工程設計公路粉煤灰路堤設計與施工技術規(guī)范標準

我國水資源凈化管理的技術策略摘要：水環(huán)境凈化和水資源短缺是全球淡水資源正面臨的兩大成績。隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人口的添加，人民生活程度的逐漸進步，工業(yè)化和城市化步伐的加快，用水量急劇添加，污水排放量也相應添加，加劇了淡水資源的短缺和水環(huán)境的凈化。我國污水處理設備落后，污水處理率低，是形成我國水環(huán)境凈化的次要緣由之一。為了更快地改善我國的水環(huán)境，保護水資源，在學習國外成功和先進經(jīng)驗的同時，應汲取國內(nèi)外的失敗教訓并結(jié)合我國的實踐狀況，對我國水凈化防治和水資源保護采取綜合管理措施。要研討、開發(fā)和運用基建費低、能耗低和運轉(zhuǎn)費低的革新技術。量體裁衣，采用途理與利用相結(jié)合的措施，利用生態(tài)處理系統(tǒng)，在污水處理的同時完成污水的有害化和資源化，完成水的良性循環(huán)和水資源的可持續(xù)利用。

關鍵詞：水資源

水凈化

技術策略

可持續(xù)利用

0概述

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人口的添加，生活程度的不斷進步，世界范圍的淡水資源的需求和耗費

不斷增多，相應的城市污水和工業(yè)廢水的排放量也在不斷增多。由于污水處理設備的滯后和

非點源凈化控制不夠得力，使全球淡水資源正面臨兩大成績：水環(huán)境凈化和水資源短缺。這

在一些國家和地區(qū)，尤其是發(fā)展中國家和地區(qū)，愈益嚴重并有加劇的趨向［１～３］.

。

在本世紀60、70年代曾發(fā)生過石油和動力危機，這種危機愈演愈烈，并最終引發(fā)了一些局

部和平。經(jīng)過新動力，如核能、太陽能和風能的開發(fā)和利用，一定程度上緩解了這一危機。

異樣地，淡水資源危機的日益加劇，不只影響了人們的正常生活，甚至要挾了人們的生活，

這也異樣孕育著國家和地區(qū)之間的沖突和和平的要挾［２～３］.。

在1998年8月份召開的"水與可持續(xù)發(fā)展"的會議上法國總統(tǒng)希拉克對代表們警告說"如

果不盡快舉動起來，下個世紀可能因水而惹起和平［４］."。在他的重點發(fā)言中說"

水是生命的源泉，但也常常是沖突的來源"。聯(lián)合國確定了70處與水有關的沖突地區(qū)，從近

東到西非，從拉丁美洲的干旱地帶到印度次大陸；次要的閃燃點包括以色列與阿拉伯國家之

間的爭論；埃塞俄比亞與埃及對尼羅河的爭論；印度與孟加拉國對恒河的爭論；土耳其、敘

利亞和伊拉克對幼發(fā)拉底斯河的爭論等。

當水不是潛在的沖突原因時，它也可能惹起大的外交成績，例如墨西哥抗議美國對科羅拉

多河下游的凈化，有時水甚至成為政客們的買賣工具。

早在1977年各國就曾經(jīng)預見到這種全球性水危機的要挾，為此召開了聯(lián)合國水會議，在會

議上和會后，對這一成績的性質(zhì)和危害程度，防止這一危機迸發(fā)應采取的措施有了越來越多

的共識。1992年在都柏林召開的"水與環(huán)境"的會議上，重申了上次會議提出的一

些準繩，愈加明白了共同面臨的成績。同年在巴西里約熱內(nèi)盧召開的聯(lián)合國"環(huán)境與發(fā)展

［５］."會議上也重點討論了水的成績。1997年在聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展委員會和聯(lián)合國大

會第十九次特別會議上，進一步強調(diào)緊急舉動起來合理開發(fā)利用水資源；利用生態(tài)系統(tǒng)等途

徑保護好現(xiàn)有的水資源；和將水資源歸入總的經(jīng)濟框架中的一系列的措施和計劃。如利用市

場機制采用價格和買賣答應等方式控制水資源有效合理的分配。在聯(lián)合國水資源管理戰(zhàn)略措

施專家組會議上指出："水是一種有限的脆弱的環(huán)境資源，是一種社會和經(jīng)濟物品。在競爭

的運用者之間對有限的水資源的分配，對生態(tài)系統(tǒng)和國家經(jīng)濟的發(fā)展，包括就業(yè)支出的產(chǎn)生

和分配有著嚴重的影響；對土地規(guī)劃利用和人口在城市和鄉(xiāng)村之間的遷移也有著深入的影響

。為此，應將保障人民基本水量的需求，與水資源的開發(fā)和分配的經(jīng)濟政策的制定和實施相

結(jié)合［６］."。1998年在巴黎召開了國際水與可持續(xù)發(fā)展會議，明白指出：水資

源是今后世界經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展的關鍵要素之一，必須對水資源進行合理的開發(fā)和利用

［３］.。雖然聯(lián)合國為了合理開發(fā)和利用水資源，召開了多次國際性會議，經(jīng)過了有關的決議和聲

明，頒布了一系列的準繩和措施，但收效不大，尤其是國際河流水資源的合理開發(fā)、利用和

保護困難重重，寸步難行。為了改變這種局面，聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展委員會定期調(diào)查世界水資

源的狀況，并在第15屆會議上審查了"世界淡水資源的片面綜合評價"，為世界水資源的合

理開發(fā)和利用邁出了第一步。世界上共有215條國際河流，占世界次要流域面積的2/3，雖然大多數(shù)發(fā)達國家已建立了管

理體系，但是水資源的分配依然是次要的潛在沖突的來源。水資源越缺乏，沖突的可能性越

大。潛在的成績往往是個觀念成績，每個國家都把其水資源看成是可以在本人領土內(nèi)自在開

發(fā)的資源，當不考慮上下游國家的利益和勾結(jié)時，就會引發(fā)緊張的關系。

因此國際流域組織網(wǎng)(International

Network

of

Basin

Organisation,INBO)在巴黎會議

的研討會的建議中提出，幾個相鄰國家共享的水資源的管理，應該看法到這一點，即水沒有

國家和行政管理的界限，而且該當按相應的流域規(guī)模組織管理體系，如國際管理委員會，可

成為國際河流流域可持續(xù)管理的途徑和加強該流域各國家之間的合作［４］.。和水資源管理親密相關的給水和排水設備的建設，在發(fā)達國家和發(fā)展中國家和地區(qū)存在著

巨大的差距，狀況截然不同。在發(fā)達國家和地區(qū)，如北美、西歐，給水普及率為100%，擁有

先進的給水處理和配水設備，可靠的飲用水水質(zhì)，達到了安全生飲的程度；污水管道和處理

系統(tǒng)普及率都在90%以上，以二級處理為主，為了防止受納水體的富營養(yǎng)化，許多污水處理

廠采用了去除磷、氮等營養(yǎng)物的處理工藝；積極開展污水回收與再用，根據(jù)回用的目的，采

用相應的處理措施和進一步的凈化工藝，如：農(nóng)田灌溉、澆灑綠地、高爾夫球場等；甚至在

一些缺水地區(qū)，如美國的加州南部，二級處理出水經(jīng)活性炭吸附過濾，反浸透等工藝回流入

地下或地表水飲用水源中［５］.。

在發(fā)展中國家和地區(qū)，由于短少必要的資金，不能建成完善的給水和排水設備；已建成的

給水和排水設備，由于短少必要的管理和運轉(zhuǎn)費用，缺乏訓練有素的管理和運轉(zhuǎn)人員，無法

正常運轉(zhuǎn)，一些采用先進技術和設備的給水和污水處理設備更是如此。有關材料表明，在

發(fā)展中國家，約有10億人沒有給水設備，約20億人沒有排水和污水處理設備。只要很少一部

分城市污水得到了處理，大部分未經(jīng)任何處理的污水直接排入附近的受納水體，嚴重凈化了

水源水，毀壞了水環(huán)境［６］.。

飲用水源的凈化和給水處理設備的落后，使發(fā)展中國家人民的飲用水合格率低，并引發(fā)了

多種疾病，包括癌癥。即便在最發(fā)達的國家美國，也不能完全消弭水傳染性疾病的發(fā)生，在

1920.～1992.年這70多年間，共迸發(fā)水傳染性疾病1768.次，共有472228.人得

病，1091.人死亡。1993.年在維斯康星州，蜜爾沃基市(Milwaukee,

Wisconsin)迸發(fā)

了有文件記載以來最嚴重的由陰胞子蟲引發(fā)的飲用水傳染病，共有40多萬人患病，4000

.余人住院，122.人死亡［６～７］.。

在發(fā)展中國家狀況愈加嚴重，每年因飲用凈化水惹起上億人得腹瀉病，約200萬兒童死亡；有約2

億人感染腸道病毒，有2010.人死亡。1973年終次發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)病毒(Rotavirus)，它是由供水受糞便凈化或飲用水處理不好形成的，次要惹起病毒性感冒和腸炎。在美

國的1～4歲年齡組中，估計有100多萬人由旋轉(zhuǎn)病毒引發(fā)嚴重腹瀉，其中150人死亡。在世界上每年有4.5萬人因此死亡。在發(fā)展中國家，由此引發(fā)的兒童胃腸炎每年超過1.25億

人，其中1800.萬人為中等嚴重和嚴重病例。此外危害很大的病原菌--霍亂也不斷困

擾給水界，自從18世紀霍亂蔓延暴虐歐洲和北美以來，由于缺乏必要的衛(wèi)生設備(下水道系

統(tǒng))，

人口增長，凈化水技術有限等，導致多次大規(guī)模迸發(fā)。1995年6月泛美衛(wèi)生雜志報道，在美

國1076372.個霍亂病例中，有10098.人死亡［６］.。1中國水資源與水環(huán)境基本狀況1.1我國水資源基本狀況隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人口的添加，人民生活程度逐漸進步，工業(yè)化和城市化步伐的加快，用水量急劇添加，污水排放量也相應添加，加劇了淡水資源的短缺和水環(huán)境的凈化。我國水資源的總儲量均勻每年達28000.億m3，但人均水資源擁有量僅為2340.m3/a，為世界均勻值的1/4。并且水資源時空分布不均，形成南多北少，東多西少的局面。在北部降水大部分集中在6～9月份，此時期的降水量占全年降水量的70%～80%。缺乏生態(tài)保護看法，一些急功近利的做法嚴重毀壞了森林和植被，毀壞了生態(tài)系統(tǒng)均衡，導致洪澇和干旱頻繁發(fā)生。城市嚴重缺水制約了經(jīng)濟的發(fā)展，影響了人民的正常生活。在80年代，全國缺水城市236座，缺水總量1200.萬m3/d；90年代初，缺水城市添加到300座，總?cè)彼繛?600.萬m3/d；估計2000年將有450座城市缺水，總?cè)彼繉⑦_2000.萬m3/d。我國水環(huán)境凈化狀況也相當嚴重，根據(jù)1998年中國環(huán)境狀況公報［８］.，全國廢水排放總量為395億m3，化學耗氧量排放總量為1499.萬t，分別比上年(1997年)下降了5%和14.7%。生活污水占廢水排放總量的49.1%，生活污水COD排放量占COD排放總量的46.2%，均比上年有所添加。我國次要水系長江、黃河、松花江、珠江、遼河、海河、淮河和太湖、巢湖及滇池的斷面監(jiān)測結(jié)果表明，36.9%的河段達到或優(yōu)于地面水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ級標準，其中Ⅰ類水質(zhì)占8.5%，Ⅱ類水質(zhì)占21.7%，Ⅲ類水質(zhì)占6.7%；63.1%河段的水質(zhì)為Ⅳ、Ⅴ或劣Ⅴ類，得到了作為飲用水源的功能，其中Ⅳ類水質(zhì)河段占18.3%，Ⅴ類水質(zhì)占7.1%，劣Ⅴ類水質(zhì)占37.7%。其中長江、珠江水質(zhì)較好，監(jiān)測河段中70%以上達到或優(yōu)于地面水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ級標準；黃河、淮河、海河有28%～29%達到或優(yōu)于地面水Ⅲ級標準；松花江、遼河凈化嚴重，分別只要4%和11.3%達到或優(yōu)于地面水Ⅲ級標準。我國一些湖泊的凈化比河流愈加嚴重，如滇池、巢湖都嚴重富營養(yǎng)化，全湖水質(zhì)為Ⅴ～劣Ⅴ類；太湖中等富營養(yǎng)化，湖水為Ⅳ～劣Ⅴ類。1998年我國海域監(jiān)測到赤潮22起，其中南海10起，東海5起，渤海和黃海7起，對我國近海生態(tài)系統(tǒng)和水產(chǎn)資源形成嚴重的毀壞［８］.(如表1)。1.2污水處理設備我國污水處理設備落后，污水處理率低，是形成我國水環(huán)境凈化的次要緣由之一。我國城市供水設備的建設要比排水設備先進得多，例如1996年我國城市供水設備服務人口的普及率達到了94.5%，而同年城市污水處理率僅13.1%，而且城市污水的日處理才能的添加幅度遠低于城市日供水才能增長的幅度；1990～1998年城市市政公共污水處理廠均勻年添加日處理才能110萬m3左右，而城市供水年添加日供水才能850萬m3左右。如照此形式發(fā)展，城市水環(huán)境惡化的狀況將難以緩解或好轉(zhuǎn)［９］.。表11998年中國七大水系凈化狀況［８］項目Ⅰ類Ⅱ類Ⅲ類Ⅳ類Ⅴ類劣Ⅴ類次要凈化物長江(%)467411104懸浮物、高錳酸鉀指數(shù)、氨氮黃河(%)0245471212懸浮物、揮發(fā)酚珠江(%)293672224石油類、懸浮物、氨氮淮河(%)0111718648高錳酸鉀指數(shù)海河(%)519410953石油類、高錳酸鉀指數(shù)、揮發(fā)酚、氨氮遼河(%)4.52.34.522.74.561.4氨氮、高錳酸鉀指數(shù)、揮發(fā)酚松花江(%)00467218揮發(fā)酚、石油類由于目前僅有部分城市征收"排水設備有償運用費"或"污水處理費"，而且收費額低于污水處理成本，城市污水處理廠所需費用次要靠政府財政支持，由于資金不足，使一些已建成的污水處理廠難以維持正常運轉(zhuǎn)。此外，我國的非點源凈化也相當嚴重，次要有農(nóng)田徑流，許多農(nóng)田施用大量的化肥、農(nóng)藥包括無機磷、無機氯農(nóng)藥，其中有些是高毒性、難降解、高殘留的農(nóng)藥，在食物鏈中有富集作用，對水環(huán)境的凈化和對人體的危害較大。2我國水凈化控制的改進措施我國水凈化的狀況是嚴重的，我們有限的淡水資源數(shù)量不足，質(zhì)量下降。我國各級政府已看法到水凈化管理和水資源保護的重要性，看法到經(jīng)濟和社會的持續(xù)發(fā)展有賴于環(huán)境的保護和資源的合理開發(fā)利用，包括水環(huán)境的保護和水資源的合理開發(fā)利用，注重和加速了水凈化管理設備的建設，爭取在20世紀末使我國城市污水處理率達20%(歸口于城市市政設備的污水處理廠)［９］.，假如把工礦企業(yè)建筑的污水處理設備的處理才能統(tǒng)計在內(nèi)，估計城市污水處理率達30%以上，假如把池塘、人工濕地、土地處理(農(nóng)田灌溉)等自然法處理設備處理的污水量考慮在內(nèi)，污水處理率可達40%(國外統(tǒng)計污水處理率都把塘系統(tǒng)、土地、濕地處理系統(tǒng)等考慮在內(nèi))。據(jù)統(tǒng)計我國工業(yè)廢水處理設備的總處理率已達到87%(1998)［８］.，但實踐上處理的工業(yè)廢水量遠達不到該值，由于一些調(diào)查統(tǒng)計表明，我國工業(yè)廢水處理設備只要1/3是運行正常的，1/3運轉(zhuǎn)不正常，而另1/3停產(chǎn)不運轉(zhuǎn)。不少城市污水處理廠有錢建得起，卻無錢維持正常運轉(zhuǎn)，一些中小城市建成的常規(guī)活性污泥法處理廠尤其如此，除資金缺乏之外，操作運轉(zhuǎn)和管理人員技術和管理程度低，難以掌握和操作技術復雜的處理過程和設備。經(jīng)過幾十年的努力，尤其是近十年的努力，我國的水凈化管理工作已有很大的發(fā)展，城市污水處理率從80年代末的5%發(fā)展到90年代末的近20%，局部水環(huán)境已有所改善，但總體上全國的水環(huán)境并未有分明改善，有些水系如東北的松花江和遼河，凈化反而加?。郏福?。為了更快地改善我國的水環(huán)境，保護水資源，在學習國外成功和先進經(jīng)驗的基礎上，汲取國外和本人的失敗教訓并結(jié)合我國的實踐狀況，對我國水凈化防治和水資源保護應采取綜合管理措施。2.1推行運用清潔消費工藝和清潔產(chǎn)品，將凈化消弭在消費過程中這種清潔消費工藝(CleanerProductionProcess)［２］.，在國際上最近也稱為"環(huán)境敵對"(EnvironmentFriendly)的消費工藝，由于他們運用的原料，兩頭產(chǎn)品和產(chǎn)品對環(huán)境不會形成嚴重凈化，即便有也是細微的。例如，合成洗濯劑的消費中用不含磷洗濯劑取代含磷洗濯劑，從而在消費過程中消弭了磷的最大凈化源；在農(nóng)藥消費中取消了六六六，DDT等高毒性，高殘留的無機氯農(nóng)藥，代之以高效、低毒、低殘留農(nóng)藥的消費；一些化工產(chǎn)品消費中運用汞催化劑的消費工藝被無汞新工藝取代等，都是將凈化物消弭在生產(chǎn)過程中，消弭了它們對水環(huán)境的凈化和在水生態(tài)系統(tǒng)中的富集及對人的潛在危害。2.2量體裁衣，多種方法并舉處理污水處理成績目前我國在污水處理技術方面有一種傾向，以為活性污泥法是最有效的，忽視和排擠了其它的處理方法和技術。其真實任何國家，都不是任何一種單一的處理方法能完全處理污水處理和水環(huán)境凈化成績的，即便在發(fā)達國家，例如美國，也是采用多種處理方法來處理城市污水和工業(yè)廢水的。例如，美國共有波動塘上萬座，占處理污水總量的25%，它與土地處理，人工濕地等系統(tǒng)成為中小社區(qū)(城鎮(zhèn))的次要處理設備［１，１２］.。美國在運用塘系統(tǒng)、土地處理系統(tǒng)的過程中研討開發(fā)和推行運用了多種多樣的先進、科學、高效、節(jié)能、工程化和丑化的新型塘系統(tǒng)(如先進組合塘系統(tǒng)、雙曝氣功率程度多塘系統(tǒng)、水力調(diào)理儲存塘、完全封閉蒸發(fā)塘、水生植物塘等)。德國、法國、加拿大、澳大利亞、巴西、東南亞、非洲也有大量的塘系統(tǒng)在運用。近十年來英國、德國、法國、荷蘭等人工濕地發(fā)展迅速，它與塘系統(tǒng)不只成為中小城鎮(zhèn)的次要污水處理設備，而且也成為雨水處理的主要設備，以及工業(yè)廢水重要的處理技術［１３～１５］.。作為發(fā)展中國家，中國更應該注重研討開發(fā)和推行經(jīng)濟、節(jié)能和有效的處理技術，具體想象如下。2.2.1在大城市中宜以活性污泥法處理設備為主要研討、開發(fā)和運用基建費低、能耗低和運轉(zhuǎn)費低的革新的活性污泥法技術。污水處理流程的次要改進措施有：2.2.1.1取消初沉池我國大多數(shù)城市因多種緣由(如設置化糞池，污水管道內(nèi)滲嚴重，給水浪費等)污水無機物濃度低，BOD≤100mg/L，設置初沉池，普通能增添BOD負荷30%左右，難以使其后的曝氣池維持正常運轉(zhuǎn)。由于無機碳源的虧缺，更難于進行生物去除氮、磷的處理。目前國外一些污水處理廠，為了有效地去除氮、磷和改善活性污泥沉淀功能，采用了取消初沉池的工藝。對于我國處理低濃度污水的處理廠，取消初沉池能愈加充分利用有限的碳源，進步出水水質(zhì)，同時簡化了處理流程，節(jié)省了基建投資和運轉(zhuǎn)管理費用，我國廣州大坦沙、佛山鎮(zhèn)安污水處理廠等在這方面已有成功的經(jīng)驗［１７～１９］.。2.2.1.2曝氣池宜采用節(jié)能的工藝如A/O或A/A/O工藝在節(jié)省部分能耗的同時，還能達到部分去除氮、磷和改善活性污泥沉淀效果。在原生污水無機物濃度低(BOD≤100mg/L)的狀況下，采用：a.不同方式的強化一級處理，以不采用化學沉淀的工藝為宜。采用化學沉淀的強化一級處理，不只能將BOD和COD的去除率從普通一級處理的30%左右進步到50%～60%，而且能將磷減少至1mg/L以下，其缺陷是化學沉淀污泥脫水功能不好，體積大，難以處理和處置。最好采用不加化學沉淀的強化一級處理技術。例如：在曝氣沉砂池之后(合建或分建)加設短水力停留工夫(HRT≤30min)曝氣池，沉淀池污泥回流至曝氣池?；亓鞯狡貧獬刂械某恋沓匚勰嘣诤醚鯒l件下進行活化，對污水中的無機物具有較強的降解和異化才能并具有良好的沉淀性能，混合液進入沉淀池后能達到較高的固液分離效率，可使BOD的去除率達到50%～60%，SS去除率達到80%以上。這種短HRT曝氣池也可只接受沉淀池污泥作為污泥活化再生池，而沉砂池出水經(jīng)旁路直接進入沉淀池的進水口，在此與再生污泥混合一并進入沉淀池，在此狀況下BOD和COD的去除次要靠生物吸附來完成的。b.短HRT(0.5～1h)的接觸氧化處理工藝。山西省一些采用二級串聯(lián)接觸氧化法的污水處理廠的設計與運轉(zhuǎn)成功經(jīng)驗值得推行，太原有兩個處理規(guī)模相反的污水處理廠，一個采用常規(guī)活性污泥法，一個采用二級接觸氧化法(也可稱為"曝氣生物濾池")，前者廠區(qū)占的面積為后者的2倍，且曝氣池的體積比后者接觸氧化池大十幾倍。采用這種污水處理工藝的污水處理廠，其基建費要比相反規(guī)模的活性污泥法節(jié)省1倍以上，運轉(zhuǎn)費也僅為活性污泥法的30%～40%，這種處理工藝值得在中小型規(guī)模的污水處理廠中推行運用。采用AB法中的A段處理工藝。在預處理之后設置短HRT的曝氣池(HRT30～40min)，在適宜的高負荷(F/M＝0.5～2.0kgBOD/kgMLSS)下工作，后接沉淀池，其去除BOD的效率可達50%～60%，SS去除率達80%～85%［２０～２１］.。d.采用HRT短的淹沒式生物膜法工藝。淹沒式生物膜法，包括固定式載體生物膜和懸浮載體生物膜，如：Linpor,Biostyr等，在80年代中期隨著新型填料和載體的出現(xiàn)，被廣泛用于污水處理中。用淹沒式生物膜工藝處理生活污水，垃圾滲濾液和工業(yè)廢水表現(xiàn)出了優(yōu)越的性能，與常規(guī)的活性污泥法相比，淹沒式生物膜曝氣池的水力停留工夫短，二沉池出水水質(zhì)好，SS、BOD、COD和NH3－N的去除效率高，剩余污泥量相當少，這就大大降低了處理、處置及運轉(zhuǎn)維護費用。祈福新村位于廣東省番禺市郊，作者與同事設計和指點建成的祈福新村污水處理廠采用淹沒式生物膜法新工藝，第一年全年運轉(zhuǎn)效果良好，去除率BOD均勻為97.2%，COD為84.6%，NH3－N為98.1%，TP為36%，在正常運轉(zhuǎn)條件下溶解氧為3～5mg/L，氣水比為2.5∶1，曝氣池出水中BOD均勻為1.1mg/L，COD為13mg/L，TSS為25mg/L，NH3－N為0.2mg/L和TP為1.1mg/L。曝氣池出水TSS≤30mg/L，二沉池無剩余污泥產(chǎn)生，也無剩余污泥排放，自投產(chǎn)以來稀釋池及帶式壓濾機從未運用過，這樣使污水廠運轉(zhuǎn)簡便、能耗低和運轉(zhuǎn)費用低。再經(jīng)2～3年的運轉(zhuǎn)和實驗研討，如仍能保持目前的運轉(zhuǎn)效能，并無剩余污泥產(chǎn)生，經(jīng)過明白其無剩余污泥的機理和相應的運轉(zhuǎn)參數(shù)，可將其推行運用于氣候條件和水質(zhì)條件類似的城市和地區(qū)，如地處亞寒帶或寒帶，處理低濃度生活污水(BOD≤100mg/L)，在設計時處理流程可大大簡化，取消污泥稀釋池、消化池和污泥脫水等設備。或經(jīng)適當?shù)卣{(diào)整運用于其他不同條件的城市和地區(qū)。2.2.1.3取消氯化消毒二級出水仍含有較多的SS和BOD、COD，投氯并不能有效殺滅病原菌，更不能殺滅病毒和病原原生動物，反而會構(gòu)成大量的無機氯化物，排入水體后會形成凈化。因此德國許多污水處理廠，如魯爾河協(xié)會的100余座污水處理廠多采用最后凈化塘進行殺菌，多級串聯(lián)塘的細菌總數(shù)去除率高達99.99%～99.9999%［１０～１１］.。加拿大、瑞士等一些污水處理廠采用紫外線滅菌技術。2.2.1.4采用新技術和新工藝膜生物反應器是生物反應器(如活性污泥法曝氣池)與膜分離設備的組合，構(gòu)成一元化設備，同時對污水進行生物處理和固液分離［２２～２３］.。在這些膜生物反應器中一般運用微濾膜(MF)和超濾膜(UF)來阻留生物反應器中的生物體(污泥)取代二沉池，完成固液分離。這一處理系統(tǒng)的次要運轉(zhuǎn)優(yōu)點是，出水質(zhì)量不依托混合液的沉淀功能，也不會因任何運轉(zhuǎn)失誤而使出水中含有懸浮固體。由于活性污泥不必沉淀，使得這種生物反應器可在高的生物體濃度(MLSS20000.～30000.mg/L)和長的污泥停留工夫(SRT50～360d)等特定條件下運轉(zhuǎn)，而常規(guī)活性污泥法是無法在這樣的條件下運轉(zhuǎn)的。在長SRT下運轉(zhuǎn)，可使污泥中增殖硝化細菌對污水進行硝化和部分反硝化處理，可使污泥本身發(fā)生好氧消化，而使剩余污泥產(chǎn)量比常規(guī)活性污泥法減少50%～80%。與常規(guī)活性污泥法相比，裝有中空纖維微濾膜安裝的生物反應器，可取代二次沉淀池和污泥消化池。多功能的膜生物反應器僅為相反處理規(guī)模的常規(guī)活性污泥法曝氣池的1/5。進步處理才能4～7倍，而不必添加基建投資［２３］.。膜生物反應器是一種三級處理設備，其出水水質(zhì)相當于甚至優(yōu)于常規(guī)三級處理系統(tǒng)的出水。因此，膜生物反應器后接納濾(NF)或反浸透可消費出優(yōu)質(zhì)水而回流地下。而常規(guī)污水處理達到優(yōu)質(zhì)水需求經(jīng)歷許多個處理步驟。因此，膜生物反應器特別適用于缺水城市用作污水回收與再用設備，其出水可用作工業(yè)用水如冷卻水，生活雜用水，景觀用水等，其出水后加納濾或反浸透處理，出水達到飲用水水源標準，注上天下和地表水源，或經(jīng)礦化處理和消毒處理，再作飲用水。2.2.1.5合適的污泥處理技術［２４～２７］.我國一些污水處理廠已建成的污泥消化池大都運轉(zhuǎn)不夠令人稱心；有些運轉(zhuǎn)不起來或者一直不曾運轉(zhuǎn)；有些雖然能運轉(zhuǎn)，但生物氣產(chǎn)量少且甲烷含量少，低于維持消化池正常運轉(zhuǎn)所需的能耗。為此宜采用A/O或A/A/O處理工藝，其剩余污泥脫水功能良好，可以不用消化池或采用合適的其它工藝進行污泥的處理與處置。a.將污泥轉(zhuǎn)化為燃料［２４］.。污泥變成油工藝在德、加、澳曾經(jīng)研討開發(fā)了15年，污泥轉(zhuǎn)化過程是在一個雙料反應器(dualreactor)中，在常平和450℃無氧的條件下進行的，污泥中含有的鋁硅酸鹽和重金屬催化了汽相的轉(zhuǎn)化反應。消費的油其性質(zhì)近似于中餾分燃料，可作為內(nèi)燃機和外燃機的燃料。該工藝的優(yōu)點是：完成污泥的完全循環(huán)，回收能量和可利用的副產(chǎn)品，重金屬被固定；病原菌、病毒、寄生蟲卵和無機氯化物被毀壞；溫室氣體的產(chǎn)量最小。b.將污泥制成建筑材料［２５］.。日本年消費污泥300萬噸，過去多采用焚燒和污泥灰填埋技術，但存在二次凈化成績，因此近年來，日本采用高溫熔融技術，將污泥制成玻璃和陶瓷塊，其重金屬熔出率幾乎為零，現(xiàn)正進一步研制建筑陶瓷材料等。c.污泥及其它廢物的回收再用-消費燃氣和甲醇［２６］.。德國柏林的SchwangePumpe煤氣廠，始建于60年代，由于在德國東部發(fā)現(xiàn)大量的泥煤儲量，故用于消費煤氣和發(fā)電，為此建立了許多煤化工廠、煉焦廠、發(fā)電廠和煤氣廠。1995年該煤氣廠改為次生原料回用中心(SVZ-SekundarrohstoffVerwertungsZentrum)。這是世界上第一座廢物回用廠，將舊汽車的塑料部件、木質(zhì)廢料，污水污泥和家庭垃圾進行氣化以消費合成煤氣，然后將其轉(zhuǎn)化成甲醇和用于發(fā)電?，F(xiàn)該中心已處理了50萬t廢物，每年消費10萬t甲醇，最近剛投產(chǎn)運轉(zhuǎn)一座新的氣化系統(tǒng)，使該中心的消費才能添加了12萬t/a。d.Cambi工藝：同時完成污泥減量和生物氣產(chǎn)生［２７］.。由Purac開發(fā)的Cambi工藝中，經(jīng)過高溫水解過程使污泥中的無機成分從不溶解形態(tài)轉(zhuǎn)化為溶解形態(tài)，使無機物可用于生物降解，即厭氧消化。經(jīng)高溫水解后固體中無機物大為減少，再進行厭氧處理，促進了生物氣產(chǎn)量的添加，也可將釋放出的碳作為生物脫氮的碳源。經(jīng)Cambi工藝產(chǎn)生的脫水污泥的總固體含量達30%～40%，可以直接進行污泥焚燒。根據(jù)污泥的來源和組分，這一工藝可以間歇地和連續(xù)地運轉(zhuǎn)。在挪威奧斯陸(Oslo)以北的Hamar建立了一座污泥處理廠，該廠由Cambi工藝(水解和厭氧消化)，化學回收和烘干等過程組成。送入該廠的污泥量為1000.t/月(20%總固體TS)，經(jīng)脫水后污泥量降至290t/月，經(jīng)烘干和萃取后減少至66t/月，即污泥量減少93%。在烘干和萃取之后TS減少70%。該系統(tǒng)采用全封閉工作，污泥加熱時無嗅味釋出。2.2.2中小城市以適用途理技術為主在縣級市的城鎮(zhèn)，污水量為數(shù)千至數(shù)萬，普通小于5萬m3/d。由于資金有限，技術力量薄弱等緣由，宜于采用經(jīng)濟、簡易、節(jié)能和有效的處理技術，即適用技術，次要是塘系統(tǒng)、人工濕地和土地處理與利用系統(tǒng)，與當?shù)氐纳鷳B(tài)農(nóng)業(yè)相結(jié)合，成為生態(tài)農(nóng)業(yè)的一個組成部分，即污水回收與再用的生態(tài)農(nóng)業(yè)。2.2.2.1高效新型塘廢水波動塘不只在發(fā)展中國家廣泛運用，而且在發(fā)達國家運用得也很普遍，在美國用于處理城市污水和工業(yè)廢水的塘共有上萬座，在德國有3000.多座，法國有2000.多座，它們或單獨運用，或與其它處理設備組合運用。這些塘系統(tǒng)大都由兼性塘、曝氣塘、好氧塘和厭氧塘等4種普通型式的塘以多種不同的組合方式組成，因此稱為普通塘系統(tǒng)，或稱為常規(guī)塘系統(tǒng)。但是，這些普通塘系統(tǒng)有一些缺陷和局限性而影響了其推行運用。從70年代末開始，美國著手研討和開發(fā)了一些新型的單元塘和塘系統(tǒng)。由美國加州大學W.J.Oswald教授研討開發(fā)的，由高級兼性塘、高負荷藻塘、藻沉淀塘和熟化塘等4種塘串聯(lián)組成(如圖1所示)，它們與普通單元塘和塘系統(tǒng)相比，具有如下一些優(yōu)點和缺陷：水力負荷率和無機負荷率較大，而水力停留工夫較短，甚至很短，如只要數(shù)天之久；節(jié)省能耗；基建和運轉(zhuǎn)費用較低；能完成水的回收和再用以及其它資源的回收；其代表性的BOD去除率為98%，COD為93%，TN為70%，NH3－N為95%，TP為90%，細菌為99.9999%。

廢水處理和氧、水、營養(yǎng)物回收和再用的高級組合塘系統(tǒng)［２３］

1格柵和沉砂池2配水池3發(fā)酵坑4兼性塘

5充氧水回流6低水位出水7漿板混合器8高負荷藻塘

9高水位出水10藻儲存衰減坑11藻沉淀塘

12沉淀藻回流13藻回收14低水位出水15熟化塘

16高水位出水17水再用18補充曝氣由美國克萊姆遜大學里奇(L.G.Lich)教授研討開發(fā)的雙功率曝氣程度多塘串聯(lián)系統(tǒng)(DDMC)，是在美國通用的曝氣塘→最后凈化塘系統(tǒng)的基礎上改進而成，由首端的高曝氣功率塘(或稱完全混合塘)與其后的三個串聯(lián)的低功率曝氣塘(部分混合塘)組成，按活性污泥法的原理工作的。這種塘系統(tǒng)的優(yōu)點是經(jīng)過曝氣供氧以及由此構(gòu)成的活性污泥大大進步了塘的處理效率和負荷，相應的總水力停留工夫僅為：4～6d(北方～北方)，這比普通塘系統(tǒng)至少需20～30d，最長達半年之久要少得多。另經(jīng)過曝氣系統(tǒng)的優(yōu)化設計與運轉(zhuǎn)，可使新增的活性污泥與興起的活性污泥量相等，完成剩余污泥的零排放。2.2.2.2人工濕地人工濕地次要用于小城鎮(zhèn)、村鎮(zhèn)的污水處理。人工濕地為工程筑造的濕地，筑有圍堤，為保證污水有良好的水力流態(tài)和較大體積的利用率，采用合適的外形和尺寸，及進水、出水和布水系統(tǒng)。其中種植生長蘆葦?shù)日由参?。人工濕地運轉(zhuǎn)簡單，處理效果良好，不只能去除C