1、城市污水污染和處理現狀
自1985年以來(lái)，我國廢水年排放總量一直的維持在350～400億m3/a左右。1996年全國666個(gè)設市城市中532個(gè)城市沒(méi)有污水處理廠(chǎng)，134個(gè)城市建成的309座污水處理廠(chǎng)，城市污水處理總量?jì)H為44.6億m3，其中經(jīng)二級生化處理的僅占6.9%，有77.4%的城市污水未經(jīng)任何處理直接排入水體。1997年廢水排放量達到最高值416億m3，其中工業(yè)廢水排放量227億t，市政污水排放量189億t。1999年城市污水污染負荷首次超過(guò)了工業(yè)廢水污染負荷，我國水污染的重點(diǎn)已經(jīng)從工業(yè)點(diǎn)源為主的控制，逐步轉變?yōu)橐砸猿鞘形鬯廴緸橹鞯目刂?。根據建設部估計2000年廢水排放量為480億m3。
2、城市污水排放量的預測
目前，全國有設市城市640多個(gè)，建制鎮1.6萬(wàn)多個(gè)，人口約2.7億人。自90年代以來(lái)，我國的國民生產(chǎn)總值連續以8～11％的高速率的增長(cháng)，預計新世紀的頭20年內我國經(jīng)濟增長(cháng)將保持在6～9％的高、中速率穩定發(fā)展。污水量增加考慮上述因素按5%的速率考慮。到2010年增加污水量300億m3。
建制鎮的污水產(chǎn)生量，按照我國政府有關(guān)部門(mén)新制定的小城鎮發(fā)展規劃，今后新型小城鎮的發(fā)展重點(diǎn)為沿路、沿江河、沿海、沿邊境等地理位置和交通條件較好、資源豐富、鄉鎮企業(yè)有一定基礎或農村批發(fā)和專(zhuān)業(yè)市場(chǎng)初具規模的小城鎮；建設目標為布局合理、設施配套、交通方便、環(huán)境優(yōu)美、經(jīng)濟繁榮、各具特色、具有3 萬(wàn)左右人口規模的新型小城鎮。到2010年，全國城鎮人口達到5.6億人左右，城市化水平達到40%左右。2010年，全國設市城市達到1200個(gè)左右，建制鎮達到2.5－3 萬(wàn)個(gè)，到2010年，全國村鎮自來(lái)水普及率達到65%，小城鎮人均日用水量180升、村莊110升，依此計算村鎮年廢水量可能達到270億噸。
3、污水處理率與投資估算
考慮現狀污水量、污水增量和建制鎮污水量，到2010年污水排放總量為1050億m3/a。 綜上所述，考慮現狀污水量、污水增量和建制鎮污水量，到2010年城市污水排放總量為1050億m3。根據《國民經(jīng)濟和社會(huì )發(fā)展“九五”計劃和2010年遠景目標綱要》的要求，到2010年城市污水處理率要達到50%，則需增加500億m3/a(1.4億m3/d天)的處理規模。城市污水污水量和投資按增長(cháng)速率預測見(jiàn)表1。達到50%的污水處理率，按靜態(tài)投資(考慮配套管網(wǎng))處理每立方米污水投資為2000-3000元，則需投資3000-4000億元。根據對于污水處理程度和污水量的增長(cháng)，對于城市污水處理廠(chǎng)的主要技術(shù)設備(特別是二級處理相關(guān)設備)的市場(chǎng)份額分析見(jiàn)表2。為擴大內需，帶動(dòng)經(jīng)濟發(fā)展，1998年以來(lái)，國家加大了基礎設施的投入，城市基礎設施成為其中重要的一部分，目前發(fā)行的1000億國債中將有300億用于城市基礎設施建設。在地方上報建設部的給水排水建設項目中，供水項目322個(gè)、污水項目208個(gè)，總投資將達1100億元。1999年國家增發(fā)650億其中一部分國債主要用于1998年的在建項目和一些新建項目。如此巨大的投資和市場(chǎng)份額，這對我國水工業(yè)的發(fā)展既是機遇又是挑戰。
面對中國環(huán)境污染治理的如此巨大的市場(chǎng)，外國公司已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入。目前許多城市污染處理廠(chǎng)利用外資建設，如1996-1998年有數十個(gè)外資貸款項目建設城市大型污水處理廠(chǎng)，其中的不少關(guān)鍵設備和配套產(chǎn)品從國外進(jìn)口。由于國外的水處理產(chǎn)品技術(shù)成熟、質(zhì)量較好、服務(wù)上乘，對我國水處理產(chǎn)業(yè)提出了嚴峻挑戰。
二、城市污水處理技術(shù)發(fā)展
1、城市污水處理工藝
我國城市污水處理技術(shù)從“七五”國家科技攻關(guān)開(kāi)始逐步進(jìn)行研究。“七五”和“八五”攻關(guān)項目在氧化塘、土地處理和復合生態(tài)系統等自然處理技術(shù)方面的研究較多，以這些成果為設計依據。建立了一些氧化塘、土地處理城市污水示范工程。在人工處理技術(shù)方面，“八五”對高負荷活性污泥、高負荷生物膜、一體化氧化溝技術(shù)進(jìn)行了深入研究，引進(jìn)、開(kāi)發(fā)了A/B、A/A/O、A/O、B/C、SBR等處理工藝，研究成果已被應用于大批污水處理廠(chǎng)；城市污水廠(chǎng)污泥處置問(wèn)題在“九五”科技攻關(guān)中受到重視，并配套開(kāi)發(fā)成套的污泥處理。“九五”期間工藝技術(shù)研究重點(diǎn)為中小城鎮簡(jiǎn)易高效污水處理實(shí)用的成套技術(shù)，解決人工處理能耗高、自然處理占地大等問(wèn)題。
經(jīng)過(guò)“七五”、“八五”和“九五”期間的努力，我國在城市污水處理技術(shù)方面取得了較大的成就，攻關(guān)成果豐碩。就工藝技術(shù)的廣度而言，與國際上的差距已經(jīng)縮小。目前在水污染治理技術(shù)上，已能提供下列技術(shù)的工藝參數。傳統活性污泥法技術(shù)包括傳統法、延時(shí)法、吸附再生法和各種新型活性污泥工藝，如：SBR、AB法和氧化溝技術(shù)等等；A-O法和A2-O技術(shù)；酸化(水解)-好氧技術(shù)；多種類(lèi)型的穩定塘技術(shù)；土地處理技術(shù)等等。這已經(jīng)可以滿(mǎn)足大多數城市污水污水治理的要求。
2、城市污水處理技術(shù)問(wèn)題討論
從20世紀60-70年代，氧化溝和SBR工藝發(fā)展迅速，近年來(lái)成為我國城市污水處理廠(chǎng)占主導性的工藝。而曝氣生物濾池和一級強化工藝是國際上20世紀80年代末、90年代初新開(kāi)發(fā)的、具有發(fā)展潛力的高效城市污水處理工藝。城市污水處理新工藝---水解-好氧生物處理工藝是我國自主知識產(chǎn)權的工藝。我國在近年引進(jìn)了很多國外的新工藝，建立了相當多的工程，這些工作是我國在城市污水領(lǐng)域的寶貴財富，應該對此進(jìn)行系統的總結。但我國的污水處理技術(shù)研究以單項研究為主，且偏重于工藝研究，缺乏足夠的系統性、完整性，也缺乏綜合性的比較研究和技術(shù)經(jīng)濟評價(jià)體系。這也是近年來(lái)，首先流行AB工藝，然后流行三溝氧化溝，以及其他形式的氧化溝，目前又在流行SBR工藝的原因所在。缺乏全面和綜合比較能力，在很長(cháng)的一段時(shí)間內國外的新技術(shù)和新產(chǎn)品就不斷沖擊國內市場(chǎng)，國產(chǎn)技術(shù)總是無(wú)法在市場(chǎng)上占有一席之地。
從另一方面講，目前我國城市污水處理廠(chǎng)普遍采用的工藝為普通活性污泥法、氧化溝法、SBR(間歇式活性污泥)法、AB法等，這與美國、德國等發(fā)達國家所采用的技術(shù)與工藝幾乎處在同一水平上，而我國的國民生產(chǎn)總值遠遠低于上述國家。上面各項技術(shù)是國外在水污染控制中，被證明是行之有效的技術(shù)。但以上的技術(shù)并不一定是先進(jìn)的技術(shù)，特別并不一定都完全適合我國的國情。
例如：目前國內大多采用國外引進(jìn)的氧化溝、延時(shí)曝氣的SBR等工藝。延時(shí)曝氣是一種低負荷工藝，對于我國這樣一個(gè)資源不足、人口眾多的發(fā)展中國家，是否適合推廣這種低負荷的活性污泥工藝是值得推敲的問(wèn)題。首先，低負荷的曝氣池的池容和設備是中、高負荷活性污泥工藝的幾倍，所以相應的投資要高數倍；其次，延時(shí)曝氣對污泥是采用好氧穩定的方法，其能耗比中、高負荷活性污泥要高40～50%左右；能耗增加固然帶來(lái)了直接運行費的增加，同時(shí)還要增加間接投資。據資料報道目前每kW發(fā)電能力脫硫需要投資1000美元，則每萬(wàn)噸污水增加的脫硫投資需要70萬(wàn)元。如果按脫硫投資為電站投資10%計，則增加的電廠(chǎng)投資為700萬(wàn)元，這接近污水處理單位投資的50%。從可持續發(fā)展角度講，采用延時(shí)曝氣的低負荷工藝，如氧化溝工藝等等是不適合中國國情的。
從城市污水污泥處理和處置方面，在我國還剛剛起步與國外先進(jìn)國家相比尚有較大差距。隨著(zhù)大量污水處理廠(chǎng)的投產(chǎn)，污泥產(chǎn)量將會(huì )有大幅度的增加。污泥厭氧消化的投資高，污泥處理費用約占污水處理廠(chǎng)投資和運行費用的20-45%。并且污泥厭氧消化處理技術(shù)較復雜。在我國僅有的十幾座污泥消化池中，能夠正常運行的為數不多，有些池子根本就沒(méi)有運行。這也是導致我國近年大量采用帶有延時(shí)曝氣功能的氧化溝等技術(shù)的原因。所以采用高效(高負荷)、低耗污水處理工藝的關(guān)鍵之一是解決城市污水廠(chǎng)污泥處理技術(shù)，可以講今后我國城市污水工藝的進(jìn)步在很大程度上取決于污泥處理和利用技術(shù)的進(jìn)步。能否解決好污泥問(wèn)題是污水凈化成功與否的決定性因素之一。為了解決這一問(wèn)題有必要加強污泥處理與利用的研究。從污泥最終處置的出路來(lái)看，污泥農用從我國具體情況來(lái)說(shuō)是最為可行和現實(shí)的處置方案。結合污泥的最終處置考慮污泥堆肥和利用，是適合我國國情的污泥處理工藝另外一條技術(shù)上可行，經(jīng)濟是有利的技術(shù)途徑。
由于我國經(jīng)濟發(fā)展水平還較低，資金匱乏，投資力度不足等諸多因素，導致目前發(fā)達國家大批水處理環(huán)保企業(yè)采取貸款方式，大舉進(jìn)軍我國水處理環(huán)保市場(chǎng)。1988年以來(lái)，我國開(kāi)放了城市基礎設施的建設，給水排水利用外資建設項目共約200個(gè)，總金額達78億美元。由于外資的利用，特別是利用了歐洲發(fā)達國家的政府貸款(只能用于購買(mǎi)貸款國的設備)，雖然推動(dòng)了一批現代化污水處理廠(chǎng)的建設，但是增加了工程投資(國外設備的價(jià)格一般是國內設備的4-6倍)和今后的日常維護費用(需要外匯更新配件)。同時(shí)也嚴重抑制了國內污水處理設備制造業(yè)的發(fā)展。由于技術(shù)和資金投入不足使國內污水處理設備無(wú)法達到國際水平。但總體上我國機電設備制造業(yè)經(jīng)過(guò)適當重組、調整和改造是能夠制造所需的污水處理成套設備的。目前，我國城市污水處理約90％來(lái)自于國際各種貸款，基本被國際各大公司所占領(lǐng)。#p#分頁(yè)標題#e#
三、我國城市污水處理發(fā)展趨勢
水污染控制技術(shù)涉及到有關(guān)水處理技術(shù)研究開(kāi)發(fā)、工程設計、工程實(shí)施、設備加工和運營(yíng)管理等各個(gè)方面。但是，從水處理技術(shù)市場(chǎng)化和產(chǎn)業(yè)化的觀(guān)點(diǎn)，特別是從投資結構的劃分，水處理技術(shù)產(chǎn)業(yè)可以分為：1) 工藝技術(shù)；2) 工程和設備產(chǎn)業(yè)化；3) 設施運營(yíng)產(chǎn)業(yè)化等三個(gè)部分。我國下一步主要任務(wù)是在以上三個(gè)方面進(jìn)行重點(diǎn)發(fā)展。
1、大力發(fā)展先進(jìn)的水處理工藝技術(shù)
對于我國這樣一個(gè)污染嚴重、資源短缺，并且社會(huì )主義初級階段的國家，先進(jìn)的水處理工藝的標準應該是適合我國國情、高效、低耗和低成本的污水處理技術(shù)。各類(lèi)效率高、投入低、可達到一定治理深度的城市污水處理新技術(shù)，對經(jīng)濟尚不夠發(fā)達而污染亟待治理的我國，尤其是絕大多數沒(méi)有污水處理設施的17000多個(gè)建制鎮，在一段時(shí)期內都將具有重要意義。因此，迫切需要一批能滿(mǎn)足排放要求、處理效果好、基建和運行費用低的污水處理新技術(shù)和新工藝。因此，國家環(huán)?？偩痔岢鲂枰⑴c我國現階段國情相適應的、經(jīng)濟實(shí)用的先進(jìn)工藝技術(shù)的示范工程，示范工程應該滿(mǎn)足：1) 噸水投資低，噸水造價(jià)應該控制在800元；2) 運行費用低，噸水運行費應該控制在0.3元以下；3) 在工程中采用國產(chǎn)化的設備，并且采用總承包和實(shí)施運營(yíng)的機制。
達到上述目標，需要在新工藝、新材料和高新技術(shù)的應用和示范上加大力度。眾所周知高效工藝可以大幅度降低污水處理的基建投資，比如目前國內延時(shí)曝氣的氧化溝和SBR工藝一般在0.05-0.07kgBOD/m3.d，與中、高曝氣池負荷(0.3-0.5kgBOD/m3.d)相差幾倍甚至到十倍，這樣曝氣池的投資也相應增加幾倍甚至到十倍。從新工藝角度講現有的物化-生化工藝、水解-好氧工藝、曝氣生物濾池和高、中負荷的好氧工藝以及厭氧－好氧處理技術(shù)等工藝都是有希望的新工藝，但需進(jìn)一步完善。要在短期內提高污水處理率，除了制定合理可行的產(chǎn)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟政策、加大建設城市污水處理廠(chǎng)的投資力度外，必須依賴(lài)技術(shù)進(jìn)步，盡快開(kāi)展一些先進(jìn)的污水處理工藝示范推廣工作。
同樣，新材料和新施工方法的利用可以降低工程造價(jià)。比如德國國外百樂(lè )卡(Biolack)技術(shù)，采用高密度聚乙烯作水處理的構筑物的防滲材料，降低了水處理構筑物的造價(jià)。在污水處理構筑物方面可以推廣國外先進(jìn)的制罐技術(shù)，如拼裝式反應器。將處理構筑物設備化，以快速低耗的設備型式，成套提供城市污水處理的單元反應器設備；提高水處理設備的成套化和設備化，將完整工藝技術(shù)、成熟自控技術(shù)、以及嚴格的制造技術(shù)結合為一體，設計生產(chǎn)具有高科技含量的的廢水處理成套設備；
另外，高新技術(shù)的使用特別是高度自動(dòng)控制系統，使電氣控制、儀表、計算機一體化，即監、控、管一體化是環(huán)保廠(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的必然要求和發(fā)展趨勢。污水處理廠(chǎng)自控程度的提高，給運行管理機制改變、基建費用的降低和運行成本減少帶來(lái)一系列好處，根據國際上發(fā)展的趨勢，大力發(fā)展我國的環(huán)保自控技術(shù)和設備，是提高我國的環(huán)保工程管理水平和處理設施穩定運行的根本保障。
2、大力推進(jìn)水處理技術(shù)和設備的產(chǎn)業(yè)化
水污染控制的實(shí)施是通過(guò)工程設施和技術(shù)裝備來(lái)實(shí)現。當前水處理工程有以下特點(diǎn)：首先，工程中設備和施工技術(shù)含量及投資比例不斷提高，從而反映了水處理工程技術(shù)的設備化、產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化的趨勢。我國需要建立污水處理成套設備產(chǎn)業(yè)基地，建立污水處理成套設備產(chǎn)業(yè)基地，水污染控制的實(shí)施是通過(guò)工程設施和技術(shù)裝備來(lái)實(shí)現，我國需要建立污水處理成套設備產(chǎn)業(yè)基地；其次，工程市場(chǎng)已由傳統的承發(fā)包方式引入了國際通用的“Turnkey”總承包的運作方式。參與這種工程和設備總承包的“工程公司”在國際已是一個(gè)跨行業(yè)的產(chǎn)業(yè)。工程公司一般是具有系統設計、工程管理、設備集成、安裝調試和運行培訓的綜合能力的大型公司，我國目前還缺乏這樣具有綜合能力的大型專(zhuān)業(yè)工程公司。
水污染控制的實(shí)施是通過(guò)工程設施和技術(shù)裝備來(lái)實(shí)現。我國需要建立污水處理成套設備產(chǎn)業(yè)基地。對于不同規模和類(lèi)型城市污水處理廠(chǎng)，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展目標是不一樣的。
1) 超大型城市污水處理廠(chǎng)建設
污水量≥20萬(wàn)m3/d這一類(lèi)的城市污水處理廠(chǎng)在全國總共不超過(guò)100個(gè)，但是占污水排放總量的30%～50%。雖然在90年代初期和目前正在建設的超大型項目已有一部分，由于項目的重要性和資金來(lái)源有保障，近期建設的重點(diǎn)仍然是這一類(lèi)的污水處理廠(chǎng)。根據國內外的經(jīng)驗對于超大型城市污水處理廠(chǎng)采用的工藝大多是比較成熟的傳統活性污泥工藝，因此相關(guān)設備發(fā)展重點(diǎn)是大型污水處理廠(chǎng)的單項技術(shù)設備(特別是二級處理相關(guān)設備)。其中包括：
?、?大型自動(dòng)格柵除污設備；
?、?各種成套除砂、洗砂設備；
?、?大型沉淀池刮吸泥設備；
?、?高效曝氣設備；
?、?大型污水通用機械設備，如離心風(fēng)機、污水泵等；
?、?大型濃縮、脫水一體化設備；
?、?污泥消化成套設備；
?、?沼氣利用成套設備；
?、?配套的自控系統和儀器儀表等；
?、?污泥處理和處置成套設備，如堆肥、造粒裝置等等。
2) 大、中型城市污水處理廠(chǎng)建設#p#分頁(yè)標題#e#
由于城市污水廠(chǎng)污泥采用厭氧消化處理技術(shù)，污泥厭氧消化的投資占污水處理廠(chǎng)投資的30%～40%，并且污泥厭氧消化處理技術(shù)較復雜。這一問(wèn)題一直沒(méi)有達到很好的解決，我國的污泥處理處置與利用起步晚，不論是科研開(kāi)發(fā)，還是工程實(shí)踐，均遠遠落后于發(fā)達國家和國內需求。因此根據大、中型城市污水處理廠(chǎng)的特點(diǎn)，近期眾多城市采用低負荷氧化溝和SBR工藝采用好氧穩定污泥的方法。對于中型污水處理廠(chǎng)的發(fā)展重點(diǎn)是對已基本掌握的氧化溝法和SBR等處理工藝技術(shù)加速推廣，同時(shí)要加快這幾種工藝的專(zhuān)用設備的國產(chǎn)化、規?；a(chǎn)，形成從設計、設備制造、項目建設到運行管理的總體能力。形成如下設備的生產(chǎn)能力：
?、?氧化溝的曝氣設備：如轉刷、轉盤(pán)和表曝機；
?、?污泥濃縮、脫水一體化設備；
?、?SBR工藝中的潷水器；
?、?SBR專(zhuān)用曝氣設備；
?、?SBR自控設備。
3) 中、小城鎮污水處理廠(chǎng)建設
對于我國大量的中、小城鎮產(chǎn)生的污水量≤5萬(wàn)m3/d的小型城市污水處理廠(chǎng)，是我國水污染控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于我國目前還處于社會(huì )主義發(fā)展的初級階段。大多數中小城鎮處于不太發(fā)達的農村地區，但是其造成污染的是量大面廣，是我國下一階段三湖三河治理的重點(diǎn)。根據這一特點(diǎn)必須開(kāi)發(fā)中小城鎮適用的簡(jiǎn)易高效污水處理成套技術(shù)，重點(diǎn)要解決城市污水處理廠(chǎng)的三高問(wèn)題，即投資高、電耗高和運行費用高。以水解－好氧生物處理工藝、曝氣生物濾池等為代表的低耗、高效工藝可以滿(mǎn)足這一需求。因此對于小型城市污水處理廠(chǎng)需要作如下工作：
?、?適用的簡(jiǎn)易、高效城市污水處理裝置成套化；
?、?簡(jiǎn)易高效城市污水處理裝置的全自動(dòng)化；
?、?污泥堆肥、造粒制肥技術(shù)成套化。
3、大力鼓勵水處理設施運營(yíng)產(chǎn)業(yè)化
根據污水處理廠(chǎng)建設投資估算，今后城市污水處理廠(chǎng)的運營(yíng)費用逐年增加到2010年可以達到40億元/a。污水處理設施的運營(yíng)產(chǎn)業(yè)化涉及兩個(gè)層次的問(wèn)題，其一是傳統的技術(shù)服務(wù)的范圍不斷擴展。由于環(huán)境法規健全和執法力度的加強，對于水處理設備運行的達標率和完好率要求更高，因此技術(shù)要求的時(shí)效性不斷加強；同時(shí)隨著(zhù)社會(huì )主義市場(chǎng)經(jīng)濟的發(fā)展，BOT方式的引入在水處理領(lǐng)域也會(huì )逐步打破傳統甲、乙方概念，產(chǎn)生甲、乙方角色互換，導致了類(lèi)似于物業(yè)管理型的技術(shù)服務(wù)需求。這對技術(shù)服務(wù)提出了更高層次的要求。因此，技術(shù)服務(wù)范圍的擴展、要求的加強和形式的更新等一系列變化，導致技術(shù)服務(wù)市場(chǎng)內涵的擴大。
其二是隨著(zhù)甲、乙方角色互換，資金籌措方式的發(fā)生了改變。計劃經(jīng)濟導致目前絕大多數污水處理廠(chǎng)的現狀是：由政府投入巨額資金或利用外國政府貸款建設，建成后多為事業(yè)單位編制，運行經(jīng)費由政府有關(guān)部門(mén)核定撥給，相當一部分污水處理廠(chǎng)運行費用嚴重不足。這使污水處理廠(chǎng)的良好運行、投資回收、資金還貸等沒(méi)有保證，甚至出現了即使“有錢(qián)建”也“無(wú)錢(qián)養”的局面。
采用BOT投資方式有利于降低工程投資，提高污水處理廠(chǎng)的運行管理水平，同時(shí)還能大大減輕地方政府的經(jīng)濟壓力，并加快基礎設施建設步伐，滿(mǎn)足全社會(huì )對公共工程和基礎設施的需求。金融業(yè)也進(jìn)入了水污染控制市場(chǎng)，今后各種基金、上市公司、投資公司和銀行將加速投入這一市場(chǎng)，在將加劇這一市場(chǎng)的競爭，但是同時(shí)無(wú)疑會(huì )促進(jìn)水污染控制市場(chǎng)的成熟和發(fā)展。因此，水污染控制市場(chǎng)具有設備化、專(zhuān)業(yè)化、資本化和開(kāi)放性的特點(diǎn)，從事水污染控制的研究、設計和生產(chǎn)部門(mén)要適應這種產(chǎn)業(yè)化形式。
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