城市供水与污水处理工程设施的质量控制与决策

城市供水与污水处理工程设施的质量控制与决策摘要：CPR/96/302（21世纪中国城市水管理）将协助建设部开展中国可持续城市水管理项目，以及提高主要机构实施该项目的能力。本项目总的目标是要制订有关机构改革和实施水需求管理策略的有效方法并进行示范实验，以便改进给排水方面的管理。为了协助策划该国家项目，本援助项目将支持河北省石家庄市各项试点活动，以确定最适合于中国市级城市实施组织机构改革的方法。制订和实施机构改革以及修正水价结构的行动计划，以便在石家庄成立财政上完全自主的供水和排水公司。最后，对培训和技术援助计划进行试验，其目的是推广试点活动的主要成果并在更多的城市开展此项目。关键字：工程设施质量控制决策1.前言1.1背景CPR/996/3022（21世纪中国城城市水管理）将将协助建设部部开展中国可可持续城市水水管理项目，以以及提高主要要机构实施该该项目的能力力。本项目总总的目标是要要制订有关机机构改革和实实施水需求管管理策略的有有效方法并进进行示范实验验，以便改进进给排水方面面的管理。为为了协助策划划该国家项目目，本援助项项目将支持河河北省石家庄庄市各项试点点活动，以确确定最适合于于中国市级城城市实施组织织机构改革的的方法。制订订和实施机构构改革以及修修正水价结构构的行动计划划，以便在石石家庄成立财财政上完全自自主的供水和和排水公司。最最后，对培训训和技术援助助计划进行试试验，其目的的是推广试点点活动的主要要成果并在更更多的城市开开展此项目。该项目目的经费为US贚.50万,由联合国开开发署资助一一部分，其余余由AusAIID和石家庄市市分担。执行行机构是中国国国际经济技技术交流中心心（CICETTE）。由建设设部（MOC）主持项目目的实施，石石家庄市政府府（MGS）负责试点点工作的实施施。1.2范围CH2MHILL的高级副总总裁，Dr.GGlenTT.Daiigger，Ph.D.，P.E.，DEE被推选为该该项目的工程程和质量管理理策略专家，他他的职责为：：(1)介绍有关城城市排水和供供水的国际经经验，以及管管理、许可证证、和合格证证等方面的最最佳实施和技技术；(2)为建立国家家技术支持系系统提供信息息和咨询，该该系统负责给给排水工程项项目的评估和和管理；(3)为城市污水水处理工程的的设计、施工工、和运行提提供质量管理理和决策的方方法和策略，尤尤其是在技术术标准、工艺艺选择、以及及投标和招标标方面；(4)编制有关适适合于中国国国情的污水处处理技术和做做法的综合性性技术情报文文件，主要目目标是工艺和和工程设施；；(5)制定私有部部门或其他涉涉及排水和供供水服务的部部门的策略；；(6)出席1999年9月14～17日在北京召召开的研讨会会；(7)在1999年8月25日以前提交交关于上述内内容的专题报报告；(8)准备研讨会会的文件资料料。该报告告由工程和质质量管理专家家（Dr.GGlenTT.Daiigger，Ph.D.，P.E.，DEE）审定。这这是遵照上述述TOR中第7项要点提交交的。其中论论述了TOR1～5要点。该报报告共有6个部分，第1部分是前言言，以下5个部分论述述了TOR中前5项要点。2.有关城市市排水和供水水的管理，许许可证和合格格证2.1前言这部分论论述工程和质质量管理策略略专家TOR的第一个要要点。介绍关关于城市排水水和供水的国国际经验，有有关管理、许许可正、和合合格证方面的的最佳实施和和技术状况。对对城区排水和和供水行业发发放许可证和和进行管理通通常采用（1）最佳实用用方法和（2）性能标准准方法，这两两种方法都具具有各自的优优点和缺点，而而且适合于特特定场合。现现将这两种方方法作如下阐阐述和比较。2.2最佳实用方方法2.2.11对该方法的的说明人人类为之奋斗斗的事业，包包括给排水系系统在内，是是经常规范和和执行最佳实实用方法。对对待要建设的的设施、施工工方法、运行行和维护方法法都作了详细细规定。它告告诉负责实施施该系统的一一方该做些什什么。严格遵遵守规定的程程序是带有强强制性的，实实施该系统的的人员几乎不不可能按自己己的看法行事事。其结果是是与规定的标标准相当一致致。设计手册册、规范、管管理法规、以以及标准规范范中往往都规规定有最佳实实用方法。其其中包括需要要采用的各类类技术、建筑筑材料、施工工方法、和操操作程序等项项目。举例中中包括有配水水和污水收集集系统的设计计和施工规范范，水处理和和污水处理设设施的设计标标准、专业设设计人员用的的标准规范、以以及修正在特特定情况下必必须设定的处处理技术方式式的法律。最佳实践践一般由专业业组织和政府府机构设定。一一组资深专业业人员对该实实用方法作了了十分详尽阐阐述使预期的的成果可被重重复利用。对对需要专业判判断或当地经经验的领域也也要加以说明明。2.2.22对方法的评评估最佳佳实用方法所所具有的利弊弊概括在表2-1中。其优点点是一致性、便便于实施、以以及减少了对对经验丰富的的专业人员的的依赖。缺点点是成本增加加了，抵制变变化，难以适适应新的情况况，以及性能能差。表2.1最佳佳实用方法的的优缺点优点-一致性。每每个系统的基基本组成部分分差不多都是是相同的，因因而达到同一一水平的性能能。-便于实施。因因为系统的性性质和实施系系统所需的步步骤都是众所所周知的，所所以实施的条条件也为人们们所熟知。-减少对经验验丰富的专业业人员的依赖赖。系统的许许多细节都是是规定了的，所所以由经验丰丰富的专业人人员来确定那那些细节的必必要性就大大大减少了。从从而可以由经经验较少的专专业人员来实实施验收系统统。缺点-增加了成本本。标准方法法中必定会加加进一点儿保保守性以适应应可能遇到的的实际情况的的变化幅度。在在很多情况下，可以不不需要那一点点儿保守性，导导致设施或解解决方案比实实际需要的还还贵。-抵制变化。严严格执行最佳佳实用方法会会妨碍能产生生低成本或高高性能方案的的创新。这是是因为标准的的存在使革新新难以在真实实的情况下进进行测试。而而且，有了标标准会降低对对革新进行实实验的动力。-难以适应新新形势。当熟熟练的专业人人员几乎完全全依赖标准解解决方案时，他他们就不掌握握有必要的知知识和经验，用用以鉴别最佳佳实用方法已已不再适用的的新情况。这这样。当异常常或新的情况况出现时，原原先执行的解解决方案很可可能不再适用用，并实际上上不起作用了了。-性能差。规规定的是这方方法的运作而而不是结果。如果不能达到预预期的性能，这这就限制了系系统执行人员员改变方法来来获得较好效效果的积极性性。系统执行行人员认为他他们已做了所所交办的一切切，因而履行行了他们的职职责。说明最佳实实用方法的优优缺点是为了了使此方法能能应用于特定定情况。实际际上，规定最最佳实用方法法是必要的，可可以及时和有有效实施城市市给排水系统统。要想开发发能解决每个个问题的方案案是不可能的的。在下列情情况下采用最最佳实用方法法是合适的：：-待要解决的的问题是一目目了然的，具具有广泛经验验来保证最佳佳实用方法的的有效性和效效果。-必须很快实实施解决方案案。没有时间间来评估和选选择大量备选选方案。-为简化对一一致性及系统统运行和维护护条件的监测测所需要有连连续性。-与采用一致致和便于实施施的方法所节节约的成本相相比，保守方方法所增加的的成本是少量量的。2.3性能标准2.3.11对该方法的的说明最最佳实用方法法规定的是负负责系统实施施一方的操作作要求，而性性能标准规定定的是必须达达到的效果。实实施一方可以以从许多种选选择方案中选选择一种合适适的解决方案案，只要他们们符合规定的的性能标准。采采用这种方法法的一个例证证是规定污水水和给水处理理设施必须达达到的出水水水质。所选择择的工艺过程程必须与物理理学、化学、和和生物学定律律给予的约束束不相矛盾。但但是，在这种种情况下，只只要最终出水水符合规定的的标准，任何何过程都可以以被选用。2.3.22

对该方法的的评价表2-2汇总了性能能标准的各种种优缺点。其其优点是解决决方案有效而而又成本低；；性能保证率率高；鼓励创创新；以及可可适应变化中中的形势。缺缺点是项目评评估和验收进进程较慢，缺缺乏一致性，增增加了项目失失败的可能性性。表2-2性能能标准法的优优缺点优点-解决方案有有效、成本的的。因为对每每种场合都可可以按现场特特定情况制订订解决方案，故故最终解决方方案比设计标标准中规定的的“标准”或“一般”的解决方案案更有成本效效益。这是由由于当地情况况有很大变化化而造成的，使使得现场特定定的解决方案案在许多场合合都能以大大大降低了的成成本获得所需需的性能。-性能保证率率较高。因为为实施方负责责性能，而不不仅仅是一组组操作，所以以最终系统不不能按规定运运行时，可以以更直接采取取强制行动。-鼓励创新。这这种方法可鼓鼓励创新，因因为它可以使使具有改进性性能特性的备备选方案（成成本低，可行行性高）得以以较快实行。-可适应改变变中的形势。因因为规定的是是性能而不是是行动，所以以形势改变时时必须改变行行动才能不断断与性能要求求取得一致。缺点-项目评估和和验收的进度度较慢。通常常每个项目在在实施以前都都需要经过认认真的考核，以以确保项目与与现有的科学学和工程原理理的一致性。为为达到此目的的而对各个项项目进行审查查的水平比以以前项目的审审查水平要高高，因为必须须对每个项目目进行详尽的的审查。实际际上如果城市市给排水设施施需要大量投投资，则训练练有素和经验验丰富的专业业人员的可获获性可能会限限制该方法的的使用。-缺乏一致性性。解决同一一问题可能有有多种多样的的方案，因此此企图解决同同一问题的类类似系统之间间的差异很大大。这种差异异可能会增加加远期的运行行和维护成本本。-增加了项目目失败的可能能性。增加创创新也会使个个别项目失败败的风险增加加。性能标准方方法也可被用用来解决城市市给排水的问问题。这个方方法在下述情情况下是适用用的：■降低系统成成本的潜力很很大。在很多多情况下，对对特定的问题题作“标准”或“独特”的答复是很很费钱的，现现在有可以化化很少的钱解解决问题的替替代方案。然然而，现场出出现的问题可可决定（dictaate）替代解决决方案的适用用性。规定性性能使之能全全面调查研究究各种替代解解决方案，从从中选择一个个最有利于特特定场合的解解决方案。■运行和维护护要求很高。如如果解决特定定问题的方案案在机构上很很庞大，则最最佳实用方法法就奏效了。在在这种情况下下，所要求解解决的问题便便就绪了，但但是只需要有有限的正在进进行的运行和和维护，以便便使解决方案案继续运作。然然而规定和执执行运行和维维护程序是很很困难的。在在规定和判断断性能时，运运营机构必须须提供必要的的运行和维护护，以确保系系统继续运行行。因此，提提供必要的运运行和维护手手段以保证系系统有效运作作的潜力是很很大的。■由于需求和和期望值的改改变，“标准”解决方案不不再适用了。2.4执行一旦规定了系统的条件（无论是最佳实用方法或性能要求），就必须规定保证一致性的方法。这就要求进行监测。现有以下两种监测方法：(1)外部监测(2)自我监测外部监测是由解决环境问题的执行机构以外的组织来进行。一般是政府部门的管理机构，但也可以是非政府机构，如发照部门。关于最佳实用的解决方案，执行机构要进行检查以确定是否已实行了最佳实用方法。关于根据性能的解决方案，执行机构应对系统的性能进行评估，以确定其是否与性能要求相符。关于自我监测方法，负责解决环境问题的部门也应确定其性能，并向管理部门报告。此方法既可应用于最佳实用解决方案，也可应用于性能标准解决方案。如应用最佳实用解决方案，实施机构应对已经按规定实施最佳实用方法的系统进行比较，并证实其符合最佳实用方法的条件。如应用性能标准解决方案，实施机构应确定系统的性能并做出报告。2.5分析大部分许可证、管理、和合格证系统都是既包括有最佳实用法也包括有性能标准法。性能标准法对常规场合并不实用。相反，待要建立的系统被规定在规范或规章中，而且仅仅是按规定建立。对每种场合开发独特的解决方案成本是不低的，因为开发这种解决方案需要时间和费用。因开发这独特的解决方案而增加的成本超过了该解决方案所节约的成本。凡是能在生产上应用最佳实用法的范例是建立配水系统和污水收集系统。标准解决方案不适用或应用此方案会使成本过高时，该系统应灵活地开发独特的解决方案。例如，遇到不寻常的土壤情况时，按现场具体情况开发一种建立配水和污水收集系统的方法，基于其总成本的减少被认为是合理的。按现场具体情况开发性能标准解决给水和污水处理设施，基于其所能节约的成本也可被认为是合理的。良好的许可证、管理和合格证系统规定有通用的最佳实用方法；预期得到的性能；以及开发另一种性能标准解决方案的程序。无论什么情况，该系统都具有灵活性，或实施通用的最佳实用方法，或开发另一种解决方案。如果通用的最佳实用方法似乎是合理的而且产生满意的成本，则可以实施该方法。反之，如果替代解决方案有明显的好处，则可以利用基于性能的规则条款进行调查研究并予以实施。事实上，可根据替代解决方案的经验开发新的最佳实用方法，并把它们纳入以后的规章中。好的许可证、管理和合格证系统还综合有外部监测和自我监测两种规定。为了确保系统的完整性，一定数量的外部监测是需要的。然而，外部机构监测城市给排水系统的安装、运行和维护等所有方面是不可能的。系统的所有者必须对系统的运行和维护负主要责任，并须报告运行和维护的结果。所有者可报告系统装置的很多要素，例如向外部政府机构证明该系统已经按照规定的最佳实用方法建立了。其实，让同一个机构全面负责规章和系统的安装、运行、和维护并不是一个好主意。这种情况全世界都存在，最终将导致系统不能充分保护环境和公共卫生。经验告诉我们自我监测运行和维护密集的系统，如给水和污水处理设施，是有效的。系统操作人员能够经常收集性能资料，以便准确地监测系统的性能。外部机构不能够有效地进行此项工作。然而，提交假的和/或误导的信息必须按严重错误处理，迅速予以严惩。实际上，提交假的和/或误导的信息往往按不能遵照系统性能要求的更为严重的错误处理。在这种情况下，自我监测是有效的而且具有很高的可靠性。3.用于项目目评估的国家家援助系统3.1前言本节论述述的是工程和和质量管理专专家权限（TOR）中的第二二个要点。本本要点是为国国家援助系统统提供信息和和咨询，该系系统是为给排排水工程项目目和管理进行行评估而建立立的。此项要要点直接关系系到前面讨论论的第一项要要点。许可证证、规章、和和合格证系统统的性质会影影响国家援助助系统的性质质。为便于讨讨论，现假设设如下：-存在有一个个系统，它负负责规定城市市给排水系统统的性能要求求，为完成该该性能的最佳佳实用方法，以以及提供研究究和采纳替代代方案的程序序，在认为它它们是有利的的情况下。-存在有管理理机构，它负负责保证在实实施城市给排排水系统时所所采用的系统统符合规定的的性能要求，如如已确定了的的最佳实用方方法。-它还负责保保证性能要求求得到满足。-管理机构采采用自我监测测和外部监测测兼有的方法法，以确保符符合规定的性性能要求。-存在有系统统所有者，他他负责实施系系统及其正在在进行的运行行和维护。3.2对系统的阐阐述根据据上述情况，国国家对于给排排水工程项目目和管理进行行评估的技术术援助系统所所具有的主要要作用列于表表3-1中。其作用用共有两类：：指令性作用用和任选的作作用。指令性性作用指的是是支持上述整整个系统所需需的那些作用用。它们包括括：确定性能能要求和达到到性能要求的的方法、监测测程序、及项项目评估程序序。指令性性作用为有效效实施城市排排水和供水的的基础设施提提供了框架。任任选的作用达达到增值目的的，使之更有有效的执行城城市给排水系系统。尤其要要把重点放在在向当地实施施机构以及为为其服务的组组织提供培训训和技术转让让。表3-1国家对对于评估给排排水工程项目目和管理的技技术援助系统统的作用

指令性作用：：-确立性性能要求、最最佳实用方法法、和其他可可供城市给排排水评估用的的程序。-确立监测项项目是否符合合最佳实用方方法和性能要要求的程序。-确立评评估备选项目目的程序，以以确定它们有有无可能达到到性能要求以以及是否允许许其实施。任选的作用：

-提供最最佳实用方法法和性能要求求方面的培训训。

-提供关关于备选评估估程序的培训训。

-就有利利于并适用于于城市给排水水系统的新技技术提供技术术转让。

-提供有有关项目开发发和实施的教教育。不适用于该该组织的作用用是城市给排排水系统的运运行。当技术术援助和管理理机构都成为为运营机构时时，必然发生生冲突。国家对对于评估给排排水工程项目目和管理的技技术援助系统统由四个主要要功能要素组组成的：(1)政策；(2)技术；(3)管理；(4)行政管理。图3举例说明了了国家技术援援助系统的4个主要功能能要素。政策要素确确定了系统的的框架和范围围，以及与系系统执行人员员和操作人员员联系的方法法。技术要素素负责规定技技术要求和提提供技术培训训。管理要素素提供确保与与性能要求相相一致的方法法。行政管理理要素是使功功能组织有效效运作所需要要的。4.质量管理理和决策的程程序和策略4.1前言本节论述述工程和质量量管理专家TOR中的第3个要点。本本要点为城市市污水处理项项目的设计、施施工、和运行行提供质量管管理和决策的的程序和策略略，特别是关关于技术标准准、工艺选择择、以及招标标和投标。将将根据第3.1节中阐述的的项目实施方方法论述这部部分要点。为为此，本系统统将提供下列列机构：·国家技术和和管理机构。负负责规定城市市污水处理项项目的性能要要求，以及可可满足该性能能要求的最佳佳实用方法。该该机构还负责责规定对备选选方案能否达达到性能标准准的能力进行行评估的方法法。·独立机构（如如地方政府的的组成部分）。负负责按照国家家机构确定的的程序实施污污水处理项目目。该机构构还负责设施施的运行和维维护。下下面论述的是是有关项目实实施的3个要点：(1)技术标准(2)工艺选择(3)招标和投标标4.2技术标准技术标准在在城市污水处处理项目设计计、施工、和和运行的质量量管理和决策策的程序和策策略方面起着着关键的作用用。技术标准准是上述和前前几节阐述的的系统必不可可少的组成部部分。城市排排水和供水的的管理、许可可证、和合格格证书系统规规定了性能要要求、达到该该性能的最佳佳实用方法、以以及评估和选选择备选方案案的程序。所所规定的最佳佳实用方法的的重要组成部部分是技术标标准。技技术标准是从从城市污水项项目评估、选选择、和设计计的大量资料料中得出的。其其中包括专业业组织，如水水环境协会（WEF）、国际水水质协会（IAWQ）、美国土土木工程师学学会（ASCE）、和其他他水污染控制制协会等；各各种实施规范范和建筑规范范；联邦和省省市水污染防防治机构正式式和非正式使使用的技术标标准；及从事事城市污水系系统实施的专专业组织用的的技术标准。这这些标准阐述述了合格系统统的特性和如如何实施这系系统。总之，它它们对前几节节中所说的“最佳实用方方法”下了定义。因因此，为完成成质量管理打打下了极好的的基础。技术标准有有以下两个职职能：(1)确定最佳实实用方法的技技术细节；(2)阐述最佳实实用方法预期期达到的性能能。选定准准备实施的最最佳实用方法法后，技术标标准为顺利实实施提供大量量技术资料。从从而为项目实实施的质量管管理提供了必必要的依据。技术标标准还明确了了因实施最佳佳实用方法而而有可能达到到的性能，所所以它们为评评估其他解决决方案打下了了基础。这是是城市污水处处理项目不可可缺少的组成成部分。然而而，它们一般般不为城市污污水处理项目目的决策提供供依据。这是是因为城市设设施（settiings）多种多样样，以至可获获得许多能有有效实现的技技术解决方案案。选择用于于特定场合的的最佳方案留留待当地执行行机构去进行行。如果不存存在例外情况况，和没有财财政上的支持持来选择不同同的解决方案案，则选择最最佳实用方案案并付诸实施施是很有意义义的。但是，如如受当地条件件的驱使和/或能够节约约或有其他利利益可图时，应应能灵活选择择和实施其他他解决方案。4.3工艺选择根据以上讨讨论，主要的的一项决策是是应否选择和和实施“最佳实用”工艺，或是是否应采用其其他备选工艺艺。选用其他他备选工艺应应根据其有关关的优点来进进行。评价其其优点为在最最佳实用工艺艺和其他工艺艺之间作出抉抉择提供了依依据。“最佳实用”工艺可被用用于各种不同同场合将有利利于决策的进进行。它提供供了对其他备备选工艺进行行比较的基线线，便于清晰晰的鉴别其优优点。通过备备选工艺和最最佳实用工艺艺的比较而确确定备选工艺艺的优点（和和缺点），并并据此来选择择备选工艺。通通过与最佳实实用工艺相比比较，评定备备选工艺的过过程中应予答答复的问题汇汇总在表4-1中。表4-1评定定替代最佳实实用工艺的备备选工艺时需需要考虑的问问题与最佳实用工艺艺相比，备选选工艺具有什什么样的优点点？与最佳实实用工艺相比比，备选工艺艺具有什么样样的缺点？如如何使备选工工艺的好处可可用数量表示示以便于计量量？备选工艺艺的有什么样样的风险，如如何减轻这些些风险？备选选工艺的好处处是否超过风风险？如果备选工工艺的好处超超过其所带来来的风险，则则有选择的基基础。如果备备选工艺被选选中，则应制制订实施计划划以增加其实实施成功的机机遇。实施计计划应包括：：·简单明了地地确定工艺的的性能要求，和和用数量表示示的方法。·分析实施备备选工艺过程程中的风险，和和减轻风险的的方法。·减轻备选工工艺具有的风风险的过程。4.4招标和投标标招标和和投标过程中中的质量管理理是成功实施施城市污水处处理项目的关关键。一般情情况下，管理理机构和负责责监督城市污污水处理项目目实施的机构构应该保证所所制定的质量量保证/质量管理（QA/QC）计划适用用于该项目。质质量保证详细细说明了用以以保证完成项项目质量的方方法。许多专专业组织都有有QA计划，说明明其项目所采采用的典型方方法。监督机机构也希望制制订标准的QA计划作为实实施机构的起起点。这种总总体计划可以以使项目具体体化。质量管管理具体实施施有关项目的的QA程序。QA计划将阐述述项目准备使使用的标准和和方针，审查查要采用的方方法，以及如如何把QC过程的结果果编成文件。对对项目的监督督应包括对QA计划的审查查，并确保QC已经在进行行了。5.适用于中中国的污水处处理技术和做做法5.1前言本节将论论述工程和质质量管理专家家TOR中的第4个要点。其其目的是要拟拟订适用于中中国的污水处处理技术和做做法的资料性性的综合技术术文件。主要要目标是工艺艺和工程设施施。准备论述述的题目如下下：·关于污水处处理目标的综综述·污水收集系系统·液体处理技技术·固体物处理理技术5.22关于污水处处理目标的综综述在评评述适用于中中国的污水处处理技术和做做法前，先明明确一下此系系统所期望的的要求是有益益的。以往，污污水处理系统统一直是通过过去除病原菌菌和去除影响响污水排放的的污染物，以以保护公共卫卫生。后面一一类污染物包包括需氧量（通通常以BOD5表示）、可可沉固体物、油油类和脂类、及及漂浮物。但是渐渐渐地，要求求污水处理系系统去除其他他污染物。这这是因为污水水排放导致了了受水体水质质的恶化。尤尤其是在中国国等缺水国家家，必须进行行适当的污水水处理才能保保持水质，并并确保可用水水可多次应用用于多种用途途。在缺水地地区也越来越越多实行污水水回用，使可可供水能满足足人口增长的的需要。从而而明确了对今今后污水处理理系统的要求求。过去要要求污水处理理设施去除BOD5和TSS仍然有效。去去除TSS可连带去除除污水中其他他污染物，如如漂浮物、油油、脂等。上上述污染物必必须去除，因因为它们妨碍碍了正常用水水。去除TSS（以及漂浮浮物、油、脂脂）不很费钱钱。这也是去去除其他污染染物必要的前前提或一个部部分。去除BOD5对大多数排排放地点和/或出水利用用来说也是必必要的。但是是，其他污水水处理要求将将更多地支配配对污水处理理工艺的选择择，因为决定定处理工艺的的是它们而不不是BOD5。为保护护受水体水质质，控制营养养物的要求在在日益增长。排排入淡水的污污水要求去除除磷，以控制制藻类和其他他水生植物的的过量生长。脱脱氮并非是保保护淡水水质质所需，但是是需要进行硝硝化来减少需需氧量。然而而，为保护以以后作为供水水水源的地表表水，还需要要脱氮。如要要求进行硝化化，则一定程程度的脱氮往往往是成本有有效的。应注注意的是实行行硝化将会促促使BOD5的广泛去除除。如排入地地下水者，也也需进行脱氮氮以保护其今今后作为供水水水源。在沿沿海地区要求求除磷脱氮以以保护（恢复复）河口的水水质。总之，应应该问的是为为保护水质要要求脱氮达到到什么程度，而而不是是否需需要脱氮的问问题。必须去去除污水中的的有毒化合物物。最好是不不要把有毒物物排放在最初初排放的地方方。因为污水水处理过程对对去除微量污污染物不很有有效，尤其是是处理系统充充作污染物的的屏障时。但但是污水处理理过程最大限限度去除有毒毒物有利于今今后对受水水水域的利用。最后的的处理要求是是消毒。消毒毒是过去对污污水处理系统统的要求，因因为这是处理理系统用以保保护公共卫生生的基础。过过去把消毒重重点放在细菌菌性病原菌的的指示物，即即大肠杆菌，和和人体寄生虫虫上。而现在在越来越关心心的是病毒和和原生动物等等病原菌，如如隐孢子虫属属和贾第鞭虫虫属。污水处处理系统往往往专注于以往往的消毒要求求。而水再生生和回用系统统越来越关注注正在出现的的病原体，这这也是现代水水处理实施的的重点。控制制病原体的重重点是控制颗颗粒物。有理理由认为某些些目前应用于于饮用水系统统的要求也将将应用于污水水处理系统。这这说明污水处处理厂出水中中的颗粒物将将是人们关注注的问题。5.3污水收集系系统以往往，雨水的收收集和运输同同污水的收集集一直是相互互联系的。其其实，雨水和和污水收集系系统就是同一一个系统。过过去对污水处处理的要求不不太严格，相相当数量的雨雨水（地下水水）与污水一一起处理被认认为是合理的的途径。由于于对污水处理理厂出水水质质的要求更为为严格，处理理大量稀释的的污水大大增增加了污水处处理的成本，并并影响所采用用的工艺技术术。可以采采用不同的途途径和技术，使使污水和外来来的净水完全全分开。现正正在开发这种种技术并已用用之于生产上上。特别是用用PVC制造的直径径小、浅式的的污水收集系系统使之能有有效收集污水水，同时又能能把净水排除除在外。这种种系统，也就就是共管污水水系统，已经经成功地在若若干地方应用用。1996年Mara就此系统作作了全面的阐阐述。经验表表明外来水流流入截污总管管的做法是可可以改正的。但但是，私人接接管中的外来来水流是很难难排除在常规规的系统之外外的。共管系系统使私人住住宅更难把他他们的排水系系统接到污水水收集系统上上。因此，可可以更有效的的隔绝外来水水流。PVC管也可使该该系统更加“不透水”，从而隔绝绝外来水流。雨（有有时是地下水水）污分流系系统要求设置置有效收集雨雨水的系统。没没有这种系统统，很可能要要把地面排水水连接到污水水收集系统内内以减少溢流流。把外来来水流排除在在污水收集系系统外可以大大大减少污水水流量，从而而降低污水处处理成本。污污水浓度会明明显增加，使使液体处理技技术在技术上上成为可行，将将在下一节讨讨论这个问题题。它还会使使污水温度增增加（雨水和和地下水的温温度比污水低低），这将使使新技术的应应用更加可行行。5.4液体处理技技术许多多污水处理技技术都适用于于中国的情况况，本节将对对今后可能应应用于中国的的某些新开发发的技术作一一些评论。要要论述的题目目有：·生物塘处理理系统·深度一级处处理·生物去除营营养物·消毒·厌氧处理·膜法处理5.4.11生物塘处理理系统用用各种不同类类型的生物塘塘系统处理污污水已有几个个世纪（甚至至一千年）了了。已证明这这系统对保护护公共卫生是是十分有效的的，因为在设设计得当的生生物塘系统中中病原菌被有有效的分解。但但是，这种系系统需要大量量土地，而且且其出水水质质尚不能达到到保护受水体体水质的水平平。因此，它它在发展中和和发达国家里里的使用率下下降了。有意义义的是，在过过去几年开发发了新一代的的生物塘污水水处理技术。这这是更有效的的处理技术，而而且可以生产产出高质量的的出水。特别别有意义的新新系统为：·双动力式多多池（DPMC）曝气塘·先进的一体体化生物塘系系统·生物塘增强强处理现对上上述系统分别别阐述如下。5.4.11.1

双动力式多多池曝气塘常规的生生物塘污水处处理系统中，由由藻类提供生生物降解进水水中有机物所所需的氧。另另一种方法是是用机械方法法提供所需的的氧。双动力力式多池（DPMC）曝气塘中中，由机械曝曝气器提供生生物降解进水水有机物所需需的氧。此外外，DPMC曝气塘的目目的是尽量减减少藻类生长长，因为藻类类会进入出水水，从而破坏坏出水水质。DPMC曝气塘由两两个连续的塘塘组成，每一一个都有其特特定的功能（Rich,,19999;Graady,DDaiggeer,和Lim,1998;;Richh,19882a,b,,c）。第一个个是完全混合合塘，其目的的是生物降解解进水中含有有的有机物，并并把它们转化化成生物量。第第二个塘用于于沉淀和储存存合成生物体体。图5-1是该工艺的的示意图，说说明每个塘的的功能。第一个生物物塘中的HRT（相当于完完全混合塘中中SRT）约为2天。这足以以可生物降解解进水有机物物，并使出水水可溶BOD5浓度低于10mgg/L。它还可以以提供足够的的混合能使生生物固体物保保持悬浮状态态（一般约为为10W/mm3，即50Hpp/MG）。悬浮生生物体产生的的浊度可限制制光透入塘中中，以防止藻藻类生长。第二个个塘中的HRT一般是3～4天。采用机机械曝气，其其功率密度不不足以使悬浮浮固体物保持持悬浮状态。这这使得生物固固体物在上游游完全混合塘塘中进行合成成，然后沉淀淀。存在于进进水中或在上上游完全混合合塘中合成的的悬浮固体物物在污泥层中中厌氧稳定。污污泥层中的厌厌氧过程可以以减少甲烷和和硫化氢，以以及减少扩散散入上覆清水水层的有机物物。在这一层层中的氧可用用以氧化硫化化氢和还原有有机物，还可可以控制塘内内臭气的散发发。通过上覆覆清水层的曝曝气为氧化上上述还原化合合物，以及进进一步氧化第第一个塘出水水中含有的可可溶有机物提提供了所需的的氧。通过曝曝气还可提供供混合上覆清清水层所需的的能量。把清清水区HRT控制在1～2天内，以控控制藻类在第第二个塘中生生长。用膜帘帘把第二个塘塘分成两个串串联的池或把把它隔成两个个单独的池便便可达到上述述目的。DPMC曝气塘是简简单而有效的的污水处理方方法，适用于于较小的污水水处理厂。最最近Rich开发了改进进该系统的方方法，使其具具有硝化和脱脱氮的功能。（Rich，1999）。5.4.1.2

先进的一体化生物塘系统先进的一体化生物塘系统（AIPS）是另一种生物塘系统，先是厌氧塘然后是兼氧或好氧塘，把两者联接起来。在厌氧塘内进行最佳的厌氧予处理，同时尽可能减少臭气的散发。处理厌氧塘出水的有高负荷氧化塘（HROP）和兼氧/好氧塘等等多种方法。AIPS处理的一个主要特点是一开始的厌氧塘，示于图5-2。该塘比较深，由下游的厌氧坑和上覆的好氧部分组成。进水流进入厌氧坑的底部，然后向上通过积聚的污泥层。进水中的悬浮固体物沉淀在厌氧坑中，在那里进行厌氧稳定。污泥层中的厌氧菌使进水中的胶状和溶解有机物代谢。其效果是可去除大量TSS和BOD5。厌氧坑的出水进入上覆的好氧区，对厌氧污泥层中形成的还原化合物和厌氧坑中未能去除的一部分进水有机物进行好氧生物降解。靠藻类和下游好氧塘回流的充氧水向该区供氧。好氧层在厌氧坑的上面有助于控制臭气的散发。厌氧塘出水水进入下游生生物塘系统，在在那里HROP、兼氧塘、和和好氧塘等多多种处理方案案可用。这些些塘可以去除除厌氧塘出水水中的可生物物降解有机物物、消毒、和和去除一定数数量的营养物物。出水水质质主要取决于于对藻类生长长的控制和这这部分处理系系统的分隔。这这部分系统可可以根据工艺艺目的予以调调整。把常规规的生物塘转转换成AIPS可明显影响响系统的性能能。厌氧塘可可有效去除BOD5和TSS，不需要输输入能量。也也可以有效去去除重金属和和某些氯化有有机物。在厌厌氧坑内硫酸酸盐被还原成成硫化物。硫硫化物可沉析析进水中的重重金属。厌氧氧坑内的厌氧氧条件可脱去去氯化有机物物的氯，从而而增强它们在在下游好氧部部分的生物降降解作用。从从进水中排出出的的悬浮固固体物经厌氧氧稳定后存储储在厌氧坑内内。稳定后的的固体物在去去除之前可储储存若干年。在厌氧氧塘内去除大大量有机物后后，可减少系系统下游部分分的负荷。因因而大大提高高了污水厂的的处理能力。象象常规生物塘塘一样，出水水水质在很大大程度上取决决于出水中藻藻类的浓度。(3)

PETROOPETRO这个词指的的是生物塘增增强型处理和和运行，是结结合有滴滤池池的生物塘污污水处理系统统。滴滤池用用以去除兼氧氧塘出水中的的藻类，从而而提高出水水水质。PETRO过程中用的的生物塘处理理系统包括有有结构类似于于AIPS所用的厌氧氧塘，接着是是一个兼氧塘塘。兼氧塘出出水回流到厌厌氧塘，保持持一上覆的充充氧水层以控控制臭气。该该过程的能量量效率很高。厌厌氧塘可有效效去除悬浮固固体物和可生生物降解有机机物，而无须须输入能量。兼兼氧塘也可有有效去除可生生物降解有机机物，并同时时去除营养物物和钝化病原原体，无须输输入能量。然然而，出水可可能含有较高高浓度的藻类类。在滴滤滤池中去除兼兼氧塘出水中中的藻类。兼兼氧塘出水已已经过滴滤池池的处理。虽虽然可看到系系统内明显的的硝化反应，但但也可看到藻藻类去除较差差。PETRO过程发明者者假设为这是是因为没有易易生物降解有有机物促使异异养菌生长造造成的。为此此，他们决定定把兼氧塘周周围的一部分分厌氧塘出水水直接导入滴滴滤池。正如如所假设的那那样，滴滤池池内生长了异异养生物体，可可去除兼氧塘塘出水中大量量藻类。从滴滴滤池脱落的的异养生物和和藻类很容易易沉淀在下游游的沉淀池内内。滴滤池内内也可看到硝硝化反应。图图5-3是PETRO过程的示意意图（Meiriing，etal。，1990；Meiriing和Hoffmman，1994）。PETROO过程可以大大大改进原有有兼氧塘过程程的出水，同同时又可大大大减少过程的的能量需求。由由厌氧塘和兼兼氧塘组成的的生物塘处理理系统只需要要极少的能量量输入。唯一一需要的能量量输入是用泵泵把兼氧塘出出水抽回到厌厌氧塘，以保保持充氧水表表层。滴滤池池也是能量有有效过程。其其主要的能量量需求是用泵泵把进水抽回回到滴滤池。滴滴滤池的主要要优点是具有有去除兼氧塘塘出水中藻类类的机理，其其结果是大大大提高了出水水水质。滴滤滤池内也发生生硝化反应，因因而降低了工工艺出水中的的氨氮浓度。厌厌氧塘内还有有一些脱氮作作用，因为至至少被部分硝硝化的厌氧塘塘出水回流到到厌氧塘。如如同AIPS一样，厌氧氧塘内的厌氧氧坑会有效去去除重金属和和氯化有机物物脱氯。这有有利于下游兼兼氧塘和滴滤滤池的生物降降解作用。通过实实施PETRO过程可大大大提高现有污污水处理厂的的能力。在厌厌氧塘内去除除大量可生物物降解有机物物，因而增加加了在那里处处理的流量。此此外，不是所所有的进水都都通过兼氧塘塘。最后，不不需要在兼氧氧塘进行完全全处理，因为为下游的滴滤滤池还会作进进一步处理。5.4.22深度一级处处理深度度一级处理就就是用金属盐盐使污水中的的胶状颗粒不不稳定，以及及用有机聚合合物把不稳定定的胶体积聚聚成大的可沉沉降的絮体，然然后在常规一一沉池内被去去除（Daiggger和Buttz，1998）。该工艺艺过程的结果果是可去除原原污水中大部部分可沉的和和胶状颗粒。完完全溶解的有有机物一般不不能去除。至至于生活污水水，80～90%的进水TSS可以被去除除，同时50～60%的进水BOD5也能被去除除。由于使用用了金属盐（铝铝和铁），也也可有效去除除磷。深度一一级处理有可可能增强去除除BOD5、TSS、和磷，但但是不能去除除氮或溶解BOD5。因此，它它不能产生有有效保护水质质的出水。深深度一级处理理可以是总的的污水处理过过程系列的一一个组成部分分，它包括有有深度一级处处理系统下游游的生物脱氮氮过程。在这这种情况下，采采用深度一级级处理可减小小下游生物脱脱氮设施的容容积。深度一一级处理只有有在一种情况况下可作为主主要污水处理理过程—出水通过深深海排放口进进行排海处置置之前。因为为深度一级处处理出水不宜宜排入淡水或或回用，必须须予以处置。此此外，因出水水未能脱氮，故故不能排入沿沿海浅水域，否否则会导致上上述水域的富富营养化。需需要足够长的的排放口把深深度一级处理理后的出水运运往沿海水域域以外，进入入深海水域。最近中中国有几个项项目已经考虑虑把深度一级级处理作为污污水处理的选选择方案。从从以上可清楚楚看出仅有深深度一级处理理将会限制其其应用–只可用于深深海排放。然然而，这是总总的处理过程程系列的一个个组成部分，它它包括有下游游的生物脱氮氮。如果一开开始没有足够够资金建设整整个污水处理理厂，则深度度一级处理可可用于在特定定地点的阶段段实施污水处处理。在建设设一期处理厂厂时一沉池可可按深度一级级模式建设和和运行。以后后，可以在一一级处理系统统的下游加上上生物处理设设施。以后建建设生物处理理设施时，根根据经济情况况决定是否继继续或停止向向一沉池投药药。5.4.33生物去除营营养物生生物去除营养养物（BNR）是现代污污水处理设施施的一部分，当当然也是中国国要建设的污污水处理设施施的一部分。各各种BNR过程都可以以去除氮或磷磷，或氮磷都都去除。悬浮浮生长和固定定膜过程都是是有效的（Grady，Daiggger，和Lim，1998）。现有各各种工艺方案案，每一种都都各有利弊。看看来没有理由由仅对一种悬悬浮生长BNR过程予以标标准化。相反反，先对选择择方案进行评评估，如第4.3节所说的那那样，然后再再选择最合适适的过程。进进展仍在继续续，如开发了了分段投料的的生物除磷脱脱氮过程（Nolassco，etal。，1998）。图5-4是分段投料料（stepfeed）除磷脱氮氮（称之为阶阶段生物磷过过程stepbio-PP的示意图。该该过程的好处处是减小了生生物反应器的的容积和混合合液回流泵设设施的尺寸和和复杂性。另另一个有意思思的情况是在在BNR过程中同时时去除生物营营养物（Littlleton和Daiggger，1999）。无论是否设设置上游一级级处理，悬浮浮生长BNR过程都可以以实施。这取取决于经济情情况和污泥处处理过程。设设置一级处理理可让初沉污污泥发孝以提提高生物除磷磷过程的效果果。如果不设设一级处理，则则需另选方法法来发孝污水水固体物以促促进有效生物物除磷。定序间间歇反应器（SBR）也可用于于生物除磷脱脱氮。SBR对于小型污污水处理设施施是成本有效效的，但是对对于大型处理理设施无成本本效益可言。固定膜生生物脱氮过程程业已开发而而且是有效的的。其主要优优点是比悬浮浮生长BNR系统需要的的面积少。但但是，固定膜膜比悬浮生长长过程昂贵。此此外，用固定定膜过程需要要外源碳，如如甲烷，才能能有效生物脱脱氮。用固定定膜过程进行行生物除磷更更难，因为难难以实现生物物除磷所需的的厌氧/好氧交替进进行。固定膜膜过程有明显显优点的场合合也可以应用用。但是在中中国看来情况况并非如此。5.4.44消毒如5.2节的讨论，通通过提高污水水处理控制病病原体正日益益受到人们的的关注。按以以下4级完成消毒毒：·一是通过污污水处理本身身。污水处理理过程通过去去除带有病原原体的悬浮固固体物，和让让病原体死亡亡来达到病原原体的消除。·二是通过消消毒过程，包包括氯气消毒毒和紫外线消消毒。·三是通过控控制出水中的的颗粒物。去去除颗粒物可可导致直接去去除病原体。它它还可使包括括氯气和紫外外线消毒在内内的消毒过程程更为有效。·四是在处理理后的出水掺掺入环境的地地方。例如，利利用设计恰当当的扩散器把把处理后的出出水引入广大大的受纳河流流，使病原体体在与人体接接触前便自然然死亡。今后中中国必然要扩扩展污水服务务，他将完成成第一和第四四级的消毒。把把正规的氯气气和紫外线消消毒过程纳入入已建的污水水处理厂，有有助于扩展污污水处理服务务。增加处处理出水的回回用与加强控控制出水颗粒粒物有关。颗颗粒滤料的滤滤池是用于这这方面的传统统单元过程。膜膜技术正在兴兴起。但是，由由于其成本较较高，只能在在特定情况下下应用。另一个个方案是利用用自然风貌如如快滤池来控控制增加的颗颗粒物。按这这种方案，可可将处理后出出水用于砂质质土壤使之能能渗入地面。根根据地下水的的地点和流量量，处理出水水或可流入地地下水，或由由浅井回收。让让出水通过以以便去除颗粒粒物、病原体体、和其他污污染物。还可可以用出水回回灌地下水或或直接回用。这这一种系统提提供了有效处处理和病原体体的控制，从从而产生可以以有效回用的的水。5.4.55厌氧处理可以把厌氧氧处理应用于于城市污水（VanHHaandeel和Lettiinga，1994）。如果把把外来水排除除出去，便可可以减少污水水量，增加污污水浓度，和和提高污水温温度。所以厌厌氧处理是有有成本效益的的选择方案。其其实，已经发发现厌氧塘可可用于城市污污水处理，如如5.4.11.3节中讨论PETRO过程那样，厌厌氧处理能减减少能的需求求量和城市污污水处理系统统的污泥产量量。此外，厌厌氧处理还能能去除有毒物物，包括重金金属、氯化有有机物、和其其他难生物降降解的有机物物。中国应跟跟上这方面的的发展并开展展中间规模和和示范性研究究。5.4.66膜技术利利用膜进行给给水和污水处处理正在全世世界兴起。人人们的兴趣集集中在把膜生生物反应器用用于污水处理理系统，用微微滤或超滤膜膜取代常规的的二沉池。用用膜过滤混合合液代替重力力沉淀作为保保持和浓缩生生物体的机理理。因为用膜膜进行固-液分离可以以获得较高浓浓度的混合液液悬浮固体物物（MLSS），故可用用较小的生物物反应器。由由于高浓度MLSS，可以保留留长的固体停停留时间。况况且，膜法为为有效去除颗颗粒物质创造造了条件，故故可生产高水水质的出水。膜膜生物反应器器的出水可用用于各种不同同的回用方案案。尽管膜膜生物反应器器有这么多优优点，由于其其价格昂贵（膜膜的成本高），无无法与常规的的悬浮生长生生物过程的成成本相竞争。然然而，膜生物物反应器在需需要优质出水水的场合是可可以有成本效效益的。膜的的性能还在不不断改进，成成本也在不断断下降，故在在膜生物反应应器有成本效效益的地方，应应用范围在扩扩大。这是中中国应该认真真采纳的技术术。5.5固体物处理理技术污污水污泥的处处理和处置是是污水处理设设施的必要组组成部分。本本节将讨论几几种特别适用用于中国的技技术。要论述述的题目是：：·固体物处置置方案·好氧消化·先进的消化化方案·碱处理·太阳能烘干·污泥浓缩和和脱水5.5.11固体物处置置方案对对污水处理厂厂固体物处理理技术的讨论论都必须先讨讨论污泥回用用和处置方案案。这是因为为固体物处理理的目的是固固体物的最终终回用和处置置。现有各种种不同的具体体方案，可把把它们归纳为为农业回用，填填埋，和通过过焚烧排入大大气。排海是是过去的做法法，由于对环环境有害，已已基本上被取取消。各种各各样的污泥包包括原污泥、脱脱水污泥、稳稳定污泥，和和焚烧炉灰都都可以填埋。笼笼统的说，填填埋是对宝贵贵资源（污泥泥中的营养物物和有机物）的的浪费。填埋埋还会造成不不利于环境的的影响，如渗渗滤液、填埋埋气、以及土土地的消耗，因因为这些土地地以后不能再再另作他用。总总之，不鼓励励污水污泥进进行填埋。焚焚烧是一种昂昂贵和机械密密集的方案。虽虽然通过适当当控制空气污污染，其环境境影响还算适适度，但由于于焚烧方案费费钱及其复杂杂性，故不适适用于中国的的情况。因此此，污水污泥泥回用尤其用用于农业看来来最适合于中中国了。通过土土地应用回用用污水污泥中中的营养物和和有机物是过过去的做法。这这在环境和经经济上是有利利的。污泥中中的营养物和和有机物可提提供给农业，并并可提高土壤壤的持水能力力。对环境的的担心主要是是存在有毒物物如重金属和和病原体（U.S.EEPA，1989）。如果实实行有效的工工业予处理防防止其排入污污水收集系统统，有毒物可可以得到有效效控制。利用用下述的处理理过程也可以以控制病原体体。另一个要要考虑的问题题是污泥的稳稳定，即减少少了可生物降降解的有机物物。污泥稳定定减少了污泥泥回用带来的的关于美观的的问题，以及及灰蝇和啮齿齿动物对污泥泥的吸引力。因此，在在中国污泥处处理的主要目目的是经济回回用。通过工工业予处理控控制有毒物。用用厂内污泥处处理过程控制制病原体，稳稳定可生物降降解有机物，以以及去除水分分（浓缩和脱脱水）以降低低运输费用。5.5.22好氧消化好氧消化是是过去用以稳稳定污水污泥泥的一种过程程。在传统上上，一直是设设计为单一的的工艺反应器器，加入污水水污泥然后再再从中排出消消化污泥。曝曝气装置可定定期关闭，使使固体物沉淀淀和排出上清清液，并使固固体物停留时时间超过消化化池内的水力力停留时间。污污泥随着可生生物降解有机机物被氧化而而得以稳定，病病原体也由于于自然死亡而而下降了。按这种种过去式样运运行的好氧消消化池，虽然然有机物稳定定了，但病原原体分解差。而而且由于通过过硝化分解了了碱度，使pH急剧下降。由由于水力停留留时间较长，冬冬天运行期间间好氧池的温温度也会下降降。最近，开开发了几种改改进好氧池的的方案（Baileey和Daiggger,1998;;Daiggger,etall.,19997）。其中有有：予浓缩缩。污泥在投投入消化池以以前先进行浓浓缩。进料污污泥的浓度为为3～5%的固体。分阶段段运行。消化化池的运行方式式或是连续池池式的或是半半间歇式的。好氧/缺氧运行。传传氧系统周期期开关，曝气气期间发生硝硝化反应，非非曝气期间发发生反硝化反反应。通过予予浓缩减少污污泥量，从而而减少了为达达到规定的SRT所需的消化化池容积。通过减减少加入消化化池的水量，把把燃烧可生物物降解固体物物的热量用来来加热消化池池，以防止冬冬天的低温。经经验告诉我们们，冬天在消消化池上加保保温罩，可有有效增加温度度。注意，夏夏季气温高时时，消化池自自动加热不得得超过35oC，以避免出出现发泡和其其他运行问题题。可以加在在消化池内一一些未浓缩的的污泥以及浓浓缩消化污泥泥来保持所要要求的SRT。分阶段段运行为推流流创造了条件件（推流反应应器一贯比完完全混合反应应器有效），从从而促进了消消化和病原体体的分解。当当形成推流条条件时，大大大减少了病原原体短路通过过消化器的情情况，可以更更有效分解病病原体。图5-5示出的是实实现推流的两两种方法。周期性开、关关传氧系统可可产生反硝化化作用。由于于反硝化回收收碱度而减少少了碱的消耗耗量。用这种种技术使pH保持中间值值无论在理论论或实践上都都是可能的。硝硝化反应产生生的硝酸盐-氮被用来稳稳定可生物降降解有机物，因因而减少的能能量需求，由由于脱氮使每每单位面积土土地上施加的的污泥量增多多了。表5-1汇总了新的的好氧消化特特性对消化池池性能的影响响。表5-1好氧氧消化池改进进技术对消化化池性能的影影响方法影响予浓缩-减少污泥流流量，减少为为达到规定的的SRT所需的容积积-提高温度分阶段运行-促进污泥稳稳定-促进病原体体分解好氧/缺氧运行行-减少碱度消消耗-减少能量需需求-脱氮适温自热需需氧消化（ATAD）是另一种种方案（U.S.EPA，1990）。但是，经经验证明ATAD系统较难运运行和易有臭臭味。况且，消消化污泥难以以浓缩和脱水水。因此，这这个方案增加加了复杂性和和运行难度，没没有多少吸引引力。5.5.33先进的消化化方案先先进消化这个个词指的是对对传统的中温温消化过程的的各种改进，其其中包括：·两段，酸/气操作。·中温与适温温操作。·予-巴氏消毒法法。·好氧，自热热适温予处理理两段操操作就是通过过连续的消化化池的运行把把形成酸的厌厌氧消化步骤骤（酸相）与与甲烷生成步步骤（气相）分分开。第一个个消化池在低低SRTs（HRTs）条件下运运行，使颗粒粒物得以水解解，和形成挥挥发酸，但只只生成有限的的甲烷。在第第二段要有足足够长的SRT（HRT）让甲烷微微生物生长，从从而把酸相中中生成的挥发发酸和气相中中生成的挥发发酸转化成甲甲烷气。该过过程的优点如如下：·由于酸相消消化池内形成成的酸环境增增强了水解作作用，从而促促进了颗粒物物质的分解。·促进了病原原体的分解，一一是因为消化化池是分段的的，二是因为为酸相消化池内形形成的酸性条条件造成病原原体迅速钝化化。·减少了气相相消化池内的的发泡，因为为造成发泡的的物质（如有有害微生物诺诺卡氏菌属）在在酸相消化池池内被水解了了。适温消消化是把消化化池内的温度度保持在55oC左右，而中中温消化的温温度是35oC。适温消化化的优点如下下：·由于温度较较高，促进了了病原体的钝钝化。·提高了消化化率，得以使使用较低的SRT值。但是可可以看出适温温条件下消化化的污泥不如如中温条件下那么么稳定，也比比较臭。而且且用机械脱水水过程往往也也不脱水。予-巴氏消毒就就是先把污泥泥加热到70oC并保持30分钟，然后后投入到厌氧氧消化池。基基本上与巴氏氏消毒牛奶差差不多，这样样做是为了让让病原体完全全钝化。产生生了基本上没没有病原体的的污泥。好氧自自热适温予处处理就是在常常规中温厌氧氧消化之前利利用高负荷ATAD装置预热污污泥。这样，不不需要机械加加热设备。但但是，ATAD予处理必须须达到使下游游中温厌氧消消化最佳化的的温度。上述方方案中，目前前最为关心的的是：·适温酸相/中温气相（TA/MG）厌氧消化化。·中温酸相/中温气相（MA/MG）厌氧消化化。TA/MG增加了挥发发酸的分解，使使更多的病原原体分解，并并生产的产品品非常稳定（因因为最终段是是中温消化）。为为提高适温酸酸相消化池温温度而增加的的多余的热量量可以回收，用用以加热新进进入的污泥。因因而能量平衡衡是很合理的的。MA/MG具有TA/MG的大多数优优点，除此之之外，系统的的机械原理较较简单。尚未未得到回答的的主要问题是是酸相消化池池的适温消化化究竟能增加加多少病原体体的分解，导导致更加复杂杂和增加少量量运行成本是是否值得。这这是尚待回答答的问题。法被认认为是常规消消化池提高病病原体分解的的一种方法。实实际上，予-巴氏消毒可可以与两段酸酸相/气相消化池池一起使用，以以达到控制病病原体和增进进消化的目的的。美国和和欧洲正在进进行先进的消消化方案的工工作。中国应应探索这两方方面的经验，并并把这些特点点纳入今后的的厌氧消化池池设计中。5.5.44碱处理碱碱处理就是把把各种碱性剂剂投入未经稳稳定的污泥中中，以减少病病原体和生物物活度。已被被采用的碱性性剂有石灰、水水泥窑微尘、和和焚烧炉飞灰灰。必须加入入大量水泥窑窑微尘和焚烧烧炉飞灰才能能达到为控制制原污泥中病病原体所要求求的pH值。然而，施施加于酸性土土壤时，污泥泥中的营养物物和碱性物质质都是有利于于农业的。如如果有足够量量的碱性物质质可用作工业业副产品，以以及当地是酸酸性土壤，则则施加碱性物物质将能提高高生产率。所所以，碱处理理是一种可行行而又成本有有效的方案。5.5.55太阳能干化化许多地地方正在用太太阳能干化消消化和脱水污污泥作为减少少病原体的一一种方法。例例如，好氧消消化可以被用用来生物降解解大多数可生生物降解有机机物，使污泥泥堆放不产生生臭味。厌氧氧消化的污泥泥经过脱水，然然后对方几个个月让病原体体死亡。污泥泥经干化可大大大减少污泥泥的体积。已已证明这是改改进污泥质量量备以后土地地应用的极好好方法。5.5.66污泥浓缩和和脱水污污泥浓缩和脱脱水方案在过过去几年内没没有很多变化化。其常规技技术列于表5-2中。表5-2污泥泥浓缩和脱水水方案浓缩脱水-重力-带式压滤机机-溶气气浮法法-离心机-重力带式浓浓缩机-板框压滤机机-离心机

过去几年没没有采用新的的污泥浓缩和和脱水技术。然然而，现有的的技术在不断断发展，尤其其是带式浓缩缩和脱水以及及离心机技术术经常在改进进。应经常注注视这方面的的变化以保证证正在使用的的是最有成本本效益的技术术。6.私营和其其他部门参与与的策略6.1前言本节论述述的是工程和和质量管理策策略专家TOR的第5个论点。该该论点是要开开发私营和其其他部门参与与给排水服务务的策略。所所要论述的题题目如下：·

私营和其他他部门什么时时候参与较为为有利？·

在什么情况况下中国的私私营或其他部部门愿意参与与？·

如何鼓励私私营和其他部部门参与，什什么时候是有有利的？6.2私营和其他他部门参与的的好处当当私营和其他他部门带来的的正是中国内内部或从事给给排水服务的的机构内部所所缺乏的一种种因素时，中中国可以从这这些部门参与与给排水服务务中获得好处处。这些决定定性的因素有有：·技术·管理经验·提出必要的的各部分服务务的能力·提供短期资资金技术涉涉及一系列因因素，给水和和排水运输，处处理规划和设设计方案的知知识一直到有有效管理和施施工技术方面面的知识。当当前，设备技技术对中国尤尤为重要，因因为有大量新新的设施要建建设。如果建建设这些设施施所需的设备备可以在中国国制造，则成成本将大大降降低，而且能能迅速向中国国人民提供现现代化的给排排水服务。其其结果必然是是改进了公共共卫生，保持持了可用水的的资源，以及及加强了环境境保护。管理技技术包括全面面管理全国的的给排水项目目和有效运作作当地给排水水公共事业的的能力。没有有有效的管理理机构，就不不能很快建设设新的设施，那那些建设的设设施也得不到到有效得运行行和维护。生产能能力指的是需需要提供足够够数量的系统统所需的全部部构成，以便便尽快提供给给排水服务来来满足需求。例例如，中国及及其给排水服服务部门具有有生产系统需需要的全部构构件，但是它它们的能力还还不足以按需需要的速度提提供给排水服服务。在这种种情况下，私私营和其他部部门可以通过过提供需求和和居民容量之之间的差异予予以帮助。这这是私营部门门在包括给排排水服务在内内的所有公共共基础设施中中的一贯作用用。提供短短期资金是必必要的，使基基本设施可按按时得以实施施。有时，短短期资金可以以由私营部门门，由非政府府机构，或由由中国以外的的政府机构提提供。但是，重重要的是要懂懂得，从长期期来看，给排排水服务的资资金必须来自自系统的用户户。6.3私营和其他他部门在中国国参与的利益益私营部部门的利益很很简单。私营营部门关注的的是建立可行行的和可盈利利的商业企业业。这种企业业就性质来说说将是长期的的。如果经营营机会是短期期的，必定要要从中得到较较高的利润才才能有一个合合理的成本，而而这种成本是是达到经营目目的以及为提提供有关服务务而运用各种种手段所必须须的。从另一一方面讲，如如果能保证只只要能提供满满意的服务水水平，就可获获得长期经营营的机会。从从私营部门的的前景来看，进进行中的经营营机会是有利利可图的，而而且只要向用用户提供满意意的服务还将将继续下去。私营部部门关注的一一个问题是风风险私营部门门认识到风险险是任何商业业企业固有的的，因此它开开发和执行多多种手段来减减轻风险。私私营部门一般般不愿意承担担它们无法控控制的风险的的义务和/或后果。总总之，私营部部门愿意担负负它们能够控控制的风险，但但愿意解除与与它们无法控控制的因素有有关的风险。。这这里引用一些些简单的例子子，当私营部部门负责污水水处理厂运行行时，只要处处理厂的负荷荷在设计值以以内，它们愿愿意对处理厂厂的性能负责责。但是如果果污水流量和和或污染物负负荷超过设计计值，私营部部门是不愿意意承担保证性性能要求的责责任的。因为为达到合格性性能要求所需需要的行动不不是私营部门门所能控制的的。私营部部门特别关心心的是支付方方面的风险。对对提供的服务务来说，如果果不是预料中中的合理支付付，私营部门门必须提高价价格或寻求其其他方法来缓缓解风险。因因此，中国机机构可以用来来降低私营部部门提供服务务和产品成本本的最好方法法是，严格保保证对私营部部门提供的服服务和产品的的付款。许多商商人企图把私私人承包商不不能控制部分分的责任转给给其他承包商商。其结果往往往是私人承承包商和承包包机构都不满满意。因为接接受这种不公公平合同条款款的是能力差差的私营企业业，以至选择择的私人承包包商不可能按按要求的质量量提供服务和和产品。其他非政府府机构和中国国以外的政府府等部门有各各种其他的利利益。这些利利益往往是政政治性的，可可能与中国的的政治利益是是一致的，也也可能是有冲冲突的。有时时，这些利益益是经济性的的—创造一种能能获得长期经经营机会的局局面。因此对对这种机构或或政府的利益益必须认真分分析，以确定定它们是否与与中国的利益益是一致的。6.4

私营和其他他部门参与中中国给排水服服务的策略鼓励私营营和其他部门门参与中国给给排水服务的的策略有以下下几个部分：：·明确限定当当前中国给排排水服务部门门各组成部分分的能力。·确定能够协协助加强限定定各组成部分分的总的。·就私营部门门参与的机会会，对其他可可选择的私营营部门参与的的样板进行考考核。在分析析可选择的样样板时要记住住，私营部门门很重视有把把握和有利可可图的长期的的商业机会。私私营部门愿意意承担它可以以控制的风险险，而不愿意意承担其无法法控制的风险险。所以应该该认真估量让让私营部门负负责什么，不不负责什么，以以及允许控制制什么。按照照有利于中国国的原则和从从私营部门前前途看样板的的合理性进行行评估。·实施各种试试点计划，以以研究上述样样板对中国环环境的适用性性。·对于出私营营部门以外的的一些部门的的参与，采用用类似的方法法。在评价其其他可选样板板时，应分析这些些部门的目的的是否与中国国的利益相一一致。如果不不一致，则应应谨慎进行，因因为不存在一一个成功的和和长期的企业业的基础。Referennces[1]Baailey,,E.aandG..T.DDaiggeer,“ImproovingAerobbicDiigestiiontooMeettClasssBRRequirrementtsbyPre-TThickeening,,StaggedOpperatiionanndAerrobic//AnoxiicOpeeratioon:FoourFuull-SccaleDDemonsstratiions,”Proceeedinggs,WaaterEEnviroonmenttFedeeratioon71sstAnnnualCConferrence&Exppositiion,VVolumee2,RResiduuals&&BiossolidssManaagemenntanddColllectioonSysstems,,303--314,1998..[2]Daiggger,G.T..andJ.A..Butttz,UppgradiingWaastewaaterTTreatmmentPPlantss,SeccondEEditioon,TeechnommicPuublishhingCCo.,LLancasster,PA,11998.[[3]Daiggger,G.T..,S.P.Grraef,andSS.Eikke,“ConveersionnofaaConvventioonalAAerobiicDiggesterrtottheAeerobicc/AnoxxicDiigestiionPrrocesss,”Proceeedinggs,WaaterEEnviroonmenttFedeeratioon70tthAnnnualCConferrence&Exppositiion,Voluume2,,Resiidualss&BiiosoliidsMaanagemment,ColleectionnSysttems,287-229719997.[44]Graddy,C..P.LL.,Jrr.,G..T.DDaiggeer,anndH.C.Liim,BiiologiicalWWastewwaterTreattment,,SecoondEdditionn,MarrcelDDekkerr,NY,,19988.[5]Litttletonn,H.X.anndG.T.Daaiggerr,“Mechaanismfo