国内污水处理技术市场调研 60页

'0.1.1.1国内污水处理技术市场调研随着世界各国对环境污染治理的重视，特别是近二十几年来，越来越多的有识之士投身环保事业，使得污水处理技术突飞猛进，日新月异，开发出了许多新型工艺，如传统活性污泥法发展出：AB工艺、A/O工艺、A2/O工艺、UCT工艺、氧化沟工艺系列、SBR工艺系列、BIOLAK、LINDOX工艺等。氧化沟工艺又衍生出Pasveer氧化沟、Carrousel氧化沟、Orbal氧化沟、T型氧化沟、DE型氧化沟、一体化氧化沟等。SBR工艺又衍生出间歇进水间歇曝气的UNITANK、CASS、CASP和连续进水间歇曝气的ICEAS、CASS、IDAL、DAT-IAT等新工艺。生物膜法技术发展出生物转盘、普通生物滤池、曝气生物滤池、高负荷生物滤池、BIOSTYR滤池、BIOFOR滤池等。另外，活性污泥法与生物膜法相结合发展出LINPOR工艺。生态处理技术由过去单独使用稳定塘、土地处理、湿地处理，向厌氧塘+兼性塘+湿地+好氧生态塘+土地处理的合理组合、综合利用方向发展。通过对我国东部地区共23个污水处理厂的调研，得到以下结论：①东部地区现有污水处理厂工艺仍以活性污泥法为主，大多采用具有除磷脱氮功能的污水处理工艺技术。②污水处理厂的自动化运营程度在逐渐提高，国外大量先进、高效的污水处理专用设备进入了东部污水处理行业市场。③由于大量工业废水未经处理而直接排入市政管网以及管网不配套等原因，污水处理厂实际运行水质、水量与设计值存在一定的差距。④污水处理厂开始重视剩余污泥处置与处理出水回用问题。⑤东部地区污水处理厂工艺运行管理方法合理，布局方式紧凑。⑥在中国东部采用的主要工艺中，曝气生物滤池、氧化沟系列工艺、人工湿地生态处理技术、BIOLAK工艺、AB法等具有处理出水水质好，运行稳定可靠，管理简单等特点，比较适合在我国西部中小城镇推广应用。⑦东部地区在投资体制、运营方式等方面与市场结合的力度要大得多，积累了一些先进经验，值得中西部地区学习和借鉴。 表2-4中国东部地区现有污水处理技术（污水处理技术市场）调研汇总表名称工艺概况工艺特点技术参数工程实例适用范围在西部应用的可能性百乐卡（BIOLAK）技术多级的生物曝气塘污水处理工艺活性污泥法的一种变形工艺，具有除磷脱氮功能。利用浮在水面的移动式曝气链和底部挂有微孔曝气头曝气。1972年由德国冯·诺顿西公司成功开发。国外运用较为成熟，国内引进较少。负荷低，水力停留时间长，污泥龄长。工艺流程简捷，处理构筑物少。土池结构，HDPE防渗，建设投资低。有机物容积负荷：0.2~0.4kgBOD5/m3·d有机物污泥负荷：0.05~0.15、kgBOD5/kgVSS·d水力停留时间：30h左右污泥龄：一个月~半年活性污泥浓度：3000mg/L以上l山东省招远市污水处理厂规模：2.0万m3/d总投资：1400万元运行费用：0.3～0.4元/m3l深圳市龙田污水处理厂规模：6万m3/d总投资：2500万元l江苏省高邮市污水处理厂（一期工程）*服务面积约30km2设计总规模为5.0万m3/d，分期建设，其中一期2.5万m3/d管网按5.0万m3/d实施总投资10177.5万元中小型水厂地质条件复杂，易发生地基不均匀沉降地区在中国西部的应用前景较大，需对工人进行专门技术培训，关键设备需进口 漂浮移动式曝气链，混合效果好，节约能耗，形成多级的硝化和反硝化，保证脱氮效果一体化氧化沟技术曝气、沉淀、泥水分离和污泥回流功能为一体，无需建造单独的二沉池最早的一体化氧化沟是Pasveer教授1954年在荷兰Voorschoten研制成功的将二沉池和氧化沟建在同一构筑物中无污泥回流泵房及有关辅助设施和管道系统，占地面积少。有机物容积负荷：0.2-0.4kgBOD5/m3·d有机物污泥负荷：0.05-0.15kgBOD5/kgVSS·d水力停留时间：10~24h污泥龄：10~30d活性污泥浓度：2000~6000mg/L分离器表面负荷：50m3/m2·d左右沟内水流速度：0.3~0.5m/sl四川省新都县污水处理厂规模为1万m3/d氧化沟总有效容积为7200m3，水力停留时间为14.4小时总投资为：761万元平均占地面积为：0.92m2/m3水中小型污水厂地形复杂情况下修建，结构处理难度相对较大比较适合西部地区中小城镇的污水处理AB法工艺常规活性污泥法和两段活性污泥法基础上发展起来的污水工艺原联邦德国亚深大学B.Bohnke教授于20世纪70年代中期发明的80年代开始应用于工程实践负荷高、节能、对水质变化适应能力强、处理效果好有机物去除率高，出水水质稳定A段对进水有机物、PH、有毒物质冲击具有缓冲能力，提高出水水质，水质稳定A段短时间内去除50污泥负荷Ns(kgBOD5/kgMLSS.d：A段3～4、B段0.15～0.3混合液浓度MLSS(g/L)：A段2～3、B段2～4污泥龄SRT(d)：A段0.4～0.7、B段15～20水力停留时间HRT(h)：A段0.5～0.75、B段2.0～6.0沉淀池沉淀时间(h)：A段1～2、B段2～4沉淀池表面负荷q’(m3/(m2·h)：A段1～2、B段0.5～1.0l山东省泰安市污水处理厂占地5.33公顷，规模5万吨/日进水水质CODcr250～350mg/l，BOD5100～150mg/l，出水CODcr≤100mg/l，BOD5≤50mg/l，SS≤40mg/l总投资8000万元人民币处理成本0.367元/m3l山东省淄博市张店污水处理厂设计流量14万m3/d最大流量7233m3/h平均流量5833m3/h进水水质CODcr500～600mg/l，BOD5200～225mg/l，SS250～280mg/l出水CODcr≤50mg/l，BOD5≤大中型污水处理厂需要培养专门的技术管理人员存在问题：足够的适应污水的微生物，A段才正常运作；发生设备故障 ％以上的BOD5，减轻B段有机负荷，节省总曝气池体积有利于分期建设，可灵活调节运行工艺流程15mg/l，SS≤15mg/l，耗电量为0.345KW·h/tl深圳市罗芳污水处理厂（一期工程）*工程处理规模10万m3/d。l深圳市滨河污水处理厂*设计能力为25万m3/dB段为T型氧化沟工艺l广州市猎德污水处理厂*工程总投资约13亿元，其日处理污水能力22万m3主要技术经济指标单位经营水成本=0.19元/吨水·天A2/O技术厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺于70年代由美国专家在厌氧－好氧生物除磷工艺（A/O）的基础上开发出来的具有去除有机物、脱氮除磷的功能工艺流程最简单总的水力停留时间少于其它工艺不会发生污泥膨胀污泥中磷含量高BOD污泥负荷Ns：0.15～0.2kgBOD5/(kgMLSS.d)TN负荷：<0.05kgTN/(kgMLSS.d)TP负荷：0.003～0.006kgTP/(kgMLSS.d)污泥浓度：2000～4000(mg/L)水力停留时间（h）：6～8；厌氧:缺氧:好氧＝1:1:3泥龄qc（d）：15～20l青岛市团岛污水处理厂设计规模10万m3/d工程投资3.2亿其运行费用为0.6~0.8元/m3l杭州市七格污水处理厂*总投资7.9亿元规模为35万m3/d高峰污水处理量45.5m3/dl宁波市江东北区污水处理厂（二期）*日处理能力7万m3占地2.43公顷。较适合处理水量大对处理水质要求高技术管理人员素质高 脱氮除磷效率不可能很高l中山市中嘉污水处理厂（分三期）*规模10万m3/d总投资约3.14亿元人民币生产成本约0.40元/m3l张浦污水处理厂(分两期)*先行实施1.25万m3/日工程总投资5175万元单位水量投资4140元/m3单位经营成本0.64元/m3，单位总成本1.23元/m3，单位水量电耗0.24kW·h/m3在中国西部的小城镇应用前景一般。需针对其在高原高海拔地区的运行模式进行研究和探讨。曝气生物滤池技术融合了生物接触氧化反应器和快滤池的设计原理粒状填料为微生物载体，较高的生物浓度和有机负荷，耐冲击能力强，出水水质稳定除P、硝化／反硝化、同池发生，简化流程供氧动力消耗低水力负荷：6～8m3/（m2·h）单池水力停留时间HRT：1～3h容积负荷：有机物负荷2～6kgBOD/（m3·d）；硝化0.5～2kgNH3－N/（m3·d）；反硝化0.8~5.0kgNO3～N/（m3·d）曝气气水比：l～3填料粒径：2～6mml青岛啤酒（徐州金波）有限公司废水处理工程规模2500m3/日总投资172.7万元吨水投资690元/m3单位运行成本0.41元/m3吨水电耗0.41kw·h/m3平均占地面积为：0.6m2／m3l辽河油田机械修造公司红村污水处理工程设计规模1500m3／d总面积176m2工程总投资183万元吨水投资1220元/m3适合我国西部小城镇污水处理建设中所面临的资金不足、技术水平低的现状 基本原理：以颗粒状填料及其附着生长的生物膜为主要处理介质，发挥生物代谢作用、物理过滤作用、生物膜和填料的物理吸附作用以及反应器内食物链的分级捕食作用，使污染物在同一单元反应器内去除省去二沉池和污泥回流设备，需设置反冲洗设备进水要求进行预处理单位运行成本0.76元/m3吨水电耗0.27kw·h/m3水l浙江省长兴县污水处理厂*一期规模3.0万m3/d部分建、构筑物按6.0万m3/d实施，设备按3.0万m3/d安装厂内建设费用5000多万元曝气生物滤池技术具有处理效率高、占地面积小、基建及运行费用低、管理方便和抗冲击负荷能力强等特点，在污水的有机物去除、硝化去氨、反硝化脱氮、除磷以及微污染水源水的预处理过程中有着较好的应用前景对西部小城镇污水处理事业的发展具有重大的意义ICEAS工艺间歇式周期循环延时曝气系统ICEAS工艺是一种连续进水的改良SBR工艺运用进水和周期性排水原理，生物氧化作用硝化和反硝化作用，除磷，固液分离等均在一个反应池中进行由反应、沉淀和滗水三个阶段组成具备布置和运行方式灵活、处理效果良好。能连续进水在维修或低流量时，使得单池运行成为可能。为每个反应池提供均等的负荷和流量，简化运行和工艺控制l昆明第三污水处理厂设计流量15万m3/d高峰流量30万m3/d脱氮除磷效果非常出色生活污水、工业废水、自于肉类加工、饮料、制药、食品加工、造纸和化工厂等行业的污(废)水由于自控要求较高，操作工人素质较低的地区应用困难。OCO工艺该工艺以其强大的脱氮除磷功能、自动化水平高、投资省等优点。占地少，土建投资低，较传统活性污泥法可减少l丹麦DRAGSHOLM污水处理厂处理水量：360m3/h，出水水质：BOD4.3mg/L适用于各种规模的污水处理厂 OCO工艺实际上是集BOD、N、P去除于一池的活性污泥法。25%～30%SS1.3mg/LTN2.5mg/LTP0.7mg/L吨水电耗：0.30W·h。UNITANK污水处理工艺UNITANK是比利时SEGHERS公司于1987年提出的一种新颖的活性污泥法，它集中了传统活性污泥法和SBR的优点，处理单元一体化，经济、运转灵活。UNITANK由三个矩形池组成，相邻两池连通，外侧两个池设有固定式出水堰及剩余污泥排放装置，交替作为曝气池和沉淀池，中间池只作曝气反应池。连续进水，周期交替运行可不设二沉池及污泥回流设施，反应池布设可采用单元组合的形式，节省土建和占地自动化程度高，需要全自动的实时监控系统和调控系统UNITANK运行按周期运行，一个周期包括两个主阶段和两个中间阶段，一般单个周期时间为7小时，主阶段2×3小时，中间阶段2×30分钟。第一主阶段，污水依次通过三个反应池，最后在C池得到沉淀。每120～180分钟改变水流方向，进入到下一个主阶段。第二主阶段，污水及混合液的流动方向与第一阶段相反。中间阶段的作用是完成曝气池到沉淀池的转换l佛山市东鄱污水处理厂近期设计流量10万m3/远期总设计流量30万m3/d总投资1.8亿元人民币总占地4.6公顷电耗约为0.18度/m3污水l澳门凼仔污水处理厂设计处理能力为10万m3/d占地面积为7.33万m2投资总额为1500万美元。工程投资:1000～1500元/m3占地面积:0.30～0.6m2/m3l龙岩市角美开发区污水处理厂*该厂设计规模15000m3／d有效容积：10800m3各池氧化能力：1934kgO2/dl广州市猎德污水处理厂*工程投资约5亿元日处理规模为22万m3适用于即将规划新建扩建和持续改进运行的污水处理厂复杂的控制系统，和对自控的依赖性制约了其在西部地区广泛应用OrbalOrbal水力停留时间HRT：8~16hl 氧化沟氧化沟是一种多渠道的氧化沟系统。Orbal氧化沟由三个相对独立的同心椭圆形沟道组成，污水由外至内依次流经三个沟道，最后经中心岛流入二次沉淀池。三个环形沟道相对独立，流态兼有完全混合式与推流式的特点流程简单，抗冲击负荷能力强，出水水质稳定，易于维护管理具有较好的脱氮功能，有较好的节能性能，通常可以节省电耗15%以上污泥负荷：0.10kgBOD/（kgMLSS·d）MLSS：3000~6000mg/L有效水深：2.0~4.5m三个沟道溶解氧分别控制在0、1、2mg/l江苏省赣榆县城北污水处理厂（一期工程）总规模为4.0万m3/d，其中一期2.0万m3/d总投资5665.59万元l燕山石油化工公司牛口峪废水处理工程*设计处理规模为6万m3/d实际处理污水量为2～2.4万m3/d采用两座Orbal氧化沟工程总投资9251.89万元吨水投资1540元/m3年运行成本921.53万元单位运行成本1.05元/m3水适用于西部中小规模的城市污水处理厂有充足的建筑用地能够抵抗较低气温，在西部地区有一定适用性。水解—SBR随着计算机技术水平和自动控制水平的不断提高，SBR工艺在国际水处理领域越来越引起重视对水质水量变化的适应性强，运行稳定。需要的机械和设备较少，占地小自控运行、管理简便，工艺的自动化程度要求较高。污泥负荷：0.085kgBOD5/(kgMLSS·d)最高水位污泥浓度：3500mg/L污泥龄：16d设计水温：15℃污泥产率：0.75kgMLSS/kgBOD5水力停留时间：22.5h（包括水解池停留时间4h）供氧方式：空气扩散曝气搅拌器能耗：5W/m3污水排出比：1/3l江苏省金坛市第二污水处理厂*总规模为4.0万m3/d近期按2.0万m3/d实施厂区部分建、构筑物按4.0万m3/d实施，设备按2.0万m3/d安装总投资6661.44万元总占地面积3.60公顷l浙江省桐庐县污水处理厂（一期工程正在施工中）*设计总规模为4.0万m3/d水质水量变化较大的中小城镇污水处理适应高浓度污水处理中小城镇较多的西部地区，SBR工艺的应用前景非常大 ，其中一期2.0万m3/d厂区部分建、构筑物按4.0万m3/d实施，设备按2.0万m3/d安装l浙江省桐庐县污水处理厂*设计总规模为4.0万m3/d一期2.0万m3/d。厂区部分建、构筑物按4.0万m3/d实施，设备按2.0万m3/d安装需对工人进行专门的技术培训CASS/CASS近年来国际公认的生活污水及工业废水的先进工艺，是在SBR工艺和氧化沟技术的基础上发展起来的以生物反应动力学原理及合理的水力条件为基础系统组成简单运行灵活可靠性好设计流量：10000m3/d.座（一期一座）污泥负荷：0.12kgBOD5/(kgMLSS·d)污泥浓度：3500mg/L污泥龄：17d综合污泥产率：0.85kgSS/kgBOD5厂区总占地面积1.8公顷总投资3506.64万元l江苏省宜兴市官林镇污水处理厂*总面积约10.88Km近期服务人口2.5万人，远期服务人口5.0万人总规模为2.0万m3/dl江苏省镇江市征润州污水处理厂*设计总规模为20万m3/d，分期建设，其中一期10万m3/d占地面积150亩总投资1.4亿元适合于含有较多任务业废水的城市污水及要求脱氮除磷的处理具有一定的应用前景。需对工人进行专门的技术培训。Carrouse氧化沟污泥负荷：0.1kgBOD5/(kgMLSS·d)进水水质平均：BOD5300mg/lSS150mg/l设计出水水质：BOD530mg/lSS30mg/ll江苏省南通市第一污水处理厂*设计总规模为5.0万m3/d，分期建设，其中一期2.5万m3/d DHV公司针对开发的著名系列工艺。是氧化沟工艺的代表性技术之一。分建式，有单独的二沉池，采用表曝机曝气，占地面积偏大，设备投资略高等。l青浦第二污水处理厂*规模20万m3/d，占地20公顷。适合于较低气温和地势平坦地区采用。适用于西部中等规模以上的城市污水处理厂A/O法工艺用始于20世纪80年代将缺氧反硝化反应池置于工艺之首又称为前置反硝化生物脱氮工艺具有流程简单、构筑物少、不需外加碳源、基建和运行费用低l浙江省西兴县污水处理厂*设计规模为4000m3/d实际处理污水量约1000～2000m3/d处理成本：2.00元/m3左右l深圳市滨河污水处理厂*一、二期工程设计能力均为2.5万m3/d工艺在2001年由原先的传统活性污泥法改造成A/O法适用于传统活性污泥法改造。具有一定的应用前景人工湿地法在一定的填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统，当污水通过系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，使水质得到深度净化运行费用低出水水质好环境效益明显景观效果好维护低占地大深圳市石岩河人工湿地工程工程（一期）*处理规模为1.5万m3/d占地面积3.5万m2（其中湿地面积2.4万m2）总投资858万元工程（二期）设计规模为4万m3/d占地面积10.5万m2计划总投资为3423万元。日处理费用0.195元/日吨人工湿地污水处理技术具有良好的适应性中小规模污水处理可以在中国西部地区广泛应用 深圳市沙田人工湿地系统*处理系统规模为5000m3/d总投资550万元占地面积2ha传统活性污泥法传统的活性污泥工艺，主要是针对碳源有机污染物的去除。不能满足国家排放标准中氮磷指标的要求。曝气沉砂池：HRT=3min；SRT=15~20d；HRT总=10h；MLSS=4000mg/l；SV30=15~20%污泥负荷=0.0145kgBOD5/kgMLSS.d，气水比=6~7：1l宁波市江东北区污水处理厂（一期）*处理能力3万m3/d占地2.44公顷适用性差二级生物化学处理工艺较为传统的活性污泥工艺。不能满足国家排放标准中氮磷指标的要求。水力停留时间=6.4h污泥负荷=0.3kgBOD5/(kgMLVSS·d污泥龄=6.9dMLSS=3000~3500mg/L污泥回流比=80%l杭州市四堡污水处理厂*处理能力40万m3/d总投资近60亿大型污水处理厂适用性差厌氧-T型氧化沟T型氧化沟采用交替运行模式，每沟之间相互连通，中沟保持好氧状态，两个边沟交替进入好氧、缺氧、沉淀等几个阶段。是氧化沟和UNITANK工艺的一种结合体。MLSS=3000~4000mg/LHRT=1.5hDO=6~7mg/Ll深圳市罗芳污水处理厂*二期工程规模25万m3/d大型污水处理厂适用性差注：*为实地调研点 0.1.1.1国外污水处理技术市场调查（1）荷兰的污水处理技术出于对公众卫生的关注，荷兰以及其他西欧国家早在19世纪末就已经开始进行废水收集和处理了。那时，建立水供应装置的同时，也建立了排水系统。废水被排出城市之外，减少了疾病的发生，但导致接收（地表）水体水质恶化。因此，自从1920年以来，荷兰不断建立了若干废水处理厂（WWTP）。到了1958年，共有两百万人（18%）产生的废水得到收集处理。依靠更加严厉的法规，这一比例在2004年上升到98%。目前在荷兰98％的市政污水得到处理。表2-5叙述了近25年中荷兰的污水处理系统及其变革。表2-5荷兰基于处理能力的连续式和间断式处理工艺的发展198119851990199520002002处理能力连续间断连续间断连续间断连续间断连续间断连续间断<2000人口当量5842432930191911107932000–10，000人153514231353114191831>10，000人247270282280282282注：连续进水系统包括:机械式，滴滤池，曝气池，氧化池，氧化沟，CARROUSEL®系统，平行系统，多阶段法和一体化设备。可以看出序批式处理技术主要应用于人口当量≤2000的情况。另外，序批式处理系统从1981年到2000年降低了90％。到2002年只有4套间断序批式处理系统还在应用，而连续处理的系统多达374套。尽管间断式处理无需二沉池，出水基本符合标准，但如SBR、UNITANK和ICEAS在荷兰的应用并不广泛，以下为一些原因：①随着流量的增加，闲置的池容和设备也将增大增多；②一些系统需要的自控程度高，对阀门的要求也较高，如UNITANK； ③对于一些SBR系统，进水点会因污泥分布不均匀而改变；④小型污水处理厂（小于2000人口当量）在荷兰基本消失；⑤其他系统如卡鲁赛尔氧化沟的发展起到了替代作用。氧化沟目前在荷兰的应用非常广泛，到2002年已占50％。在其中卡鲁赛尔的应用占主导地位，2002年有1/3的处理厂（378座中有127座）采用卡鲁赛尔工艺。由于管网的不断完善，在荷兰大型污水厂逐步取代小型污水处理厂，使得荷兰的污水处理厂数量正不断减少。同时，最近叫一个做分散污水处理与再利用（DESAR）的新理念，使得分散式污水收集和处理技术又重新变得流行，受到了许多国家的追捧，尤其是荷兰、德国等国家。该理念对产生的黑水和中水进一步区分，主张当场（或至少是在附近，避免长途输送到集中的废水处理厂）处理这些污水，以最大限度地对养分，水和能量进行再利用。从1993年开始根据欧盟委员会的91/27/EEC号指示，另外的处理设施被加入传统工艺来进一步去除磷氮(如图2所示)。到2002年末荷兰378座污水处理厂中，60％实现了活性生物除磷法，占总设计能力25,300,000人口当量的84％。 图2-7有脱磷除氮功能的污水处理厂(CBS，2004)除磷有化学法（投加铁剂和铝剂形成沉淀物）和生物法（利用特殊的细菌大量吸收磷）。从表2-6可以看出，截止2002年处理厂主要采取化学除磷，近期采用生物除磷的污水厂大大增加。表2-6具有除磷功能的污水厂处理厂总数处理方法化学生物生化其他1990363230119951331002832199819914146102199920513653124200020911661293200120911961263200222612470293根据处理工艺分(2002)滴滤池66000曝气池45311220氧化池41201560氧化沟2618512卡鲁赛尔823230191多级串连1810710不同工艺并联87100处理能力(2002)<2000人口当量220002，000–20，000人口当量49251210220，000–100，000人口当量1196145130多于100，000人口当量563613612002年12月31日(CBS，2004) （1）西欧处理技术概述下面将污水处理技术划分为：①稳定塘和湿地系统；②厌氧系统作为预处理阶段:化粪池和UASB；③活性污泥法和生物膜系统，Pasveer氧化沟，卡鲁赛尔氧化沟，CASS和S&P系统及Biofor三类，分别进行评述。1）对氧化塘和人工湿地适用性的评估氧化塘的处理效果同温度有密切的关系。低温会降低反应速度导致出水不达标。人工湿地对低温的适应性较强（可用于西欧），但当温度长时间低于10°C时尤其对于硝化作用是不适宜的。由于需要较长的水力停留时间，氧化塘的占地面积较大，这是对于山地地区的主要制约因素。由于生物反应和化学吸附的共同作用，在热带地区氧化塘具有很高的营养物去除效率。但在低温条件下去除率很低因此需要进一步处理。氧化塘在许多发展中国家得以广泛应用的原因是它适用于小规模处理，低投资低运行费（无曝气设备）以及易于运行操作。由于低温和有限的土地资源，该工艺对FTEI项目的适用性比较有限。2）对厌氧系统的评估由于主要的有机物去除是通过沉淀实现的，因此化粪池受温度的影响很小。而UASB工艺对低温很敏感。这两种工艺的占地面积都很小。但由于厌氧处理主要去除的是有机污染物，因此还需去除营养物的后续处理。由于消耗了大量的碳源，在一些情况下厌氧处理会限制后续的反硝化反应。厌氧工艺在发展中国家应用较广的原因同氧化塘一样。由于UASB对温度敏感且对氮磷的去除率很有限，对FTEI项目地的适用性并不十分适用。而化粪池在很多地区已有安装，经济适用性很好并能为后续的反硝化提供足够的碳源，因此可以作为预处理技术。3）对好氧系统的评估 百乐卡系统在低温下有相当不错的去除率，无需其他的后续处理。尽管无需二沉池，但由于长水力停留时间和有限的水深，对山区这种需较大占地面积的工艺不是非常适合。运行费用中等但高于氧化塘。维护较简单，但需清除池底淤泥，注意自控部分。投资的多少取决于所选的设备状况。在有足够空间的情况下，该工艺适用于FTEI项目地区。氧化沟如奥贝尔、卡鲁赛尔和OCO由于具备很多共性，在此将一起讨论。在低温条件下，氧化沟的处理效果很好，尽管需二沉池但同百乐卡和氧化塘比较，由于可承担负荷较大，占地面积较小。另该系统无需初沉池，这同生物膜工艺比较节省了这部分占地并简化了工艺流程。氧化沟需日常维护，投资和运行费用高于前边所述的各工艺。由于投资大（包括土建、设备、自控和仪表）同前边所述工艺比较氧化沟更适合大型处理厂。但总的来讲，氧化沟在低温下可以满足出水要求，是适用的技术。AB法适用于低温条件，但由于需要中间沉淀池和最终沉淀池该系统不适合山地地区。由于第一段的主要目的是去除碳源，COD浓度较低会降低反硝化作用。投资和维护基本同氧化沟一样。但由于需对初级污泥进行处理，运行费用会提高，该工艺不适合小型处理厂，对FTEI项目地不是经济适用技术。间断式处理技术(UNITANK®，ICEAS®和CASS®)在中国都有应用，是在实际应用中得到证实的工艺。尽管有的工艺如UNITANK在低温时营养物的去除率比较有限，ICEAS的处理效果波动较大，但总的来说即便是在低温条件下也还是符合项目要求的。尤其是对于小规模处理厂比较适合，这些系统无需二沉装置占地面积小。对于大中型处理厂由于闲置池容过大而不是很适合。由于上述原因，小型处理设施的投资同氧化沟基本相同，但对大中型来讲远远高于氧化沟。该种工艺的主要问题是对自动化程度要求高，而不适用于落后地区。对小型处理厂，如在投产前期能够提供足够的培训和帮助，其可以被认为是可行技术。生物转盘系统较适用于低温环境。由于微生物只是阶段性的暴露在空气中，低气温对其只有有限的影响。Biofor 很适应低温环境，并由于布置紧凑，其占地面积也较小；由于其好氧区和缺氧区的作用，氮磷的去除率较高。但对于生物转盘很难形成缺氧区，因此需要其他装置来去除磷氮。S&P系统需定期维护，而Biofor需要更多的维护，但较合适的自控系统来简化维护操作。由于用于小型处理厂，S&P系统的投资被视为中等，Biofor的投资和运行费都较高（泵，反冲洗系统和自控系统）。对小型处理厂（小于3000人口当量），S&P系统较适合。总体来说，这两种工艺对FTEI项目地区都比较适宜。 表2-7各污水处理工艺对西部小城镇的适用性比较表系统类型工艺类型商业名称或品牌对低温的适应性对高山地区的适应性是否需要深度处理(去除营养物)运行维护需求设备投资和运行费用对人口当量小于5000的小型厂的实用性氧化塘厌氧，兼氧，好氧没有品牌很差非常差低温时需要非常低非常低适用人工湿地没有品牌差差低温时需要低低适用厌氧系统化粪池不同品牌有一定的适应性好是低低适用UASB不同品牌差好是低低适用好氧系统活性污泥法曝气池连续进水BIOLAK®有一定的适应性差否日常维护低适用好好否日常维护中 氧化沟连续进水奥贝尔氧化沟有一定的适用性氧化沟连续进水卡鲁塞尔氧化沟好好否日常维护中有一定的适用性氧化沟连续进水OCO®好好否日常维护中有一定的适用性两段式连续进水AB工艺好差根据具体情况有差异日常维护中有一定的适用性序批式UNITANK®好小规模的非常好低温时需要日常维护(尤其在自控部分)中适用间歇式ICEAS®好小规模的非常好有冲击负荷时需要日常维护(尤其在自控部分)中适用间歇式CASS®好否日常维护中适用 小规模的非常好(尤其在自控部分)生物膜生物转盘S&P®有一定的适应性非常好是日常维护中非常适用曝气滤池Biophor®好非常好否日常维护高有一定的适用性 0.1.1.1国内垃圾处理技术市场调研城市生活垃圾的处理方式随经济发展水平、能源结构、自然条件及生活习惯而异。不同的地区采用不同的垃圾处理方式，但最终都是以无害化、减量化、资源化为处理目标。从技术应用方面来看，目前国内外主要采用的垃圾处理处置技术有：卫生填埋、堆肥、焚烧、厌氧消化等方式。（1）垃圾堆肥化处理技术1）工艺特点可生物降解有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程。垃圾堆肥化主要是降解、稳定垃圾中的有机物，因而适合处理有机物含量较高的垃圾，通常要求垃圾中有机物含量大于40％。堆肥化作为一种垃圾处理技术，可以实现垃圾的无害化和减量化，同时还产生可以作为农作物、果树、园林绿化的肥料或土壤改良剂，垃圾堆肥在多山、多旱地、苗木花卉种植广的地区将会有很好的生命力和市场前景。肥料销路的好坏对堆肥厂正常运行起到关键作用。2）技术构成与技术参数用于处理城市生活垃圾的堆肥系统有许多种，目前应用较多的有条垛式堆肥系统、强制通风静态垛系统、反应器（封闭式）系统等。好氧堆肥工艺是国内外广泛采用的堆肥工艺系统，主要由前处理、主发酵、后发酵、后处理、脱臭及贮存等工序组成。前处理包括垃圾的破碎、分选、筛分、调整水分和C/N比、添加菌种和酶制剂等工序；主发酵通过强制通风或翻堆搅拌来供给微生物氧气，使大部分有机物被分解，周期约为4～12天；后发酵是将主发酵工序尚未分解的易分解和较难分解的有机物可能全部分解，变成腐植酸、氨基酸等比较稳定的有机物，得到成熟的堆肥，发酵周期通常在20～30天以上；后处理通过分选、筛分、破碎等工序去除堆肥中的塑料、玻璃、陶瓷、金属、石块等杂物，同时后处理还包括造粒、装袋等工序，从而制得堆肥成品。影响堆肥化的主要因素有通风供氧、垃圾含水率、温度、有机物含量、颗粒度、碳氮比、碳磷比、pH 值等。在好氧堆肥中，通风供氧量应维持堆体中氧浓度在10％～18％之间，有机物含量变化的最适合范围为20％～80％，碳氮比最适合的范围为（25～35）：1，含水率宜控制在40％～60％，粒径平均为12～60mm较适宜。1）主要技术经济指标垃圾堆肥化建设投资和运行费用介于垃圾卫生填埋和垃圾焚烧之间。我国《城市生活垃圾堆肥处理工程项目建设标准》给出的静态堆肥厂建设投资估算指标为6～10万元/(t/d)，运行费用指标为20～30元/（吨垃圾）；动态堆肥厂建设投资估算指标为8～14万元/(t/d)，运行费用指标为30～45元/（吨垃圾）。2）技术应用及设备供应情况目前我国城市生活垃圾采用堆肥化处理约占处理量的2％，其中常州市环卫综合处理厂，北京市南宫堆肥厂，桂林市平山堆肥厂，南宁市石西无害化垃圾处理厂，大庆市美商集团垃圾处理厂，四川宜宾垃圾综合处理厂等均运行良好。垃圾堆肥厂在国内外的成功运营及积累的成功经验，为垃圾堆肥化技术推广应用奠定了坚实的基础。垃圾堆肥设备主要有垃圾的输送、破碎、分选、筛分设备，垃圾的给料、发酵、搅拌翻堆和出料设备，垃圾的造粒、干燥、装袋以及复混肥精制设备，此外还有与堆肥有关的自控仪器仪表，目前，国内能生产绝大部分堆肥工艺设备和配件。3）在中国西部使用的可能性我国西部经济欠发达，山多坡陡、旱地多，土壤不肥沃，蔬菜、水果、花卉、烟草等经济作物种植面大，同时肩负国家退耕还林还草的艰巨任务，有机肥需求量大，垃圾堆肥有着广阔的市场。但同时也应充分论证垃圾堆肥销路，以销定产，决定垃圾堆肥工艺和规模。对于堆肥工艺应解决垃圾堆肥臭气污染问题、堆肥有毒有害物质污染及长期累积问题、堆肥产品质量等几个关键问题。（2）厌氧消化技术1）工艺特点 有机垃圾的厌氧消化是指在缺氧条件下，厌氧微生物将垃圾中可降解的有机物快速转化为甲烷、二氧化碳和稳定物质的生物化学过程。它与传统的卫生填埋相比，将厌氧消化过程由几年缩短到30天以内；与好氧堆肥相比，改变了占地大、处理时间长、管理复杂和有气味等问题。厌氧消化处理过程具有生产过程全封闭、过程控制与操作自动化程度高、沼气可回收利用等特点。厌氧消化可用于处理厨余、污泥、禽畜粪便等高有机含量的废弃物。1）工艺系统与技术参数根据处理城市垃圾的方式不同可将厌氧消化工艺分为：单级系统、多级系统和Batch系统。再根据消化反应器内原料液的固形物（TS）含量可分为：低固体含量系统（小于10％）和高固体含量系统（22～40％）。因此，单级和多级系统可进一步细分为：单级低固体含量系统（SSLS）、单级多固体含量系统(SSHS)、多级的固体含量系统(MSLS)和多级高固体含量系统(MSHS)。厌氧消化工艺一般由前处理、厌氧发酵、最终处理、最终处置等工序组成。前处理是将垃圾全部粉碎，再用分选和筛分手段将垃圾不适合做肥料的废物分拣出来。厌氧发酵，经前处理分选后的剩余垃圾经调节处理（包括调节含水率和投加添加物），进入密闭发酵罐进行发酵，发酵的时间一般在5～20天。最终处理就是将发酵剩余物质进行脱水和二次消化，二次消化是为了使发酵剩余物质中有机物部分再次进行分解。最终处置就是将厌氧发酵处理的残余物进行填埋，或作为肥料运出或出售。也可对肥料进行深加工，制成有机颗粒肥料或复合肥料。影响厌氧消化的主要因素有有机物投入量、含固量、碳氮比、粒度、发酵温度、搅拌、厌氧状态、平均滞留时间、pH等。适宜的有机物投入量根据菌体的性质，发酵温度等决定，固形物中有机物含有率通常是60～80％；最佳C/N是12～16；中温发酵温度控制在30～37℃，高温发酵控制在50～65℃；粒度希望越小越好。2）主要技术经济指标根据国外厌氧消化建设和运行经验，建立日处理100吨生活垃圾的WABIO厌氧消化工厂需占用地20亩，总投资（不包括征地费用）需2500～3000万元，运行成本为100～110元/t。 1）技术应用及设备供应情况厌氧消化是发达国家特别是欧洲近十年来积极开发并获得应用的一项新的垃圾生物处理技术。目前在欧洲总共有600多套厌氧消化设备投入运行，仅德国在过去五年内就安装了250套。商业运作的厌氧消化器从70m3到5000m3不等，在该项技术领域中，德国和丹麦处于领先地位。尤其是近几年来，由于能源价格上涨及环保要求的提高，欧洲加大了开发厌氧消化技术的力度，如DRANCO工艺、Valorga工艺在欧洲得到较多应用。国内厌氧消化应用最广泛的是农村沼气发酵、城市污泥和工业有机废物的处理，而在城市垃圾处理方面，除1997年在广东省番禺市石楼镇建了一座规模为100t/d的WABIO工艺垃圾厌氧消化试验厂外，还少有见到这方面的报道。垃圾厌氧消化设备主要有垃圾的破碎、分选、筛分设备，垃圾的给料、发酵罐、搅拌、液固分离、加热出料设备，沼气贮存、净化和利用设备，消化残渣的造粒、干燥设备，及相关自控仪器仪表等。这些设备国内均可生产，但目前国内尚缺乏有机垃圾厌氧消化技术设备集成和运行管理经验。2）在中国西部使用的可能性垃圾厌氧消化处理技术投资和运行成本较高，对我国西部这样欠发达地区目前广泛应用还有困难。今后应从提高消化效率，降低建设和运行成本着手，开发出适合我国西部的垃圾厌氧消化技术。（2）焚烧技术1）焚烧技术特点焚烧是一种高温热处理技术，即以一定量的过剩空气与被处理的有机废物在焚烧炉内进行氧化燃烧反应。垃圾中的有毒有害物质在800～1200℃的高温下氧化，热解而被破坏，减量化效果好、消毒彻底、无害化程度高，是一种可同时实现垃圾无害化，减量化，资源化的处理技术。2）焚烧技术系统 生活垃圾焚烧技术主要包括焚烧工艺技术（即焚烧炉技术），烟气净化技术、生产过程自动化控制技术和残渣利用技术等。其中最主要的是焚烧炉技术和烟气净化技术。垃圾焚烧炉生活垃圾焚烧炉主要有炉排型焚烧炉、回转窑焚烧炉和沸腾流化床焚烧炉三个类型。目前炉排型焚烧炉技术较为成熟，得到广泛应用，而流化床焚烧炉、回转窑焚烧炉在城市垃圾垃圾焚烧中应用较少。炉排型焚烧炉是废物置于炉排上进行焚烧。机械炉排焚烧炉技术成熟，运行稳定、可靠、适应性广，绝大部分固体垃圾不需要任何预处理可直接进炉焚烧，国内外均广泛采用。机械炉排包括往复炉排、摆动炉排、滚筒炉排和链条炉排等几种类型，其中滚动炉排和往复炉排的拨火作用强，比较适用于低热值、高灰分的城市垃圾的焚烧。但机械炉排也有其局限性：含水率特别高的垃圾和大件生活垃圾燃烧不充分。焚烧炉技术参数主要包括焚烧温度、气体停留时间、烟气中氧浓度及焚烧渣热灼减率等。我国《生活垃圾焚烧污染控制标准》规定生活垃圾焚烧炉要严格控制焚烧温度不低于850℃，烟气停留时间不小于2s，氧浓度6～12%。焚烧渣热灼减率不大于5％。烟气净化技术烟气净化技术是垃圾焚烧污染控制的关键。垃圾焚烧烟气中含有颗粒物、酸性气体（HCl、HF、NOx、SOx）剧毒有机物（二恶英）、重金属等多种污染物等。酸性气体的去除主要有干法、半干法和湿法工艺，目前主要采用半干法和湿法工艺；颗粒污染物的去除主要采用布袋除尘器；剧毒有机物（二恶英）、重金属主要采用在烟气中喷入粉末活性炭或多孔吸附剂进行控制。1）主要技术经济指标小型生活垃圾焚烧厂(≤150t/d)单位处理能力投资20～35万元/（t/d），运行费用为60～90元/t（不考虑余热利用）。2）焚烧技术的应用及设备供应情况 在我国一些经济发达的东部地区，土地资源十分紧张，无法寻找到较大容量的填埋场地；这些地区对垃圾减量化的要求显着，因此投资建设了一批垃圾焚烧处理（发电）厂，如深圳市市政环卫综合处理厂、上海市浦东垃圾焚烧厂、常州市环境卫生综合厂等。近年来，在积极吸取国外焚烧炉生产厂家的技术经验上，通过引资，技术合作、独立研发等方式，培育了一批焚烧设备生产厂家，可提供达到国家环境保护标准要求的垃圾焚烧系统设备，如杭州锅炉总厂、常州三立环保设备工程有限公司、青岛荏原环境设备有限公司、福建丰泉集团等。1）在中国西部城镇的适用情况中国西部城镇垃圾热值低，经济发展滞后、技术及管理水平不高，广泛采用焚烧技术是不合理的。但对西部的一些高山峡谷地区，填埋场选址十分困难，焚烧技术与卫生填埋技术的综合应用，可取得较好的效果。（2）卫生填埋技术1）工艺特点卫生填埋是按照卫生填埋技术规范处理城市生活垃圾的一种方法，其填埋过程实行按单元、分层作业，一层垃圾一层覆土，分层压实。填埋场设有渗滤液收集及处理设施，填埋气疏导及处理设施，填埋场底部做成不透水层，防止垃圾分解产物对地下水的污染，填埋场到达设计年限，对填埋场进行封场。根据填埋场中垃圾降解的机理可把填埋场分为好氧、厌氧、准好氧和生物反应器填埋场等几种类型。2）技术构成防渗处理、渗滤液的收集和处理以及填埋气的收集和利用是卫生填埋场最重要的技术。3）主要技术经济指标根据《城市生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准》，新建垃圾卫生填埋场每立方米库容投资、填埋场运行费用估算指标可参照表2-8及表2-9采用。 表2-8填埋场投资估算指标填埋场特征投资估算指标（元/m3）采用人工衬层防渗的填埋场16~26未采用人工衬层防渗的填埋场11~21表2-9运行费用指标（元/t填埋量）种类不设独立污水处理设施或污水三级以下排放标准进行污水处理并达二级排放标准运行费用15~3520~451）填埋设备卫生填埋场使用的填埋设备，主要有垃圾压实机、推土机、铲土机等。主要用途是完成填埋场场地整理和垃圾填埋过程中的推平、压实、取土等工序。目前上述设备国内均已有定型产品。2）在中国西部使用的可能性对于我国欠发达的中西部地区而言，实行生活垃圾卫生填埋是比较切实可行的办法，其理由是：①卫生填埋技术较简单、管理方便、建设费用和运行成本低廉，比较符合西部地区的经济和技术水平；②卫生填埋是垃圾污染控制必不可少的最终手段。（2）小结目前我国东部地区的生活垃圾处理中卫生填埋、堆肥、焚烧、厌氧消化均有应用实例，其中以卫生填埋和焚烧处理应用相对较多。垃圾分类收集的执行难度大，执行效果较差。垃圾焚烧处理具有使垃圾高度减量、无害化和可以供热、发电等优点，但垃圾焚烧需要的一次性投资比较高，同时焚烧尾气的二次污染处理工艺复杂和运行成本高，操作和控制的技术要求高，关键设备和技术均依赖于进口，对我国西部中小城镇不是很适用。 卫生填埋技术较简单，管理方便，建设费用和运行成本较低，缺点是大量占用土地，比较符合西部地区的经济和技术水平。卫生填埋是垃圾的最终处置方法，由于无论采取何种处理方法，最终都会产生一些残渣需要加以处理，所以垃圾卫生填埋是垃圾处理方案中必不可少的。相对而言，在我国西部中小城镇实行生活垃圾卫生填埋是比较切实可行的办法。已有填埋场的运行经验表明，只有结合当地地理环境与垃圾特性来运行管理填埋场才是经济有效的管理方式。0.1.1.1国外垃圾处理技术市场调查（1）荷兰城市生活固体废物处理模式概述在荷兰，城市生活固体废物处理由填埋、焚化、生物处理方法（厌氧消化和堆肥）组成。图2-82003年荷兰生活垃圾处理方法1）填埋在荷兰，随着废物填埋行为的减少，最终填埋的废物数量也在减少。在荷兰，所有的掩埋都应（至少）符合欧盟理事会制定的掩埋指令。因此，所有的掩埋是卫生掩埋，它收集并处理沥出液和产生的气体。2）焚烧2003年，14个焚化装置在荷兰投入使用，被焚化的废弃物总量是520万吨。表2-10提供所有这些焚化装置的焚化能力。 表2-10各垃圾焚烧厂的处理量省份焚烧厂荷兰官方采用的焚烧厂名焚烧的垃圾量(千吨)19992000200120022003DrentheEssentMilieuGAVIWijster433441425422413OverijselTwence284284290289298GelderlandARN250239245269270AVRAfvalverwerkingDuiven287315336339341AVRAfvalverwerkingDuiven(ThermischeConversieInstallatie)----72NoordHollandHuisvuilcentraleN-H450448460464465AfvalEnergieBedrijf778801795827851ZuidHollandGevudo171215212207204AVRChemieDTO9584858178AVRAfvalverwerkingRotterdam386391375383373AVRAfvalverwerkingRijnmond1.1061.0981.0861.1201.125ZAVIN77777NoordBrabantSITAReEnergy5554505254AZN603605489628628总量4.9054.9824.8555.0875.180注：数据来源AOO，2004从这个表可以看出，除了ZAVIN（特定废物比如医疗垃圾的焚化）的装置外，所有的焚化装置都有超过5万吨/年的焚化能力，2003年，每个焚化设备的平均焚化量是37万吨/年（平均每天1000吨）。荷兰所有的这些焚化装置都进行了能源回收。2003年，这些焚化装置提供了2.633GWH的电能，并且78% 都已投入电网。焚化装置本身使用了剩余部分，主要用于废气的处理。1）生物处理法生物处理方法指堆肥和厌氧消化等旨在处理废物中的有机部分的处理方法，同时产生有用的最终产品。两种技术（经过一些前处理后）的最终产品都是堆肥。2003年，在荷兰23台装置用来加工家庭产生的蔬菜/水果/园林垃圾（通过堆肥或厌氧消化）。总处理量相当于1400吨蔬菜/水果/园林垃圾，这些堆肥装置还处理由拍卖市场、冲洗以及农业/林业产生的有机废物，达1500吨。在表2-11中，显示了每台装置堆肥处理或者厌氧消化蔬菜/水果/园林垃圾的数量（AAO2004）。表2-11荷兰利用堆肥装置处理废物的数量省份处理厂的荷兰语官方用名总处理量(VFG废物)千吨19992000200120022003GroningenOost-GroningerAfvalRecycling(OGAR)2928292927ComposteerinrichtingUsquert8991011FrieslandOrgaworldcomposteringDrachten1430191314DrentheEssentMilieuWijsterCompostering339346328307277OverijsselTwenceCompostering6769656669GelderlandAVRAfvalverwerkingDuiven4245374235VCB166177175179170FlevolandOrgaworldVergistingBiocel3330362827NoordHollandAfvalzorgRecycling27232117-HollandCollect(voorheenCAW)5457545758DeMeerlandencomposteringB.V.2222222424Purva5760536370 ZuidHollandAVRAM8084829082DeLeeuwenakker2929201515RECEPTComposteringB.V.4467594560Stercompost5558595351ZeelandComposteringZeelandB.V.5042484547NoordBrabantEssentMilieuMoerdijkB.V.9095909395VanKaathovenComp.BladelB.V.2624465425VanKaathovenComp.StoedenrodeB.V.262425CZOBMilieucentrumDeurne3132323331CZOBMilieucentrumAcht2020152624GFT-vergistingsinstallatieSpinder3940346-LimburgEssentMilieuAVLCompost(Maastricht)6670666952EssentMilieuAVLCompost(Venlo)7678607975全部VFG垃圾1.4901.5681.4481.4441.361全部VFG和有机废物1.5571.6171.53611.59611.50411Excludingamountoforganicfractionaftercentralizedseparationofdomesticwaste表2-12显示了1999-2003年堆肥的销售情况(AOO，2004年)，它显示目前最大的买主是农业部门，占了销售量的近一半。表2-12荷兰1999年到2003年堆肥用于各行业的状况部门卖出堆肥量(千吨)19992000200120022003农业和园艺1297309154197322盆用堆肥686652119107娱乐、绿地用322374325私营企业2325162920 Distributivetrade4278248126110市政3014657其他/不可知部分31098116413856Total6105766476596471农业、园艺、球根、果树培育2私营企业，如园艺中心3例如填埋厂的运行和封厂（1）西欧处理城市生活固体废物的技术概况世界范围内，最流行的处理城市生活固体废物的方法是掩埋、焚化和生物处理方法（堆肥和厌氧消化）。在欧洲有时会使用高温分解和汽化方法。但是，它们的应用一般限于特殊废物，如医疗垃圾和工业垃圾等。以下将对这三种由注册商标的工艺进行简单介绍。1）Valorga工艺Valorga系统是由法国开发的。反应器中的物料混合是通过在生物的反向循环实现的。生物气中甲烷的含量占55－60%，该生物气体可提纯为甲烷含量为97％的高纯度气体，并被用于工艺蒸汽机的使用或采暖及发电。甲烷产量为每吨送入消化反应器的可挥发性固体220-250m3/吨挥发性固体或80-160m3/吨垃圾。该工艺适合固体含量为25-35%的垃圾，其反应的时间为18-25天。图2-9法国亚眠的Valorga垃圾处理厂 1）BTA工艺BTA工艺是德国开发的用于消化市政垃圾中有机物部分的3阶段液体系统。处理工艺中产生的渗出液回流同固体废物混合然后进入酸化反应器。在此反应器中可溶性有机物如糖淀粉可被迅速转化成有机酸。然后进行脱水，液体部分被送入固膜甲烷反应器，固体部分含不易分解的多聚糖(如纤维素)，同工艺产生的废水混合后被送至水解反应器，使这些不易分解的纤维在其中进行水解和酸化。水解后再次进行脱水，液体部分被送入甲烷反应器。固体部分可以被当作堆肥使用。甲烷反应器出流的污水可以回流至开始端混入来料垃圾。2）Biocel工艺Biocel是在高温状态下对高固体含量的垃圾进行批量处理的一种工艺。生活垃圾在被封入静置的反应器前进行接种。经大约40天在消化器中垃圾反应并生成生物气，生成的渗出液被加热后循环回至垃圾中。在荷兰的Lelystad(Flevoland，见表2-11)有一座Biocel系统于1997年九月投入使用。（2）垃圾处理技术对西部小城镇的适用性评估1）填埋系统的评估很明显，传统的填埋具有投资和运行费用低的优点，而且由于垃圾被直接倒至填埋厂，因此对垃圾的收集运输和转运没有特别要求。但传统填埋也有其弊端，最关键的是对环境的影响，对用地受局限的山区不太适合，而且传统的填埋不产生任何可利用的产物。传统填埋是不适用技术而应当被禁止。卫生填埋对环境的不良影响要小得多，而且有对排放气体和渗滤液的处理装置。产生的甲烷气体可以被利用（要视其产量和质量而定）。在山区卫生填埋的应用会有一些局限性。为增加产生可再生资源的潜在能力，建议增加包括焚烧和生物处理在内的预处理。最终处置一定采用卫生填埋而不是传统填埋。2）焚烧的评估 焚烧的最大优点是对垃圾进行减量，减小对填埋厂的压力，并且可能对能源进行再利用。但由于巨大的投资，其不适合中国西部小城镇。还有焚烧适合垃圾日产量为千吨数量级的城市，而典型FTEI项目地垃圾日产量只有该数量的10％，即100吨/天。1）生物处理的适用性评估根据欧盟理事会的指令，生物处理是优于焚烧和其他处置方法。同欧盟规定相似，中国的相应规定为当垃圾中有机物含量小于40％时，不适合采用生物处理法。根据市场的需求状况，虽然不分类的垃圾也可以用来进行堆肥，但其堆肥产物的使用上会受到限制。分类收集的垃圾对堆肥和厌氧消化的终产物质量的提高十分关键。鉴于荷兰经验，建立一套垃圾分类收集系统需要有较高的机构管理能力和居民的支持和理解。厌氧消化和堆肥都可实现垃圾的减量从而减少填埋量，且其布置都相当紧凑，因此较适合山区使用。但由于条堆堆肥法占地较大，因此不适合山区。条堆法只适用于园林垃圾的处理，其他垃圾采用该方法会对公众和环境带来不良影响，因此需禁止。高处理率的装置如滚筒堆肥法的投资较高，高于容积式堆肥法。因此容积式堆肥法更适用于FTEI项目示范地的需求和能力。对于示范地而言，各厌氧消化系统适用性的差异不大，但多阶段消化不容易控制，因此不适合示范地。比较堆肥和厌氧消化两种工艺，有以下结论：在荷兰从环境和经济这两方面比较，厌氧消化更优于堆肥。这一结论是基于对以下各方面的比较得出的：终产物的质量，对周边环境的排放物，能量的消耗和产生，二氧化碳产生量的减少和处理费用。尤其是甲烷的产生了利用，不但产生了能源而且降低了温室效应气体的排放。厌氧消化的另一优点在其较大的灵活性上，其可处理湿度较大的垃圾，并可将污水处理厂产生的污泥或动物粪便混入进行联合消化。然而同堆肥相比，采用厌氧消化对市政生活垃圾处理的实践经验较少。而且生活垃圾不同于肥料和污泥含水量较高易于输送和混合。由此产成的问题就是厌氧消化导致pH 值大幅下降，从而影响处理效果。厌氧消化的另一个不利因素是木质素在厌氧的状态下很难降解，而在好氧情况下，木质素可以被降解。根据具体情况如垃圾种类、垃圾产生量的波动性、含水量及对控制的了解程度进行认真的比较，来选择工艺，因为两系统各有其优缺点。. 表2-13各垃圾处理工艺对中国西部小城镇的适用性的比较系统类型采用方法商业名称是否需要垃圾分类对高山地区的适用性对环境的影响是否产生可再次使用的产品设备投资及运行费是否适用于规模<100T/D的垃圾处理填埋传统填埋无商业名称不需要差负面影响否非常低不适合卫生填埋无商业名称不需要差很小的影响可以通过甲烷获取能量低适合焚烧能量回收利用无商业名称不需要好很小的影响可通过对排放气体的处理来缓解能源非常高不适合生物处理法堆肥无强制通风的稳定序批式条堆无商业名称最好有好无堆肥低适合有强制通风的稳定序批式容器，箱式和隧道式有多个商业名称最好有好无堆肥中等适合连续滚筒式有多个商业名称最好有好无堆肥中等到高适合厌氧消化单级湿式反应器Valorgaa.o.1最好有好正面影响堆肥和能源中等到高适合多级湿式反应器BTAa.o.最好有好正面影响堆肥和能源中等到高适合序批式反应器Biocela.o.最好有好正面影响堆肥和能源中等到高适合 0.1.1.1国内城镇供水技术市场调查（1）强化常规处理以混凝、沉淀、过滤、消毒为主组成的水处理工艺是我国应用最广也是最基本的处理手段。随着对出水水质要求的提高，近年来各水厂普遍加强了对各工艺阶段水质的控制。一般，沉淀出水浊度维持在3~5NTU左右，出厂水则控制在1NTU以下。常规水处理虽以骈除浊度为主要目标，但随着浊度的降低，吸附于浊质的有机物以及溶解度较低的有机物也可相应去除。上海月浦水厂试验结果表明：水中浊度和耗氧物的去除随混凝剂加注率增加有一定的提高，投加率增加到300%时，滤后水浊度从常规处理的0.37NTU下降至0.22NTU。CODMn去除率比常规加注率增加6%。UV254去除率随混凝剂加投加率增加而去除率略增。因此，强化常规处理，降低出水浊度，也成为各水厂处理轻度污染源水的有效方法。混凝是给水处理工艺中的重要环节，其效果直接影响到最后出水水质。而混凝过程的好坏在很大程度上与混凝剂能否和原水中的颗粒充分混合、吸附、脱稳有关。这里涉及到两方面的因素：首先是原水的动力条件，也就是水中颗粒与药剂之间的混凝机理；另外就是混凝剂的选择，合适地选用混凝剂，不仅能提高出水水质，还能达到节能、节药、降低运行费用的目的。在此基础上进行的常规混凝操作，对水中无机或悬浮物颗粒的去除较为理想，但随着水体微污染化程度的日益严重，经过常规混凝处理后的出水已不能满足后续处理的要求。为此，通过对常规混凝的强化操作，来改善其运行的效果，这就是强化混凝过程。 研究表明，无机高分子混凝剂在对水源中有机物的混凝效果上要优于有机聚合混凝剂。因而在进行混凝工艺强化操作的基础上，对无机高分子混凝剂的研究也日益引起人们的关注。由于无机高分子混凝剂比过去的无机单分子混凝剂在絮体强度和沉降性能方面均优于单分子混凝剂，且与单分子混凝剂相比，混凝效果要高得多，价格却相应较低，因而有逐步成为主流药剂的趋势。常见的铁盐类有：聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合磷酸铁等；铝盐类有：聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合磷酸铝等；还有不少其它类型如：活化硅酸、聚合硅酸等，此次参观的一些生产相关厂家有：宜兴市天使合成化学有限公司，青岛钰泉环保有限公司，江苏省宜兴市日月化工有限公司等。最有代表性的无机高分子混凝剂聚合氯化铝和聚合硫酸铝具有对原水水质变化适应性广，混凝净化效果好，药剂成本低等特点。对长江原水而言，PAC的投量为15mg/L时，可使致突变阳性水转变为阴性，这是传统工艺无法实现的。目前国内大部分净水厂采用的混凝剂仍铝盐和铁盐最为普遍。关于药剂投加的控制，近年来有了较大发展。原来由人工控制的方法逐渐被计量泵和自动投加所取代。自动加药的应用对节约药耗、控制水质起到了明显的效果。目前采用的自动加药控制模式较多。结合我国国情，发展适合水厂实际管理和操作水平系统和设备具有很好的前景。杭州市九溪水厂自控系统的建设达到对水厂全部工艺实现自动控制，其自控系统采用集散型控制系统（DOC系统），该系统由一个生产调度室和进水、加药、滤池1、滤池2、滤池3、出水、综合泵房等7个PLC站组成。工程投入一年多来，经过了性能测试，运行情况良好。出水水量、水质和水压等技术指标均达到并超过了设计要求。浙江萧山自来水公司从20世纪80年代开始先后完成了管网检测无线调度系统和第一、二水厂自控技术改造以及第三水厂的全自动控制，且均采用PC+PLC方式构成集散型自动控制系统，自控网络为AB公司的DH+网络。为克服已建水厂中存在的不足，利用目前先进、成熟的网络技术构成了南片水厂的自控网络。快速混合对于改善混凝条件是一个重要环节，已引起普遍重视。混合的方式一般采用管式静态混合器或快速机械搅拌，都能取得较好效果。国内生产静态混合器的厂家很多，例如，台州沃特水处理设备有限公司生产的WT型静态管道混合器，浙江金山环保集团生产的不锈钢管式静态混合器等。根据涡旋扩散和絮凝过程能量的合理分布，发展形成了众多形式的絮凝构筑物，如单信道或多信道的折板絮凝、栅条和网络絮凝等。原有的来回隔板絮凝已逐渐被取代。机械搅拌絮凝有所应用但并不普遍。 六十、七十年代对于各种沉淀（澄清）池的形式曾有过广泛的应用。经过多年来的实践总结，目前较多地倾向于平流沉淀池、机械搅拌澄清池和斜管沉淀池等几种池型。脉冲澄清池、悬浮澄清池及同向流斜板沉淀池已很少在新建水厂中采用。对于较大规模的水厂，平流沉淀池由于对水量、水质的适应性强以及操作管理方便，已为较多水厂所欢迎。浙江南部，西南部几乎每个县城都有独立的水厂，用的基本都是沉淀（澄清）工艺，其中澄清池大都采用改进型水力循环澄清池。浙江省60%~70%的县级以下的自来水厂均采用改进型水力循环澄清池，它具有管理简单的优点。与传统水力循环澄清池相比，改进之处在于：锥底加扰动装置，取消吼管和喷嘴，只在絮凝筒内水平安装两只喷嘴，使泥渣回流。主要设计参数为：喷嘴流速为3m/s左右，管道流速为1m/s；第一絮凝室的下部应设倾角为45~50º；池子直径不宜太大，一般单池小于2万吨/日；高度为5~6m。同机械搅拌澄清池相比，效果不如前者，主要是因为流速不可调。上海设计院的戚盛豪高级工程师介绍了当前一种新型沉淀池——高密度澄清池，它与脉冲澄清池不同，实质是污泥回流。与斜管（斜板）沉淀池的构造基本一致，其最大区别在于将活性污泥进行回流，以增强絮凝体活性和沉淀效果，其主要优点在于：①处理效率高，池体面积和仅脉冲澄清池的1/4；②污泥回流、絮凝效果增强，可节省聚凝剂30%左右；③剩余污泥浓度高（可达20~30g/L）脱水容易；④适应处理高浊度且浊度变化较大的原水。目前上海几个水厂的改造都将使用该沉淀池，已经做过试验，目前处于设计阶段。过滤工艺的改进主要着重于滤料级配和冲洗方式的优化。滤料级配通过比较，目前较多的倾向于采用单层石英砂均粒滤料。与级配滤料相比，它具有较高的截污能力，出水水质好，运行周期长。冲洗方式也由原来的单水反冲倾向采用气、水反冲，以保持滤料的清洁。浙江目前存在的小水厂大部分用的是无阀滤池；大的水厂一般用四阀滤池；而双阀滤池由于不利于自动化，难以控制，因此很少使用。而在新建水厂中，规模在5万吨/日以上时，一般V型滤池（气水反冲洗），大都采用成品滤头。设计参数：水头损失总共为3m，其中短柄滤头与滤层水头损失2m，管道1m；排水口出水堰要低于反冲洗平均水位3m；水冲洗强度设计为5L/s·m2；比双阀滤池的水冲洗强度15L/s·m2要节约反冲洗用水量2/3。若以一个15万m3/d水厂为例，全年可节省反冲洗水量约为60万m3，若以0.4元/m3 水价计算，年节省反冲洗水量费用达24万元之多，可见其经济效益之显着。规模小的水厂用V型滤池从经济上来讲不划算。规模在5000~10000吨/日的新建水厂，采用双阀滤池或普通快滤池均可，无阀滤池并非不能用，只是从水质保证角度来看，要差一些，而虹吸滤池在经济上划不来，并且处理效果不好。此外，虹吸滤池，无阀滤池目前都存在反冲洗水头过低，冲洗不均匀的问题。所调研的上海浦东凌桥水厂采用的就是V型滤池（气水反冲洗均质滤料滤池），凌桥水厂的滤池设计，根据水厂的具体情况，借鉴和吸收了国外的先进经验，使之更适应中国国情。该滤池是上海及邻近地区由我国技术人员独立设计完成的第一座均粒滤料滤池。在工艺设计上，它可同时满足长江陈行水库低浊度原水以及长江较高浊度原水处理要求。以下为其图片资料：左上方为滤池管廊布置，左下方为二期工程滤池上部，右上方为一期工程滤池上部，右下方为二期工程滤池布置。图2-10上海浦东凌桥水厂滤池 上海市自来水公司的试验研究证明，强化现有的处理工艺，对长江水质无明显改善作用；臭氧生物活性炭组合的深度处理工艺能解决水质问题。该优化处理工艺流程采用混和前约300m处加二氧化氯0.8～1mg/L，可氧化水中铁、锰、酚及部分有机物，杀灭藻类，投加量不受氨氮影响。在加矾的同时加入PAC约10～15mg/L，吸附水中溶解性有机物，可降低有机物指标，改善嗅味及致突变性。其中，二氧化氯处理工艺的工程设备投资约为40元/m3，增加运行费用约为0.04元/m3；粉末活性炭工艺的工程设备投资约为12元/m3，增加运行费用约为0.025元/m3。（1）湖泊、水库水源水处理技术藻类问题普遍存在于世界各国的水处理实践中。藻类含量高时会影响混凝和沉淀，增加混凝剂量；堵塞滤池，缩短滤池过滤周期；致臭并产生藻毒素，和氯作用形成氯化消毒副产物，降低饮用水安全性。通过调研，可以了解到：江苏，浙江一带对于高含藻水的处理，主要采用气浮除藻、预氧化除藻的方法。混凝气浮的工艺流程为：原水—混合—絮凝—气浮—过滤—消毒。我国东部地区长期的研究和工程实践表明，气浮是一种比较好的除藻工艺，适用于低温低浊水，色度高的原水。东部很多老水厂都是通过把沉淀池改造成气浮池来解决藻类问题，尤其对小水厂而言，采用气浮法设备便宜，增加投资不多，而且不产生三卤甲烷，无锡、苏州的水厂都在使用。在设计中采用了沉淀与气浮相结合的形式，能使原水先经沉淀去除一部分较大颗粒和浊度，然后通过气浮去除藻类和剩余浊度。例如，江苏吴县水厂，供水设计总规模为15×104m3/d，原水为太湖水。净化工艺：主要考虑低浊、去除有机物及藻类的处理，采用的是沉淀加气浮的生产工艺。在过滤工艺中，采用气水反冲洗滤池。在太湖水污染严重及藻类高发季节，需经过反应→沉淀→气浮处理；气浮也为一组2池，单池平面尺寸为23.4m×12.8m，有效水深2.6m，接触室上升流速20mm/s，停留时间15min。接触室设布气管，共安装释放器124只，出水采用穿孔管集水，排渣采用机械撇渣，底部布置了穿孔排泥管、放空管。2个压力溶气罐就近布置在接触室旁，而为溶气罐提供水源和气源的水泵和空压机布置在回流泵房内。水质正常时，直接由反应、沉淀池处理后超越气浮进入滤池。吴县水厂工程自1997 年投产以来，运行正常，状态良好，特别是净化系统运行稳定可靠。可见，对于太湖含藻水体，采用沉淀加气浮工艺比较理想。对于有机物、藻类较多的湖泊水体，采用气水反冲洗滤池过滤，效果十分好。出厂水经检验均符合国家饮用水卫生标准的要求，且浊度<1.0NTU，水质属于优良。在江浙一带，也有水厂将气浮池与滤池合建，以节省占地和基建投资。然而，气浮池与滤池合建也存在着一些问题，如复合池构造复杂，滤床易堵塞及存在滤料跑料的可能等。苏州北园水厂采用的气浮+移动罩滤池工艺，就出现冲洗强度不高等问题。在采用活性碳滤池的情况下也不宜用气浮法，否则效果不好，因为气泡会黏附在碳柱上。液氯仍是目前广泛采用的氧化剂。自1974年美国发现氯化造成TNMS问题以来，也引起了国内对加氯的关注。不少水厂取消或较大幅度降低前加氯的投量。上海对氨氮较低时的黄浦江原水，采用先适量加氨，然后加氯以形成化合氯来减少TNMS的形成。近年来，人们认为二氧化氯可以作为一种有效灭除藻剂。二氧化氯与藻类的反应速度极快，其氧化和消毒性能介于氯和臭氧之间，它的杀菌能力较氯强，剩余量更稳定，并能有效地控制水的色度、嗅味。此外，二氧化氯与水中有机物不产生三卤甲烷或只产生少量的氯化有机物。上海周家渡水厂采用亚氯酸钠和盐酸合成制取二氧化氯。经测试，其氧化、消毒能力可达氯的2.6倍，且不产生三卤甲烷问题。另外，上海有些水厂通过预加二氧化氯来防止三卤甲烷问题。但由于亚氯酸钠国内产量少，价格高，带来制水成本的增加。国内使用二氧化氯的水厂不是很多，济南有水厂采用了二氧化氯，芜湖自来水公司使用的是自己生产的稳定态二氧化氯。上海由于其水质锰的含量过高，使用二氧化氯会使水的色度增加，其灭藻主要还是使用氯。（1）微污染水处理水源受到工业废水和生活污水的污染，水经常规处理后仍难以达到出水水质目标。就目前水源受污染的现状分析，最突出的反映在氨氮及有机物（COD、TOC、BOD）等的超标上，由此也带来了嗅、味和色度等问题。国家的“七五”、“八五”和“九五” 科技规划中都把微污染源水预处理技术的攻关放在重要地位，推出了生物流化床、生物滤池、生物接触氧化池等几项实用的生物预处理工艺。这些研究成果表明，生物预处理技术是去除污染源水中氨氮和有机污染物的一种行之有效的方法，在环境温度适宜的条件下，氨氮去除率可达85%以上，对耗氧量、铁、锰和酚等污染指标均有较好的去除效果。这样不仅可以减少水处理中氯的消耗量和水中卤代有机物的生成量，提高饮用水的安全性，而且还可以减少加氯量、加矾量，降低运行成本，使后续处理工艺简单、易于操作。据调研，去除氨氮可以采用生物陶粒滤池，它的应用条件是原水氨氮浓度不高2mg/L，陶粒粒径为0.9mm左右，该工艺对有机碳的去除效果不大，主要是去除氨氮，该设计院曾对此做过试验。近年来，国内生物处理工艺进展迅速，逐步由小试、中试阶段进入实际生产的应用。对于一些原水水质较差的水源，江苏、浙江的一些水厂相继增设了生物处理构筑物，取得了较好效果。上海市自来水公司将周家渡水厂作为公司的教学基地和科研基地，1993年，进行深度水处理工艺的研究。1994年，采用先进的气水反冲均质滤池改造老滤池。图2-11周家渡水厂臭氧净化设备 图2-12周家渡水厂的液态氧存储罐以往上海各水厂的常规处理工艺相对落后，在很大程度上限制了出厂自来水水质的改善。近年以周家渡水厂为试点，采用国际先进的自来水深度处理工艺，在常规处理的基础上加入臭氧活性炭，提高自来水中微量污染物的去除效果，有效改善出厂水的色度和口感。采用深度处理工艺后的出厂水，其浊度、耗氧量、色度等水质指标均达到了目前发达城市的水质标准。目前处理流程为：黄浦江水→生物滤池→混凝→斜管沉淀→V型滤池（气水反冲洗均质滤料滤池）+普通快滤池→提升泵→臭氧接触池→活性炭滤池→氯→管网。据该厂技术人员介绍，活性碳滤池一般1~2个星期需冲洗一次。活性碳已经使用2年，价格为4000~5000元/吨，产地为山西大同，为无规则活性碳。目前，该厂制水成本为0.6元/吨。由于黄浦江支流的严重污染，上海浦东水源水质恶化。为了提高饮用水水质，以多年来的科研成果为基础，在惠南水厂增设了生物预处理工艺，并取得了稳定运行的效果。本工程污染物去除的对象主要是NH3-N，NO2-N，其次是色度，Fe，Mn，CODMn，BOD5 等。针对这种类型的微污染源水，本工程采取的主要措施是在常规水处理工艺前增加一道生物预处理工艺。工艺特点和参数：生物接触氧化池采用推流式池型，分两组，每组有两格池子，每格池子平面尺寸为71.5m42.9m，有效水深为4.2m，水力停留时间1.45h，生物载体采用弹性丝填料，曝气器采用微孔曝气器，气水比为（0.8~1.5）：1，进水采用溢流堰加穿孔配水墙，出水采用指形槽，排泥采用穿孔排泥管。运行效果：经过多年的运行考察，生化池的处理效果稳定，各工艺设施运转良好，产泥率低，排泥通畅，脱膜效果好，基本上达到了设计要求。经济分析：生物预处理工艺的制水成本为0.035元/吨，可见生物预处理技术是一种可应用于微污染源水预处理的低价高效的新型水处理工艺，由于其造价和运行成本低，操作及维护管理简单，在当前饮用水源普遍受污染的情况下不失为一种具有广泛应用前景的技术。宁波默林水厂于1996年建成投产了采用弱性填料微孔曝气的生物接触氧化池，设计规模4m3/d。在常温条件下，生物接触氧化池可去除氨氮70~90%，去除CODMn20~30%，去除TOC20%左右。此外，对浊度和色度也有所降低，即使在冬季（水温6~10℃），氨氮去除率仍可达40~50%。上海的水厂一般不用生物滤池，一般都是在取水口处曝气，利用源水的水渠起到生物作用。在常规处理基础上增加臭氧、活性炭处理工艺在欧洲得到较广泛的采用。臭氧可氧化溶解性铁、锰高价沉淀物，使之易于去除；可将氰化物、酚等有毒有害物质氧化为无害物质；可氧化2-MIB等致嗅物质和有色物质，从而改善嗅味，降低色度；可氧化生物难分解的大分子有机物为中、小分子量有机物，使之易于被生物降解等等。活性炭对分子量在500~3000的有机物吸附非常有效，尤其对分子量500~1000的有机物，去除率可达86.7%。因此，我们认为采用臭氧、活性炭处理工艺是微污染水的有效处理方法。应用臭氧、活性炭处理的水厂主要有燕山石化公司、南京炼油厂、常州第二水厂（4万吨/日）、江苏武进自来水厂（6万吨/日）、嘉兴造纸厂水厂（4万吨/日），后三者都是同济大学张玉先教授设计，据他本人介绍，这三个水厂只是后臭氧（2mg/L），而没有预臭氧，每个都建有接触池，接触时间不少于10分钟，一般为10~30 分钟。当采用预臭氧-后臭氧-加氯处理时，加预臭氧量为1.5mg/L，后臭氧量为2.5mg/L。目前，上海在建的水厂，包括县级水厂，都预留了位置，以备后期进行深度处理。沿海地区已经有水厂采用“预臭氧加常规处理加臭氧活性炭”等深度处理工艺，它能有效改善出水口感，使出水水质在色度、浊度、氨氮、耗氧量等方面都有明显改善。（1）小结通过东部调研活动，发现东部地区水厂主要存在以下问题：①东部地区城镇需水量随着工业的发展和人民生活水平的提高每年都在以较快的速度递增，给水厂的实际供水量已大大超出原设计能力，有的构筑物长期连续运行，常规清洗得不到保证，对出厂水水质造成一定影响，需要对水厂进行扩建或新建；②东部地区大部分自来水厂的污泥都没有得到较好的处置，随着环境标准的日益提高，自来水厂对污泥实施无害化处置已势在必行；③一方面东部地区地面源水受污染，另一方面人民对生活质量的要求越来越高，现有常规工艺的处理效果不能满足人民生产生活对水质的要求。对受污染水源的预处理以及水的深度处理技术将得到广泛的研究开发与应用。此外，调研发现东部地区给水厂有些先进之处值得西部地区学习，例如：①东部现有给水厂工艺仍以常规工艺为主，滤池多采用V型滤池，水厂多采用全程自动化在线控制，大大减少了给水厂工作人员的劳动强度和人员数量，提高了水厂的运行效率。阀门、加药装置多为外国进口。在珠江三角洲地区，尤其是深圳，为减少水厂占地面积，给水工艺采用了占地少的网格式反应池和斜管沉淀池等构筑物形式。②随着东部地区源水水质的下降，给水工艺中逐渐加入了预处理工艺，例如上海市南汇区航头水厂已将生物接触氧化处理技术引入给水处理工艺之中，而深圳市东湖水厂以预臭氧化取代预氯化。③ 将来，自来水厂实施污泥无害化处置已势在必行，在建设西部小城镇自来水厂的时候，应充分考虑将其污泥干化，对于条件还不成熟的地区可考虑预留场地，以便今后增加这部分设施。另外，东部地区给水厂一些占地面积小、布置紧凑的工艺布局方式也值得西部地区学习。东部沿海地区的设备生产厂家，无论在技术上还是产品门类上都完全能满足国内水厂建设使用的需要，不仅如此，有很多产品和技术已经达到或超过国外水平。在工艺设计方面，尤其在常规水处理工艺的设计方面，经过我国广大的给排水科技工作者几十年的努力，与发达国家并不存在很大差距，在某些方面，特别是水力类工艺的开发和设计方面形成了我们自己独到的特色。我们与发达国家的差距主要在于预处理和深度处理方面，这主要是由于经济条件限制，因而在水厂付诸实施的较少，尤其在西部地区水厂更是如此。但随着我国经济的发展，在现有的和新建的水处理厂中增加预处理或深度处理的工艺以去除污染物的趋势已经不可逆转。0.1.1.1国外城镇供水技术市场调查（1）预处理预处理的主要去除对象是藻类、高浊度、病毒、原生动物及孢子。各种预处理技术都有其功能及作用。较常见的有微滤机、粗滤、沙滤和河床过来。各种预处理技术可同各种后续处理工艺衔接。微滤是通过孔隙为15到45μm(通常30–35μm)的不锈钢丝或聚酯纤维丝织成的织物来实现的。这种处理技术在美国非常普及。能去除藻类细胞和大的原生动物而无法有效去除细菌和病毒。微滤通常去除40–70%的藻类和5–20%的浊度。尽管微滤可以减少混凝剂的使用但无法去除体形较小的物种和藻类的孢子。粗滤设于慢速砂滤池、硅土或膜过滤前，通过较粗大的介质（如石块和卵石）来去除水中浊度。通常由一系列装有不同粒径的过滤箱组成，有进水和出水装置并有流量控制装置。粗滤对原水浊度的去除率高达60%到90%。目前沙滤是一种在荷兰和其他欧洲国家日益流行的预处理方式。沙滤是指地表水经河/湖岸或河/ 湖床渗入水厂的取水井中。水在地下的渗透过程中，通过微生物、化学和物理作用，并同地下水混合，这使其性质发生改变。该工艺的处理效果取决于诸如地表水水质（浊度、有机溶解物、氧、氨和营养物）土壤的组成成分及孔隙度，水在土壤中的停留时间和温度等因素。一些研究表明河岸渗透的处理方法对去除微生物污染物的效果非常好(WHO，2004)。（1）混凝、絮凝及沉淀预处理后防止固体杂质进入饮用水系统的第二道屏障是混凝、絮凝和沉淀（或气浮）。通常这些步骤会接以后续的过滤。混凝、絮凝及沉淀的主要特征为：混凝的作用是使小颗粒物质相互作用从而形成大的颗粒。快速反应是混凝的重要组成部分。为实现高效的混凝，剧烈的混合是必须的过程。通常建议使用管道快速混合器或独立的快速混合池。絮凝是通过颗粒间的相互吸引而形成大的颗粒的物理过程，在快速混合将混凝剂扩散于水中后进行慢速搅动。沉淀是在重力作用下进行固液分离的的过程。各处理方式都是以这3个步骤为基础来实现的。（2）过滤过滤的效果同过滤装置的孔径密切相关，据此不同过滤技术可被分为从砂滤到反渗透等很多种。1）重力过滤重力过滤也叫快速砂滤，是水流过由不同粒径的滤料组成的滤床的过滤。滤速范围一般为5－8m/h。微生物和其吸附的颗粒被滤料截获从而到达去除的目的。杂质的去除发生在滤料中而不只发生在滤料的表层。运行一段时间后水头损失增加且出水水质下降，需进行反冲洗。2）压滤水进入带有压力过滤器中滤后水的压力由于滤料管连接等产生的水头损失的原因稍有减小。其过程与快速重力滤池颇为相近。通常其非常适用于由深井泵上来的富含铁镁的井水。用压力过滤器处理地表水应受到限制，因为地表水有完善的混合絮凝和沉淀处理设施。其滤速通常不超过8-12.5m/h。 1）慢速沙滤慢速砂滤池是在没有混凝预处理的情况下，原水通过重力缓慢（流速为0.04-0.4m/h）流经滤床达到净化目的。其典型的组成为在在不同级配的卵石承托层上有一层砂填料。慢速砂滤池的一个重要的特点是在滤床上层有一层被称为去污层的特殊组织，该层由水中杂质活的以及死的微生物等组成，在过滤中占非常主导的地位。2）活性碳过滤活性炭过滤实际是吸附工艺，该工艺被分成两类:颗粒活性炭过滤(GAC)和粉末活性炭过滤(PAC)。3）膜过滤膜过滤就是采用很薄的半渗透膜，利用其选择透过性去除水中污染物的办法。为数非常有限的污染物无法被膜工艺去除。在过去的20年中，由于相关法规对对饮用水的要求日益严格，膜的购买价格和运行费用逐渐下降，使膜处理技术在给水处理领域得到了很大发展。应用于饮用水的膜处理技术有反渗透(RO)，纳米过滤(NF)，超滤(UF)和微滤(MF)。膜过滤用于去除水中杂质，去除效果决定于膜的种类，水通过膜所需的工作压力和原水的特性。（2）消毒消毒是给水处理的最后一个环节，用于进一步减少饮用水中的病原体或使其失去活性。消毒的作用还有去除嗅和味，对铁和锰进行氧化，或作为助凝助滤剂。消毒被分为一级消毒和二级消毒，尽管在极少情况下，需进行预氧化，但因为其产生的问题，所以在此不加细述。1）一级消毒一级消毒给水处理的一个常规处理方式。尽管紫外线消毒和膜处理越来越受到重视，化学氧化剂还是一级消毒的典型消毒剂。2）二次消毒 二次消毒的目的是在配管网中保障水质。二次消毒是给水系统防止污染物进入和生长的最后一道屏障。在配水系统终端保证一定的余氯是非常重要的。研究表明(LeChevallier，Welch&Smith，1996)，管网末端余氯少于0.2mg/l时会比余氯高时含有更高的大肠杆菌数量。可生物降解的有机物会促进细菌的生长，可能也会同给水管网中的大肠杆菌数相关。（1）给水处理技术对中国西部小城镇适用性评估同污水处理和垃圾处置比较，给水处理更根据诸如水源、水质等具体情况的不同而不同。在讨论评估其是否为可行性技术时，我们首先假设采用地表水作为水源，并假设对本节所述的各处理阶段都采用。另外同垃圾和污水处理相比，对给水处理技术的比较我们的重点放在技术比选上，而不强调商业等方面的比较。1）预处理技术的评估河岸过滤对各目标参数都有较高的去除效率，并且因为它是自然处理方式，其运行费用相当低。但是同其他两种预处理技术相比它的灵活性较差，因为需要较大的占地面积而且需要甚至长达一年的处理时间。另外，中国对这种预处理方法几乎没有经验。然而根据具体情况以及对该工艺的了解情况，该技术仍可同其他两种预处理技术微滤和粗滤一起被认为是可行性技术。2）混合絮凝沉淀气浮工艺的评估所有介绍的技术都是可行的，但当场地非常有限时，传统沉淀工艺具有局限性，尽管其投资费很低。气浮虽然对控制系统要求高，且投资运行费用高，但它的占地面积小，对于富含藻类的水源的处理效果尤其好。对硬度较高的水，应采用石灰软化法处理。3）过滤的评估重力过滤是可行技术，但供水量较小，且土地紧缺时，压力过滤器也是可行的技术，但它价格相当高些，并需要一定的运行维护知识。但当土地充裕时，慢速砂滤池也是可行的技术。如果水中可能有嗅和味，活性炭过滤器会起到很大的作用，虽然该技术已被证实，但其运行费用非常高。各种膜过滤(MF，UF，NFandRO) 都已被证实是欧洲各国是非常有效的给水处理技术，但由于其投资运行费用以及对自控系统的需求对西部小城镇都过高，因此根据现在的情况，不是可行技术。随着在东部沿海城市经验的积累以及膜处理设备价格的降低，在不远的将来膜处理可能成为适合西部的技术。1）消毒技术的评估对绝大多数处理厂，消毒是必不可少的。当采用反渗透膜技术时可不进行消毒。然而，如前所述因为膜技术并不适合西部小城镇。氯消毒在包括中国在内的许多国家的应用都相当普遍，但由于已介绍的一些原因，并不是我们大力推荐的方法。如要采用氯消毒建议使用次氯酸盐。在资金充足的条件下应考虑使用臭氧或更好的紫外线消毒技术。 表2-14各给水处理系统对中国西部小城镇适用性的比较处理系统处理方法主要去除物去除效率是否适合高山地区对维护的需求设备投资和运行费用对小于5000人的小城镇的适应性备注预处理微孔滤网1.藻类和原生动物2.浊度1.40-70%2.5-20%是低低好粗滤1.大肠杆菌2.浊度1.60-90%2.60-90%是低低好河岸过滤1.藻类2.细菌和病毒3.浊度1.log4-72.>log43.good不很适合低低好适用性取决于是否有合适的河岸混合絮凝沉淀传统澄清1.细菌病毒和原生动物2.浊度1.log1-22.~90%不很适合低低好高速澄清1.细菌病毒和原生动物2.浊度1.>log1-22.>90%是低中等好 溶解氧气浮1.藻类2.原生动物1.log1-22.>log2是需日常维护高好适用于高藻类浓度石灰软化1.硬度2.原生动物1.good2.log4(atpH>11)是需日常维护中等好非常适用于硬度较大的水源重力过滤1.微生物2.浊度1.~log22.50-90%不很适合需日常维护低好压力过滤1.微生物2.浊度1.~log22.50-90%是需日常维护中等好适用于小规模慢速砂滤1.微生物2.浊度1.~log22.50-90%不很适合低低好无需混凝剂活性炭过滤1.味和嗅1.好是需日常维护中等非常适用膜过滤1.微生物2.浊度3.离子取决于选择的膜是高(可通过自控实现)非常高不适用消毒一级氯剩余病原体对隐孢子虫和贾第虫几乎没有效果没有关联性安全检查中等好产生副产品次氯酸钠（钙）剩余病原体同上没有关联性安全检查比氯高好产生副产品好高好 臭氧剩余病原体没有关联性需日常维护产生副产品紫外线剩余病原体好没有关联性需日常维护高好反渗透剩余病原体好没有关联性高(可通过自控实现)非常高不适用二级一些二级消毒方式(如在配水系统中投加氯气.) 0.1.1技术分析与评估0.1.1.1城镇污水处理技术分析与评估在“技术需求分析”和“技术市场调查”的基础上，对在我国东部地区和发达国家成熟应用的污水处理技术进行了分析和评估，主要分析其在中国西部小城镇应用的可行性。具体如表2-15所示：0.1.1.2城镇生活垃圾处理技术分析与评估在针对西部小城镇社会经济、自然条件和对垃圾处理技术需求分析，以及东部地区和发达国家已有城镇垃圾处理技术调研的技术上，对这些技术进行分析评估，便于有针对性地开发集成西部地区小城镇生活垃圾处理经济适用技术，为中国西部地区小城镇环境基础设施建设提供技术支持。具体如表2-16所示： 表2-15典型污水处理技术对中国西部小城镇的适应性评估系统类型工艺类型对山地的适应性是否需要深度处理运行维护需求对预处理要求工程投资运行费用占地面积对西部小城镇的实用性推荐指数自然处理技术氧化塘(厌氧、兼氧、好氧)较差需要非常低低低非常低高适用★★★☆折流湿地＋侧向潜流湿地好否低中低非常低高适用★★★★★潜流碎石植物床污水处理工艺好否低中低非常低高适用★★★★人工快渗好否中高低非常低中适用★★★★厌氧系统化粪池好是低低低非常低低适用★★★沼气净化池处理技术好是低低较低非常低低适用（农村）★★★★UASB好是低中低低低适用★★IC反应器好是低中低低低适用★★EGSB反应器好是低中低低低适用★★厌氧生物滤池好是低中低低较低较差★★好氧系统活性污泥法百乐卡（BIOLAK）较好否日常维护低较低较低较高适用（对低浓度进水适应性差）★★★氧化沟系列较差否日常维护低较高较高中较差★★★SBR小规模的较好否日常维护低低中较低较适用★★★☆生物强化絮凝（一级强化）好是低低较低低适用★★★☆ 日常维护AB法工艺较差否日常维护低中较高中较差★★A/O工艺较好（中小城镇）否日常维护低低较低低适用★★☆A2/O一般否日常维护低中低低较差★★★UCT工艺较差否日常维护低中较高低较差★★ICEAS较差否日常维护低低低较低适用★★★★CASS工艺较好否日常维护低低较低较低适用★★★★IDAL工艺较好否日常维护低中低较低较差★★★DAT-IAT工艺较好否日常维护低中较低较低较差★★★MSBR工艺较好否日常维护低低低较低适用★★★☆UNITANK工艺较差否日常维护低中低较低较差★★★OCO较好否低低较低较低适用★★★☆ 日常维护深井曝气法较好否日常维护低低较低较低适用★★★VT－VD污水污泥处理系统较好否低低较低较低较低适用★★★☆多孔悬浮载体活性污泥法（LINPOR）较好否日常维护低低较低较低适用（中小城镇水厂改造）★★★★生物膜法生物转盘较好是日常维护中中较低较高适用★★★★膜生物反应器（MBR）较好否日常维护低中较高较低不适用★★折流式曝气生物滤池好否日常维护中中较低低适用★★★★★塔式生物滤池好是低中低低较低适用★★★生物流化床技术（厌氧、好氧）好否日常维护低低高较低较差★★★接触氧化较好视具体情况有差异日常维护中较低较低较低适用★★★☆注：★表示1个推荐指数，☆表示0.5个推荐指数。表2-16典型垃圾处理技术对中国西部小城镇的适应性系统类型采用方法对环境的影响经济指标适用性推荐指数 是否需要垃圾分类对高山地区的适用性是否产生可再次使用的产品经济指标评价填埋传统填埋不需要较差负面影响否11～21元/m3库容非常低适合★卫生填埋不需要较差很小的影响可以通过甲烷获取能量建设：16～26元/m3库容运行：15～35元/t（渗滤液三级处理）；20～45元/t（渗滤液二级处理）；低适合★★★★☆回灌型准好氧垃圾填埋处理技术不需要较好很小的影响否单位处理能力投资36.7万元/吨，平均单位经营成本11.41元/吨。很低适合在蒸发量大的地区采用★★★★☆垃圾渗滤液场内预处理技术无否处理投资2～5万元/(m3/d)渗滤液；运行费用2～5元/m3渗滤液。很低适合在附近有污水厂的填埋场采用★★★★焚烧能量回收利用不需要好很小的影响可通过对排放气体的处理来缓解能源单位处理能力投资20～35万元/（t/d）；运行费用为60～90元/t（不考虑余热利用）非常高不适合；但对经济相对发达、土地资源紧张、填埋场选址困难的地区，可取得较好的效果。★☆生物处理法堆肥条垛式堆肥系统最好有较好很小的影响堆肥建设投资5～8万元/（t/d）；运行费用20～30元/t垃圾；能耗水平≤8kW·h/t垃圾低适合★★★★静态仓式好氧堆肥工艺最好有好无堆肥建设投资6～10万元/（t/d中等较适合★★★★ ），运行费用20～30元/t垃圾，能耗水平≤10kW·h/t垃圾。垃圾渗出液微生物循环接种强化堆肥技术最好有较差很小的影响堆肥建设投资14.55万元/吨；平运行成本35.81元/吨。中等到高适合；特别是含水率高的垃圾★★★★☆动态（DANO滚筒）堆肥工艺最好有好无堆肥建设投资8～14万元/（t/d），运行费用30～45元/t垃圾，能耗水平≤20kW·h/t垃圾中等到高一般★★厌氧消化最好有好正面影响堆肥和能源建设投资是高温堆肥工艺的1.2～1.8倍，运行成本两者相当较高一般，但有发展前景★★★☆注：★表示1个推荐指数，☆表示0.5个推荐指数。'