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可持续发展的新型、高效城市污水处理技术探讨 作　　者：王凯军; 出　　自：专家稿件 发表时间： 摘　　要：本文对国内外城市污水处理工艺发展进行了回顾，提出我国目前所采用的以氧化沟技术和SBR反应器为主体的城市污水处理技术是西方发达国家在一定历史时期和技术发展水平下的产物。其与西方国家的自然条件和经济发展水平是相适应的。从可持续发展性方面进行考察认为这些技术(特别是延时曝气)是不适合我国的国情的高物质消耗和高能耗的污水处理技术。同时，提出我国城市污水发展可持续发展的处理技术的关键是需要在新工艺进行不断的探索和同时解决污泥处理技术方面的问题。并就工艺创新、技术创新和体制创新对城市污水处理厂降低投资和运行管理费用的作用进行了分析。认为对沉淀和分离性能改进、生物的量和质的提高以及充氧性能的改善是高效反应器发展的方向。 一、可持续发展的城市污水处理技术 1、国内外污水处理技术的发展 　　我国城市污水处理技术研究工作从20世纪70年代末起步，经过20多年的不懈努力，在城市污水处理技术方面取得了较大的成就，成果丰硕。同时，随着改革开放也不断引进国外新的工艺技术。。目前在水污染治理技术上，已成功广泛使用传统活性污泥法、延时法等新型活性污泥工艺、SBR、AB法、UNITANK和氧化沟技术、A-O法和A2-O等变形工艺。这些在我国城市污水处理厂普遍采用的工艺，是欧美等发达国家所采用的主导技术，并被证明是行之有效的水污染控制技术12。　　目前，这些技术是国外在上世纪六、七十年代开发的工艺，是根据西方，特别欧洲国家排放标准制订的工艺，适合了这些国家的国情、社会和经济发展情况。例如，采用延时曝气低负荷工艺特别适合北欧和北美国家的冬季低温的气候条件，并适合当时开发的氧化沟等低负荷的工艺?市污水治理工作，目前一些国家污水处理率达到90%以上。在这一时期城市污水处理领域出现大量各种形式的污水处理新工艺，如：改进活性污泥工艺(AO、A2O工艺)、氧化沟工艺(卡鲁塞尔、奥贝尔等氧化沟)、SBR工艺(IECAS、CASS等)、纯氧(富氧)曝气、深井曝气和流化床等工艺。而进入90年代后，西方国家城市污水处理厂的建设市场需求萎缩，这在技术上失去了开发新工艺的动力。 2、可持续发展污水处理技术的需求 　　社会需求是技术发展的驱动力，我们国家污水处理市场巨大，对新工艺有极大的迫切需求。据估算“十五”期间城市污水的投资将超过2000亿。我国对污水处理新技术开发仍有巨大的需求和动力。但是，在最近一个时期内我国城市污水厂的建设主要以延时曝气的氧化沟和SBR工艺为主2。我国的国民生产总值远远低于西方发达国家，采用以上技术是否能够完全适合我国的国情?　　首先，需要从是否符合可持续发展方向，“可持续发展是即满足当代人的需求，而又不损害后代人满足其需求的能力的发展”。从技术层面可持续发展原则包括可持续发展的公平性(是否体现资源和环境共享)、持续性(是否满足资源和环境的永续性利用)和共同性等原则(是否有利于解决全球性环境问题)。同时，也要分析技术发展、社会需求和国情来综合考虑。　　事实上，国外采用的是低负荷处理工艺，其池容和设备是中、高负荷工艺的几倍，因此在建筑材料和土地资源上是高消耗的，相应的投资要高数倍；其次，国外采用延时曝气系统是以耗能的方式取得污泥的稳定工艺，延时曝气系统能耗比中、高负荷活性污泥要高40～50%左右。我国能源日益短缺，高能耗的方式是对不可再生的化石能源消耗为代价；同时，能耗增加会带来了直接运行费的增加，能耗增加也会还要增加间接污染和投资。我国主要的能源来自燃煤，这会造成严重的大气污染问题。据资料报道处理能力为1万吨的低负荷污水处理厂，比中、高负荷装机容量增加部分的电厂间接投资是污水处理投资的50%以上。　　总之对我国这样一个资源不足、能源日益短缺、经济不发达、人口众多的发展中国家从可持续发展角度讲，采用延时曝气这种高资源占用和能源消耗的低负荷工艺，并以耗能的方式取得污泥的稳定工艺是不符合可持续发展的基本原则，也是不适合中国国情的。我国应该开发经济效益好、资源消耗低、环境污染少的城市污水处理技术。 二、城市污水处理高效工艺的极限 1、高效反应器的发展趋势 　　新工艺和新技术开发内在原因是人们不断追求高效率、低能耗、低成本和低的占地面积等高性能指标的实践结果。不同反应器的应用受到了技术、经济和理论条件的限制。这些限制体现在对于好氧生物反应器研究和开发，受到了生物生长特性(生物量和活性)、反应器的形式(固定床、悬浮床和流化床)、传质条件(氧的供给)和固液分离(沉淀、过滤)等诸多因素的限制。长期以来人们围绕这些限制因素根据各个时期的理论、技术、材料等进展，进行了长期不懈的研究和开发工作。Nicolella3通过对上述限制条件进行数学推导，代入主要好