城市污水处理的调查报告

关于城市污水处理的调查报告

前言

水是一种宝贵的自然资源，是自然界的基本要素，也是人类和一切生物赖以生存的物质基础。虽然地球上水的储量很大，但是，人类能直接取用的河、湖淡水资源却十分有限。我国水资源缺乏，是世界13个缺水国家之一，全国600多个城市中目前大约一半的城市缺水，且水污染严重，全国75％的湖泊出现了不同程度的富营养化；90％的城市水域污染严重，南方城市总缺水量的60％～70％是由于水污染造成的。

我国水体污染主要源于超标排放的工业废水和大量未经处理直接进入水体的城市生活污水。据《20##年中国环境状况公报》公布，20##年，全国废水排放总量为460亿，其中城市生活污水排放量247.6亿，占污水排放那个总量的53.8％。城市生活污水正成为水污染的最大“公害”之一。因此，城市生活污水的处理对于改善城市质量与居民生存环境，促进社会的可持续发展具有十分重要的意义。

一、           我国城市污水处理的历史

第一阶段         二十世纪70年代

一些城市利用郊区的坑塘洼地、废河道、沼泽地等稍加修整或围堤筑坝，建成稳定塘，对城市污水进行净化处理。（稳定塘有38座，日处理量约173万m3。）

第二阶段       二十世纪80年代

随着城市化进程的加快和城市污染问题日益受到重视，城市排水设施建设有较快发展。国家适时调整政策，大力推动了一大批城市污水处理设施的兴建。我国第一座大型城市污水处理厂——天津世纪庄子污水处理厂就是此时建立起来的。

第三阶段         “八五”期间

随着城市环境综合治理的深化以及各流域水污染治理力度加大，城市污水处理设施的建设经历了一个发展高潮时期。（城市污水处理厂169座，年处理污水17.49亿m3。）

第四阶段          “九五”期间

    我国正式启动对“三河”（淮河、海河和辽河）、“三湖”（太湖、巢湖、滇池）流域和环渤海地区的水污染治理，国家给与相应资金和技术上的支持。到20##年底，全国已建设成污水处理厂427座，其中二级处理厂282座，二级处理率约为15％。

二、           城市污水处理现状

我国城市污水处理面临着水污染严重，污水治理起步晚、基础差、要求高的形势。近些年，城市污水处理的建设有很大的发展， 20##年生活污水处理能力每天大概是2544万立方米，处理率为22.3%左右；工业污水排放达标率为88.3%。据国家环保总局提供的数字，目前全国共建设城市污水处理厂452座，其中二、三级污水处理厂307座，城市排水管道约15.8万公里，城市污水处理率达到36.5%。到20##年，城市污水处理率达到45%，50万人口以上的城市要达到60%以上。

20##年全国污水处理量为6153万立方米，其中40.6%为华东区域内所处理。

图      各区域市政污水处理情况

截至20##年6月底，全国661个城市建有污水处理厂708座，处理能力为4912万m3／d，是20##年的两倍多；全年城市污水处理量162.8亿m3，比20##年增加了43％，城市污水处理率达45.7％。

三、           城市污水处理工艺现状

城市污水处理分为三个级别，称为污水一级处埋、污水二级处理、污水三级处理。一级处理应用物理处理方法，即用格栅、沉砂池、沉淀池等构筑物，去除污水中不溶解的污染物和寄生虫卵。二级处理应用生物处理方法，即主要通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污水中各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。生物处理对污水水质、水温、供氧量、等都有一定的要求。三级处理是用生物化学(硝化-反硝化)法、碱化吹脱法或离子交换法除氮，用化学沉淀法除磷，用臭氧氧化法、活性炭法或超过滤法去除难降解有机物，用反渗透法去除盐类，用氯化法消毒等单元过程的一种或几种组成的污水处理工艺。

一些工业发达国家的城市污水处理开始较早，一般以一级处理为预处理，二级处理为主体，三级处理很少使用。这些国家都在努力普及二级处理，污水处理厂的规模越建越大，正向工艺操作自动化方向发展。

    目前，我国现有城市污水处理厂80%以上采用的是活性污泥法，其余采用一级处理、强化一级处理、稳定塘法及土地处理法等。

“七五”、“八五”、“九五”国家科技攻关课题的建立与完成，使我国在污水处理新技术、污水再生利用新技术、污泥处理新技术等方面都取得了可喜的科研成果，某些研究成果达到国际先进水平。同时，借助于外贷城市污水处理工程项目的建设，国外许多新技术、新工艺、新设备被引进到我国，AB法、氧化沟法、A/O工艺、A/A/O工艺、SBR法在我国城市污水处理厂中均得到应用。污水处理工艺技术由过去只注重去除有机物发展为具有除磷脱氮功能。

目前，我国正在使用的一些水处理工艺：

①  传统活性污泥法

本工艺是应用最为广泛的生物处理技术，主要是由曝气池、二次沉淀池、曝气系统以及污泥回流系统组成。通过曝气，活性污泥与污水得到充分接触。污水中溶解性的有机污染物被活性污泥充分吸附和分解，被微生物代谢和利用。经过处理后的污水与活性污泥分离，处理出水排放，污泥回流，部分污泥排出。

传统活性污泥法的特点：处理效果好，BOD的去除率可达95％，对废水的处理程度比较灵活，但是其抗冲击负荷能力弱，占地面积较大。

②      生物膜法（生物滤池）

生物滤池是生物膜法的一种，在生物滤池中，放置固定的滤料，污水流过时，微生物附着在其表面形成生物膜，微生物吸附污水中的悬浮的、胶体的和溶解状态的物质，使污水得到净化。

生物滤池法的特点：构造简单，操作容易，水力停留时间短，污泥量少，运行费用低但是对污水浓度和流量变化适应性差，易受季节和温度影响。

③  A/A/O法(Anaerobic—Anoxic—Oxic)

该法利用生物处理法脱氮除磷，可获得优质出水，是一种深度二级处理工艺。其除磷脱氮机制由两部分组成：一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下释放出聚磷菌，在好氧状况下又将其更多吸收，以剩余污泥的形式排出系统。 二是脱氮，在兼氧脱氮菌的作用，利用水中BOD作为氢供给体(有机碳源)，将来自好氧池混合液中的硝酸盐及亚硝酸盐还原成氮气逸入大气，达到脱氮的目的。

A/A/O法工艺特点：工艺流程简单，水力停留时间短，污泥沉降性好，但受回流污泥中氧的影响脱氮除磷效果不太高。

④  氧化沟法

    氧化沟是一种改良的活性污泥法，氧化沟的曝气池成封闭型，污水和活性污泥在其中做不停的循环流动，使污水得到净化。

氧化沟法工艺特点：不设初沉池，占地面积小，负荷低，耐冲击，污泥量少，构造简单，运行灵活，运行稳定，经济有效，易于管理。

⑤  AB法(Adsorption—Biooxidation)

该法由德国Bohuke教授首先开发。该工艺对曝气池按高、低负荷分二级供氧，A级为吸附段，负荷高，曝气时间短，产生污泥量大；B级为生物氧化段，负荷低，污泥龄较长。A级与B级间设中间沉淀池。二级池子F/M(污染物量与微生物量之比)不同，形成不同的微生物群体。

AB法工艺特点：良好的污染物去除效果，耐冲击负荷，运行稳定性好，良好的脱氮除磷效果，优越的经济性，但它不适合低浓度水质。

⑥  SBR法(Sequencing Batch Reactor)

该法集进水、曝气、沉淀、出水 在一座池子中完成，常由四个或三个池子构成一组，轮流运转，一池一池地间歇运行，故称序批式活性污泥法。

    SBR法的工艺特点是：工艺流程简单，占地面积小，造价低，良好的去除效果，脱氮除磷效果好，污泥沉降性能好，良好的适应性，但因每个池子池容的利用率不理想，因此，一般来说并不太适用于大规模的城市污水处理厂。

                图    主要污水处理工艺流程图

 

四、城市污水处理的发展趋势

    在将来，随着从国情出发，我国城市污水处理发展将面临着氮、磷营养物质的去除仍为重点也是难点，工业废水治理开始转向全过程控制，单独分散处理转为城市污水集中处理，水质控制指标越来越严，由单纯工艺技术研究转向工艺、设备、工程的综合集成与产业化及经济、政策、标准的综合性研究，污水再生利用提上日程，中小城镇污水污染与治理问题开始受到重视等方面的问题和趋势。

十五期间，国家将进一步加强城市污水处理投入力度。

    根据我国国民经济发展计划和水污染防治规划中城市污水处理规划要求：到20##年，我国城市化率将达40%，城镇人口总量将从现在的3.8亿增加到6.7亿，城镇需水量将从目前的858亿m3增加到1290亿m3。污水处理率建制镇不低于50%，设市城市不低于60%，重点城市不低于70%。“十五”期间，“三河三湖”流域规划新建城市污水处理工程如下：

三河三湖“十五”期间新建城市污水处理工程规划

 

第二篇：城市污水处理现状

我国水资源缺乏, 是世界13 个缺水国家之一, 全国600 多个城市中目前大约一半的城市缺水, 且水污染严重, 全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化; 90%的城市水域污染严重, 南方城市总缺水量的60%～70%是由于水污染造成的。

我国水体污染主要来源于超标排放的工业废水和大量未经处理直接进入水体的城市生活污水。据《2003 年中国环境状况公报》公布, 20xx年, 全国废水排放总量为460 亿t, 其中城市生活污水排放量247.6 亿t,占污水排放总量的53.8%。城市生活污水正成为水污染的最大“ 公害”之一。因此, 城市生活污水的处理对于改善城市环境质量与居民生存环境,促进社会的可持续发展具有十分重要的意义。

1 城市生活污水的处理现状

我国污水处理面临着水污染严重, 污水治理起步晚、基础差、要求高的形势。近些年, 城市污水处理的建设有了很大发展, 截至2005 年6 月底, 全国661 个设市城市建有污水处理厂708 座, 处理能力为4 912 万立方米/d, 是2000 年的两倍多; 全年城市污水处理量162.8 亿立方米, 比2000 年增加了4

3%, 城市污水处理率达45.7%。但绝大多数城市的污水处理能力满足不了实际需要, 全国还有297 个城市没有建成污水处理厂, 其中,地级以上城市63 个, 包括人口50 万以上的大城市8 个; 位于重点流域、区域“ 十五”规划范围内的城市54 个。全国5 万多个城镇, 370 多万个村庄, 9 亿多人口居住地尚无污水处理设施。

与国际相比, 我国城市污水处理率较低, 其主要原因是我国的城市污水处理厂建设滞后。据资料介绍, 美国现在平均每1 万人就拥有1 座污水处理厂, 英国和德国每7 000～8 000 人拥有1 座污水处理厂。而我国城镇人口中, 平均每150 万人才拥有1 座污水处理厂。据建设部通报的全国污水处理情况, 目前已建成的污水处理厂, 除正在调试运行的外, 尚有不能正常运行的, 其原因主要有: 第一, 对污水处理组织管理不力, 致使有的污水处理厂已建成半年甚至近一年仍未运行。第二, 一些已建成污水处理厂的城市仍未开征污水处理费, 或收费标准和征缴率低, 污水处理设施运行经费难以保障。第三, 污水收集管网建设滞后, 污水处理厂运行负荷率低, 甚至难以运行。第四, 地方配套资金不落实, 影响污水处理厂调试运行。另外, 还有部分城市污水处理厂设计规模偏大, 过度超前, 造成设施能力部分闲置不能充分发挥效益。

2 目前城市污水处理工艺及存在的问题

污水处理的主要方法有物理、化学、物理化学和生物方法。这些方法可以单一使用, 也可以针对不同的污水水质组合使用。污水生物处理法是19 世纪末出现的污水治理技术, 现今已成为世界各国处理污水的主要手段。我国现阶段的城市污水处理主要以生物法为主, 物理法和化学法起辅助作用。目前我国城市污水处理广泛使用的水污染治理技术有传统活性污泥法, 延时曝气活性污泥法, SBR, AB, UNITANK 和氧化沟工艺, AO 和A2O 等。这些工艺被证明是行之有效的水污染控制技术。

2.1 传统活性污泥法

传统活性污泥法已经有近90 年的历史, 其主要处理构筑物是曝气池和沉淀池。污水中的有机物在曝气池内停留一段时间后, 绝大部分被曝气池中的微生物吸附, 随即氧化分解成无机物。在沉淀池中, 呈絮状的微生物絮体———活性污泥下沉, 而上部的清液溢流排放。为了保持曝气池中污泥的浓度, 沉淀后的部分活性污泥又回流到曝气池中。该工艺的特点是有机物去除率高、污泥负荷高、池容积小、电耗省、运行费用低。此法稳定可靠, 已经积累了丰富的设计和管理经验, 但普通曝气法占地多,建设投资大, 仅能满足BOD5, CODCr, SS 三项出水指标, 且该工艺容易产生污泥膨胀现象, 除磷和脱氮效果差。

2.2 SBR 法

间歇式活性污泥法又被命名为序列间歇式反应器法（ SequencingBatch Reactor） 或序列间歇式（ 序批式） 活性污泥法, 简称SBR 法。它是一种按间歇曝气方式运行的活性污泥处理技术, 采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式, 非稳定生化反应替代稳态生化反应, 静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是运行的有序和间歇操作, SBR 技术的核心是SBR 反应池, 该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。该工艺具有以下优点: 第一, 理想的推流过程使生化反应推动力增大, 污水在理想的静止状态下沉淀, 需要的时间短、效率高, 运行效果稳定, 出水水质好; 第二, 耐冲击负荷, 池内有滞留的处理水, 对污水有稀释、缓冲作用, 有效抵抗水量和有机污物的冲击; 第三, 反应池内存在DO, BODS 浓度梯度, 有效控制活性污泥膨胀; 第四, SBR 法系统本身也适合于组合式构造方法, 利于污水厂的扩建和改造; 第五, 实现好氧、缺氧、厌氧状态的交替, 具有良好的脱氮除磷效果; 第六, 工艺流程简单、占地面积小、造价低。存在的缺点是: 对自动控制技术和连续在线分析仪表要求高,操作复杂, 难于管理。该方法适用于水量、水质排放均匀的工业废水。

2.3 氧化沟法

氧化沟法是活性污泥法的一种变形, 属于低负荷、延时曝气活性污泥法。废水和活性污泥的混合液在环状的曝气渠道中不断地循环流动, 因此又被称为“ 循环曝气池”。氧化沟法具有处理工艺及构筑物简单、无初沉池和污泥消化池（ 一体式氧化沟还可以取消二沉池和污泥回流系统） 、有机物去除率较高、脱氮、除磷（ 沟前增设厌氧池） 、综合指标较优、泥龄长、剩余污泥少且容易脱水、处理效果稳定等优点, 但存在负荷低、占地大、电耗大、运转费用偏高的缺点, 适用于中小规模的低负荷污水处理厂。

2.4 A/B 法

A/B 法是吸附生物降解法（ Absorption Bio- degradation） 的简称。该工艺不设初沉池, 由污泥负荷较高的A 段和污泥负荷较低的B 段串联组成, 并分别有独立的污泥回流系统。该工艺从20 世纪80 年代开始应用于生产实践, 具有一些独特的特点。但该法存在污泥量大、构筑物及设备较多、建设投资和处理成本高、运行管理复杂的缺点。

2.5 UNITANK 法

此工艺是以活性污泥法为基础的一种新工艺（ 由比利时史格斯公司开发） 。本工艺的特点是将曝气和沉淀组成一体的新工艺, 不是形式上的合并, 而是工艺上的创新, 是将池子分成若干格, 首末两端交替曝气和沉淀。它周期性变更进水、出水方向, 可省去污泥回流系统, 并且布置紧凑, 用地省, 连续运转, 省电耗, 结构设计简单经济, 但该方法不具备脱氮除磷功能。

2.6 A/O 法

A/O 法是在传统活性污泥法基础上发展起来的一种缺氧—好氧生物法处理工艺。该工艺中好氧池和缺氧池形成硝化———反硝化系统, 具有明显的脱氮作用, 但需要进行严格的控制, 管理水平的要求比较高。

2.7 A2/O

A2/O 法即厌氧/缺氧/好氧工艺, 它把除磷、脱氮和降解有机物3 个生化过程巧妙地结合起来。磷在厌氧区释放, 在好氧区吸收, 达到除磷目的。污染物在好氧区被氧化降解, 去除COD 和BOD5, 同时在硝化

菌作用下, 有机氮转化的氨氮继而转化为亚硝酸氮和硝酸氮, 含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧区进行反硝化脱氮。该工艺由于污泥回流, 污泥处理工作量大, 节能差, 且工艺条件比较复杂。

3 新型和高效的城市污水处理技术的开发

我国城市污水处理普遍采用的上述工艺是欧美等发达国家在20 世纪六七十年代根据欧洲国家排放标准制定的工艺。进入20 世纪90 年代后, 一些西方国家污水处理率达到90%以上, 每年仅有一两个城市污水处理厂的建设项目, 城市污水处理市场需求萎缩, 失去了开发新工艺的动力。而我国对污水处理新技术开发仍有巨大的需求和动力。王凯军认为: 在最近一个时期内, 我国城市污水处理厂主要以延时曝气的氧化沟和SBR 工艺为主是不适合我国国情的。对于我国这样一个污染严重、资源短缺的发展中国家, 先进的处理工艺开发应适合我国国情, 遵循高效、低耗和低成本的原则。

目前我国城市污水处理工艺的发展趋势是高效反应器的发展, 其中对沉淀和分离性能的改进, 生物的量和质的提高以及充氧性能的改善是高效反应器发展的要点。开发各类效率高、投入低、可达到一定治理深度的城市污水处理新技术, 对于经济尚不够发达而污染急待治理的我国, 尤其是对于没有污水处理的17 000 多个建制镇, 在一段时期内都具有重要意义。其中以厌氧—好氧生物处理工艺、水解—好氧处理工艺、流化床和曝气生物滤池等为代表的低耗、高效工艺有望满足这一需求。

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