不同处理工艺的活动水平数据,并且也缺乏本地化的排放因子.因此,有必要采用符合中国污水处理实际情况的排放因子和中国污水处理厂的实际处理工艺数据,计算CH4排放水平.
2研究方法与范围本研究核算
中国所有具有独立法人资质的污水处理厂,包括城镇生活污水处理厂(以下简称生活污水处理厂)和工业废(污)水集中处理厂(以下简称工业污水处理厂)的CH4排放,但不包括工业企业自身污水处理设施和污水排入自然水体产生的CH4排放.中国有部分企业有自建污水处理厂,有独立的设施和厂址,但非独立法人,这类污水处理厂不在本研究范围内.IPCC[10]的2006年指南中将污水处理厂产生但自身并不处理的污泥导致的CH4排放,不计入污水处理厂的CH4排放;但污水处理厂自身产生并处理的污泥产生的CH4排放,要计入污水处理厂,例如污泥厌氧消化池等.本研究遵从这一原则.本研究基于统计和调研数据分析、文献研究和现场实测,结合排放因子矩阵[9],研究和分析中国污水处理厂的CH4排放.本研究的核算方法为采用每个污水处理厂COD去除量、具体去除工艺和实测CH4排放因子(表2)计算CH4排放,而非采用IPCC指南推荐的排放因子进行核算.
3研究数据
3.1排放因子排放因子来自课题组的前期研究[9](表2).生活污水处理厂以好氧处理工艺为主,其厌氧工艺主要在其污泥的厌氧消化环节;而在进口COD浓度较高的工业污水处理厂,大部分有机物会进入厌氧处理过程,因而针对厌氧处理工艺,生活污水处理厂的排放因子要比工业污水处理厂的排放因子低.3.2活动水平本研究的污水处理厂层面的基础数据主要来自环境统计基础数据和环境保护部环境规划院调研.污水处理厂CH4排放计算的活动水平数据主要受两个因素影响,一是COD的去除量,另一个是COD去除工艺.因而,清晰地把握和理解中国不同环节的COD去除情况,对于确定污水处理厂CH4排放的活动水平非常重要.根据全国环境统计年报[15]、环境统计基础数据和环境保护部环境规划院调研,中国2012年工业和生活污水中的COD产生和排放情况见图1.工业污水的COD产生量为2430.59万t,其中310.45万t排入自然环境,1892.22万t通过企业自身的处理设施去除掉,227.92万t进入污水处理厂;城镇生活COD的产生量为1732.52万t,其中782.75万t排入自然环境,949.77万t进入污水处理厂;全国污水处理厂接纳的总COD量为1177.69万t,去除掉1019.69万t(生活污水处理厂去除掉923.24万t,工业污水处理去除96.45万t),158.00万t排放自然环境.可以看出,如果不考虑农业COD的产生和排放,全国污水中COD产生量中有30.05%以各种途径和方式排入自然环境,有69.95%的COD得到有效去除.进入污水处理厂的COD仅占全国COD产生的28.29%,在污水处理厂中去除掉的COD仅占全国COD产生量的24.49%,占全国COD去除量的35.02%,而且企业自身去除的COD占总COD去除量的64.98%.可见,2012年全国4628个污水处理厂去除的COD量要远低于企业自身的COD去除量.
4结果与分析
4.1CH4排放水平根据核算结果,2012年中国所有污水处理厂的CH4排放量为52642t,其中生活污水处理厂排放39921t,占75.84%,工业污水处理厂排放12721t,占24.16%.各省排放水平见表3和图2.整体上,生活污水处理厂的CH4排放占主体,主要原因是全国生活污水处理厂去除的COD量远高于工业污水处理厂的去除量.福建、江苏、浙江等省的CH4排放量最高,宁夏、青海、等省的排放量最低.全国仅福建和江苏两省的工业污水处理厂的CH4排放量超过了生活污水处理厂的排放量,较高的工业污水处理厂CH4排放推高了其污水处理厂总排放水平.各省CH4排放的差异不仅受其生活、工业污水处理量影响,更受不同处理工艺处理COD量的比例影响.4.2CH4排放特征国家信息通报核算中国2005年污水处理部门的CH4排放为162万t,其中生活污水处理CH4排放为40.03万t[7],是本研究生活污水处理厂CH4排放的7.60倍,但国家信息通报中的生活污水处理CH4排放包括了生活污水处理厂的CH4排放和污水排入自然水体后产生的CH4排放两部分.国家信息通报的技术报告[7]虽然没有给出具体生活污水处理厂的CH4排放量,但从提供的生活污水处理厂去除的BOD和排放因子可以简单估算生活污水处理厂的CH4排放约为15万t左右,依然是本研究结果的3.76倍,而且考虑到中国生活污水处理厂2012年的COD去除量要高于2005年,所以信息通报的结果很大程度上比本研究要高很多,但由于排放核算的年份不同,因而存在一定程度的不可比性.Wang等[14]的结果低于本研究结果,其估算结果仅为本研究的15.53%.本研究与信息通报核算在方法和数据来源上有较大差异,信息通报是在区域(生活)或行业(工业)层面上进行计算,采用了IPCC指南推荐排放因子;而本研究是在污水处理厂层面核算,采用的是实测排放因子.信息通报核算结果较高的主要原因是其排放因子较高,而从图3的分析看,中国99.93%的城市污水处理厂年进口平均COD浓度都低于1000mg/L,这种低进口COD浓度情况下,极少采用厌氧处理工艺.因而,绝大多数生活污水处理厂的COD是经过好氧工艺去除掉的,所以排放因子不太可能达到一个较高的水平.如前期研究[9]所述,几乎所有实测结果都显示,生活污水处理厂的CH4排放位于一个较低水平.Wang等[14]采用的排放因子与本研究接近,所以其计算结果很低,但Wang等[14]的结果忽略了生活污水处理厂中污泥厌氧消化环节的CH4排放.实际上,这一环节是生活污水处理厂主要的产CH4环节,这是导致Wang等[14]估算结果低的主要原因.此外,从图3看,中国工业污水处理厂的进口COD浓度也普遍偏低,85.94%的工业污水处理厂年进口COD平均浓度低于1000mg/L,仅有2家进口COD浓度超过10000mg/L,导致采用厌氧工艺处理的工业污水处理厂为数不多,从而导致工业污水处理厂的CH4排放也处于一个较低水平.根据现场调研和专家座谈分析,主要原因是,中国的排放标准中要求,工业废水进入城市污水厂前COD必须低于500mg/L,所以大部分高浓度工业有机废水中的COD已经在出厂前被去除掉了.不少工业污水处理厂也不同程度地接纳了城市生活污水.事实上,当前的大部分工业污水处理厂的COD浓度和处理工艺已经和生活污水处理厂没有太大区别.
5讨论
尽管本研究和其他相关研究都存在不同程度的不确定性,当前也无法准确评估不同研究结果不确定性的差异.但从当前研究的对比差异看,基于排放源自下而上的核算方法对于污水处理厂的CH4排放研究非常必要.因为污水处理工艺和不同工艺的COD去除量对于污水处理厂CH4排放的影响非常大,而基于区域和国家层面的汇总统计数据,往往无法体现工艺水平的差异,从而很难降低评估结果的不确定性.所以,下一步基于排放源深入研究中国污水处理厂的CH4排放及其特征,对于中国污水处理部门的温室气体控制非常重要.此外,从中国生活和工业COD的排放和去除情况看,污水处理厂去除掉的COD量仅是全国COD总去除量的一部分,而大多数(64.98%)COD是在工业企业内部被去除掉的,而这部分COD往往是高浓度的,其处理工艺以厌氧居多,因而排放因子会比较高.由于当前无法获得工业企业内部污水处理的工艺情况,所以本研究没有核算这部分污水处理的CH4排放,但毫无疑问的是,由于COD去除量大、排放因子高,这部分应该是污水处理部门主要的CH4排放源.还有相当多的COD(1251万t)被排入到自然环境,这部分COD约等于全国COD产生量的30.04%.根据调研和访谈,并非所有都进入了自然水体,有部分排入各类土地中.即使进入自然水体,是否存在厌氧环境,从而到达较高的排放因子尚有待深入研究.针对进入自然环境的COD,所有研究都是采用IPCC默认排放因子,而IPCC的排放因子主要是基于专家经验.由于这部分COD量并不小,因而其排放估算存在较大的不确定性.基于排放源自下而上核算污水处理厂CH4排放是今后研究的重要方向,对于非污水处理厂处理COD的CH4排放研究是中国污水处理部门排放深入研究的难点.
6结论
关键词：市政；排水工程；设计；思考
中图分类号：S276文献标识码： A
现阶段，我国大部分城市都已经建成了成规模的城市排水系统，以处理难以避免的城市污水、雨水等，改善了城市的生态环境，然而，由于我国市政排水工程的推广应用较晚，在排水系统上仍然存在不少问题，尤其是在设计规划上的不足对排水系统工程功能的充分发挥产生了不同程度的影响。排水量计算和预测的不精确或者排水体制选择不合理，都导致了排水系统功能效率的低下甚至失效。因而对当前的市政排水工程的规划设计进行分析总结，并提出富有建设性的改进策略至关重要。
精确选取和预测污水量。
现阶段，常用的计算城市给水量的方法包括城市综合用水定额，单位城市建设用地指标以及分类用水定额等，而对于城市污水量的预测通常采用累计流量法和综合流量法。上述几种方法中都有其优势和弊端，因而在正确选择时必须结合工程本身的需要和城市污水的特点进行考虑，主要来说，包括以下几个方面：1，根据地区区划以及城市规模的分级，根据城市中具有典型性的部分人均综合用水量及其年均增长率等主要因素，对年份内该城市的人均综合用水进行分析和比较，同时对其他相同或相似城市的规划指标进行借鉴，以确定较为精确、适宜的标准值。2，城市近年的综合用水增长率是根据近年来该市年均增长率来计算的，也即是该市后期年段的综合用水增长率应是根据经济发展等具有典型意义的用水增长规律来决定的。3，对同一个区划以及城市规模分级的不同地区影响城市生活用水的因素，进行横向和纵向的比较、计算，寻找出最为适宜的增值范围。市政排水规划中，排水量计算和预测的是否准确直接影响到整个城市排水系统的造价以及污水处理厂的规模大小。因而进行城市排水规划修编时，应依据《城市排水工程规划规范》中所规定的“城市综合用水量乘以城市污水排放系数”，计算出城市污水量，同时结合自身缺水或多水的现实，可以对计算结果进行适当调整，确保污水量预测能够真实反映出本市实际情况。另外，在总水量的预测上，可以分别采用上述三种方法独立计算，最后取平均值，这种方法能够有效避免和实际产生较大偏离的风险。
选择适宜的排水体制。
当前，较为通用的排水体制主要有两种，即合流制和分流制。一般来说，老城区由于管道埋设时间较长，采用合流制较为适宜。在对旧城进行改造中，往往采用将合流制改为分流制的形式，实现了雨水、污水的分流，污水流进污水处理厂，雨水则可以就近排进水体。然而从现阶段情况来看，部分城市采用将合流制改分流制并没有获得较好的效果。究其原因，改造中，往往会把老管道变为雨水管道，然后再建立新的污水管道专门进行污水收集，然而由于部分年代较为久远的管道由于缺乏图纸，难以对全部污水支管进行有效堵截，道路下面往往会出现严重的管道乱接问题，污水、雨水混合到一起。此外地下管位本身就紧张，再增加一条污水管道会对空间造成拥挤。管线交叉也加大了以后的管理维护难度。为解决这一问题，可以保留合流制同时增设截流管，该方法较为经济，和把合流制改分流制相比费用为1:3[5]。城市化进程的加快使得各市开发区以前所未有的方式增长，而排水体制上，分流制也占据了管道建设中的绝对主流，但城市在采用分流制时需要注意几个影响分流制效果的直接原因：乱接管道、用户擅自将阳台改为厨房以及把洗衣机放在阳台上等，导致污染物持续污染自然河道。因而对于采用分流制排水的城市，应合理规划管道，加强对用户的宣传教育，确保分流制的功效得以最大发挥。
三、对污水处理厂进行合理规划。
随着人们环境意识的不断提高，对于水污染的治理越来越重视，而污水处理厂在治理水污染方面有着非常重要的作用。从近几年污水处理厂的规划建设情况来看，污水处理厂规划中最为重要的问题应是建设规模布局和选址。污水处理厂布局集中和分散、规模的大小一直存在着争论，集中设污水处理厂可以体现规模效益，且便于管理，而小型分散的污水处理厂易于建设，有利于污水处理后的就近利用。一些资料和研究也显示，虽然大型污水处理厂进水水质稳定，便于日常运行管理，但过于集中必然造成污水管网过长、管径过大，污水管网建设投资较高。随着污水处理厂建设速度的加快，以及经过处理后的污水在缺水城市的综合利用越来越受到重视，同时，一些小的城镇和远离城镇的别墅区、度假村也开始兴建污水处理设施，都促进了分散的、小型的污水处理厂的建设。当前情况下，我国有些大型污水处理厂的效益并不高，尤其是大于30万m3/d的基本不产生规模效益，但是一些中小型的污水处理厂，比如5——20万m3/d或小于1万m3/d的，单位投资上不仅低于设计标准，和美国同等规模水平相比，效率也较高[6]。因而我们在进行污水处理厂规模布局的规划设计时，要充分考虑城市污水处理厂在规模设计上应和现有的污水管网系统包括污水处理厂的主要设置进行有效结合，在此基础上对城市的整体发展、近期发展方向以及污水回收目标，布局形式对投资的影响等进行综合考量，适度规模化建设，按最佳效益规模的原则，大力推广小型和分散型的处理系统，以达到集中和分散有机结合，实现大、中、小污水处理厂协同发展，降低城市污水处理成本及施工难度，减少因管道施工带来的对城市大气环境的不良影响，从经济上形成规模效益。
近年来，污水处理厂基础设施建设进度不断加快，城市污水处理厂建设作为城市水污染防治的主要基础设施，已受到越来越多的重视，而作为污水处理厂建设前期筹备阶段的厂址选择，它与城市的总体规划，城市排水系统的走向、布置，污水处理后的利用，总投资费用等都有密切关系。在传统的污水处理厂规划设计时，污水处理厂厂址一般选择在城市的下游，这样可以尽可能的让污水依靠地形坡度自流进入污水处理厂，节约污水收集运行费用；同时，经过处理的污水可以排入下游河道，可以避免对上游河道造成污染。但是，将污水处理厂全部放在下游而不根据当地的实际情况进行综合考虑，布置在城市下游并一定是最优化厂址。在选择最优的污水处理厂厂址时应将目前的规范条文作为选址时的指导性纲要，结合当地可供选择场地的实际情况，综合考虑规划收集范围内的管道走向、水量布局、实施期限等情况，结合当地的进出水要求、总投资费用等影响因素，来确定最优厂址，保证污水处理厂建设的科学实施。
合理设置污水提升泵。
为了对该问题进行更为充分的说明，本研究中采用一个市政排水工程进行说明，该工程位于苏州某开发区，该工程污水收集范围约两平方公里，规划用地为商业、住宅、酒店、生态绿地，总的污水排放量约3.5万立方米每天，污水排放量较大，且污水干管的输送距离较远，污水主管走向见下图：
污水处理厂位于东北角，污水管采取单侧布置，主管管径DN400～DN800，管道坡度取0.0015，总长约4.8km，该区域为平原地区，地面高程约2.8（黄海高程）左右，根据周边地块污水管接入标高，污水主管起点管内底标高黄海高程为-0.13m，到达污水处理厂时管内底标高黄海高程为-10.13m，其中五处过河段采用倒虹吸。
我们首先对工程中污水管埋深问题进行探讨，如不设污水提升泵站，整个污水主管埋深在2.93m～12.93m，管内底标高远低于污水处理厂的进水标高，根本就进不了污水处理厂，所以该区域的污水必须经过泵站提升后才可以排到污水厂。如污水提升泵站位置设置在管道终端，污水处理厂附近，不难看出该泵站位置在整个项目中存在诸多不合理因素，首先，根据国家钢筋混凝土管的使用标准规定，普通Ⅲ级钢筋混凝土管的最大覆土深度为9m，而塑料排水管在大于8m覆土的情况下也很少使用，因而只能采用暗渠来排水，这种形式和普通采用管道排水相比，具有施工周期长、造价高，且极易出现不安全因素。其次泵站选址位置现状地面标高约2.8m，那么泵站的进水池开挖深度约14.5m，花费成本高。再次管渠埋深太大，增加了工程造价，同时加大了施工的难度，也不便于今后的维护。
针对以上问题，经过多次讨论，结合造价、维护、施工等相关因素，对污水提升泵站的数量和位置重新进行调整，经过与规划部门及甲方协商后，按污水主管埋深超过7米就设置污水泵站的原则，在沿线适当位置设置污水泵站。污水泵站位置调整后，污水管的埋深在3～7m左右。两种方案比较如表1所示，改进后的排水工程造价降低了30%左右，施工及日常维护均有很大改善。通过该实例，我们不难看出，污水提升泵站设置得如果不科学或者不合理，不仅会使污水管埋深太深，也随之会导致污水管网竖向高程设计的不合理，进而增加工程建设造价。因而在污水规划设计时应加大该问题的关注度。
表1方案一和方案二比较
结束语：
市政排水规划设计是城市整体规划设计工作的重要组成部分，尤其是在城市化不断推进的今天，对城市的整体发展更具有不可估量的意义。因而设计中能否根据城市的发展规划以及未来的发展需要，对污水处理厂进行科学设置，对城市污水量进行准确计算和预测，能否选择适宜的排水体制以及能否合理设置污水提升泵，都直接关乎到设计的可操作性和经济效益的提高，对于城市居民的基本生活以及经济建设发展也都会产生深远影响。
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晋江市仙石污水处理厂已建工程处理规模为15万t/d，已建工程主体处理工艺为A/O+二沉池+紫外线消毒，设计尾水水质执行GB18918—2002中的一级B标准。考虑到泉州湾水体已无环境容量可用，为今后污水回用做准备，该污水处理厂的尾水排放标准拟执行GB18918—2002中一级A标准。从除磷的机理来分析，生物除磷是把液相的磷转移到生物固相，但是生物固相具有不稳定性，如果富磷的生物污泥在缺氧的环境中，聚磷菌将可逆性地进行二次释磷，或者微生物死亡也会因自溶发生不可逆的二次释磷。由于包括污泥浓缩、污泥消化在内的一系列污泥处置都会产生缺氧环境，伴随部分聚磷菌的死亡，都导致污泥处理出现二次释磷的问题。一般的污水处理厂基本上将部分剩余污泥回流以及剩余污泥压滤液回流处理，从而使磷在水系统和污泥系统中形成闭路循环。因此，随着污水处理厂运行，处理系统中的TP不断地积累，导致处理系统对生物除磷的负荷越来越高，从而处理系统磷的排放无法达标〔1〕。为此，改造工程的污泥中总磷的去除是污水能否够达标排放的重要因素。
2处理工艺设计
2.1处理工艺选择
通过对已建工程工艺及实际运行情况的分析可知，储泥池上清液和脱水车间污泥压滤液含有较高浓度的磷，这部分滤液被送回污水处理厂的进水处与原水混合再进入水处理系统，使污水处理系统的磷负荷增加50%~75%，这是导致污水处理厂尾水中TP超标的主要原因。为了防止磷在污水处理系统的积累，并充分利用已建工程各处理单元，不对已建工程构筑物进行较大改造，保留已建工程的初级处理以及二级处理工艺的基础上，增设深度处理工艺，进一步去除污水中的SS，使污水中SS指标达标排放。改造工程采用滤布滤池作为深度处理设施，其具有去除效果好、占地面积小等优点。根据储泥池上清液和脱水车间滤液含磷量比较高、水量相对小的特点，新建旁路化学除磷系统，去除滤液中含有的高浓度磷，以减少生化系统除磷的负担，从而保证TP指标符合相应的排放标准。一般的城市污水处理厂对剩余污泥采用的处理工艺为：消化浓缩脱水制成泥饼外运。而在改造工程中，由于污水处理采用了生物脱氮除磷工艺，其污泥具有泥龄较长、污泥性质较为稳定、剩余污泥量较少的特点，使剩余污泥进行消化处理的效果较差。此外，若采用消化处理，需增加消化池、加热、搅拌和沼气处理利用等一系列构筑物及设备，使投资及运营成本增加〔2〕。因此，改造工程的剩余污泥将不设置消化处理系统，剩余污泥直接进行浓缩、脱水后，统一外运处置。已建工程的剩余污泥采用带式浓缩一体化设备处理，且运行稳定可靠，出厂污泥含水率为80%。仙石污水处理厂附近的某垃圾发电厂其发电工艺中正好需要利用由板框压滤机脱水后的污泥，因此改造工程将剩余污泥进行浓缩脱水后（含水率为80%），运至垃圾发电厂经再燃烧用于发电。
2.2工艺流程
接纳的污水通过市政污水管网收集，进入污水处理厂的初级处理设施，即污水分别进入升泵房、细格栅、曝气沉砂池。经初级处理后污水进入配水井，再进入后续的生化处理系统。在A/O生化池中，污水依次进入厌氧区和好氧区，去除大部分的BOD、COD、氨氮和磷后的污水流经二沉池，污泥沉积在二沉池底部并通过刮泥机刮到泥斗，在重力作用下排放到污泥泵房，部分通过污泥泵部分回流到A/O生化池的厌氧区，剩余污泥则排放到储泥池。储泥池的污泥经污泥计量泵抽到带式浓缩脱水一体化设备，经浓缩脱水成泥饼，由皮带输送机送至污泥堆棚，定期由专用运输车辆外运处置。改造工程采用旁路除磷工艺，将储泥池上清液、污泥脱水机房滤液收集至已建工程的2座机械澄清池，然后投加混凝剂硫酸亚铁以去除上清液和滤液中富集的磷。
3构筑物设计参数
（1）污泥浓缩系统。用于污泥浓缩和污泥脱水前的调蓄。为了避免高含磷量的剩余污泥中的磷在厌氧条件下重新释放，改造工程主要采用机械方式浓缩污泥，并辅助重力浓缩。因此，污泥浓缩池的停留时间不宜过长，改造工程将污泥浓缩池的停留时间控制在4h以内〔3〕。工程剩余污泥量约967m3/d，含水率99.6%，停留时间3.0h。设计建设污泥浓缩池1座，采用圆形半地下式钢筋混凝土结构，每座直径13.6m，高度4.25m。配置刮泥机1台，功率2.2kW。
（2）脱水车间和污泥堆棚。脱水机房和污泥堆棚与二沉池排泥协调运行。将污水处理过程中产生的污泥进行浓缩、脱水，降低含水率，便于污泥运输和最终处理。絮凝剂投加量：3.0kg/（t·d）；浓缩脱水污泥量967m3/d，含水率99.6%；浓缩脱水后污泥量19.3m3/d，含水率80%；污泥堆棚：堆高1.5m；存放时间：4d；絮凝剂投加量：1.8kg/（t·d）。脱水机房平面尺寸50.10m×30.90m，高度6.1m。土建为单层砖混结构。污泥螺杆泵：3台（2用1备），流量15～25m3/h，扬程20m，功率7.5kW。溶药机、加药计量泵、絮凝反应器各2套。污泥浓缩脱水一体机：2台（1用1备），带宽2m。
（3）旁路化学除磷系统。储泥池上清液和脱水车间压滤水总量约3000m3/d。利用厂内已建工程的2座机械澄清池（直径25.6m，总高8.0m）作为混凝沉淀池。进料集水池4.5m×4.5m×4.0m。增设进料泵3台，2用1备，流量62.5m3/h，扬程12m，功率4kW。增设排泥泵3台，2用1备，流量15m3/h，扬程3m，功率1.1kW。
（4）滤布滤池。为进一步去除BOD5、TP、SS等污染物，使尾水达到要求，滤布滤池作为改造工程的深度处理单元。滤布滤池1组6格并联运行，总平面尺寸20.00m×16.00m，有效水深3.90m，总高度4.50m，设计滤速8m/h〔4〕。滤池内部水头损失0.3m，进水闸门至尾水井总水头损失约0.9m。单盘滤盘直径2.5m，单盘有效过滤面积8.8m2，每格16盘，共96盘。反洗泵流量50m3/h，扬程7m，功率2.2kW，选用6台。滤盘驱动电机功率0.75kW，选用6台。滤布滤池上部操作间采用砖混结构，总高度9.0m。
4运行效果
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