當(dāng)前我國(guó)對(duì)生態(tài)文明建設(shè)重視程度空前,黨的十九大將“增強(qiáng)綠水青山就是金山銀山的意識(shí)”寫(xiě)入黨章,將“美麗”作為社會(huì)主義強(qiáng)國(guó)目標(biāo)的重要內(nèi)容,水環(huán)境治理是其中最為核心的內(nèi)容之一。城市污水處理廠作為治污基礎(chǔ)設(shè)施之一,是治水工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其處理規(guī)模、處理水平等直接影響治水成效。
本文通過(guò)分析我國(guó)已建的上海白龍港、廣州新華、寶雞市高新區(qū)、通遼市污水處理廠,太湖地區(qū)、三峽庫(kù)區(qū)、新鄉(xiāng)污水處理廠的運(yùn)行情況,發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行普遍存在運(yùn)行負(fù)荷率較低、進(jìn)水水質(zhì)水量波動(dòng)較大、出水水質(zhì)難穩(wěn)定達(dá)標(biāo)等問(wèn)題,通過(guò)深度剖析原因,科學(xué)地提出了針對(duì)性的解決對(duì)策,以期為我國(guó)城市污水處理廠的穩(wěn)定運(yùn)行提供參考,為水環(huán)境綜合治理做出貢獻(xiàn)為全面貫徹《水污染防治計(jì)劃》,全國(guó)各城市先后開(kāi)展黑臭水體整治工作。
城市污水處理廠在保障水環(huán)境安全方面發(fā)揮著重要作用,建設(shè)污水處理廠是解決城市水污染的重要手段。
“十三五”全國(guó)城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃中提出,到2020年底,要實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施全覆蓋,城市污水處理率達(dá)到95%,縣城不低于85%。“九五”期間,我國(guó)重點(diǎn)流域水污染防治規(guī)劃開(kāi)始實(shí)施,城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行開(kāi)始成為各地落實(shí)水污染物減排責(zé)任目標(biāo)的主要途徑。
在中央財(cái)政資金和相關(guān)政策的大力支持下,經(jīng)過(guò)“十一五”、“十二五”的發(fā)展,我國(guó)污水處理廠建設(shè)取得了跨越式的進(jìn)展,城鎮(zhèn)污水處理廠的數(shù)量和規(guī)模迅速提升,城市污水處理能力不斷提高。
統(tǒng)計(jì)資料顯示,至2016年末,城市污水處理率達(dá)到93.44%,其中污水集中處理率89.8%。截至2010年,全國(guó)共有城鎮(zhèn)污水處理廠2496座,較2006年相比提高了140%。到2016年末,城鎮(zhèn)污水處理廠數(shù)量達(dá)到3552座,與2010年相比增加了29%。

但是,污水處理率與處理能力的持續(xù)提高與水環(huán)境污染依然矛盾突出。環(huán)保部公布的《2016中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》顯示,全國(guó)地表水1940個(gè)監(jiān)測(cè)斷面中,仍有32%為IV類及以下水體。截止2017年底,住房與城市建設(shè)部和環(huán)保部認(rèn)定的全國(guó)城市黑臭水體數(shù)量有2100個(gè)。
與此同時(shí),污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高,2015年發(fā)布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》明確提出,現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施,要因地制宜進(jìn)行改造,2020年底前達(dá)到相應(yīng)排放標(biāo)準(zhǔn)或再生利用要求;敏感區(qū)域(重點(diǎn)湖泊、重點(diǎn)水庫(kù)、近岸海域匯水區(qū)域)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施應(yīng)于2017年底前全面達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn),建成區(qū)水體水質(zhì)達(dá)不到地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)的城市,新建城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施要執(zhí)行一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn);到2030年,力爭(zhēng)全國(guó)水環(huán)境質(zhì)量總體改善,水生態(tài)系統(tǒng)功能初步恢復(fù)。
由于我國(guó)城鎮(zhèn)污水普遍存在著水質(zhì)水量變化幅度大、碳氮比偏低、無(wú)機(jī)懸浮固體含量高、冬季水溫低、工業(yè)有毒有害污染物沖擊等突出問(wèn)題,明顯影響污水處理設(shè)施的正常運(yùn)行,出水難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。即使在達(dá)標(biāo)排放的情況下,符合一級(jí)A/B標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)仍接近V類水(表1),是水環(huán)境的重要污染源。
一些城郊結(jié)合部因居民亂扔、亂排生活污水,對(duì)水環(huán)境也帶來(lái)嚴(yán)重危害。為此,本文作者深入分析了我國(guó)南北方具有代表性的污水廠存在的問(wèn)題及原因,并提出解決對(duì)策,以期為我國(guó)城市污水處理廠的穩(wěn)定運(yùn)行提供參考,為水環(huán)境綜合治理做出貢獻(xiàn)。好文推薦:軟化水設(shè)備安裝時(shí)的注意要點(diǎn)!
1存在問(wèn)題及原因分析
1.1運(yùn)行負(fù)荷率普遍較低,部分超負(fù)荷運(yùn)行
根據(jù)住房與城市建設(shè)部2012年發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行、維護(hù)及安全技術(shù)規(guī)程》(CJJ60-2011),城鎮(zhèn)污水處理廠年處理水量應(yīng)達(dá)到計(jì)劃指標(biāo)的95%以上。我國(guó)大部分地區(qū)的污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷率偏低,難以達(dá)到住房與城市建設(shè)部的要求。
遼寧省污水處理廠月均負(fù)荷在80%以上的僅占污水廠總數(shù)32%。通遼經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠現(xiàn)狀水量未達(dá)到設(shè)計(jì)值,近一半處理設(shè)施閑置。廣西城鎮(zhèn)污水處理廠2010年負(fù)荷率達(dá)到60%以上的污水廠占總量的65%。三峽庫(kù)區(qū)2014年176座污水處理廠的平均運(yùn)行負(fù)荷僅為56.5%。
全國(guó)已建污水處理廠平均運(yùn)行負(fù)荷率僅有65%~70%,遠(yuǎn)低于德國(guó)2008年污水處理廠平均運(yùn)行負(fù)荷率95%。而一些城市由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,人口數(shù)量增長(zhǎng)過(guò)快,污水處理廠已超負(fù)荷運(yùn)行,處理壓力大。
污水廠處理設(shè)施負(fù)荷率低的主要原因是廠網(wǎng)建設(shè)不配套,污水管網(wǎng)覆蓋率和收集率偏低。污水處理廠只有和排污管網(wǎng)配合使用,才能發(fā)揮治污作用。
由于污水廠建設(shè)相對(duì)簡(jiǎn)單、集中、建設(shè)周期短,管網(wǎng)建設(shè)相對(duì)復(fù)雜、牽涉面廣、建設(shè)周期長(zhǎng),我國(guó)城市管理者普遍重建廠、輕管網(wǎng)、輕管理。
數(shù)據(jù)顯示,截至2016年全國(guó)共有城鎮(zhèn)污水處理廠3552座,與2010年相比增加了29%,排水管道長(zhǎng)度僅增加了17%。配套管網(wǎng)與污水處理廠建設(shè)不同步,導(dǎo)致一些污水處理廠建成后面臨無(wú)污水可處理的尷尬境地。
有些城市先期只建設(shè)了污水干管,由于資金不到位支管網(wǎng)建設(shè)推進(jìn)緩慢。部分城市新建的管網(wǎng)存在諸多問(wèn)題無(wú)法與已有干管接駁,如設(shè)計(jì)標(biāo)高與已有干管不一致,已有干管積水堵塞等。
導(dǎo)致建成管網(wǎng)沒(méi)有“織網(wǎng)成片”,污水收集率偏低。另一原因是污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模與實(shí)際情況不符。由于部分城市對(duì)污水處理廠建設(shè)前期工作重視不夠,對(duì)污水來(lái)源和收集缺少詳細(xì)的規(guī)劃和充分的論證,管網(wǎng)、泵站等輔助設(shè)施建設(shè)相對(duì)滯后,設(shè)計(jì)規(guī)模往往基于理論設(shè)計(jì)計(jì)算。在經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的地區(qū),人均實(shí)際用水量和污染物排放量相對(duì)偏低,導(dǎo)致設(shè)計(jì)規(guī)模偏大,實(shí)際污水量不足。
而在一些發(fā)展較快的城市,隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和居民生活水平的不斷提高,污水產(chǎn)生量不斷增加。污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模滯后于人口經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度,污水廠處理能力不足,出現(xiàn)超負(fù)荷運(yùn)行現(xiàn)象。
1.2進(jìn)水水質(zhì)水量波動(dòng)較大,與設(shè)計(jì)值不符
污水廠原水水質(zhì)和水量是影響污水處理工藝運(yùn)行穩(wěn)定性的重要因素。我國(guó)城市污水廠進(jìn)水水質(zhì)水量波動(dòng)較大,部分污水廠進(jìn)水負(fù)荷波動(dòng)幅度可達(dá)到-47%~4%。
上海白龍港污水廠進(jìn)水BOD5日平均濃度波動(dòng)范圍為14~382mg/L,CODCr波動(dòng)范圍為96~824mg/L。昆明市合流制排水區(qū)域污水處理廠進(jìn)水受雨季影響,懸浮物波動(dòng)大。除了水質(zhì)波動(dòng),一些污水廠進(jìn)水水質(zhì)有機(jī)物濃度與設(shè)計(jì)值有差異,嚴(yán)重影響了污水處理效果。
寶雞高新區(qū)污水處理廠實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)除NH3-N和TN外,其他各指標(biāo)均高于設(shè)計(jì)值。寶雞十里鋪污水處理廠進(jìn)水TP高于設(shè)計(jì)值外,其它各指標(biāo)均低于設(shè)計(jì)值。
分析原因,主要是排水管網(wǎng)雨污分流不徹底、管網(wǎng)漏損、沿河截污沖擊污水處理系統(tǒng)。我國(guó)老城市的排水體制一般為雨污合流制,后來(lái)部分城市改為截流式合流制。
合流制排水體制下,污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)受多種因素影響。雨季時(shí)排水管網(wǎng)同時(shí)收集了生活污水和大量的雨水,引起污水廠水量的波動(dòng)。
其中初期雨水污染物濃度高、污染嚴(yán)重,部分污染物指標(biāo)高于旱季污水濃度,造成水質(zhì)的波動(dòng)。在我國(guó),由于管網(wǎng)維護(hù)的不及時(shí),老舊管網(wǎng)滲漏嚴(yán)重,地下水、河水及雨水的混入也直接影響了進(jìn)入污水處理廠的水量、水質(zhì)。
在一些南方地區(qū),由于前端管網(wǎng)建設(shè)不完善,污水廠旱季水量偏小,需要抽取河道水;但在雨季,雨污合流管網(wǎng)的水量又遠(yuǎn)超過(guò)污水廠的處理規(guī)模,造成了旱雨季水質(zhì)波動(dòng)較大。
沿河截污系統(tǒng)對(duì)污水處理系統(tǒng)的沖擊,是造成水質(zhì)水量波動(dòng)的又一原因。作為合流制改造過(guò)程中的過(guò)渡產(chǎn)物,沿河截污系統(tǒng)在一些南方城市較為常見(jiàn)。
該系統(tǒng)可極大程度地改善河流長(zhǎng)期以來(lái)的黑臭狀況,但也存在一些問(wèn)題。系統(tǒng)雨季收集的合流水含有大量雨水,導(dǎo)致污水廠旱、雨季污水處理量逐年加大,污水處理廠雨季負(fù)荷普遍偏大。
而截污箱涵系統(tǒng)大部分尚未配備相應(yīng)的末端處理設(shè)施,攜帶大量污染物的初小雨直接進(jìn)入污水廠,造成水質(zhì)波動(dòng),處理效果難以保障。
另外,我國(guó)處于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展階段,區(qū)域經(jīng)濟(jì)差異明顯。經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)、人口密集地區(qū)的城市不斷擴(kuò)容,但實(shí)際擴(kuò)容速度與規(guī)劃往往不一致,致使污水增長(zhǎng)量與污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模不一致。
當(dāng)污水量超過(guò)設(shè)計(jì)規(guī)模時(shí),污水處理廠處于“吃不飽”狀態(tài),當(dāng)設(shè)計(jì)規(guī)模超過(guò)實(shí)際處理需求時(shí),又造成“大馬拉小車(chē)”現(xiàn)象。
西北地區(qū)的污水處理設(shè)施則由于服務(wù)數(shù)量不足、管網(wǎng)配套差等問(wèn)題處于“吃不飽”狀態(tài),這些都影響著污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)水量。