维普资讯 http://www.cqvip.com 第１卷第１期 三峡环境与生态 Ｖｏｌ＿１ Ｎｏ．１ ２００８年７月 Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｅｃｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｊｕ１．２００８ 西部小城镇污水处理经济适用技术分析 何 强，吴正松，彭述娟，陈 迅 （重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆４０００４５） 摘要：中国西部小城镇的实际情况决定了其污水处理技术不能照搬东部地区现有的技术和经验。论文调 查分析了中国东部地区污水处理的现状、存在的问题和发展趋势，结合西部小城镇社会经济和自然地理条件，分析 了西部小城镇污水处理的技术需求，并针对不同地区的自然环境特征提出了相对较为适宜的污水处理技术。 关键词：西部小城镇；污水处理；经济适用技术 中图分类号：Ｘ５０５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—２８４２（２００８）０１—００５２—０４ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｆｅａｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｃｏｓｔ－－ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｃｈｉｎａ ｔｏｗｎｓ ＨＥ Ｑｉａｎｇ，ＷＵ Ｚｈｅｎｇ—ｓｏｎｇ，ＰＥＮＧ Ｓｈｕ—ｊｕａｎ，ＣＨＥＮ Ｘｕｎ （Ｋｅｙ Ｌａｂ ｏｆ Ｅｃｏ—Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｒｅｓｅｒｖｉｏｒ Ｒｅｇｉｏｎ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０００４５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｓｐｅｃｉａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｃｈｉｎａ ａｒｅａ ｈａｓ ａ ｓｐｅｃｉａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔ— ｍｅｎｔ ａｎｄ ｃａｎ ｎｏｔ ｃｏｐｙ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｓ ｏｆ Ｅａｓｔｅｒｎ Ｃｈｉｎａ ａｒｅａ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅｄ ｓｔａｔｕｓ ｑｕｏ，ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｆｏｒ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｅａｓｔｅｒｎ Ｃｈｉｎａ ａｒｅａ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｓｏ－ ｃｉａｌ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｓｉｔｕａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａ１ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ。ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔ— ｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅｓｅ ｔｏｗｎｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ。ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｃｏｓｔ—ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｏｆ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎ Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｃｈｉｎａ ｔｏｗｎｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｒｅｇｉｏｎｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎａｔｕｒａｌ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｗｅｓｔｅｒｎ Ｃｈｉｎａ ｔｏｗｎｓ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｆｅａｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｃｏｓｔ—ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 中国西部地区地域辽阔，自然地理环境复杂多 国西部小城镇社会、经济、环境特点，借鉴东部发达 样，气候条件差异显著；经济发展相对落后，农村贫 地区经验的基础上，结合西部小城镇的实际，对污水 困人口占全国农村贫困人口的４８．１８ ，国家级贫 处理技术进行了分析，以期为中国西部小城镇选用 困县占全国６１．８％［１ ］。 适宜的污水处理技术提供参考。 我国现有城市污水处理厂８Ｏ 以上采用活性 污泥法。随着我国对环境质量要求的提高，特别是 ｌ 中国东部地区污水处理现状分析 修订后的国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》 １．１ 东部地区污水处理现状 （ＧＢ１８９１８—２００２）对出水氮、磷的要求的提高，使得 新建城镇污水处理厂必须考虑氮磷的去除问题，由 ８Ｏ年代以前，东部城市污水处理处于起始阶 此开发了改良Ａ／Ａ／（）工艺、回流污泥反硝化生物 段，采取的工艺通常为普通活性污泥法，投资大，运 除磷工艺、曝气生物滤池工艺等。本论文在分析中 行费用高；８０年代污水处理厂工艺仍然以活性污泥 法为主，但逐步被改良的活性污泥法所取代，这时 收稿日期：２００８－０５－３０ 期，工艺流程简单、运行稳定、管理方便、出水水质好 基金项目：中荷国际合作“中国西部小城镇环境基础设施经济适用技 的氧化沟处理工艺得到了推广应用。９０年代以来， 术与示范”（ＭＯＣ－－ＮＧＧＰ一２００３）。 作者简介：何强（１９６５一）。男，江苏江阴人，教授，主要从事水处理理 随着城市污水处理事业的快速发展，不同类型的氧 论与技术、绿色建筑与水资源利用技术研究。 化沟在东部污水处理厂相继投入使用，各种具有除 维普资讯 http://www.cqvip.com １期 何 强等：西部小城镇污水处理经济适用技术分析 ５３ 磷脱氮的新工艺（如ＡＢ法、Ａ／Ｏ、Ａ ／ｏ、ＳＢＲ及其 变形工艺等）继氧化沟后，也逐渐成为污水处理工艺 的主流。 １．２ 东部地区污水处理存在的主要问题 尽管东部地区经济较发达，其运用的污水处理 工艺投资相对较高，设备先进，但在实际运作中也存 在着一些问题，主要包括： （１）城市污水处理厂的运营缺乏有效的机制，环 境监管难以到位。在所调研的污水处理厂中，９Ｏ 以上的污水处理厂的运营仍由包办。 （２）污水收集管网建设滞后，雨水管道混接现象 严重，排水系统的整体效率仍较低下。 （３）污水处理收费标准低，征收不到位。 （４）部分工业企业超标、超总量排污，使得污水 处理厂的实际运行水质高于设计水质，影响城市污 水处理厂的正常运行。另外，污泥无害化处理能力 严重不足，存在着二次污染隐患。 １．３ 东部地区污水处理的发展趋势 从工艺的选择上，东部地区的污水处理厂大多 还是采用比较成熟的工艺；在实际运作中，他们不单 纯追求工艺上的先进性，还要结合当地的经济、运行 环境和人力资源等因素来综合考虑。其发展趋势主 要如下： （１）水体富营养化的现象得到广泛关注，对现有 污水处理厂进行提质改造，增强除磷脱氮功能，以减 轻对水体的污染。 （２）发挥市场作用机制，吸收社会资本和外资进 入污水处理市场。如浙江温州、江苏泰州等地积极 推行ＢＯＴ投资运行模式，解决了建设资金短缺，运 行效率低下等问题。 （３）单独分散处理转为城市集中处理，为城市污 水回用提供了水质和水量的保证。中水回用与分质 供水，建立水资源循环型社会提上了议事日程。 ２ 西部地区污水处理现状与技术要求 ２．１ 西部地区污水处理现状 西部地区的城市和工业集中地区大部分环境污 染相当严重，流经城市的河流水质恶化，目前仅有几 个省会城市和一些旅游城市及三峡库区建有城镇污 水处理厂，其它城镇特别是小城镇的生活污水基本 上直排江河。在西部已建成的污水处理厂中，绝大 部分采用活性污泥法工艺，如：Ａ／Ｏ工艺、氧化沟工 艺、ＳＢＲ工艺等。一些旅游城市对处理要求较高， 也有采用Ａ。／ｏ工艺、ＩＣＥＡＳ工艺的。根据当地自 然、社会经济条件具体情况有所不同。但总的来说， 污水处理厂较少，小城镇污水处理率仅有０．３ 。 ２．２ 西部地区污水处理率低的原因 （１）从经济发展水平来看：西部地区是我国主要 的经济落后区，尽管国家西部大开发战略使西部经济 取得了长足的发展，但与东部地区相比还有相当大的 差异，而且这种差距还在逐步加大。从经济总量看， 目前东部地区人均ＧＤＰ是西部地区的２．２倍，比改 革开放之前增加０．５个百分点。从１９９９到２００６年７ 年多的时间里，东西部地区人均ＧＤＰ的差距由６４３０ 元扩大到１５９８１元，增加近１５０Ｖｏｏ。从人均收入水平 看，东部地区城镇居民人均可支配收入和农村居民人 均纯收入都是西部地区的１．５倍，比改革开放之前分 别增加０． ５个和０．４个百分点 ］。 落后的经济发展水平一方面导致环境基础设施 投入不足，有限的环境基础设施运行费用的承受能 力使得投资和运行成本难以收回，很多企业不愿意 投资于西部小城镇环境基础设施建设；另一方面自 身经济实力的不足使得西部地区在污水处理技术研 发、工程设计、施工建设和运行管理等方面的投入较 少，到目前为止还没有相对成熟的适合西部小城镇 自身特色的污水处理技术体系和相应的管理经验。 （２）从自然地理条件来看：中国西部地区位于长 江、黄河的上游，自然地理环境复杂多样，气候条件 差异显著，地质条件多变，地貌类型多样，交通不发 达等客观因素造成了在西部地区进行环境基础设施 建设所需要的投资较东部平原地区昂贵。例如东部 地区污水处理投资平均在１５００元／（ｍ。・ｄ ）左 右，而三峡库区的污水处理投资平均在２５００元／ （ｍ。・ｄ ）以上。 （３）从人力资源来看：西部地区教育相对落后、 高等文化程度人口比重低，而文盲率高。目前西部 地区的文盲人口有３２０６万约占全国文盲人口总数 的３７．６９ ，城镇人口的文盲率均高于全国的平均 值Ｌ４］。这种低质量的人力资源素质很难满足现代社 会对劳动者知识技能的需要。另外，由于西部地区 经济发展活力不够，缺乏对人才的吸引力和对人力 资源开发的动力，使原本就很匮乏的人才问题变得 更加严重。由于上述原因，使得西部地区在城市污 水处理率和污水处理厂集中处理率均低于全国平均 水平和东部地区，详见表１。 维普资讯 http://www.cqvip.com ５４ 三峡环境与生态 １卷 表１ ２００６年中国各地区城市污水处理率 ２．３ 西部小城镇污水处理工艺适用技术研发 和污水处理厂集中处理率 。 （ ） 本研究在分析中国东部地区污水处理的现状、 存在的问题和发展趋势的基础上，针对西部小城镇 特点，着重对以下技术进行了改进或开发，并在四 川、云南和重庆市小城镇进行了工程示范。各工艺 技术评估指标比较见表２，各适用技术经济指标比 较见表３。 表２各适用工艺技术指标比较 表３各适用工艺经济指标比较 ２．４西部小城镇污水处理技术推荐 云南省的西部和自治区等地区可选用曝气生物 （１）通过对小城镇的实地调研和有关文献分析， 滤池、生物接触氧化法、活性污泥和生物膜混合工 中国西部小城镇污水处理技术应着重考虑以下要 艺、改良型ＳＢＲ工艺等，对于地形相对较为平坦的 求：投资省，运行费用低；操作管理简单；抗冲击负荷 地区，还可以选用改良型氧化沟、人工湿地、土地处 能力强；处理效果稳定，具备脱氮除磷功能；适合当 理法等工艺技术。 地独特的自然条件。 ②西北缺水地区：包括、内蒙古、甘肃、宁夏 （２）通过对东部地区污水处理技术和经济的分 等地区，污水处理技术宜简易处理为主，同时强调水 析以及各适用工艺技术评估指标和技术经济指标的 的回收利用，可以充分利用该地区广大的沙漠化土 比较，并根据西部小城镇的地域特征，笔者对中国西 地，大力推广污水的土地处理技术。污水经处理后 部小城镇的污水处理技术作以下推荐： 可作为市政杂用水或回灌地下水，一方面可解决水 ①高原寒冷地区：包括青海省、四川省西南部、 污染问题，另一方面可部分缓解水危机。 维普资讯 http://www.cqvip.com
１期 何强等：西部小城镇污水处理经济适用技术分析 ５５ ③西南丘陵地区（三峡库区）：包括重庆、四川Ｉ部 宜。综合比较基建投资、运营费用和管理水平等因 分地区拟选用曝气生物滤池、生物接触氧化法、简易 素，ＩＣＥＡＳ、ＳＢＲ及其变型工艺、人工湿地、ＢＡＦ工 ＳＢＲ、ＢＩＯ１ ＡＫ等工艺。如果城镇周围有较大面积 艺和改良型的氧化沟工艺在西部小城镇均具有较好 的荒地，则人工湿地技术是较为理想的选择；在地形 的适用性，可根据当地自然和社会经济等各方面条 较陡的情况下，还可以充分利用地形，进行自然曝气 件综合考虑选择具体的污水处理工艺。 复氧，提高处理效率。 ④平原地区：主要包括成都平原、广西盆地和关 参考文献： 中盆地等地区可以选用氧化沟系列工艺、ＢＩＯＬＡＫ、 ［１］曹玉书．西部大开发战略研究．北京：中国物价出版社，２００３． 曝气生物滤池、改良型ＳＢＲ、人工湿地等工艺。 ［２］李桂珍．西部地区农村贫困现象的哲学反思．甘肃农业，２００５， ２：２０ ２１． ［３３林钢铁．贯彻落实科学发展观，推进东西部地区互动合作．中国 ３ 结论 金融，２００８，４：１６—１９． 辽阔的地域，复杂的自然地理环境，落后的经济 ［４］王琳．西部地区人力资源开发的现状及思路．发展，２００７，ｌ： 发展水平，匮乏的人才资源决定了西部小城镇的污 ６２ ６３． 水处理技术不能一味照搬东部的模式，但可以借鉴 ［５］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｔａｔｓ．ｇｏｖ．ｃｎ 东部地区的成功经验并根据自身的实际情况因地制 石 穹 ｅ； 石＼ ＼ 、 霄 ； ； 分 ＼ ＼ ； ｅ ； ｅ石＼ ；＼ ｝ 石 （上接第５１页） ［９］ 吴高明等．焦化废水（液）物化处理技术研究［博士论文］．武汉： ｔｅｒｉｕｍ ｉｎｄｏｌｉｃｕｍ（ＤＳＭ ３３８３）．Ａｐｐ１．Ｍｉｃｒｏｂｉｏ１．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ， 华中科技大学，２００６． １ ９９７，４７：２９２－３００． ［Ｉｏ］ Ｔｈｏｍｓｅｎ Ａ．Ｂ．Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ ｂｙ ｗｅｔ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ—— ［１８］ Ｉ ｉｕ Ｓｈｉｕｍｅｉ，Ｊｏｎｅｓ Ｗ Ｊ，Ｒｏｇｅｒｓ Ｊ Ｅ．Ｂｌｏｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｋｉｎｅｔｉｃ ａｓｐｅｃｔｓ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ．Ｗａｔｔｅｒ Ｒｅｓ．，１９９８， ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ ａｎｄ ｍｅｔｈｙｌｑｕｉｎｏｌｉｎｅｓ ｉｎ ａｎ—ｏｘｉｃ ｆｒｅｓｈｗａｔｅｒ ｓｅｄｉ— ３２，１３６ １４６． ｍｅｎｔ．Ｂｉ０ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ，１９９４，５（２）：１１３ １２１． ［Ｉ１］ ＳＦｅｔｚｎｅｒ．Ｂａｃｔｅｒｉａｌ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｐｙｒｉｄｉｎｅ，ｉｎｄｏｌｅ，ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ， ［１９］ Ｉ ｉｃｈｔ Ｄ，Ｊｏｈａｎｓｅｎ Ｓ Ｓ，Ａｒｖｉｎ Ｅ，ｅｔ ａ１．Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎ— ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｅｄｏｘｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ａｐｐｌ Ｍｉ— ｄｏｌｅ ａｎｄ ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ ｂｙ Ｄｅｓｕｌｆｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｉｎｄｏｌｉｃｕｍ（ＤＳＭ ｃｒｏｂｉｏｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，１ ９９８，４９：２３７ ２５０． ３３８３）．Ａｐｐ１．Ｍｉｃｒｏｂｉｏ１．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，１９９７，４７：１６７ １７２． ［Ｉ２］ 申海虹．含氮杂环化合物的缺氧生物降解研究［硕士论文］．上 ［２ｏ］ 李咏梅．焦化废水生物处理工艺研究［博士论文］．上海：同 海：同济大学，２００２． 济大学，１９９９． ［１３］ ＤＩ ｉｃｈｔ，ＳＳＪｏｈａｎｓｅｎ，ＥＡｒｖｉｎ，ＢＫＡｈｒｉｎｇ．Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ［２１］ 李咏梅，孙丽娟，黄明祝，等．同分异构体喹啉和异喹啉的缺氧 ｉｎ ｄｏｌｅａｎｄ ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ ｂｙ Ｄｅｓｕｌｆｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｉｎｄｏｌｉｃｕｍ 降解性能比较．环境污染与防治。２００５，２７（６）：４２０—４２３． （ＤＳＭ３３８３）．Ａｐｐｌ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ，１ ９９７，４７：１６７—１７２． ［２２］ 全向春，王建龙，韩力平，等．喹啉与葡萄糖共基质条件下生物 ［１４］ 崔明超，李丽，陈繁忠．喹啉及其衍生物微生物降解研究进 降解的动力学分析．环境科学学报，２００ｌ，２１（４）：４１６ ４１ ９． 展．上海环境科学，２００３，２２（１）：５２—５６． ［ｚ３］ 刘佐才，全向春，韩利平，等．喹啉的生物降解动力学．物理化 ［Ｉ５］ ＷａｎｇＪｉａｎｌｏｎｇ，ＱｕａｎＸｉａｎｇｅｈｕｎ，Ｈａｎｌ ｉｐｉｎｇ，ＱｉａｎＹｉ，Ｗｅｒｎｅｒ— 学学报，２０００，２６（７）：６６３—６６６． Ｈｅｇｅｍａｎｎ．Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ ｂｙ ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ［２４］ （）’Ｉ ｏｕｇｈｌｉｎ Ｅ．Ｊ．，ＫｅｈｒｌｎｅｙｅｒＳ．Ｒ．，ＧｅｒａｌｄＫ．Ｓ．Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ． ｃｅｌｌｓ ｏｆ Ｂｕｒｋｈｏｌ ｄｅｒｉａｐｉｃｋｅｔｔｉｉ．Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ，２００２，３６： Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ—— ２２８８—２２９６． ｄｅｇｒａｄｉｎｇ ｂａｅｔｅｒｉｕｍ．Ｉｎｉｅｍａｔ．Ｂｉｏｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎ Ｂｉｏｄｅｇｒ．， ［１６］ 何苗，张晓健，等．杂环化合物及多环芳烃厌氧酸化降解性 １９９６．１Ｏ７ １ｌ８． 能的研究．中国给水排水，１９９７，１３（３）：１ ３－１６． ［２５］ 雷晓玲等．焦化废水中有机物的生物处理特性及处理．１：艺改 ［１７］ Ｊｏｈａｎｓｅｎ Ｓ Ｓ，Ｌｉｃｈｔ Ｄ，Ａｒｖｉｎ Ｅ，ｅｔ ａ１．Ｍｅｔａｂｏｌｉｃ ｐａｔｈｗａｙｓ ｏｆ 进对策．环境科学学报。】９９５，１５（４）：３８５—３９１． ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ，ｉｎｄｏｌｅ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｍｅｔｈｙｌａｔｅｄ ａｎａｌｏｇｓ ｂｙ Ｄｅｓｕｌｆｏｂａｃ
