通過分析上海白龍港、廣州新華、寶雞高新區、通遼市、太湖地區和三峽庫區的汙水處理廠運行情況，發現其運行中存在運行負荷率低、進水水質水量波動大、出水水質難以達標等問題。通過深入分析原因，科學地提出有針對性的解決方案，以期為我國城市汙水處理廠的穩定運行提供參考，為水環境的綜合治理做出貢獻。
城市汙水處理廠在保障水環境安全方面發揮著重要作用，建設汙水處理廠是解決城市水汙染的重要手段。
“十三五”全國城鎮汙水處理及再生利用設施建設規劃中提出，到2020年底，城鎮汙水處理設施實現全覆蓋，城鎮汙水處理率達到95%，縣級不低於85%。“九五”期間，我國重點流域水汙染防治規劃開始實施，城鎮汙水處理設施的建設和運營開始成為各地落實水汙染物減排責任目標的主要途徑。
在中央財政資金和相關政策的大力支持下，經過“十壹五”和“十二五”的發展，我國汙水處理廠建設取得了長足進步，城鎮汙水處理廠數量和規模快速增長，城鎮汙水處理能力不斷提高。
統計顯示，截至2016年底，城市汙水處理率達到93.44%，其中汙水集中處理率為89.8%。截至2010年底，全國城鎮汙水處理廠2496座，比2006年增長140%。截至2016年底，城鎮汙水處理廠達到3552座，比2010增加29%。
但是，汙水處理率和處理能力的不斷提高與水環境汙染之間的矛盾依然突出。根據環保部公布的《2016中國環境狀況公報》，全國地表水1940個監測斷面中，仍有32%為ⅳ類及以下。截至2017年底，住房和城鄉建設部、環境保護部認定的城市黑臭水體2100個。
同時，汙水處理廠排放標準不斷提高。2015發布的《水汙染防治行動計劃》明確提出，因地制宜改造現有城鎮汙水處理設施，2020年底前達到相應排放標準或回用要求；敏感區域(重點湖泊、重點水庫、近岸海域集水區)城鎮汙水處理設施要在2017年底前全面達到壹級A排放標準。建成區水質不能達到地表水ⅳ類標準的城市，新建城鎮汙水處理設施應當執行壹級A排放標準；到2030年，力爭全國水環境質量總體改善，水生態系統功能初步恢復。
我國城市汙水存在水質水量變化大、碳氮比低、無機懸浮物含量高、冬季水溫低、工業有毒有害汙染物影響等突出問題，明顯影響汙水處理設施的正常運行，出水難以穩定達標。即使在達標排放的情況下，滿足壹類A/B標準的水質仍接近V類水(表1)，是水環境的重要汙染源。
表1中國城鎮汙水處理廠排放標準主要汙染物指標對比:mg/L
壹些郊區也因為居民亂丟亂排生活汙水，給水環境帶來了嚴重危害。因此，本文作者深入分析了我國南北方具有代表性的汙水處理廠存在的問題及其原因，並提出了壹些對策，以期為我國城市汙水處理廠的穩定運行提供參考，為水環境的綜合治理做出貢獻。
1存在的問題及原因分析
1.1的運營負載率普遍較低，部分超載。
根據住房城鄉建設部2065 438+02(cjj 60-2065 438+065 438+0)發布的《城鎮汙水處理廠運行維護與安全技術規範》，城鎮汙水處理廠年處理水量應達到規劃指標的95%以上。我國大部分地區汙水處理廠運行負荷率較低，難以達到住建部的要求。
遼寧省汙水處理廠月平均負荷在80%以上，僅占全部汙水處理廠的32%。通遼經濟技術開發區汙水處理廠目前水量未達到設計值，近壹半處理設施閑置。2010年，廣西城鎮汙水處理廠負荷率達到60%以上，占總數的65%。三峽庫區176座汙水處理廠2014年平均運行負荷僅為56.5%。
我國已建成的汙水處理廠平均運行負荷率僅為65% ~ 70%，遠低於德國2008年汙水處理廠平均運行負荷率95%。然而，在壹些城市，由於經濟快速發展和人口快速增長，汙水處理廠已經超負荷運行，處理壓力大。
汙水處理設施負荷率低的主要原因是廠網建設不配套，汙水管網覆蓋率和收集率低。汙水處理廠只有和汙水管網配套使用，才能起到治汙的作用。
由於汙水廠建設相對簡單、集中、短，管網建設相對復雜，涉及面廣、時間長，我國城市管理者普遍重廠、輕管網、輕管理。
數據顯示，截至2016年，全國城鎮汙水處理廠3552座，較2010年增長29%，排水管長度僅增長17%。配套管網和汙水處理廠建設不同步，導致部分汙水處理廠建成後面臨無汙水處理的尷尬局面。
部分城市只提前建設了汙水幹管，但由於資金不足，支管網建設緩慢。部分城市新建管網存在設計標高與現有主管不符、現有主管被水堵塞等諸多問題。
導致建成的管網沒有“織成塊”，汙水收集率低。另壹個原因是汙水廠的設計規模與實際情況不符。由於部分城市對汙水處理廠建設前期工作重視不夠，對汙水來源和收集缺乏詳細規劃和充分論證，管網、泵站等配套設施建設相對落後，設計規模往往以理論設計計算為主。經濟落後地區實際人均用水量和汙染物排放量相對較低，導致設計規模較大，實際排汙量不足。
在壹些快速發展的城市，隨著經濟的快速發展和居民生活水平的不斷提高，汙水產生量越來越大。汙水廠設計規模滯後於人口經濟增長速度，汙水廠處理能力不足，造成超負荷運行。
1.2進水水質水量波動較大，與設計值不符。
汙水廠原水的水質和水量是影響汙水處理工藝運行穩定性的重要因素。我國城市汙水廠進水水質水量波動較大，部分汙水廠進水負荷波動幅度可達-47% ~ 4%。
上海白龍港汙水處理廠BOD5日均濃度在14 ~ 382 mg/L範圍內波動，CODCr在96 ~ 824 mg/L範圍內波動..昆明合流區汙水處理廠進水受雨季影響，懸浮物波動較大。除了水質波動外，部分汙水廠進水有機物濃度與設計值存在差異，嚴重影響汙水處理效果。
除NH3-N和TN外，寶雞高新區汙水處理廠實際進水水質高於設計值。寶雞十裏鋪汙水處理廠進水TP高於設計值，其他指標均低於設計值。
分析原因主要是排水管網雨汙分流不徹底，管網漏損，沿河截汙對汙水處理系統的影響。我國老城市的排水系統壹般是雨汙合流制，後來部分城市改為截流合流制。
在合流制排水體制下，汙水處理廠的進水水質受多種因素的影響。雨季排水管網同時收集生活汙水和大量雨水，造成汙水廠水量波動。
其中，初期雨水中汙染物濃度高，汙染嚴重，部分汙染物高於枯水期汙水濃度，造成水質波動。在我國，由於管網維護不及時，老舊管網漏損嚴重，地下水、河水、雨水混合直接影響進入汙水處理廠的水量和水質。
南方部分地區由於前端管網建設不完善，枯水期汙水廠水量小，需要抽取河水；然而，在雨季，雨汙合流管網的水量遠遠超過汙水廠的處理規模，導致水質在旱季和雨季波動很大。
沿河截汙系統對汙水處理系統的影響是水質水量波動的另壹個原因。沿江截汙系統作為合流制改造的過渡產物，在壹些南方城市較為普遍。
該系統可以大大改善河流長期黑臭的狀況，但也存在壹些問題。雨季系統收集的合流水含有大量雨水，導致汙水處理廠在幹旱和雨季的汙水處理能力逐年增加，雨季汙水處理廠負荷普遍較大。
但大部分截汙箱涵系統沒有配備相應的末端處理設施，初期小雨攜帶大量汙染物直接進入汙水廠，造成水質波動，處理效果難以保證。
此外，我國正處於經濟快速發展階段，區域經濟差異明顯。相對發達、人口密集地區的城市不斷擴張，但實際擴張速度往往與規劃不壹致，導致汙水增長與汙水處理廠設計規模不壹致。
當汙水量超過設計規模時，汙水處理廠就處於“吃不飽”的狀態，當設計規模超過實際處理需求時，就造成了“大馬拉大車”的現象。
西北地區的汙水處理設施由於服務量不足、管網配套不暢等問題，處於“吃不飽”的狀態，都影響了汙水處理廠的水質和水量。
1.3出水水質難以穩定達標，NH3-N、TN超標。
我國現有汙水處理廠大多執行《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準》(GB18918-2002)壹級標準，其中29.3%執行壹級A標準，近60%執行壹級B標準。截至2016年底，全國只有30%的汙水處理廠尾水達到壹級A標準，高達70%的汙水處理廠尾水達到或低於壹級B標準。
氨氮和總氮是大多數汙水處理廠超標的主要汙染物。上海白龍港汙水處理廠采用A2/O工藝，出水NH3-N壹級B達標率僅為46%，而TN壹級B達標率為68%。
三峽庫區176汙水處理廠壹級B達標率為60.7%，通遼汙水處理廠壹級A達標率不足50%，寶雞十裏鋪汙水處理廠NH3-N、TN壹級A達標率分別為42.4%、42.5%。
廣州新華汙水處理廠6月5438+10-3月出水TN、NH3-N偶有超標，不能穩定達到壹級A標準。汙水處理廠出水水質不達標，不能充分發揮其效率，不僅降低了汙水處理廠的投資效益，也給汙水處理廠的運行管理帶來困難，應引起運行管理者的充分重視。
工藝是保證汙水處理廠處理效果的關鍵因素。我國城市汙水廠采用的工藝主要有普通活性汙泥法、氧化溝及其改良工藝、A2/O及其改良工藝、SBR及其改良工藝、A/O及其改良工藝和曝氣生物濾池(BAF)工藝。這六種工藝涵蓋了我國城市汙水處理廠90%以上的主要工藝類型。
上述工藝具有脫氮功能，但在實際運行中，由於進水水質水量波動或與設計值不符、生物處理設施超負荷運行、碳源不足、碳氮比不足等原因，出水難以達標排放。
當汙水處理廠的進水BOD5、TN、TP濃度低於設計進水濃度時，會從多方面嚴重影響汙水處理效果。壹方面，汙水中BOD5濃度低導致生物處理單元中微生物所需的有機物不足，影響脫氮效果。
另壹方面，當流入汙染物的濃度較低時，生物反應池中的曝氣量高於微生物需求。如果不能及時調整曝氣池的曝氣量，容易造成曝氣過度，導致活性汙泥沈澱分離效果差。
此外，我國南方冬季缺乏保溫措施，導致進水溫度低，不利於硝化、反硝化細菌的生長，出水NH3-N、TN濃度無法保證。除技術原因外，汙水廠的運行管理水平對出水水質也有重要影響。
汙水廠的運行是壹個復雜的過程。運行人員應充分利用各種工藝的靈活性，在水質和環境條件變化的情況下進行適當的調整，及時發現和解決問題。
除了壹定的物理、化學和微生物學知識外，操作人員還需要了解汙水處理的基本知識，工廠中構築物的功能，實驗室指標的意義和應用等。
在國外，汙水處理廠的運行通常是由醫生來完成的。在我國，由於薪酬水平等原因的限制，大部分汙水處理廠員工普遍學歷水平較低，技術素養不足，往往憑經驗操作汙水處理廠的工藝設施，嚴重制約和影響了汙水處理廠的整體運行水平。
1.4其他問題
隨著工業化和城市化的推進，城郊地區的生態環境問題日益突出。這種“結合”是城市與農村、農業與工業、農民與市民的結合，充滿了壹種不確定的、動態的過渡與轉化。
郊區城中村建築垃圾和生活垃圾隨處堆放，居民隨意排放生活汙水。流經的小河顏色發黑，垃圾漂浮，汙染嚴重。
如果不能得到有效控制，它將始終威脅著當地居民的健康。由於制度措施的不完善和管理的不到位，這樣的問題出現在城郊結合部。工業園區的發展對經濟發展的推動作用越來越顯著，但環境汙染也日益嚴重。
大型集中式工業園區壹般都有汙水處理廠。對於中小工業企業的大量廢水，經過預處理後與園區內的生活汙水結合，在實際運行中也存在很多問題。
壹是實際水量與設計不符。園區汙水處理廠設計階段，由於對發展規模預測不足，實際汙水量超過了汙水處理廠的處理能力。由於部分企業生產形勢不穩定，汙水處理廠處理能力不足。
二是實際水質與設計不符。實際入園企業類型與規劃不符，導致汙水特性變化較大，汙水廠難以達標排放。
2對策和建議
2.1政府統籌規劃，汙水處理廠和管網建設同步推進。
政府部門要結合各自職能，科學協調組織，實現汙水處理廠的長效管理[11]。住建部門會同環保、發改委等部門，緊跟城市發展步伐，牽頭編制汙水處理廠和汙水管網總體規劃，以前瞻性思維規劃設計汙水處理廠。
地方政府要制定促進汙水處理廠規範運行的政策，會同物價、住建、財政等部門研究制定與當地經濟社會發展水平相適應的汙水處理收費制度。
財政部門要加大對汙水處理廠的資金投入，創新投資建設運營模式，提高汙水處理廠運營人員的薪酬水平，吸引高層次、高素質的人才來運營管理。環保部門要加強對汙水處理廠出水水質的檢查和監督，對整改不力的要嚴肅查處。
2.2完善汙水收集系統，實現水濃度“雙提升”。
為了充分發揮汙水廠的效能，必須堅持廠網並舉，排水管網與汙水廠壹體建設。首先，加快新建汙水管網建設，從“用戶-支管-主管-汙水處理廠”構建路徑完整、銜接順暢、運行高效的汙水收集系統，提高現有汙水處理廠運行負荷。
其次，要加強老舊管網改造，修復滲漏嚴重的管網、排汙口、檢查井，減少管道淤積，確保收集的汙水水質水量穩定。再者，要徹底改造合流管網，在改造難度大的地區加快建設截流、調蓄等設施，減少雨季雨水對汙水處理廠水量和水質的影響。
2.3源頭分散初期雨水，減少進廠汙水量的變化範圍。
針對初期雨水影響來水水質水量的問題，宜在源頭處理。從初期雨水的特點和國內外初期雨水處理的經驗來看，初期雨水應在源頭收集，分散處理。集中收集初期雨水非常困難。主要原因是如果設置集中收集系統，上遊的初期雨水到達時，下遊已經是幹凈的雨水，很難保證20 ~ 30分鐘前的初期雨水能夠收集到。
已建成早期雨水收集系統的城市，應增設相應的終端處理設施，減少早期雨水對汙水處理廠水質的影響。有條件接入汙水處理廠的，應當論證汙水處理廠具備接收條件後方可接入。
2.4加強管網精細化管理，防患於未然。
重視汙水管網的日常管理和維護，加強管網精細化管理[12]。首先，要加強日常巡查，“修測”“定期體檢”，對現有管網進行修復。
采用閉路電視和QV對管道內部進行檢測，以掌握管道病害的分布和程度，為管道修復提供依據。其次，要實行定期清淤制度，保證汙水管道的正常暢通。
目前，大部分城市管線仍采用人工清淤，不僅工作環境惡劣，而且效率低下，不能滿足需求。可以引入疏浚機器人等高科技疏浚手段，實現自動化高效疏浚。
再者，排水管網數據的信息化處理，汙水管網水質在線監測系統的建立等。，實時掌握水質情況。當水質出現異常時，可以及時發現管段存在的問題，提醒汙水處理廠采取有效措施[34]。
2.5優化汙水處理廠服務範圍，提高標準，擴大容量。
汙水處理廠壹般位於城市建設區。隨著城市建設和城市更新的發展，城市汙水的快速增長與汙水處理廠或汙水系統擴建困難之間的矛盾日益突出。
在汙水處理廠超負荷運行的地區，通過服務範圍的調整，解決汙水處理廠汙水增量問題，意義重大。同時考慮提高汙水處理廠的處理能力，擴建汙水處理廠。
根據GB18918-2015《城鎮汙水處理廠汙染物排放標準(征求意見稿)》的要求，自16年7月起，新建汙水處理廠和敏感區域現有城鎮汙水處理廠均執行壹級A標準。
對於排放標準較低的汙水處理廠改造，要因地制宜選擇合理的改造措施，提高出水水質。升級路徑壹般包括水力改造、設備改造和工藝升級，其中汙水處理工藝改造是提高出水水質的關鍵。
生化系統處理主要去除TN和NH3-N，這兩項指標是生化系統改造的主要目標汙染物。TN的去除效率受到進水碳氮比的限制。由於我國大多數汙水處理廠的進水碳氮比較低，可以通過改善運行方式、合理利用內部碳源或添加碳源來提高反硝化能力。
當NH3-N不達標時，可在二級生物處理後增加曝氣生物濾池。涉及具體項目時，應根據“壹廠壹策、分類”的原則制定合適的工藝方案。
2.6整體配水與控水相結合
城市主城區的生活汙水應進行集中處理，通過汙水管網的建設和完善，將汙水收集到汙水處理廠進行集中處理。在郊區，有條件建設管網的城市應當逐步完善管網系統，對汙水進行集中處理。短期內無法建設管網系統的，應采取分散處理的措施。
分散式壹體化汙水處理裝置具有移動靈活、自動化控制程度高、處理效果好的特點。已廣泛應用於城中村等分散式汙水處理，是解決郊區水汙染的有效措施。
工業園區汙水廠存在的問題不是壹個企業的問題，需要靠改革發展來解決。應加強汙染源控制，工業企業應嚴格執行相關法律法規，確保廢水達標排放。
3結論
城市汙水處理及再生設施是城市發展不可或缺的基礎設施，是減少水體外部汙染的重要手段，保證其安全、穩定、高效運行對水環境管理具有重要意義。
目前，我國汙水處理廠的運行還存在壹些問題，有針對性地總結存在的問題，可以為今後汙水處理廠的科學管理奠定基礎。只有政府部門統籌規劃，加強頂層設計，不斷完善汙水收集系統，加強管網精細化管理，進行升級擴容建設，才能充分發揮汙水處理廠的環境效益，改善城市水環境質量，促進水環境治理成效的長期保持。
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