1、第 33 卷第 1期 桂林理工大学学报 Vol_33 No 12013 年 2月 Journal of Guilin University of Technology Feb 2013文章编号： 16749057(2013)01015406 doi： 10 3969 j issn 16749057 2013 01 029广西县级城镇污水处理厂建设及运行效果分析蒙金结 1，成官文 1，刘李力 2， 兰 波 2，吴敏 2，梁斌 2(1桂林理工大学环境科学 -与 -r_程学院，广西桂林 ； 2广西城乡规划设计院，南宁 )摘要：广西 72座县级城镇污水处理厂建设、投资、工艺、运行情况统计表明，广西县级
2、城镇污水处 理厂建设规模一般小于 2万 m3 d，主要采用 SBR及其改良工艺、氧化沟、 A2 0工艺。污水处理厂单位 规模总投资 (含管网 )、单位规模污水厂建设投资及运行成本随处理规模增大而降低， 氧化沟 A2 O； 2 5万 m3 dtreatment plants 规模污水处理厂工艺以氧化沟为主， SBR及其变1 2进水水质指标 种工艺次之，其他生物处理工艺比例均较低。广 进水水质均值 (质量浓度 )为： COD。， 270 西县级城镇污水处理厂以技术成熟、具有脱氮除 mg L、 BOD5 135 mg L、 SS 178 mg L、 TN 37 mg L、 磷功能的 SBR及其改良工
3、艺、氧化沟、 A2 O工艺NH3-N 27 mg L、 TP 4 mg L。进水有机物浓度较 为主 (三者占 86 11 )，工艺技术与进水水质、 低，需要脱氮除磷，但大部分污水处理厂 C N偏 水量、排放标准较为匹配，污水处理厂工艺技术 低，生物反硝化碳源不足。造成这一现象的原因 较为合理，符合国内外中、小型污水处理厂工艺 与大多数县城民居建筑多建设有二级、三级化粪 选择取向 H。 J。池有关。1 3出水标准出水执行 城镇污水处理厂污染物排放标准 (GB 18918-2002) 一级 A标和 B标，其中一级 A 标 14座、一级 B标 57座，所占比例分别为：19 44、 79 16，仅 1
4、座污水处理厂采用其他标 氧准，显示广西地方政府为保护广西生态环境和珠江O-2万 m3 d 2-5万 m3 d水系源头水资源，采取了较为严格的环保举措。1 4处理工艺 图 2不同规模各工艺使用率Fig 2 Utilization rate in each treatment of different Sc&les污水处理工艺有氧化沟、 A2 O、 SBR、 MSBR、硅藻土、人工快渗 (CRI)、多介质填料曝气生物滤 1 5建设投资 池 (STCC)、人工湿地 8类，均为生物处理工艺。其 不同规模污水处理厂建设实际总投资 (含管 中 SBR及改良工艺 28座，占 38 89 (其中 CASS 网
5、投资)，见图3。实际投资6攫 1R仅1 4 恤遥 i墅露 彝蠡 z 瞽蕊辎 辎0A2 o SBR 氧化沟 STCC 硅藻土 CRl 人工湿地图 3污水处理厂建设投资Fig 3 Investment of sewage treatment plant construction万方数据156 桂林理工大学学报 2013 焦2万 m3 d以下污水处理厂建设实际总投资： A2 0、 SBR及其变种工艺为 6 200万元左右，氧化 沟为 4 986 万元，硅藻土为 5 153万元，人工快渗 (CRI) 为 3 357万元，人工湿地和 STCC工艺投资 较低，在 1 500万元左右。各工艺建设总投资差距
6、较大，其中常见的 A2 O、 SBR及其变种工艺、氧 化沟、硅藻土等生物脱氮除磷工艺建设总投资相 对较高，而人工湿地、人工快渗、 STCC工艺相对较低。 25万 m3 d污水处理厂建设实际总投资 MSBR 工艺最高，达 10 709万元左右；氧化沟和 A2 0、 SBR及其变种工艺次之，在 8 100 9 400 万元；人工快渗工艺投资最低，为 5 010 万元。随 着污水处理厂建设规模的增加，建设实际总投资 也随之升高。不同规模污水处理厂中，污水厂实际总投资 和管网投资平均值显示，污水厂实际总投资与管 网投资的比例随着建设规模的增大而升高。其中 不同规模、不同工艺各污水厂实际总投资均大于 设
7、计规模 (Tim3d1) 管网投资，其中 2万 m3 d以下 A2 0、 SBR及其 图 4 污水厂建设规模与单位建设规模总投资的关系Investment between unit scale and total变种工艺的污水处理厂建设投资较高； 2 5万 Fi 昏 4 relationshipwastewater treatment plantm3 d规模 MSBR、 A2 0、 SBR及其变种工艺、氧化沟工艺的污水处理厂建设投资较高。管网实际 污水厂单位规模投资 (不含管网 )与单位建 投资则以 STCC、人工快渗、人工湿地较低。广西 设规模总投资类似 (图 5)。 为西部欠发达地区，县域
8、之间地理位置、地形地 污水厂建设规模与单位规模投资的关系式为 Y 貌差异较大，多数县城位于边远山区，城区建设 =l 176 17+1 637 12Q一 103 71Q。在不计管 区规模很小、地形起伏明显，城区排水管网建设 网建设费用的条件下， 1万 m3 d以下的污水厂单 规模各地差异很大；部分县城利用原有管网，或 位建设投资随规模变小急剧增加，建设费用从采用分流制排水系统，排水管网建设投资少； 2 750形 m3迅速增加到 7 250形 m3； l 2万 m3 dSTCC、人工快渗、人工湿地工艺多为数千吨的小 建设规模污水厂单位建设投资介于 2 750 l 900 型污水处理厂，其管网建设规
9、模也小，建设投资 元 m3，单位建设投资明显下降； 2万 m3 d以上建设 很低。因此，县级城镇污水处理厂排水管网建设投资与污水处理厂实际总投资的关联性较小。 以污水处理厂建设规模为横坐标、污水处理单位规模总投资 (含管网投资 )为纵坐标，通过 SAS拟 合作图，得污水处理厂建设规模与单位投资的关系 式为 Y=2 325 39+2 387 48Q一 89Q。 (图 4)。可 以看出， 1万 m3 d以下建设规模的单位建设总投资随规模变小而投资急速增加，其投资由 4 700形 m3增加到 17 300形 m3； 12万 m3 d建设规模污水处 理厂单位建设总投资随着规模变大，其投资则从 4 70
10、0 Tr_m3降到 3 500形 m3。当达到 2万 m3 d以上建设规模时，单位建设总投资趋于接近，单位万方数据第 1期 蒙金结等：广西县级城镇污水处理厂建设及运行效果分析 157规模的单位建设投资较为接近，约 1 900形 m3。 口污水厂单位投资 负荷率匦习管网单位投资 。运行费用可见污水厂单位建设投资仅为污水处理单位规模总投资 (含管网投资 )的 50左右，且随规模增 I骶哥匿 1R _大而降低。 扭 H-B静o不同处理工艺管网单位规模投资统计见图 6。 o 囊蓑2万 m3 d以下小型污水厂， A2 0、 SBR及其变种工 琵 ( 1：磐 )隅隅臆。心艺、氧化沟工艺的污水厂、管网单位规
11、模投资相差 翅不远，管网单位投资在 1 900 2 500形 m3；人工快渗工艺管网单位投资较低，约 1 000 Tr_ m3。而硅 藻土工艺和 STCC工艺管网单位投资明显高于其他 6 工艺。 25万 in3 d规模污水处理厂除氧化沟工艺 匿 1R狐牛 4堡哥偏高外，其他工艺管网单位建设投资较为接近。 、目前，除城镇新建区建设为分流制管网系统外， 囊羹 。垂蓑1 1h绝大多数老城区多为合流制管网系统，老城区原 翅 l嫂：磐有管网难以改造。城镇污水处理厂管网建设规模 0 O A2 O SBR 氧化沟 MSBR CRI以及排水体制成为影响不同工艺管网单位投资差图 6不同处理规模管网单位规模投资、
12、异的主要原因。运行费用、负荷率与工艺的关系Fig 6 Relationship of pipe network unit scale investment ，2污水处理厂运行管理情况 operating cost， load rate and process in different scale21 运行成本 表 1 各负荷率段污水厂数量与比例广西县级城镇污水处理厂运行成本参见图 6。 Table 1 Numbers and proportion of wastewater treatment在不计人工费、建设投资折旧的条件下， 2万 In3 d plants in each load rat
13、e以下污水处理厂运行费用均值为 0 48形 m3，其中氧化沟、硅藻土工艺运行费用较高，分别为0 55、 0 52形 in3； A2 O、 SBR及其改良工艺次之，其运行费介于 0 450 50形 m3；人工快渗、 为 78，达到全国平均水平；硅藻土工艺负荷率人工湿地和 STCC 工艺的运行费用较省，小于 最低，为 37；其他工艺运行负荷率介于 54 0 31形 m3。 2 5万 m3 d污水处理厂运行成本均 64。 2 5万 m3 d污水处理厂平均负荷率为 值为 0 36衫 m3，其中 MSBR工艺处理成本为 54 88，其中氧化沟工艺负荷率最高达 65， o 47： Tr m3，明显高于其他
14、工艺的 o 30 0 39形 m3。 SBR 及其改良工艺和 CRl 次之 (达 51 )， A2 O可见，污水处理厂运行成本随处理规模增大而降 和 MSBR工艺负荷率极低，分别为 30、 12。低。 目前，全区 72座县城污水处理厂采用合流制的有2 2运行负荷率 36座、混流制的有 9座，雨污合流制和混流制占 全区 72座县级城镇污水处理厂运行负荷率情 63，致使污水处理厂来水水量受降雨影响。由 况如图 6和表 1。 于排水管网体制落后，加之管网建设相对滞后， 目前，广西县级城镇污水处理厂平均负荷率 少数污水处理厂建设规模偏大，致使污水处理厂为 60 8，明显低于全国在线污水处理厂的平均 运
15、行负荷率偏低 。 7 J。 负荷率 (77 )。其中负荷率达到 50以上的有 2 3出水水质达标率 46座，占 63 89；低于 50的有 26座。从处理 广西县级城镇城污水处理厂 2010年处理出水 工艺看， 2万 m3 d以下污水处理厂负荷率平均水 水质达标率显示 (图 7)，出水水质平均达标率为 平为 62 35，其中人工快渗 (CRI) 工艺负荷率 96，其中 42污水处理厂达标率为 100 。各万方数据桂林理工大学学报 2013 焦工艺运行情况看，氧化沟、 SBR、 A2 O以及 CRI、 别采用次氯酸、次氯酸钠或石灰消毒等消毒方式。 人工湿地等成熟工艺处理出水达标情况较好，但 消毒
16、处理基本达标，出水水质总体情况良好。MSBR和 STCC工艺运行达标率相对较差。 2 5污泥处理处置污水处理厂剩余污泥处理以浓缩脱水一体化 为主，少部分为重力浓缩和离心浓缩 (均占总数 的 9 7 )。污泥脱水为带式脱水 40座、离心脱水 24座、板框式压滤 4座、自然干化 2座，带式脱 水和离心脱水共占总数的 88 9。污泥处置以卫 生填埋为主，共 58座，占 80 6，堆肥和建材加 工均为 6座，污泥处理处置方式较为合理。图 7各工艺不同达标率所占比例 3结论Fig 7 Removal rates of different processes indifferent proportion
17、(1)广西县级城镇污水处理厂规模均小于 5万 m3 d，其中以 2万 m3 d以下规模为主。污水从出水水质指标图 8看，出水 COD、 BOD全处理工艺以 SBR及其改良工艺、氧化沟、 A2 O工部达标，各工艺 COD、 BOD去除率较为接近，去艺为主，出水以紫外线消毒为主，污泥处理多采除率较好；氨氮去除率介于 60 75，除氧化用一体化浓缩脱水，污泥处置以卫生填埋为主。沟、 STCC、人工湿地、 CRI工艺去除率较低外，其他工艺的氨氮去除效果相差不大。由于 MSBR、 (2)污水处理厂单位规模总投资 (含管网 )、单位规模污水厂建设投资及污水处理厂运行成本SBR、 A2 O等工艺具有生物脱氮
18、功能，因而具有随设计规模的增大而降低，但排水管网建设投资与较好的脱氮作用，而 STCC、人工湿地、 CRI工艺污水处理厂实际总投资的关联性较小。其中， 2万由于缺乏硝化、反硝化作用，生物脱氮效果较差；氧化沟具有生物脱氮功能，但由于采用转刷曝气， m3d以下、25万n13d规模污水处理厂，单位设 设计水深多在35 m以上，池内又较少安装水下 计规模总投资分别是 3 500 17 300形 m3、 3 500推进器，氧化沟水动力学条件差，污泥沉积较为 ftm3；单位规模污水厂建设投资分别为1 900 7 250 fr_ m3、 l 900 fr_m3；运行成本均值分别为明显， MLSS浓度低，生物
19、硝化反硝化效果差，氨 0 48、 0 36形 m。氮去除率不好。各工艺 r11P去除以 MSBR、硅藻土和 CRI工艺为好， TP去除率一般在 80以上，其 (3)全区县城污水处理厂达标率平均值为他各工艺的 rIP去除率介于 65 75。 96，污水处理效果较理想，出水 COD 、 BOD 全部达标，但部分污水处理厂氮、磷出现超标。(4)运行负荷率不高，出现这种现象的原因 主要与排水体制和管网建设滞后有关。参考文献：1仇保兴中国城镇水务 “十二五 ”发展战略与主要任务 J给水排水， 2011， 37(2)： 712【2 马悠怡小城镇污水处理实用工艺分析 J，环境保护 图 8各工艺 COD 、
20、BOD 、 NH3-N 、 TP的去除率 科学， 2006 ， 32(6) ： 4446Fig 8 Removal eificiency of COD ， BOD ， NH3 一 N and 3杨勇，王玉明，王琪，等我国城镇污水处理厂建设及TP in process 运行现状分析 J给水排水， 2011， 38(8)： 3539 4全怀涛，吴恬小城镇污水处理技术的反思与建议 J2 4出水消毒 西南给排水， 2008， 30(2)： 46全区 72座县级城镇污水处理厂出水以紫外线 5陈中颖，刘爱萍，刘永，等中国城镇污水处理厂运行状消毒为主，达总数的 87 5，其余污水处理厂分 况调查分析 J环境
21、污染与防治， 2009， 31(9)： 99102万方数据第 1期 蒙金结等：广西县级城镇污水处理厂建设及运行效果分析 1596李全明，张学洪，解庆林，等桂林市城市污水处理现状 7仇保兴我国城镇污水处理发展的状况和面临的挑战 及思考 J桂林工学院学报， 2000， 20(1)： 3538 J给水排水， 2010， 136(12)： 13Construction and Operation of County Wastewater TreatmentPlants in GuangxiMENG Jin-jiel ， CHENG Guan wenl ， LIU Li li， LAN B02 ， WU
22、 Min2 ， LIANG Bin2(1 College ofEnvironmental Science and Engineering ， Guilin University of Technology ， Guilin ， Chi na； 2 Guangxi Urban Rural Planning Design Institute ， Nanning ， China)Abstract ： The statistics about construction ， process ， investment ， treatment effect of 72 municipal wastewate
23、r treatment plants show that the plant scale of county treatment plants is less than 50 000 m3 d in Guangxi The main treatment processes are SBR 。 variants process and A2 O， oxidation ditch The municipal wastewater treatment plant investment of unit total construction(including pipe network)， unit c
24、onstruction and operating costs are reduced with the treatment scale increase While the treatment scales are below 10 000 m3 d， the investment of unit total construction(including pipe network)is among 1 7 300 4 700 yuan m3， unit constructions is from 7 250 to 2 750 yuan m3； but the scale in 10 000
25、20 000 m3 d is 4 700 3 500 yuan m3 ， 2 7501 900 yuan m3 ； and the scale in 20 000 50 000 m3 d is about 3 500 yuan m3 ， 1 900 yuan m3 The average operating cost of scales below 20 000 m3 d and 20 000 50 000 m3 d is 0 48 and 0 36 yuan m3 respectively The pipe network actual investment is significantly
26、 lower than the municipal wastewater treatmentplant construction investment In 2010 ， the average load rate of the municipal wastewater treatment plant is on- ly 60 8， lower than the national online average level 96 of average wastewater treatment plant efficiency reaches the standard ， COD and BOD of the effluent all reach the standards ， but ammonia nitrogen in some mu- nicipal wastewater treatment plants is above the standards for less technology ， and shortage of carbon source Key words ： municipal wastewater treatment plant； construction investment ； operation cost ； treatment effect万方数据
