10月30日发出的《郑兴灿：中国城市污水处理工艺的历史回顾与未来挑战》一文因时效要求出现了部分错误。为方便读者精准阅读，特邀请郑兴灿老师对文章调整优化，郑老师对待学术的严谨认真令人敬佩。欢迎广大读者提出更多宝贵意见，这是我们前进的不竭动力。

中国城市污水处理经过30多年的发展，特别是最近十年的快速发展，已经拥有数万技术人员，日处理能力达到1.5亿立方米，取得的成绩有目共睹。这段时期城市污水处理技术的发展是以引进、吸收国外技术为基础的创新应用过程。以下通过几个片段，回顾一下中国城市污水处理事业的发展历程。
 

我国城市污水处理发展及典型工艺流程

自上世纪80年代以来，污水处理工程建设飞速发展，尤其是1998年亚洲金融危机之后，朱镕基总理通过大量国债资金的投入来支持污水处理厂的建设。2008年，美国陷入金融危机，同样给了建设污水处理基础设施的机会，如果没有这样的危机，不管是领导还是地方政府部门，将更关注的是民生等其他事情，而现在，我国大部分的省市县级上甚至到镇的程度都已经建设了污水处理厂。

1.我国城市污水处理厂数量剧增，规模偏小中型

首先，我国城市污水处理今后进一步发展会达到何种程度？1978年仅有37座污水处理厂，之后污水处理厂的数量不断翻番，但是总体规模并没有实现同步的线性增加，今后数量会继续明显增加，但处理规模的增加会比较有限。预计到2020年，我国城镇污水处理厂数量会超过一万座，日处理总能力达到2.0亿立方米。从规模上来看，目前大规模的污水处理厂数量较少，中等规模的数量较多，主要规模集中在2到5万立方米左右。

 

其次，我国城市污水处理采取了哪些工艺流程？从商业名称上讲，不少于一百种，但我们可以将其简单归为如下几类，如A²/O与A/O、氧化沟、SBR、传统活性污泥法等。按照环保部门的要求，污水处理厂的排放标准要逐渐提升。虽然对总氮的标准要求可能是不太合理的，但是从整体的国情和社会发展上来讲，仍然会继续促使其往高标准方向发展。

2.国内不同时期的污水处理工艺

从技术发展和工程应用上讲，我国污水处理厂的发展是比较早的。1926年，上海东区建设运行了污水处理厂，但是之后的60年里，我国建设的污水处理厂数量很少，仅在西安、太原、北京等地有少数尝试。1984年建成投产的天津纪庄子污水处理厂，采用常规活性污泥法，这是我国污水处理厂发展的重要标志，它代表了常规活性污泥法在我国的大规模应用。

城市污水处理厂的发展，包括其工艺的发展，跟社会、经济的发展密切关联。例如，纪庄子污水处理厂，建成初期周边全部为农田与鱼塘，到2000年的时候，周边大量建筑开始建设。到2010年的时候，污水处理厂周围都是高档住宅区，使得污水厂的运行面临来自社会的很大压力，比如除臭，因此只能采用成本费用更好的技术方法或搬迁。这时期，也开始应用一些最新技术，比如2002年使用化学混凝、砂滤和微滤膜技术进行再生水生产，2010年左右采用浸没式膜滤改造了原先的砂滤系统，少部分还进行了反渗透处理。

国内最早采用生物除磷脱氮（A²/O）的是广州大坦沙污水处理厂一期工程。1987年中国市政工程华北设计研究院在无锡清扬污水处理厂进行A²/O工艺应用试验时，发现回流污泥硝酸盐浓度明显影响生物除磷效果及运行稳定性。1988年，在设计建设泰安污水处理厂时，遇到同样的问题。这个项目是跟奥地利合作的外国政府贷款项目，通过试验研究后，确定采用AB法工艺，其中B端采用了我们自己开发的改良A²/O工艺流程，这个改进的工艺流程中，通过设置回流污泥反硝化段和进水多点分流，取得了很好的生物除磷脱氮效果，后来就一直以不同的池型构造等方式来推广应用这样的工艺流程，在许多污水处理厂得到应用，因此，该工艺流程已经成为我国主流的生物除磷脱氮工艺流程。

另外一个代表我国污水处理技术发展的，是邯郸市东污水处理厂。该厂于1989年9月动工，1991年3月运行，在当时是比较热门的一家污水处理厂，运行效果很不错。但也存在一些缺陷，比如池容与设备利用率低，所以，在1995年，国家城市给水排水工程技术研究中心专门举办一场主题为氧化沟技术的讨论会，请来世界上所有的氧化沟厂商做介绍。这次讨论会带来一个问题，那就是各类氧化沟技术在国内遍地开花，影响了污泥厌氧消化技术的发展和应用。

1990年开始建设的青岛海泊河污水处理厂，相对来讲比较成功，设计规模是8万吨/日～12万吨/日，是我国第一座真正意义的AB法污水处理厂，进水浓度很高，有很强的污泥厌氧消化系统。而厌氧消化系统在运行过程中存在什么问题？那就是硫化氢含量非常高。但是该厂的沼气驱动风机系统一直在运行，到目前为止都比较成功，节能降耗成效非常明显。这个厂的B段后来做了一些工艺改造，但是（好象）A段仍在保持。

作为90年代具有代表性的青岛李村河污水处理厂工程，于1994年设计，1998年开始运行。该厂的进水浓度比较高，所以如何达到比较好的标准？设计院最初提出采用AB法，后来，课题组和设计院考虑到未来污水处理厂的标准提升，尤其是沿海地区的排放标准；而且青岛建设污水处理厂主要目的并不仅仅是解决环境问题，而是促进招商引资，德国人对环境质量的要求很高，有这样的污水处理设施，外资企业才会来投资。综合以上背景条件，青岛建设了那个年代很高出水标准的污水处理厂。

从技术发展和工程应用的角度来看，国内的再生水技术和实际应用还是比较早的，例如，2001年就进行了微滤膜和反渗透技术的工程应用，跟新加坡是基本同步的。新加坡很关注膜技术的应用，后来的发展很快，工程规模大，而我国现有的需求或者社会经济发展还没有达到新加坡的程度，导致后来的发展不是很快，已经明显落后于新加坡，所以没有形成国际影响力，因此失去了很重要的机会。好在近年来，国内的膜技术及设备产品发展很快，工程应用成效也相当明显。

3.污水处理厂的提标改造案例

后面重点介绍2007年太湖水污染事件发生以后，如何针对太湖水污染问题对城镇污水处理厂进行工艺改造。无锡芦村污水处理厂，最初采用常规活性污泥法，后来采用A²/O工艺。2008年，太湖事件出现以后，采取具有回流污泥反硝化的改良A²/O工艺流程，部分曝气池改造为活性污泥和生物膜组合的IFAS系统，强化冬季条件下的硝化和反硝化。由于提标改造没有可用的新增用地，我们采取了这样的复合系统和后续的机械过滤系统，都是国内首次采用，生物池水力停留时间为10.4个小时，如果按照传统的生物除磷脱氮工艺方法进行设计计算，则需要达到18个小时以上。

再说说青岛团岛污水处理厂的提标改造。该厂于1999年投入运营，进水超高浓度，特别是总氮，年平均80mg/L，高峰时段可达到120-150 mg/L，这样的系统如何达到稳定的生物除磷脱氮效果？这个厂原先就采用了改良A²/O工艺，在改造过程中，采取的工艺流程跟无锡芦村类似，但是具体操作和采取的模式不太一样。这是90年代建造的设施，从这个卫星图片上来看，我们把原先的一部分生物曝气池改成投加悬浮填料的IFAS系统。

今后概念厂的理念要实现的话，这样的进水水质条件、这样的项目，如果选为示范案例，可以起到带头的作用。另外一个重要案例是，天津津南污水处理厂规程，有强化除磷脱氮、污水再生利用、营养物的回收、污泥排液处理、污泥厌氧消化、绿色厂区设计等体现能源化、资源化和低影响开发理念的特征。

 

 

城市污水处理面临的主要问题

现阶段我们遇到如下几个主要问题，一是在城市区域，必须要考虑整个排水系统。生活中会遇到不同的降雨事件，当特大暴雨的时候，不要考虑排水系统的好坏，而要解决洪水和内涝问题；如果是暴雨，则要二者兼顾。一般的小雨、大雨，就必须纳入到污水处理系统中，小雨时，只需要考虑污水管理；中雨时，还要考虑面源污染；大雨时，要考虑雨水利用与径流污染控制。如果是暴雨，就要考验内涝控制。同样，排水系统跟我们整个城市、地表、垃圾的管理都是密切相关。

 

另外，作为一个工程师，不仅要考虑技术，更要衡量经济。如果经济上不可行，技术上可行，也解决不了问题。

这是我们现在的污水处理厂出水排放标准，但是未来的标准还不清楚。

 

这里，概要总结一下城市污水稳定达标处理的几个主要影响因素：一是我国城市污水水质水量波动非常大，包括季节性波动、区域的波动。二是城市污水的碳氮比普通偏低，受污水管网与工业废水的影响。三是进水无机悬浮固体含量高，主要受排水体制与地表径流污染的影响。四是污水处理系统中的污泥活性受工业废水和冬季低温的不利影响，这些都是重要因素。

这是我们全国一个平均水平，一方面，大部分污水处理厂进水中的泥沙量都比较高，另一方面，达到理想碳氮比的不到20%。在这个条件下，我们在建设一些新的污水处理厂时，逐渐考虑到的工艺流程，是初沉发酵+预反硝化（多级）改良A²O+外碳源+协同化学除磷。要达到一个很好的去除总氮的效果，现在通过实施外部碳源、也就是快速碳源，只需10分钟，就能保证系统稳定完整的运行。这样的工艺流程的概念，就是刚才提到的津南污水处理厂的基本理念。

 

 

城镇污水处理工艺的发展方向

最后谈一下城镇污水处理工艺的发展方向。工程界最关注的是如何进一步发展，活性污泥发生了什么变化？污水处理早先是考虑有机物去除，后来开始考虑氨氮，总磷，总氮，到现在开始考虑如何节省能耗物耗，这给生物池的池形构造设计，推流、完全混合、循环流的流态选择，混合曝气设备的组合应用，各种各样工艺单元组合，开发与带来了诸多的变革。自动控制系统，也从单台设备到单元设备到工艺系统，再到智能监控。

未来的技术发展，可能就是不同的组合，都可以有相应的工程利用，比如说UF和RO技术，活性污泥和生物膜组合，MBR，主流厌氧氨氧化，污泥高浓度厌氧消化等等。作为目前一个工程实践案例，天津津南污水与污泥处理厂就是采取这样的模式——-城市污水氮磷深度处理，双膜法高等级再生水，污泥部分包括高浓度厌氧消化，消化液进行磷酸盐的回收，之后高氮氧沼液进行厌氧氨氧化，通过磷的回收系统可以减少药剂的应用。

考虑经济指标的时候，一定要从整个大系统考虑，不仅仅从单个因素考虑。目前津南的沼液厌氧氨氧化系统设计规模是日处理2000立方米，采取颗粒化模式，另外也在尝试固定膜的模式。今后还可能在主流工艺里面进行应用，其应用的实际效果，我们不去追求百分百理想的效果，可以从10%开始增加，直到达到理想的结果。另外，厌氧技术也已经不是以前的厌氧技术，许多技术有新的发展与提升。

总的来说，城市污水处理的技术发展导向，就是能源化利用、资源化利用、再生利用、高效低耗除磷脱氮。希望刚才讲的理念在工程中能够不断地应用，未来做出来就是世界上最好的工艺方案，最好的工程案例。