當前我國對生態文明建設重視程度空頌激前，黨的十九大將“增強綠水青山就是金山銀山的意識”寫入黨章，將“美麗”作為強國目標的重要內容，水環境治理是其中最為核心的內容之一。城市污水處理廠作為治污基礎設施之一，是治水工作的關鍵環節，其處理規模、處理水平等直接影響治水成效。

本文通過分析我國已建的上海白龍港、廣州新華、寶雞市高新區、通遼市污水處理廠，太湖地區、三峽庫區污水處理廠的運行情況，發現其運行普遍存在運行負荷率較低、進水水質水量波動較大、出水水質難穩定達標等問題，通過深度剖析原因，科學地提出了針對性的解決對策，以期為我國城市污水處理廠的穩定運行提供參考，為水環境綜合治理做出貢獻為全面貫徹《水污染防治計劃》，全國各城市先后開展黑臭水體整治工作。

城市污水處理廠在保障水環境安全方面發揮著重要作用，建設污水處理廠是解決城市水污染的重要手段。

“十三五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃中提出，到2020年底，要實現城鎮污水處理設施全覆蓋，城市污水處理率達到95%，縣城不低于85%。“九五”期間，我國重點流域水污染防治規劃開始實施，城鎮污水處理設施的建設和運行開始成為各地落實水污染物減排責任目標的主要途徑。

在中央財政資金和相關政策的大力支持下，經過“十一五”、“十二五”的發展，我國污水處理廠建設取得了跨越式的進展，城鎮污水處理廠的數量和規模迅速提升，城市污水處理能力不斷提高。

統計資料顯示，至2016年末，城市污水處理率達到93.44%，其中污水集中處理率89.8%。截至2010年，全國共有城鎮污水處理廠2496座，較2006年相比提高了140%。到2016年末橡派，城鎮污水處理廠數量達到3552座，與2010年相比增加了29%。

但是，污水處理率與處理能力的持續提高與水環境污染依然矛盾突出。環保部公布的《2016中國環境狀況公報》顯示，全國地表水1940個監測斷面中，仍有32%為IV類及以下水體。截止2017年底，住房與城市建設部和環保部認定的全國城市黑臭水體數量有2100個。

與此同時，污水處理廠排放標準不斷提高，2015年發布的《水污染防治行動計劃》明確提出，現有城鎮污水處理設施，要因地制宜進行改造，2020年底前達到相應排放標準或再生利用要求;敏感區域(重點湖泊、重點水庫、近岸海域匯水區域)城鎮污水處理設施應于2017年底前全面達到一級A排放標準，建成區水體水質達不到地表水Ⅳ類標準的城市，新建城鎮污水處理設施要執行一級A排放標準;到2030年，力爭全國水環境質量總體改善，水生態系統功能初步恢復。

由于我國城鎮污水普遍存在著水質水量變化幅度大、碳氮比偏低、無機懸浮固體含量高、冬季水溫低、工業有毒有害污染物沖擊等突出問題，明顯影響污水處理設施的正常運行，出水難以穩定達標。即使在達標排放的情況下，符合一級A/B標準的水質仍接近V類水(表1)，是水環境的重要污染源。

表1我國城鎮污水處理廠排放標準主要污染物指標對比 單位:mg/L

一些城郊結合部因居民亂扔、亂排生活污水，對水環境也帶來嚴重危害。為此，本文作者深入分析了我國南北方具有代表性的污水廠存在的問題及原因，并提出解決對策，以期為我國城市污水處理廠的穩定運行提供參考，為水環境綜合治理做出貢獻。

1存在問題及原因分析

1.1運行負荷率普遍較低，部分超負荷運行

根據住房與城市建設部2012年發布的《城鎮污水處理廠運行、維護及安全技術規程》(CJJ60-2011)，城鎮污水處理廠年處理水量應達到計劃指標的95%以上。我國大部分地區的污水處理廠運行負荷率偏低，難以達到住房與城市建設部的要求。

遼寧省污水處理廠月均負荷在80%以上的僅占污水廠總數32%。通遼梁櫻賀經濟技術開發區污水處理廠現狀水量未達到設計值，近一半處理設施閑置。廣西城鎮污水處理廠2010年負荷率達到60%以上的污水廠占總量的65%。三峽庫區2014年176座污水處理廠的平均運行負荷僅為56.5%。

全國已建污水處理廠平均運行負荷率僅有65%～70%，遠低于德國2008年污水處理廠平均運行負荷率95%。而一些城市由于經濟發展迅速，人口數量增長過快，污水處理廠已超負荷運行，處理壓力大。

污水廠處理設施負荷率低的主要原因是廠網建設不配套，污水管網覆蓋率和收集率偏低。污水處理廠只有和排污管網配合使用，才能發揮治污作用。

由于污水廠建設相對簡單、集中、建設周期短，管網建設相對復雜、牽涉面廣、建設周期長，我國城市管理者普遍重建廠、輕管網、輕管理。

數據顯示，截至2016年全國共有城鎮污水處理廠3552座，與2010年相比增加了29%，排水管道長度僅增加了17%。配套管網與污水處理廠建設不同步，導致一些污水處理廠建成后面臨無污水可處理的尷尬境地。

有些城市先期只建設了污水干管，由于資金不到位支管網建設推進緩慢。部分城市新建的管網存在諸多問題無法與已有干管接駁，如設計標高與已有干管不一致，已有干管積水堵塞等。

導致建成管網沒有“織網成片”，污水收集率偏低。另一原因是污水廠設計規模與實際情況不符。由于部分城市對污水處理廠建設前期工作重視不夠，對污水來源和收集缺少詳細的規劃和充分的論證，管網、泵站等輔助設施建設相對滯后，設計規模往往基于理論設計計算。在經濟相對落后的地區，人均實際用水量和污染物排放量相對偏低，導致設計規模偏大，實際污水量不足。

而在一些發展較快的城市，隨著經濟的快速發展和居民生活水平的不斷提高，污水產生量不斷增加。污水廠設計規模滯后于人口經濟增長速度，污水廠處理能力不足，出現超負荷運行現象。

1.2進水水質水量波動較大，與設計值不符

污水廠原水水質和水量是影響污水處理工藝運行穩定性的重要因素。我國城市污水廠進水水質水量波動較大，部分污水廠進水負荷波動幅度可達到-47%～4%。

上海白龍港污水廠進水BOD5日平均濃度波動范圍為14～382mg/L，CODCr波動范圍為96～824mg/L。昆明市合流制排水區域污水處理廠進水受雨季影響，懸浮物波動大。除了水質波動，一些污水廠進水水質有機物濃度與設計值有差異，嚴重影響了污水處理效果。

寶雞高新區污水處理廠實際進水水質除NH3-N和TN外，其他各指標均高于設計值。寶雞十里鋪污水處理廠進水TP高于設計值外，其它各指標均低于設計值。

分析原因，主要是排水管網雨污分流不徹底、管網漏損、沿河截污沖擊污水處理系統。我國老城市的排水體制一般為雨污合流制，后來部分城市改為截流式合流制。

合流制排水體制下，污水處理廠進水水質受多種因素影響。雨季時排水管網同時收集了生活污水和大量的雨水，引起污水廠水量的波動。

其中初期雨水污染物濃度高、污染嚴重，部分污染物指標高于旱季污水濃度，造成水質的波動。在我國，由于管網維護的不及時，老舊管網滲漏嚴重，地下水、河水及雨水的混入也直接影響了進入污水處理廠的水量、水質。

在一些南方地區，由于前端管網建設不完善，污水廠旱季水量偏小，需要抽取河道水;但在雨季，雨污合流管網的水量又遠超過污水廠的處理規模，造成了旱雨季水質波動較大。

沿河截污系統對污水處理系統的沖擊，是造成水質水量波動的又一原因。作為合流制改造過程中的過渡產物，沿河截污系統在一些南方城市較為常見。

該系統可極大程度地改善河流長期以來的黑臭狀況，但也存在一些問題。系統雨季收集的合流水含有大量雨水，導致污水廠旱、雨季污水處理量逐年加大，污水處理廠雨季負荷普遍偏大。

而截污箱涵系統大部分尚未配備相應的末端處理設施，攜帶大量污染物的初小雨直接進入污水廠，造成水質波動，處理效果難以保障。

另外，我國處于經濟快速發展階段，區域經濟差異明顯。經濟相對發達、人口密集地區的城市不斷擴容，但實際擴容速度與規劃往往不一致，致使污水增長量與污水廠設計規模不一致。

當污水量超過設計規模時，污水處理廠處于“吃不飽”狀態，當設計規模超過實際處理需求時，又造成“大馬拉小車”現象。

西北地區的污水處理設施則由于服務數量不足、管網配套差等問題處于“吃不飽”狀態，這些都影響著污水處理廠的進水水質水量。

1.3出水水質難以穩定達標，NH3-N、TN超標

我國現有污水處理廠大部分執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級標準，其中執行一級A標準的占總數量的29.3%，執行一級B標準的接近60%。截至2016年底，我國僅有30%的污水廠尾水達到一級A標準，高達70%的污水處理廠排放標準達到或低于一級B排放標準。

大部分污水廠主要超標污染物為NH3-N、TN，上海市白龍港污水處理廠采用A2/O工藝，出水NH3-N一級B達標率僅有46%，TN一級B達標率68%。

三峽庫區176座污水廠一級B達標率60.7%，通遼污水廠一級A達標保障率低于50%，寶雞十里鋪污水廠NH3-N、TN一級A達標保障率分別為42.4%、42.5%。

廣州新華污水處理廠出水TN和NH3-N在1-3月份偶爾超標，不能穩定達到一級A標準。污水處理廠出水水質不達標，無法充分發揮效能，不僅降低了污水廠投資效益，也給污水廠運行管理帶來困難，應充分引起運行管理者的重視。

工藝是污水廠處理效果的關鍵保障因素，我國城鎮污水廠使用的工藝主要為普通活性污泥工藝、氧化溝及其改良工藝、A2/O及其改良工藝、SBR及其改良工藝、A/O及其改良工藝和曝氣生物濾池(BAF)工藝，這六類工藝覆蓋了全國90%以上城鎮污水處理廠的主體工藝類型。

上述工藝具備脫氮功能，而實際運行中由于進水水質水量波動或與設計值不符、生物處理設施超負荷運行、碳源不足、碳氮比不足等原因，出水難以達到排放標準。

當污水處理廠進水BOD5、TN、TP濃度低于設計進水濃度時，從多方面嚴重影響污水處理效果。一方面，污水中BOD5濃度過低導致生物處理單元中的微生物所需有機物不足，影響反硝化階段脫氮效果。

另一方面，進水污染物濃度偏低時生物反應池中曝氣量高于微生物需求量。如不能及時調整曝氣池曝氣量，容易出現曝氣過量，導致活性污泥沉淀分離效果較差。

除此之外，南方地區冬季缺少保暖措施，致使進水水溫較低，不利于硝化反硝化細菌的生長，出水NH3-N、TN濃度無法保障。除了工藝方面的原因，污水廠的運行管理水平也對出水水質有重要影響。

污水廠的運行是一個復雜的過程，操作人員應在水質、環境條件發生變化的條件下，充分利用各種工藝的彈性進行適當調整，及時發現并解決問題。

操作人員除了要具備一定的物理、化學及微生物學方面的知識，還需了解污水處理基本知識、廠內構筑物的作用以及化驗指標的含義及其應用等。

在國外，污水處理廠的運行通常由博士來實施。在國內，由于薪資水平等原因的限制，大部分污水廠的員工學歷層次普遍偏低、技術素養不足，往往憑經驗操作污水廠各工藝設施，嚴重制約和影響污水處理廠整體運行水平。

1.4其他問題

隨著工業化、城市化進程的推進，城郊結合部生態環境問題日益凸顯。這種“結合”是城市與鄉村、農業與工業、農民與市民的結合，充滿著一種不確定的、動態的過渡和轉型。

城郊結合部的城中村建筑廢棄物、生活垃圾四處堆積，居民亂排生活污水，流經的小河流顏色發黑，垃圾漂浮，污染嚴重。

如果不能得到有效控制，時時威脅著當地居民的健康。由于制度措施的不完善、管理不到位，使得城郊結合部出現這樣的難題。工業園區的發展對經濟發展的促進作用日益顯著，但隨之而來的環境污染也在加劇。

大型集中的工業園區一般都有污水處理廠，對大量的、中小型工業企業的廢水，采用經預處理后與園區生活污水合并處理的方式，實際運營過程中也有不少問題出現。

一是實際水量與設計不符。在園區污水處理廠設計階段，由于對發展規模預估不足，實際污水量超出污水處理廠處理能力。部分企業由于生產狀況不穩定，使污水處理廠處理量不足。

二是實際進水水質與設計不符。實際入園企業的類型與規劃不符，導致污水特征發生較大變化，使污水廠難以達標排放。

2對策與建議

2.1政府統籌規劃，污水處理廠、管網建設同步推進

政府各部門應結合各自職能，協調一致，科學組織，實現污水處理廠的長效管理[11]。住建部門會同環保、發改委等部門，緊跟城市發展腳步，牽頭編制污水處理廠、污水管網的統籌規劃，以前瞻性思維規劃和設計污水處理廠。

地方政府要制定政策推進污水處理廠的運營規范化，與物價、住建、財政等部門聯合，因地制宜地研究制定與當地經濟社會發展水平相適應的污水處理收費制度。

財政部門應增加對污水處理廠的資金投入，創新投資建設運營模式，提高污水廠運行人員的工資水平，從而吸引高水平、高素質的人才進行運行管理。環保部門要加強對污水處理廠出水水質的檢查監督，對整治不力的要嚴肅查辦。

2.2完善污水收集系統，實現水量濃度“雙提升”

為充分發揮污水廠效能，要堅持廠網并舉，將排水管網和污水廠作為一個整體建設。首先要加快新增污水管網建設，建成從“用戶―支管―干管―污水處理廠”路徑完整、接駁順暢、運轉高效的污水收集系統，提高已建污水廠運行負荷。

其次是要強化老舊管網改造，對漏損嚴重的管網、排水口、檢查井進行維修，減少管道淤積，確保收集的污水水質、水量穩定。再者是要徹底進行合流制管網改造，難以改造的地區加快建設截流、調蓄等設施，減少雨季雨水對污水廠水量水質的沖擊。

2.3源頭分散處置初期雨水，減輕進廠污水量變化幅度

針對初期雨水影響進水水質水量問題，宜源頭分散處置。從初期雨水的特點和國內外初期雨水處置經驗來看，初期雨水應采用源頭分散收集、分散處置等方式;初期雨水集中收集非常困難，主要原因在于若設置集中收集系統，上游初期雨水到達時，下游早已是干凈的雨水，很難保證能夠收集到20～30分鐘前的初期雨水。

已建設初小雨收集系統的城市，應增設相應末端處理設施，減輕初小雨對污水處理廠的水質影響。有條件接入污水處理廠處理的，應論證污水處理廠具備接收條件后再接入。

2.4加強管網精細化管理，防患于未然

重視建成污水管網的日常管理與維護工作，加強管網的精細化管理[12]。首先是要加強日常巡查，對存量管網“修補測”、“定期體檢”并加以修繕。

采用CCTV和QV手段對管道內部進行檢測，掌握其病害的分布狀況和程度，為管道修復提供基礎。其次要實行定期清淤制度，保證污水管道正常通水。

目前大部分城市管道仍采用人工清淤，不僅工作環境惡劣，且效率低下，無法滿足需求。可引進高科技清淤手段，如清淤機器人等，實現自動高效清淤。

再者，對排水管網數據進行信息化處理，建立污水管網水質在線監測系統等，實時掌握水質情況。當水質出現異常時可及時查出管段存在問題，并提醒污水處理廠采取有效應對措施[34]。

2.5優化污水處理廠服務范圍，提標擴容

污水處理廠一般位于城市建設區，隨著城市建設和城市更新的開展，城市污水量增長較快而污水處理廠或污水系統擴容困難的矛盾日益突出。

對污水廠超負荷運行的地區，通過服務范圍的調整解決污水處理廠污水增量問題有著重要的意義。同時考慮提升污水處理廠處理能力，進行污水廠擴建。

按照GB18918-2015《城鎮污水處理廠污染物排放標準(征求意見稿)》的要求，自2016年7月1日起新建污水處理廠和自2018年起敏感區現有城鎮污水處理廠均執行一級A標準。

對排放標準較低污水處理廠改造，因地制宜合理選擇改造措施，提高出水水質。提標改造路徑一般包括水力改造、設備改造和工藝升級改造等，其中污水處理工藝改造是提高出水水質的關鍵。

TN和NH3-N主要通過生化系統處理去除，這兩個指標是生化系統改造的主要目標污染物。TN的去除效果受制于進水碳氮比，由于我國大部分污水處理廠進水碳氮比偏低，可通過改進運行方式，合理利用內部碳源，或投加碳源的方式，提高反硝化能力。

當NH3-N不達標時，可在二級生物處理后增加曝氣生物濾池。涉及具體項目時，按照“一廠一策、分門別類”的原則制定適宜的工藝方案。

2.6集散結合，統籌治水

城市主城區的生活污水應集中處理，通過建設完善污水管網將污水收集到污水處理廠集中處理。而在城郊結合部，有條件建設管網的城市應逐步完善管網系統，對污水進行集中處理。短期內無法建設管網系統的，應采取分散處理的措施。

分散式一體化污水處理裝置，具有移動靈活、自動化控制程度高、處理效果好的特點，在城中村等分散式污水處理中已有大量應用，是解決城郊結合部水污染的有效措施。

工業園區污水廠存在的問題并不是一個企業的問題，需要改革和發展來解決，加大對污染源排放的控制力度，工業企業要嚴格執行相關法規，確保廢水達標排放。

3結語

城鎮污水處理及再生利用設施是城鎮發展不可或缺的基礎設施，是減少水體外源污染的重要手段，保障其安全、穩定、高效地運行，對于水環境治理具有十分重要的意義。

目前我國污水處理廠運行中仍存在一些問題，有的放矢地總結存在問題，可為今后污水廠科學化管理奠定基礎。只有政府部門統籌規劃，加強頂層設計，不斷完善污水收集系統，加強管網精細化管理，進行提標擴容建設，才能充分發揮污水處理廠的環境效益，改善城市水環境質量，促進水環境治理成效的長久保持。

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