环境工程中城市污水处理分析

徐福军 温 冲 高 榕

（西安市环境保护科学研究院 陕西西安 710061）

引言

近年来，国家先后印发《水污染防治行动计划》、《关于加快推进生态文明建设的意见》、《生态文明体制改革总体方案》和《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要》，其中对水资源节约集约利用、治污和严格管理等作了明确规定和要求，从国家战略层面上高度重视水污染防治工作。作为环境污染末端治理的有效手段，建设环境工程项目是非常必要的，不仅对环境保护和城市建设具有关键作用，同时也会为经济发展带来稳定效益。[1]尤其是对于一些缺水地区，水资源节约与水环境保护工作更为迫切和重要。为了更有效的解决城市污水处理问题，应在分析现状与存在问题的基础上，开展针对性的有效措施，提高城市污水处理水平。

1 城市污水的来源与分类

在城市污水的来源中，工业生产产生的废水及居民生活产生的污水是主要的来源。[2]生产制造类企业在进行生产活动时，会产生大量的工业废水。通常情况下，这些废水的种类多，含有的有害物质差异也较显著。因此，在处理这类废水时，需要根据不同的废水种类进行分别处理。例如化工制药类企业产生的含有重金属等有毒有害物质的废水需要在车间排放口进行专门处理，而不应该多种废水混合后统一处理，应确保各类废水达标后才能进行排放。另外，人们在日常生活中，各种活动行为也会产生一些污水，这类污水中主要污染物为有机物，还有一些病原微生物，尽管没有工业废水的污染性严重，但是尤其是医院等产生的污水含有病原微生物，因此也应该经过消毒等技术手段进行特殊处理。[3]在疫情的影响下，如何有效处理医院或者隔离区产生的生活污水显得极为重要。除了生产废水和生活污水之外，在城市生活中，日常的降水以及冰雪融化也会为城市的污水处理体系带来一定的负担，提高了对城市下水道排管体系的要求。[4]

2 城市污水处理的现状及存在问题

依据住建部数据，2019 年，我国城市污水排放量为5546474 万立方米，污水处理厂达到2471 座，处理能力达到17863.17 万立方米/日，污水年处理量达到5258499.39 万立方米，污水处理率为96.81%。[5]尽管我国总体污水处理量及污水处理率均达到了较高水平，由于各地区差异较大，尤其是东部西部差异明显，仍存在以下主要问题。

2.1 污水处理规划布局与实际建设存在矛盾

在我国，城市污水处理规划作为城市总体规划的专项规划，应随着一个城市的总体规划而进行规划设计，并进行定期评估和监督实施。但在经济社会发展和城市建设过程中，由于整体的设计、布局与实际的不同步，造成城市在实际建设过程中布局不均衡，规划存在朝令夕改以及“墙上挂”等问题，实际建设布局与规划情况脱节，城市污水治理也就面临着同样的问题。尽管我国多数大中城市污水处理厂数量较多，但由于规划布局存在问题，有些区域过于集中，而有些区域又过于分散，导致实际整体污水处理效果并不理想。具体在城市发展建设过程中，受到城市规划、产业结构调整的影响，市区内的多数工业企业转移到郊区的工业区。尽管耗能高、污染大的企业逐步向郊区工业区转移，但是污水处理厂由于早已建成，因此仍集中布局在市区以及周边居住区，导致一些生产企业产生的废水不能就近得到有效处理，这也在一定程度上造成了企业偷排废水的隐患。由于城市污水处理厂距离较远，因此企业只能自行建设污水处理设施，造成企业污水处理投资运行成本很高。尤其是一些规模较小的企业，受到投资、技术等因素的限制，自建污水处理设施的能力有限，存在工业废水偷排的问题，导致污水处理布局不合理逐渐显现。

2.2 城市污水处理管网建设不够合理

目前，我国多数城市污水管网系统不够完善，夏季暴雨天气时容易出现污水泛滥的情形，此类问题更加重了城市内涝的影响，严重影响了城市人居生态环境。目前由于城市化进程发展较快，对于一些新建成的居民区来说，污水管网体系的分流系统往往需要和旧城区进行融合，只有这样才能更好的将污水进行排放处理。由于历史问题，城区范围内部分住宅小区内部存在着雨污混接以及乱接等问题，此类问题导致城市的雨污分流不彻底，旧城区多数为雨污合流制排水体制，导致暴雨时雨污混流，污水处理厂在暴雨时期超负荷运行，不但增加了运营成本，也影响了污水处理厂的运行效率。部分污水进入雨水管网流入河流水体，对水环境造成破坏。由于城市老旧城区管网修建的年代多数较早，有些污水管道存在管径偏小等设计不合理问题，无法满足实际的排水需求，且存在雨污管网底数不清、管网资料不全的问题，给管网的改造、统一布局以及日常维护带来一定程度上的困难。

2.3 城市污水处理管理与技术人员能力有待提升

由于我国污水处理体系等相关管理措施尚不完善，很多污水处理技术以及加工工艺都有待提升，针对不同的水质情况，要选择合适的污水处理技术。有些已经建设完成的污水管网存在着产权不清、无人运维监管的问题，甚至有管网的建设方对于污水管道管径、是否存在断头、管网封堵等情况也无法掌握。近年来，污水处理厂的数量以及规模增长快速，这也就需要一大批专业的运行管理人员。由于掌握实际经验与技术的人员比较缺乏，一定程度上造成部分污水处理厂管理能力不足。目前，大中城市建设的规模较大的污水处理厂，多采用信息化系统进行自动控制，专业技术人员相对充足，但一些经济落后地区，尤其是西部偏远地区的县城、乡镇、以及农村地区污水处理厂则缺乏专业技术人才，导致污水处理设施缺乏有效的科学管理。此外，有些生产企业由于规模、成本等因素的限制，缺少环保专业技术人员，污水处理设施运行管理难度大、问题较多。

3 强化城市污水处理的对策

3.1 科学规划污水处理厂布局，做好雨污分流和污水管网建设

在编制污水处理厂布局规划时，全面考虑人口、排污量、污水处理设施的技术经济指标、环境影响、污水资源的综合利用等因素，综合分析污水管道系统、水系规划、城市建设布局等条件，对多种可能的方案进行优化比选，考虑大中小规模相结合、污水回用等因素，合理选址、科学布局。加强雨污管网管理与建设，摸清雨污管网底数，绘制雨水管网、污水管网图。结合具体情况，合理的设计下水道管道设施，新建区域应为雨污分流排水体制，老城区宜逐步改为雨污分流排水体制，没有条件的老城区可采用截流式雨污合流制排水体制。避免在雨季或者水流量较大的时候，出现下水道堵塞的情况，从而影响居民的正常生活。

3.2 全面控制对水体污染物的排放，推进综合治理

严把环境准入，加强涉水项目全过程控制，严把企业准入审批关，禁止新建高污染项目，无环境容量和总量的区域，禁止新建、扩建污染项目。加强对工业企业排污及污处设施的环保检查力度，对于环保设施配套不完全、运行不稳定，污染物排放不达标的企业坚决依法处罚或取缔。强化生活源污染治理，重点解决污水处理能力和污水收集的问题。尤其是涉及疫情的医院与酒店等场所的废水，应按照医疗废物的管理手段强化监管。逐步解决污水处理厂分布不合理、雨污不分等问题，继续完善污水管网建设，提升生活污水处理水平。推进农业面源污染治理，继续推进农村生态环境连片综合整治，加强农村污水收集处理设施的建设力度，提升农村人居环境。加强畜禽养殖业污染防治，大力发展高效生态农业、循环农业，合理控制化肥、农药使用量，减少农业面源污染。

3.3 因地制宜选择污水处理新技术，提升污水处理专业人员能力

对于污水处理工作而言，优良的污水处理技术会更好的完成污水处理工作。因此，要因地制宜制定一套合理的污水处理技术体系。[7]我国在环境工程中城市污水处理的技术主要有化学处理法、物理处理法以及生物处理法三种技术。常用的比较成熟的污水处理技术有AB 法、A2O 法、氧化沟法、CASS 法、SBR 法等，不同的技术适用条件不同，因此不同的城市需要采用不同的技术方案，应根据城市实际因地制宜的选择。近年来，超滤膜过滤技术作为一种新技术，在污水处理领域应用前景广阔，能够更科学有效的处理城市污水，经过处理的污水能够达到回用水标准要求，国内外已经有较多工程应用。

此外，应完善污水处理体系等相关管理措施，提升污水处理技术，指导不同地区合理选择技术工艺。制定完善雨污水管道方面的管理规定，明确责任，实现统一管理。培养污水处理方面专业技术人才，推进“环保管家”企业的发展，建立一支专业、高效的城市污水处理人才队伍。尤其是一些经济落后的西部地区，即使建设了污水处理设施，由于缺乏专业技术人员，容易在后续的运行管理上出现问题，导致工程设施无法正常运行。因此，应推广环保管家模式，委托专业的管理污水处理管理公司对污水处理设施统一管理，以此避免由于人才短板导致的污水处理设施运维问题。

3.4 推进海绵城市建设力度，加强中水的再利用

海绵城市是指通过加强城市规划与建设管理，充分发挥好建筑物、道路以及绿地、水体等生态系统对雨水的吸纳、蓄渗和缓释作用，有效控制城市雨水径流，加强初期雨水的收集处理，实现自然积存、自然渗透、自然净化的城市发展模式。对于已经建成的老城区，要进行海绵城市建设的技术难度和成本都很高，应逐步实施；对新城区建设，应按照“海绵城市”新理念和指标要求规划建设。可规划建设雨水渗透到地下的道路排水系统，建设以自然方式进行水土渗透、而非传统硬质驳岸的公园水景观等。在新建、扩建、改建的项目中，应增加雨水利用工程。按照“低质低用”、“高质高用”的原则，扩大再生水利用范围，尤其是水资源短缺地区应提高再生水利用率。以城镇污水二级处理出水作为原水，经过不同程度的深度处理得到不同品质的再生水，再回用到各个用户，从而减少污水的排放量和新鲜水的取水量。将再生水用于城市绿化、道路冲洗、冲厕和小区、工业冷却用水、锅炉用水，商业楼酒店等用水较大的场所以及洗车、消防，水源水补充。加大再生水在人工景观水体用水领域的使用，减少人工景观水体直接取用自然水体的水量，进一步提高再生水利用率。

3.5 统筹推进水资源、水生态、水环境建设，提升水环境质量

以水生态环境质量为核心，统筹水资源利用、水生态保护和水环境治理，推进污染减排和生态扩容，协同推进地表水与地下水、岸上和水里、陆域与水域保护与治理，实施全域治水。贯彻新发展理念，遵循自然规律和客观规律，统筹推进山水林田湖草沙综合治理、系统治理、源头治理。大力推进水资源集约节约利用，细化实化以水定城、以水定地、以水定人、以水定产举措，把水资源作为最大的刚性约束，优化区域内水资源配置，严格控制高耗水行业发展。优化实施以控制断面和水功能区相结合为基础的地表水环境质量目标管理，完善流域协作机制和生态补偿机制。

实施节水行动，倡导全社会形成节水型生产和生活方式。按照“有河有水、有鱼有草”的原则，分区分类开展水生态恢复。对遭到破坏的水源涵养区、生态缓冲带，加强生态恢复与生态建设；对水生态环境受损严重、水质状况较差的重点水体，因地制宜设计人工湿地净化、生态修复工程。进一步明确河（湖）生态流量要求，加强生态流量保障工程建设和运行管理，推进水资源和水环境监测数据共享。推动湿地建设与修复，创建生物良好栖息环境。在重要河流和重点湖库周边划定生态缓冲带，强化岸线用途管制。因地制宜恢复水生植被，探索恢复土著鱼类和水生植物，提升河湖水系水环境质量。

3.6 加强教育宣传力度，提高公众环保意识

利用报刊、网络等媒体、两微一端等宣传手段，加大水环境保护的宣传教育力度，普及水环境保护知识。积极践行低碳、绿色的环保理念，倡导绿色生活、消费方式。加强舆论监督与引导，宣传奖励先进典型，曝光污染行为，为提升水环境质量营造良好的社会氛围。提高市民节水意识认知度，引导企事业单位和广大市民自觉使用再生水，节约优质水资源。加大生态环境宣传产品的制作和传播力度，研发推广生态环境文化产品。开展绿色创建，积极开展节约型机关、绿色家庭、绿色学校、绿色社区、绿色出行、绿色商场、绿色建筑等创建行动。推进绿色消费，引导公众线上线下积极践行绿色低碳的生活生产方式，提升公众的环境保护意识。建立社区共治的水资源节约与水环境保护模式，提高城市人居生态环境质量。

结语

目前，虽然我国城市污水处理厂的数量以及污水处理率处于一个较高的水平，但仍然存在污水处理规划布局与管网建设不合理、污水处理管理水平与技术人员能力有待提升等问题，在以后的实践过程中，需要通过科学布局、加强管网雨污分流建设、提升管理水平、提高再生水利用率、统筹推进三水建设、提升环保意识等手段进一步提升城市污水处理水平。以此为建设以“人”为中心的城市治理贡献生态环保智慧和力量。