許澤美

（北京中聯環工程股份有限公司，北京 ）

　　1 小城市發展面臨的環境問題不可低估

　　城市是人類社會歷史進程的重要標志，也是一個國家社會經濟發展的標志，發展中國家的經濟發展與其城市化程度密切相關。我國城市化的進程和水平是比較遲緩和落后的，據有關資料，我國城市化率約為30%。根據2001年末統計，設市的城市有664個；人口為35747.31萬，按此計算城市化率也約為30%，但實際城市化率高于此數，因為我國城市人口計算多以戶口為準，而各城市外來的或流動人口都不僅存在，數目也往往不可忽略。但即使將這些人口計算在內，城市化率可能也很難超過35%，仍然是低水平。加速城市化進程可以增加GDP，提高人民素質和解決農村剩余勞動力問題，城市化是我國社會經濟發展的必然趨勢。

　　我國城市的類型以中小城市為主，特大型和大型城市只占5.9%，中等城市占30.69%，小于20萬人口的小城市382座，占57.18%（1988年資料）。在城市化的進程中小于20萬人口的小城市的比重還會增加。在中國城市化發展中，小城市的發展具有十分重要的地位，必須予以重視。城市化發展道路只能走可持續發展之路，城市的發展必須與生態環境相協調和融合。小城市也決不可因經濟實力較弱而在發展經濟的過程中不顧及生態環境的損壞。一個小城市的污染問題雖對生態環境影響相對較小，但小城市量多分布又廣，其總體影響不能低估。

　　2 小城市水污染防治任重而道遠

　　城市建設和發展會帶來一些污染問題，如廢氣排放、噪聲、固體廢棄物、水污染等，解決這些問題，首先要從減少污染源做起；節約能源、節約物資、減少消耗、節約用水降低污水量等，但治理也是必不可少的。城市，即使很小的城市也必然會有下水道；排放污水也是必然的，因而城市污水或者說市政廢水處理工程是城市的基礎設施。城市污水處理廠在我國始建于上個世紀三十年代，但發展則是在改革開放之后，從上世紀三十年代起近50年里污水處理發展十分緩慢，即使在上世紀七十年代全世界都已認識到水污染的嚴重性的時刻，還只認識到“工業廢水要治理”，城市污水問題不嚴重。致使城市污水處理率不足4%，當然其中也有經濟條件的因素。進入上世紀八十年代，我國水體污染的嚴重性十分清楚的呈現出來，城市污水治理的重要性逐漸被認識，國家加大了城市污水處理的投入，在大力引進國外的先進技術和設備的同時，積極開展污水處理方面的科研，促使城市污水處理工程有了成倍速度的發展。至1998年已建有城市污水處理廠398個；其中生物處理污水處理廠272個，總處理能力達到1538.28萬m³/d，污水處理率為29.56%，2001年末污水處理率增至36.5%。2001年新增城市污水處理能力714萬m³/d，增長速度是空前的。但水污染形勢仍然很嚴峻，直觀的說有2/3的污水未經處理，污染嚴重的“三河三湖”的治理也還遠未解決。為了推進我國水污染治理，國務院2000年36號文件中提出多項政策和城市污水處理的規劃要求；“十五”期間，所有設市城市都必須建設污水處理設施，2010年所有設市城市污水處理率應不低于60%，直轄市、省會城市、旅游城市應不低于70%。這一任務是十分艱巨的，最大的困難是要求所有設市城市都必須建設污水處理設施，而且污水處理率不低于60%。小城市也包括在此要求之內，而小城市建設污水處理設施卻面臨更多的困難和更多的問題。

　　3 我國小城市污水處理廠面臨的特殊問題

　　我國小城市（人口少于20萬）約占城市總數的57%，數量估計超過400座，量是很大的，分布也很廣。大多數小城市經濟能力和科技力量均較弱，所以，小城市污水處理設施的建設、運營都有其特殊性，因而面臨的問題具有特殊性。

　　3.1 資金問題

　　我國污水處理廠建設和運行的一個主要問題是資金問題，對于小城市來說更加突出，一般小城市特別是中西部小城市經濟實力遠低于大中城市。按照污水處理率60%的要求，小城市的污水處理廠的規模多在1 ~ 3萬m³/d。一般來說這樣的規模，單位水的造價就比較高，要比10萬m³/d或10萬m³/d以上規模處理廠高1倍左右；運行電耗也要高很多，單位水設備功率高40% ~ 80%。規模小、造價高的問題在排放標準高的條件下更加突出。我國污水排放新標準相對于我國現狀是過高的，這是不少專家的意見。而且標準還不因地區、季節的不同有所變化，標準是一成不變的。相對于高排放標準，規模效應極為顯著。或者說排放標準愈高，對于規模小的小城市污水處理廠的投資和運行費增加的愈多。有一個實例：一個縣城污水處理工程，其出水標準為一級（新標準），規模為1.0萬m³/d，單位水造價為2.0萬m³/d的150%，水量差1.0萬造價多50%。

　　3.2 水質水量變化比大中城市要大得多

　　小城市的水質、水量和它們的變化規律等系統基礎資料目前還比較缺乏，但從已有資料和國外經驗可知規模愈小變化幅度一定愈大，晝夜相差很大，午夜之后有可能一段時間流量接近斷流。如何考慮適應水質水量的這樣大幅變化，而又保持出水水質穩定，這是大中型污水處理廠未遇到過的問題。它也是小城市污水處理廠設計的關鍵因素。

　　3.3 缺乏經驗

　　小城市污水處理設施設計、運行管理的系統經驗，我國還比較缺乏。改革開放以來我們建了幾百座污水處理廠，引進了一些先進的工藝技術和設備，國內也組織了大量的科研力量進行這方面的攻關，但主要集中在10萬～20萬m³/d規模的大中型污水處理廠。國家在投資政策上原來也不大支持小城市的污水處理設施建設，直到國家提出“設市城市均要建污水處理設施”后，小城市污水處理才列入議事項目，因而少有小城市污水處理設施的建設，運營管理的經驗自然更少。小城市污水處理的規模與上述大中型處理廠的規模相差7 ~ 8倍，量變引起質變，小城市污水處理自有其獨特之處，不可能完全套用大中廠的方法。我國既缺乏這方面的經驗，又未進行過系統研究，當前需要很好進行這方面的研究，以便使將要建設的近400座這類處理廠建的更完善。

　　4 國外經驗值得借鑒

　　小城市污水處理廠在國外數量很大，運行時間也久，他們的經驗值得借鑒。美國是一個污水處理大國，污水處理廠之多為世界之冠，據統計1986年全美共15438座污水處理廠，日處理污水1.388億m³。預計2005年污水處理廠將達到169800座，處理量為1.628億m³/d。其中規模在37850 m³/d以上的1986年共577座，預計2005年增至695座，約占4%，絕大多數是小型廠，總數近1500座。而且美國的污水處理技術和設備的水平是居世界前列的，所以他們的經驗值得研究。

　　美國國家環境保護署曾對150個小污水處理廠的問題進行調查研究，總結出了主要的問題和改進意見，值得我們借鑒，主要有以下幾點：

　　① 不宜選擇活性污泥法，要考慮管理簡便，具有伸縮變化適應力強的污水處理工藝，如固定介質膜法、天然處理等。

　　② 選擇工藝要基于全面和真實的評估所有費用之上。費用應將污泥處理與處置費（污泥量要估算足）、新員工培訓、設備維修與替換、行政費用等包括在內。

　　③ 處理廠必須有足夠的應變能力，以應對水質、水量大幅波動等諸多變化。沒有這種應變能力實際上是損壞了處理廠的運行能力。

　　④ 防止工藝流程從頭至尾不暢通，連接阻塞。污泥處置要有足夠能力。

　　⑤ 設計負荷不宜太高，并應將I/I（入滲/入流）、工業廢水的負荷充分考慮在內。高負荷易使運行者感到很狼狽。

　　⑥ 經費預算過低，不利運行。

　　5 小城市污水處理廠設計遵循的原則

　　5.1 污水處理廠的環境效益標志

　　衡量一座污水處理廠的環境效益的指標，顯然應該是除去的污染物量，而不是水量。污水對水體造成污染的是它所含的污染物，處理水量相同，但因處理工藝不同，去除率也不同，排出的污染物量也不相同，甚至相差頗大。完全生物處理去除的污染物量可以達到一級處理的3倍（同一水質水量）。所以，以水量作為衡量污水處理廠的環境效果指標是不夠科學和準確的，應以減少的排放污染物量作為評價指標，這樣才可以獲得污水處理廠真實的、可比的技術經濟指標。這點在小城市污水處理廠建設的分期方案研究中尤為重要的。小城市污水處理廠建設由于資金困難可能考慮分期實施，我國通常做法是先建一級處理，這種思路實質是以水量指標為出發點。我國已建污水處理廠中不少先建一級處理方案是出自水量規模考慮，極少研究在同樣的投資前提下，是否可有另一個方案，使得削減的污染物更多，效益更好。實際上從污染物指標來考慮，將處理水量減少，處理升級為生物處理，削減的污染物就可以成倍增加。一級處理的BOD₅去除率為20% ~ 30%，生物處理為85% ~ 90%，工程造價按概算手冊，當規模為2萬～5萬m³/d，一級處理為398 ~ 477元/(m³水·d)，二級處理為683 ~ 795元/(m³水·d)。也就是說二級處理去除率為一級處理3倍多，而工程造價不到一級處理1倍，環境效益和經濟效益的大幅提升十分明顯。所以小城市污水處理廠的處理工藝應先考慮二級處理。

　　5.2 選擇的工藝和設施應該有足夠的應變和調節能力

　　工藝要選擇能適應水質水量變化，運行又相對穩定的工藝，它既要耐沖擊負荷，適應負荷大幅度增加，要在負荷很低的條件下穩定出水水質。

　　設備要具有在水質水量大幅變動時調節的能力，使運轉穩定。如采用變速泵等。

　　設施的容量應具有“寬容”性。污泥處理和處置能力要充足，隨意削減其能力后果嚴重。

　　連接管渠既要保證最大流量能通過，又要防范低流量淤積產生阻塞。

　　5.3 生物處理首選工藝是膜法

　　膜法適應水質水量變化能力強、耐沖擊、出水水質穩定等優點，是長久以來所公認的。傳統的高負荷生物濾池出水懸浮物和BOD₅一般為30 ~ 40 mg/L，水質達不到日益提高的環境要求。但八十年代以后出現的新型膜法如TF/SC（高負荷生物濾池/固體接觸）曝氣生物濾池、SAF（淹沒生物濾池）等，不僅保持了膜法技術的特點，其出水水質還可與活性污泥法相媲美，甚至SS和BOD₅還可達10 mg/L的三級處理水平。

　　膜法還具有易于操作管理的特點。小城市污水處理廠不僅是人員少，水平也較低，需要管理簡單的技術。

　　膜法在小規模污水處理廠里，其造價低和電耗低的優點更為突出。

　　膜法另一優點是污泥量少，TF/SC工藝的泥量較活性污泥法少24%。泥量少處理費用就低。完善的污泥處理電耗與生物處理（不包括進廠提升）相當，污泥處理費占總費用的比重是不低的。

　　5.4 真實的經濟分析與評價

　　真實的計算各項費用來確定成本，評價其經濟效益，認真考慮收費的來源。小城市的經濟實力較差，一旦出現經費不足，難以籌集，很可能造成不運行，形成“建得起用不起”的局面。要防止污水處理廠建成之后長期無法運行，設備閑置損壞；投資無法回收；貸款無法償還的局面出現，技術經濟分析要保證是真正可行的。

　　6 結束語

　　小城市污水處理廠有其特性，應按其規律進行建設。它的特征是規模小，水質水量變化大。不可套用大中城市污水處理廠和工業廢水處理廠的經驗。