淺談建設(shè)污水處理廠的五大問(wèn)題

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我國(guó)地域遼闊，資源總量大，是資源大國(guó)；但人均擁有的資源量卻很少，在這個(gè)意義上我們只是“資源小國(guó)”。我國(guó)淡水資源人均占有量為世界人均水平的1/4。水資源業(yè)已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的瓶頸。多年的監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在水資源短缺的同時(shí)，我國(guó)城市普遍存在著水污染問(wèn)題。1996年《中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》指出，在統(tǒng)計(jì)的138個(gè)城市河段中，133個(gè)受到不同程度的污染。70%以上的城市河段不宜作飲用水源，50%的城市地下水受到污染。長(zhǎng)江、黃河、珠江、淮河、松花江、遼河、海河等七大水系的水質(zhì)狀況不斷惡化，水污染程度在加劇，范圍在擴(kuò)大。湖泊水庫(kù)普遍受磷、氮和有機(jī)物污染，個(gè)別湖泊水出現(xiàn)重金屬污染。近年來(lái)，我國(guó)沿海水體富營(yíng)養(yǎng)化日益嚴(yán)重，赤潮發(fā)生的頻率逐年增高，范圍逐年擴(kuò)大。據(jù)海洋研究所的報(bào)告，從1993年到1997年我國(guó)已觀察到的赤潮中，東海共發(fā)生132次，黃渤海共發(fā)生72次，南海為61次。1999年7月，勃海在不到10天內(nèi)連續(xù)發(fā)生兩次大面積赤潮。
我國(guó)的水污染如此嚴(yán)重，這是長(zhǎng)期以來(lái)城市排水工程欠賬太多之故，每年有近300億立方米污水未經(jīng)處理而直接排放，使水環(huán)境的污染量大大超過(guò)了自?xún)裟芰λ艹惺艿某潭?，從而破壞了水的良性循環(huán)，導(dǎo)致水資源危機(jī)的加劇，進(jìn)而影響城市的可持續(xù)發(fā)展。水資源的短缺和水污染的加重，使人們已警覺(jué)到污水再生處理已直接關(guān)系到人民的健康安全和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，關(guān)系到子孫后代的可持續(xù)生存。

由于我國(guó)水環(huán)境污染和生態(tài)破壞相當(dāng)嚴(yán)重，并呈發(fā)展趨勢(shì)，1996年的全國(guó)第四次環(huán)境保護(hù)會(huì)議強(qiáng)調(diào)保護(hù)環(huán)境是實(shí)施我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，并將防治水污染作為全國(guó)性重點(diǎn)。所以，建設(shè)城市污水處理廠已是刻不容緩的事，現(xiàn)筆者擬對(duì)建設(shè)城市污水處理廠的五個(gè)問(wèn)題作一發(fā)言，請(qǐng)大家批評(píng)指正。

1　投資與收費(fèi)

建設(shè)城市污水處理廠需大量資金，首先是污水收集系統(tǒng)，許多城市的下水道很不完善，要建廠就要先埋管道，以往先蓋樓后修路，污水滿(mǎn)街流的現(xiàn)象相當(dāng)普遍。所以水污染防治口號(hào)喊得響，資金卻十分缺乏。筆者參與過(guò)不少項(xiàng)目，污水處理設(shè)備計(jì)劃爭(zhēng)取較易獲得的外國(guó)政府貸款，土建投資計(jì)劃爭(zhēng)取國(guó)內(nèi)貸款，而項(xiàng)目所在城市自己的配套資金卻遲遲不能落實(shí)，項(xiàng)目因此一拖再拖。大家請(qǐng)看我國(guó)的高速公路建設(shè)，到1999年，我國(guó)高速公路的通車(chē)?yán)锍桃堰_(dá)11605km，按每km投資3000萬(wàn)元計(jì)，十年間，投資總額達(dá)3000多億元！平均每年投資300億元！好厲害！相比之下，城市污水處理事業(yè)卻投資緊缺，為什么投資者把資金都愿投向高速公路的建設(shè)，而不愿意投向與環(huán)境保護(hù)與子孫后代密切相關(guān)的污水處理事業(yè)？筆者認(rèn)為，其主要原因是高速公路通行收費(fèi)到位，投資的回報(bào)有保證?，F(xiàn)在從深圳到哈爾濱的沿途，高速公路收費(fèi)站估計(jì)有數(shù)百座，可見(jiàn)收費(fèi)的力度相當(dāng)大。相反，污水處理廠的收費(fèi)不到位，投資者的回報(bào)沒(méi)有保證。大家都來(lái)?yè)屃畠r(jià)的水，排免費(fèi)的污水，靠犧牲環(huán)境獲取利潤(rùn)，實(shí)際上，此路不通！我們希望新世紀(jì)，我國(guó)的城市污水處理事業(yè)能夠象高速公路建設(shè)那樣，每年有上百億元的資金投入，早日改變水環(huán)境的現(xiàn)況。所以污水收費(fèi)到位，才能有足夠的資金，水工業(yè)的發(fā)展靠市場(chǎng)機(jī)制，投入與回報(bào)是并存的，沒(méi)有回報(bào)就沒(méi)有投入。高速公路是國(guó)家的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其建設(shè)可引入市場(chǎng)機(jī)制，同樣，城市污水處理廠的建設(shè)也不應(yīng)由政府統(tǒng)包。

2　建設(shè)與運(yùn)行

眾所周知，我們建設(shè)污水處理廠不是最終目的，我們的目的是保護(hù)水環(huán)境保護(hù)水資源。所以，如何把污水處理廠運(yùn)行好就特別重要，天津市紀(jì)莊子污水處理廠1986～1992年一直保持良好運(yùn)行，共處理了6.53億m3污水，運(yùn)行費(fèi)用為人民幣9070萬(wàn)元。相當(dāng)于污水處理廠的總投資費(fèi)用。以此推算，如果建設(shè)一座處理量為10萬(wàn)m3/d的城市污水處理廠其投資為1.0億元的話(huà)，那么該廠每年的運(yùn)行費(fèi)約需1500萬(wàn)元。所以一些城市建不起污水處理廠，一些城市建了污水處理廠卻沒(méi)有能力運(yùn)行或沒(méi)有能力開(kāi)足馬力運(yùn)行。也有熱衷于建設(shè)污水處理廠而不關(guān)心污水處理廠的運(yùn)行，也不積極解決污水處理廠的運(yùn)行經(jīng)費(fèi)，聽(tīng)任污水處理廠開(kāi)工不足甚至接近停產(chǎn)。所以筆者認(rèn)為污水處理廠有必要由當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門(mén)安裝在線監(jiān)測(cè)儀表，應(yīng)對(duì)污水處理廠每年處理的污染物總量進(jìn)行考核。天津紀(jì)莊子污水處理廠就曾經(jīng)按所處理的污水量由財(cái)政部門(mén)拔款，處理量與運(yùn)行經(jīng)費(fèi)掛鉤是十分必要的。



目前，已經(jīng)有污水處理廠運(yùn)行招標(biāo)活動(dòng)，把污水處理廠的運(yùn)行委托給運(yùn)行公司來(lái)管理，業(yè)主按合同支付運(yùn)行費(fèi)。把市場(chǎng)機(jī)制引入城市污水處理廠的運(yùn)行管理領(lǐng)域，可降低運(yùn)行費(fèi)用，保證運(yùn)行效果，這樣我國(guó)水環(huán)境根本改善的日子為期不遠(yuǎn)了。

3　分散與集中

城市污水處理廠的規(guī)模大小，一般取決于城市規(guī)劃。城市污水處理廠是城市排水系統(tǒng)的重要組成部分，恰當(dāng)?shù)剡x擇污水處理廠的位置，進(jìn)行合理的規(guī)劃，關(guān)系到城市排水系統(tǒng)的總投資，關(guān)系到城市環(huán)境保護(hù)、水源保護(hù)、再生水的利用以及整個(gè)排水系統(tǒng)的經(jīng)營(yíng)維護(hù)和管理費(fèi)用。一般情況下，污水處理廠的位置往往決定了污水處理廠的規(guī)模?？傊鞘形鬯幚韽S的規(guī)模應(yīng)從廠址選擇入手，結(jié)合投資能力、投資效益、近期實(shí)現(xiàn)的可能性和城市總體規(guī)劃的要求通盤(pán)考慮。

從城市污水處理總體上來(lái)說(shuō)，根據(jù)排水出路確定污水處理廠的規(guī)模，也不考慮投資能力，單純從經(jīng)濟(jì)上分析，當(dāng)然污水處理廠規(guī)模大，其單方造價(jià)、管理費(fèi)用都比修建小型污水處理廠顯得經(jīng)濟(jì)。但是，要修建大型污水處理廠，首先要建設(shè)一個(gè)龐大的排水系統(tǒng)，包括幾百至上千公里管道及許多中途泵站，才能將污水收集后集中輸送到污水處理廠。這個(gè)污水收集系統(tǒng)的投資將超過(guò)污水處理廠，而我們近期又缺乏資金，污水收集系統(tǒng)建不起來(lái)就更談不上建污水處理廠。為此，應(yīng)該根據(jù)城市近期的投資能力，從修改排污水規(guī)劃入手，適當(dāng)縮小排水系統(tǒng)，爭(zhēng)取用較少的資金使系統(tǒng)完善起來(lái)，并隨城鎮(zhèn)建設(shè)的發(fā)展，逐年修建一批小型廉價(jià)的污水處理廠。

城市污水的資源化已是缺水地區(qū)的重要課題，因?yàn)槌鞘形鬯呀?jīng)被證實(shí)是可靠的水資源，而隨著水處理技術(shù)的進(jìn)步，污水再生技術(shù)已經(jīng)廣為應(yīng)用。在這種情況下，增加一些投資，改善污水處理廠本身的環(huán)境保護(hù)條件，使城市污水可就近處理、就近回用是非常值得的。因?yàn)槌鞘形鬯徒幚?，可以?jié)省大量管道投資；而處理達(dá)標(biāo)后就近排放，為污水資源化、進(jìn)行再生回用創(chuàng)造了條件。如果污水處理廠的出口遠(yuǎn)離再生水的回用點(diǎn)，又將出現(xiàn)回用水工程的管道投資過(guò)大問(wèn)題，使本來(lái)就不容易推行的污水再生回用事業(yè)更加困難，這一點(diǎn)是十分清楚的。

4　污水與污泥

一座每日處理100,000m3污水的城市污水處理廠，如每日正常運(yùn)行，則每日將產(chǎn)生污泥干固體10～20t，折合成含水（一般為80%）污泥，將達(dá)50～100t。如何處置這些污泥是一個(gè)大問(wèn)題。在城市污水處理廠建設(shè)前或建設(shè)后不正常運(yùn)行（也有作為政績(jī)供參觀用）時(shí)，此問(wèn)題尚不突出，但作為建設(shè)、管理人員必須在建廠初期進(jìn)行認(rèn)真的研究、決策。

污泥是污水處理的副產(chǎn)品，有相當(dāng)大的產(chǎn)量。污泥含有水分和固體物質(zhì)，主要是所截留的懸浮物及經(jīng)過(guò)處理后的膠體物質(zhì)和溶解物質(zhì)所轉(zhuǎn)化而來(lái)的產(chǎn)物。污泥聚集了污水中的污染物，還含有大量細(xì)菌和寄生蟲(chóng)卵，所以必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理，防止二次污染?，F(xiàn)在大量未經(jīng)穩(wěn)定處理的污泥已成為城市污水處理廠的沉重負(fù)擔(dān)和環(huán)境的極大威脅，在城市污水處理廠建設(shè)工程中，必須考慮污泥的出路，減少污泥對(duì)環(huán)境的污染。

污泥的成分主要取決于污水水質(zhì)、處理的工藝和方法。污泥主要有以下幾種：初沉池污泥，二沉池污泥，柵渣、沉砂沉渣及浮渣等。初沉池污泥的成分以有機(jī)物為主，二沉池污泥含有生物體和化學(xué)藥劑。污泥中含有大量水分，沉淀池污泥含水率一般在95%以上，含水率能大大影響污泥的體積，若將含水率由99.5%降至95%，則污泥體積可縮減到原來(lái)的1/10。

污泥的最終處置主要是根據(jù)一定的環(huán)境要求和經(jīng)濟(jì)條件，最終部分或全部加以利用以及排入大海或土壤，返回到自然環(huán)境中。污泥利用和處理前一般要進(jìn)行濃縮，根據(jù)不同的處置方法，通常還要進(jìn)行穩(wěn)定、調(diào)理、脫水甚至消毒等過(guò)程。

污泥穩(wěn)定的基本方法是厭氧消化，通過(guò)這個(gè)過(guò)程污泥中大部分可降解的有機(jī)物被分解，固體總量減少，殺滅病菌。厭氧消化可以產(chǎn)生沼氣，為污水處理廠補(bǔ)充能源。

污泥可以用作農(nóng)業(yè)肥料，這可以充分利用污泥中的營(yíng)養(yǎng)成分，但應(yīng)進(jìn)行滅菌處理。污泥也可以用于工業(yè)作建筑材料。污泥不能利用時(shí)，其最終處置方法有填埋、焚燒、投海等。在考慮利用處置方法時(shí)，一定要注意防止環(huán)境污染及減少處理費(fèi)用。根據(jù)我國(guó)現(xiàn)狀，應(yīng)充分考慮農(nóng)業(yè)選用，有可能條件下進(jìn)行工業(yè)利用。

5　設(shè)備訂貨與初步設(shè)計(jì)

城市污水處理廠其設(shè)備投資約占投資的25%～45%，由專(zhuān)用設(shè)備、通用設(shè)備、自控設(shè)備投資及安裝工程費(fèi)組成。污水處理設(shè)備的質(zhì)量是污水處理廠能否正常運(yùn)行的關(guān)鍵。據(jù)有關(guān)報(bào)告指出：“近20年來(lái)，國(guó)家僅對(duì)石油、化工、冶金、造紙、機(jī)械、染料等幾個(gè)待業(yè)廢水處理設(shè)施的投資就超過(guò)了20億元人民幣，建立處理裝置5000多套。根據(jù)調(diào)查結(jié)果表明處理設(shè)施的正常運(yùn)行率不到30%?！痹斐蛇@種現(xiàn)象的原因是多方面的，但設(shè)備本身的質(zhì)量問(wèn)題是重要原因之一。另外，市政工程往往一旦立項(xiàng)，急于建成，設(shè)備尚未落實(shí)，土建就先開(kāi)工，以應(yīng)付上級(jí)要求，這樣情況為數(shù)不少。實(shí)際程序是，主要設(shè)備應(yīng)在初步設(shè)計(jì)批準(zhǔn)后進(jìn)行訂貨，以要求施工圖設(shè)計(jì)按所訂設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，避免施工圖設(shè)計(jì)完成后所訂購(gòu)的主要設(shè)備與設(shè)計(jì)不符，造成土建設(shè)計(jì)（尤其是預(yù)留、預(yù)埋設(shè)計(jì)）、設(shè)備安裝設(shè)計(jì)乃至電氣與自控設(shè)計(jì)的大量返工。此類(lèi)變更設(shè)計(jì)極易影響設(shè)計(jì)質(zhì)量，在資金到位的情況下應(yīng)該可以避免。一般世界銀行貸款項(xiàng)目就沒(méi)有此類(lèi)問(wèn)題，因?yàn)槭澜玢y行項(xiàng)目都實(shí)行初步設(shè)計(jì)招標(biāo)，施工圖設(shè)計(jì)由中標(biāo)的施工單位委托設(shè)計(jì)院進(jìn)行（一般由設(shè)計(jì)、施工單位組成聯(lián)合體投標(biāo)），其主要設(shè)備的性能規(guī)格、質(zhì)量保證和價(jià)格都在投標(biāo)書(shū)中列出，所以施工圖設(shè)計(jì)時(shí)主要設(shè)備已經(jīng)落實(shí)，設(shè)計(jì)質(zhì)量較易得到保證。

目前不少工程，都是主要設(shè)備尚未落實(shí)，建設(shè)單位就要求設(shè)計(jì)單位進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)。這種情況下，建設(shè)單位應(yīng)與設(shè)計(jì)單位及時(shí)溝通，盡可能避免設(shè)計(jì)返工，以保證工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

1楊寶林.20世紀(jì)城市污水處理廠回顧、中國(guó)水污染防治技術(shù)裝備論文集.第六期.

2馮生華.城市中小型污水處理廠的建設(shè)與管理、北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001

作者單位：天津市政工程設(shè)計(jì)研究院