摘要：（21世紀中國城市水管理）將協(xié)助建設部開(kāi)展中國可持續城市水管理項目，以及提高主要機構實(shí)施該項目的能力。本項目總的目標是要制訂有關(guān)機構改革和實(shí)施水需求管理策略的有效方法并進(jìn)行示范實(shí)驗，以便改進(jìn)給排水方面的管理。為了協(xié)助策劃該國家項目，本援助項目將支持河北省石家莊市各項試點(diǎn)活動(dòng)，以確定最適合于中國市級城市實(shí)施組織機構改革的方法。制訂和實(shí)施機構改革以及修正水價(jià)結構的行動(dòng)計劃，以便在石家莊成立財政上完全自主的供水和排水公司。最后，對培訓和技術(shù)援助計劃進(jìn)行試驗，其目的是推廣試點(diǎn)活動(dòng)的主要成果并在更多的城市開(kāi)展此項目。

　　關(guān)鍵詞：工程設施 質(zhì)量控制 決策

　　1. 前言

　　1.1 背景CPR/96/302（21世紀中國城市水管理）將協(xié)助建設部開(kāi)展中國可持續城市水管理項目，以及提高主要機構實(shí)施該項目的能力。本項目總的目標是要制訂有關(guān)機構改革和實(shí)施水需求管理策略的有效方法并進(jìn)行示范實(shí)驗，以便改進(jìn)給排水方面的管理。為了協(xié)助策劃該國家項目，本援助項目將支持河北省石家莊市各項試點(diǎn)活動(dòng)，以確定最適合于中國市級城市實(shí)施組織機構改革的方法。制訂和實(shí)施機構改革以及修正水價(jià)結構的行動(dòng)計劃，以便在石家莊成立財政上完全自主的供水和排水公司。最后，對培訓和技術(shù)援助計劃進(jìn)行試驗，其目的是推廣試點(diǎn)活動(dòng)的主要成果并在更多的城市開(kāi)展此項目。

　　該項目的經(jīng)費為US$122.50萬(wàn)， 由聯(lián)合國開(kāi)發(fā)署資助一部分，其余由AusAID和石家莊市分擔。執行機構是中國國際經(jīng)濟技術(shù)交流中心（CICETE）。由建設部（MOC）主持項目的實(shí)施，石家莊市政府（MGS）負責試點(diǎn)工作的實(shí)施。

　　1.2 范圍CH2M HILL的高級副總裁，Dr. Glen T. Daigger，Ph.D.，P.E.，DEE被推選為該項目的工程和質(zhì)量管理策略專(zhuān)家，他的職責為：

　�。�1） 介紹有關(guān)城市排水和供水的國際經(jīng)驗，以及管理、許可證、和合格證等方面的最佳實(shí)施和技術(shù)；

　�。�2） 為建立國家技術(shù)支持系統提供信息和咨詢(xún)，該系統負責給排水工程項目的評估和管理；

　�。�3） 為城市污水處理工程的設計、施工、和運行提供質(zhì)量管理和決策的方法和策略，尤其是在技術(shù)標準、工藝選擇、以及投標和招標方面；

　�。�4） 編制有關(guān)適合于中國國情的污水處理技術(shù)和做法的綜合性技術(shù)情報文件，主要目標是工藝和工程設施；

　�。�5） 制定私有部門(mén)或其他涉及排水和供水服務(wù)的部門(mén)的策略；

　�。�6） 出席1999年9月14～17日在北京召開(kāi)的研討會(huì )；

　�。�7） 在1999年8月25日以前提交關(guān)于上述內容的專(zhuān)題報告；

　�。�8） 準備研討會(huì )的文件資料。

　　該報告由工程和質(zhì)量管理專(zhuān)家（Dr. Glen T. Daigger，Ph.D.，P.E.，DEE）審定。這是遵照上述TOR中第7項要點(diǎn)提交的。其中論述了TOR1～5 要點(diǎn)。該報告共有6個(gè)部分，第1部分是前言，以下5個(gè)部分論述了TOR中前5項要點(diǎn)。

　　2. 有關(guān)城市排水和供水的管理，許可證和合格證

　　2.1 前言這部分論述工程和質(zhì)量管理策略專(zhuān)家TOR的第一個(gè)要點(diǎn)。介紹關(guān)于城市排水和供水的國際經(jīng)驗，有關(guān)管理、許可正、和合格證方面的最佳實(shí)施和技術(shù)狀況。對城區排水和供水行業(yè)發(fā)放許可證和進(jìn)行管理通常采用（1）最佳實(shí)用方法和（2）性能標準方法，這兩種方法都具有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，而且適合于特定場(chǎng)合�，F將這兩種方法作如下闡述和比較。

　　2.2 最佳實(shí)用方法

　　2.2.1 對該方法的說(shuō)明人類(lèi)為之奮斗的事業(yè)，包括給排水系統在內，是經(jīng)常規范和執行最佳實(shí)用方法。對待要建設的設施、施工方法、運行和維護方法都作了詳細規定。它告訴負責實(shí)施該系統的一方該做些什么。嚴格遵守規定的程序是帶有強制性的，實(shí)施該系統的人員幾乎不可能按自己的看法行事。其結果是與規定的標準相當一致。設計手冊、規范、管理法規、以及標準規范中往往都規定有最佳實(shí)用方法。其中包括需要采用的各類(lèi)技術(shù)、建筑材料、施工方法、和操作程序等項目。舉例中包括有配水和污水收集系統的設計和施工規范，水處理和污水處理設施的設計標準、專(zhuān)業(yè)設計人員用的標準規范、以及修正在特定情況下必須設定的處理技術(shù)方式的法律。

　　最佳實(shí)踐一般由專(zhuān)業(yè)組織和政府機構設定。一組資深專(zhuān)業(yè)人員對該實(shí)用方法作了十分詳盡闡述使預期的成果可被重復利用。對需要專(zhuān)業(yè)判斷或當地經(jīng)驗的領(lǐng)域也要加以說(shuō)明。

　　2.2.2 對方法的評估最佳實(shí)用方法所具有的利弊概括在表2-1中。其優(yōu)點(diǎn)是一致性、便于實(shí)施、以及減少了對經(jīng)驗豐富的專(zhuān)業(yè)人員的依賴(lài)。缺點(diǎn)是成本增加了，抵制變化，難以適應新的情況，以及性能差。

　　便于實(shí)施。因為系統的性質(zhì)和實(shí)施系統所需的步驟都是眾所周知的，所以實(shí)施的條件也為人們所熟知。

　　減少對經(jīng)驗豐富的專(zhuān)業(yè)人員的依賴(lài)。系統的許多細節都是規定了的，所以由經(jīng)驗豐富的專(zhuān)業(yè)人員來(lái)確定那些細節的必要性就大大減少了。從而可以由經(jīng)驗較少的專(zhuān)業(yè)人員來(lái)實(shí)施驗收系統。

　　缺點(diǎn)

　　增加了成本。標準方法中必定會(huì )加進(jìn)一點(diǎn)兒保守性以適應可能遇到的實(shí)際情況的變化幅度。在很多情況 下，可以不需要那一點(diǎn)兒保守性，導致設施或解決方案比實(shí)際需要的還貴。

　　抵制變化。嚴格執行最佳實(shí)用方法會(huì )妨礙能產(chǎn)生低成本或高性能方案的創(chuàng )新。這是因為標準的存在使革新難以在真實(shí)的情況下進(jìn)行測試。而且，有了標準會(huì )降低對革新進(jìn)行實(shí)驗的動(dòng)力。

　　難以適應新形勢。當熟練的專(zhuān)業(yè)人員幾乎完全依賴(lài)標準解決方案時(shí)，他們就不掌握有必要的知識和經(jīng)驗，用以鑒別最佳實(shí)用方法已不再適用的新情況。這樣。當異�；蛐碌那闆r出現時(shí)，原先執行的解決方案很可能不再適用，并實(shí)際上不起作用了。

　　性能差。規定的是這方法的運作而不是結果。

　　如果不能達到預期的性能，這就限制了系統執行人員改變方法來(lái)獲得較好效果的積極性。系統執行人員認為他們已做了所交辦的一切，因而履行了他們的職責。

　　說(shuō)明最佳實(shí)用方法的優(yōu)缺點(diǎn)是為了使此方法能應用于特定情況。實(shí)際上，規定最佳實(shí)用方法是必要的，可以及時(shí)和有效實(shí)施城市給排水系統。要想開(kāi)發(fā)能解決每個(gè)問(wèn)題的方案是不可能的。在下列情況下采用最佳實(shí)用方法是合適的：- 待要解決的問(wèn)題是一目了然的，具有廣泛經(jīng)驗來(lái)保證最佳實(shí)用方法的有效性和效果。

　　必須很快實(shí)施解決方案。沒(méi)有時(shí)間來(lái)評估和選擇大量備選方案。

　　為簡(jiǎn)化對一致性及系統運行和維護條件的監測所需要有連續性。

　　與采用一致和便于實(shí)施的方法所節約的成本相比，保守方法所增加的成本是少量的。

　　2.3 性能標準

　　2.3.1 對該方法的說(shuō)明最佳實(shí)用方法規定的是負責系統實(shí)施一方的操作要求，而性能標準規定的是必須達到的效果。實(shí)施一方可以從許多種選擇方案中選擇一種合適的解決方案，只要他們符合規定的性能標準。采用這種方法的一個(gè)例證是規定污水和給水處理設施必須達到的出水水質(zhì)。所選擇的工藝過(guò)程必須與物理學(xué)、化學(xué)、和生物學(xué)定律給予的約束不相矛盾。但是，在這種情況下，只要最終出水符合規定的標準，任何過(guò)程都可以被選用。

　　性能標準方法也可被用來(lái)解決城市給排水的問(wèn)題。這個(gè)方法在下述情況下是適用的：

　　■ 降低系統成本的潛力很大。在很多情況下，對特定的問(wèn)題作“標準”或“獨特”的答復是很費錢(qián)的，現在有可以化很少的錢(qián)解決問(wèn)題的替代方案。然而，現場(chǎng)出現的問(wèn)題可決定（dictate）替代解決方案的適用性。規定性能使之能全面調查研究各種替代解決方案，從中選擇一個(gè)最有利于特定場(chǎng)合的解決方案。

　　■ 運行和維護要求很高。如果解決特定問(wèn)題的方案在機構上很龐大，則最佳實(shí)用方法就奏效了。在這種情況下，所要求解決的問(wèn)題便就緒了，但是只需要有限的正在進(jìn)行的運行和維護，以便使解決方案繼續運作。然而規定和執行運行和維護程序是很困難的。在規定和判斷性能時(shí)，運營(yíng)機構必須提供必要的運行和維護，以確保系統繼續運行。因此，提供必要的運行和維護手段以保證系統有效運作的潛力是很大的。

　　■ 由于需求和期望值的改變，“標準”解決方案不再適用了。

　　2.4 執行一旦規定了系統的條件（無(wú)論是最佳實(shí)用方法或性能要求），就必須規定保證一致性的方法。這就要求進(jìn)行監測�，F有以下兩種監測方法：

　�。�1） 外部監測

　�。�2） 自我監測外部監測是由解決環(huán)境問(wèn)題的執行機構以外的組織來(lái)進(jìn)行。一般是政府部門(mén)的管理機構，但也可以是非政府機構，如發(fā)照部門(mén)。關(guān)于最佳實(shí)用的解決方案，執行機構要進(jìn)行檢查以確定是否已實(shí)行了最佳實(shí)用方法。關(guān)于根據性能的解決方案，執行機構應對系統的性能進(jìn)行評估，以確定其是否與性能要求相符。

　　關(guān)于自我監測方法，負責解決環(huán)境問(wèn)題的部門(mén)也應確定其性能，并向管理部門(mén)報告。此方法既可應用于最佳實(shí)用解決方案，也可應用于性能標準解決方案。如應用最佳實(shí)用解決方案，實(shí)施機構應對已經(jīng)按規定實(shí)施最佳實(shí)用方法的系統進(jìn)行比較，并證實(shí)其符合最佳實(shí)用方法的條件。如應用性能標準解決方案，實(shí)施機構應確定系統的性能并做出報告。

　　2.5 分析大部分許可證、管理、和合格證系統都是既包括有最佳實(shí)用法也包括有性能標準法。性能標準法對常規場(chǎng)合并不實(shí)用。相反，待要建立的系統被規定在規范或規章中，而且僅僅是按規定建立。對每種場(chǎng)合開(kāi)發(fā)獨特的解決方案成本是不低的，因為開(kāi)發(fā)這種解決方案需要時(shí)間和費用。因開(kāi)發(fā)這獨特的解決方案而增加的成本超過(guò)了該解決方案所節約的成本。凡是能在生產(chǎn)上應用最佳實(shí)用法的范例是建立配水系統和污水收集系統。

　　標準解決方案不適用或應用此方案會(huì )使成本過(guò)高時(shí)，該系統應靈活地開(kāi)發(fā)獨特的解決方案。例如，遇到不尋常的土壤情況時(shí)，按現場(chǎng)具體情況開(kāi)發(fā)一種建立配水和污水收集系統的方法，基于其總成本的減少被認為是合理的。按現場(chǎng)具體情況開(kāi)發(fā)性能標準解決給水和污水處理設施，基于其所能節約的成本也可被認為是合理的。

　　良好的許可證、管理和合格證系統規定有通用的最佳實(shí)用方法；預期得到的性能；以及開(kāi)發(fā)另一種性能標準解決方案的程序。無(wú)論什么情況，該系統都具有靈活性，或實(shí)施通用的最佳實(shí)用方法，或開(kāi)發(fā)另一種解決方案。如果通用的最佳實(shí)用方法似乎是合理的而且產(chǎn)生滿(mǎn)意的成本，則可以實(shí)施該方法。反之，如果替代解決方案有明顯的好處，則可以利用基于性能的規則條款進(jìn)行調查研究并予以實(shí)施。事實(shí)上，可根據替代解決方案的經(jīng)驗開(kāi)發(fā)新的最佳實(shí)用方法，并把它們納入以后的規章中。

　　好的許可證、管理和合格證系統還綜合有外部監測和自我監測兩種規定。為了確保系統的完整性，一定數量的外部監測是需要的。然而，外部機構監測城市給排水系統的安裝、運行和維護等所有方面是不可能的。系統的所有者必須對系統的運行和維護負主要責任，并須報告運行和維護的結果。所有者可報告系統裝置的很多要素，例如向外部政府機構證明該系統已經(jīng)按照規定的最佳實(shí)用方法建立了。其實(shí)，讓同一個(gè)機構全面負責規章和系統的安裝、運行、和維護并不是一個(gè)好主意。這種情況全世界都存在，最終將導致系統不能充分保護環(huán)境和公共衛生。

　　經(jīng)驗告訴我們自我監測運行和維護密集的系統，如給水和污水處理設施，是有效的。系統操作人員能夠經(jīng)常收集性能資料，以便準確地監測系統的性能。

　　外部機構不能夠有效地進(jìn)行此項工作。然而，提交假的和/或誤導的信息必須按嚴重錯誤處理，迅速予以嚴懲。實(shí)際上，提交假的和/或誤導的信息往往按不能遵照系統性能要求的更為嚴重的錯誤處理。在這種情況下，自我監測是有效的而且具有很高的可靠性。

　　3. 用于項目評估的國家援助系統

　　3.1 前言本節論述的是工程和質(zhì)量管理專(zhuān)家權限（TOR）中的第二個(gè)要點(diǎn)。本要點(diǎn)是為國家援助系統提供信息和咨詢(xún)，該系統是為給排水工程項目和管理進(jìn)行評估而建立的。此項要點(diǎn)直接關(guān)系到前面討論的第一項要點(diǎn)。許可證、規章、和合格證系統的性質(zhì)會(huì )影響國家援助系統的性質(zhì)。為便于討論，現假設如下：存在有一個(gè)系統，它負責規定城市給排水系統的性能要求，為完成該性能的最佳實(shí)用方法，以及提供研究和采納替代方案的程序，在認為它們是有利的情況下。

　　存在有管理機構，它負責保證在實(shí)施城市給排水系統時(shí)所采用的系統符合規定的性能要求，如已確定了的最佳實(shí)用方法。

　　它還負責保證性能要求得到滿(mǎn)足。

　　管理機構采用自我監測和外部監測兼有的方法，以確保符合規定的性能要求。

　　存在有系統所有者，他負責實(shí)施系統及其正在進(jìn)行的運行和維護。

　　3.2 對系統的闡述根據上述情況。其作用共有兩類(lèi)：指令性作用和任選的作用。

　　指令性作用指的是支持上述整個(gè)系統所需的那些作用。它們包括：確定性能要求和達到性能要求的方法、監測程序、及項目評估程序。

　　指令性作用為有效實(shí)施城市排水和供水的基礎設施提供了框架。任選的作用達到增值目的，使之更有效的執行城市給排水系統。尤其要把重點(diǎn)放在向當地實(shí)施機構以及為其服務(wù)的組織提供培訓和技術(shù)轉讓。

　　國家對于評估給排水工程項目和管理的技術(shù)援助系統由四個(gè)主要功能要素組成的：

　�。�1） 政策；（2） 技術(shù)；（3） 管理；（4） 行政管理。

　　政策要素確定了系統的框架和范圍，以及與系統執行人員和操作人員聯(lián)系的方法。技術(shù)要素負責規定技術(shù)要求和提供技術(shù)培訓。管理要素提供確保與性能要求相一致的方法。行政管理要素是使功能組織有效運作所需要的。

　　4. 質(zhì)量管理和決策的程序和策略

　　4.1 前言本節論述工程和質(zhì)量管理專(zhuān)家TOR中的第3個(gè)要點(diǎn)。本要點(diǎn)為城市污水處理項目的設計、施工、和運行提供質(zhì)量管理和決策的程序和策略，特別是關(guān)于技術(shù)標準、工藝選擇、以及招標和投標。將根據第3.1節中闡述的項目實(shí)施方法論述這部分要點(diǎn)。為此，本系統將提供下列機構：國家技術(shù)和管理機構。負責規定城市污水處理項目的性能要求，以及可滿(mǎn)足該性能要求的最佳實(shí)用方法。該機構還負責規定對備選方案能否達到性能標準的能力進(jìn)行評估的方法。獨立機構（如地方政府的組成部分）。負責按照國家機構確定的程序實(shí)施污水處理項目。

　　該機構還負責設施的運行和維護。

　　下面論述的是有關(guān)項目實(shí)施的3個(gè)要點(diǎn)：（1） 技術(shù)標準（2） 工藝選擇（3） 招標和投標

　　4.2 技術(shù)標準技術(shù)標準在城市污水處理項目設計、施工、和運行的質(zhì)量管理和決策的程序和策略方面起著(zhù)關(guān)鍵的作用。技術(shù)標準是上述和前幾節闡述的系統必不可少的組成部分。城市排水和供水的管理、許可證、和合格證書(shū)系統規定了性能要求、達到該性能的最佳實(shí)用方法、以及評估和選擇備選方案的程序。所規定的最佳實(shí)用方法的重要組成部分是技術(shù)標準。

　　技術(shù)標準是從城市污水項目評估、選擇、和設計的大量資料中得出的。其中包括專(zhuān)業(yè)組織，如水環(huán)境協(xié)會(huì )（WEF）、國際水質(zhì)協(xié)會(huì )（IAWQ）、美國土木工程師學(xué)會(huì )（ASCE）、和其他水污染控制協(xié)會(huì )等；各種實(shí)施規范和建筑規范；聯(lián)邦和省市水污染防治機構正式和非正式使用的技術(shù)標準；及從事城市污水系統實(shí)施的專(zhuān)業(yè)組織用的技術(shù)標準。這些標準闡述了合格系統的特性和如何實(shí)施這系統�？傊�，它們對前幾節中所說(shuō)的“最佳實(shí)用方法”下了定義。因此，為完成質(zhì)量管理打下了極好的基礎。

　　技術(shù)標準有以下兩個(gè)職能：

　�。�1）確定最佳實(shí)用方法的技術(shù)細節；

　�。�2）闡述最佳實(shí)用方法預期達到的性能。

　　選定準備實(shí)施的最佳實(shí)用方法后，技術(shù)標準為順利實(shí)施提供大量技術(shù)資料。從而為項目實(shí)施的質(zhì)量管理提供了必要的依據。

　　技術(shù)標準還明確了因實(shí)施最佳實(shí)用方法而有可能達到的性能，所以它們?yōu)樵u估其他解決方案打下了基礎。這是城市污水處理項目不可缺少的組成部分。然而，它們一般不為城市污水處理項目的決策提供依據。這是因為城市設施（settings）多種多樣，以至可獲得許多能有效實(shí)現的技術(shù)解決方案。選擇用于特定場(chǎng)合的最佳方案留待當地執行機構去進(jìn)行。如果不存在例外情況，和沒(méi)有財政上的支持來(lái)選擇不同的解決方案，則選擇最佳實(shí)用方案并付諸實(shí)施是很有意義的。但是，如受當地條件的驅使和/或能夠節約或有其他利益可圖時(shí)，應能靈活選擇和實(shí)施其他解決方案。

　　4.3 工藝選擇根據以上討論，主要的一項決策是應否選擇和實(shí)施“最佳實(shí)用”工藝，或是否應采用其他備選工藝。選用其他備選工藝應根據其有關(guān)的優(yōu)點(diǎn)來(lái)進(jìn)行。評價(jià)其優(yōu)點(diǎn)為在最佳實(shí)用工藝和其他工藝之間作出抉擇提供了依據。

　　“最佳實(shí)用”工藝可被用于各種不同場(chǎng)合將有利于決策的進(jìn)行。它提供了對其他備選工藝進(jìn)行比較的基線(xiàn)，便于清晰的鑒別其優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)備選工藝和最佳實(shí)用工藝的比較而確定備選工藝的優(yōu)點(diǎn)（和缺點(diǎn)），并據此來(lái)選擇備選工藝。

　　如果備選工藝的好處超過(guò)其所帶來(lái)的風(fēng)險，則有選擇的基礎。如果備選工藝被選中，則應制訂實(shí)施計劃以增加其實(shí)施成功的機遇。實(shí)施計劃應包括：。 簡(jiǎn)單明了地確定工藝的性能要求，和用數量表示的方法。。 分析實(shí)施備選工藝過(guò)程中的風(fēng)險，和減輕風(fēng)險的方法。。 減輕備選工藝具有的風(fēng)險的過(guò)程。

　　4.4 招標和投標招標和投標過(guò)程中的質(zhì)量管理是成功實(shí)施城市污水處理項目的關(guān)鍵。一般情況下，管理機構和負責監督城市污水處理項目實(shí)施的機構應該保證所制定的質(zhì)量保證/質(zhì)量管理（QA/QC）計劃適用于該項目。質(zhì)量保證詳細說(shuō)明了用以保證完成項目質(zhì)量的方法。許多專(zhuān)業(yè)組織都有QA計劃，說(shuō)明其項目所采用的典型方法。監督機構也希望制訂標準的QA計劃作為實(shí)施機構的起點(diǎn)。這種總體計劃可以使項目具體化。

　　質(zhì)量管理具體實(shí)施有關(guān)項目的QA 程序。QA計劃將闡述項目準備使用的標準和方針，審查要采用的方法，以及如何把QC過(guò)程的結果編成文件。對項目的監督應包括對QA計劃的審查，并確保QC 已經(jīng)在進(jìn)行了。

　　5. 適用于中國的污水處理技術(shù)和做法

　　5.1 前言本節將論述工程和質(zhì)量管理專(zhuān)家TOR中的第4個(gè)要點(diǎn)。其目的是要擬訂適用于中國的污水處理技術(shù)和做法的資料性的綜合技術(shù)文件。主要目標是工藝和工程設施。準備論述的題目如下：關(guān)于污水處理目標的綜述。 污水收集系統。液體處理技術(shù)。固體物處理技術(shù)．

　　5.2 關(guān)于污水處理目標的綜述在評述適用于中國的污水處理技術(shù)和做法前，先明確一下此系統所期望的要求是有益的。以往，污水處理系統一直是通過(guò)去除病原菌和去除影響污水排放的污染物，以保護公共衛生。后面一類(lèi)污染物包括需氧量（通常以BOD5表示）、可沉固體物、油類(lèi)和脂類(lèi)、及漂浮物。

　　但是漸漸地，要求污水處理系統去除其他污染物。這是因為污水排放導致了受水體水質(zhì)的惡化。尤其是在中國等缺水國家，必須進(jìn)行適當的污水處理才能保持水質(zhì)，并確�？捎盟�可多次應用于多種用途。在缺水地區也越來(lái)越多實(shí)行污水回用，使可供水能滿(mǎn)足人口增長(cháng)的需要。從而明確了對今后污水處理系統的要求。

　　過(guò)去要求污水處理設施去除BOD5和TSS仍然有效。去除TSS可連帶去除污水中其他污染物，如漂浮物、油、脂等。上述污染物必須去除，因為它們妨礙了正常用水。去除TSS（以及漂浮物、油、脂）不很費錢(qián)。這也是去除其他污染物必要的前提或一個(gè)部分。去除BOD5對大多數排放地點(diǎn)和/或出水利用來(lái)說(shuō)也是必要的。但是，其他污水處理要求將更多地支配對污水處理工藝的選擇，因為決定處理工藝的是它們而不是BOD5.為保護受水體水質(zhì)，控制營(yíng)養物的要求在日益增長(cháng)。排入淡水的污水要求去除磷，以控制藻類(lèi)和其他水生植物的過(guò)量生長(cháng)。脫氮并非是保護淡水水質(zhì)所需，但是需要進(jìn)行硝化來(lái)減少需氧量。然而，為保護以后作為供水水源的地表水，還需要脫氮。如要求進(jìn)行硝化，則一定程度的脫氮往往是成本有效的。應注意的是實(shí)行硝化將會(huì )促使BOD5的廣泛去除。如排入地下水者，也需進(jìn)行脫氮以保護其今后作為供水水源。在沿海地區要求除磷脫氮以保護（恢復）河口的水質(zhì)�？傊�，應該問(wèn)的是為保護水質(zhì)要求脫氮達到什么程度，而不是是否需要脫氮的問(wèn)題。

　　必須去除污水中的有毒化合物。最好是不要把有毒物排放在最初排放的地方。因為污水處理過(guò)程對去除微量污染物不很有效，尤其是處理系統充作污染物的屏障時(shí)。但是污水處理過(guò)程最大限度去除有毒物有利于今后對受水水域的利用。

　　最后的處理要求是消毒。消毒是過(guò)去對污水處理系統的要求，因為這是處理系統用以保護公共衛生的基礎。過(guò)去把消毒重點(diǎn)放在細菌性病原菌的指示物，即大腸桿菌，和人體寄生蟲(chóng)上。而現在越來(lái)越關(guān)心的是病毒和原生動(dòng)物等病原菌，如隱孢子蟲(chóng)屬和賈第鞭蟲(chóng)屬。污水處理系統往往專(zhuān)注于以往的消毒要求。而水再生和回用系統越來(lái)越關(guān)注正在出現的病原體，這也是現代水處理實(shí)施的重點(diǎn)�？刂撇≡�體的重點(diǎn)是控制顆粒物。有理由認為某些目前應用于飲用水系統的要求也將應用于污水處理系統。這說(shuō)明污水處理廠(chǎng)出水中的顆粒物將是人們關(guān)注的問(wèn)題。

　　5.3 污水收集系統以往，雨水的收集和運輸同污水的收集一直是相互聯(lián)系的。其實(shí)，雨水和污水收集系統就是同一個(gè)系統。過(guò)去對污水處理的要求不太嚴格，相當數量的雨水（地下水）與污水一起處理被認為是合理的途徑。由于對污水處理廠(chǎng)出水水質(zhì)的要求更為嚴格，處理大量稀釋的污水大大增加了污水處理的成本，并影響所采用的工藝技術(shù)。

　　可以采用不同的途徑和技術(shù)，使污水和外來(lái)的凈水完全分開(kāi)�，F正在開(kāi)發(fā)這種技術(shù)并已用之于生產(chǎn)上。特別是用PVC制造的直徑小、淺式的污水收集系統使之能有效收集污水，同時(shí)又能把凈水排除在外。這種系統，也就是共管污水系統，已經(jīng)成功地在若干地方應用。1996年Mara就此系統作了全面的闡述。經(jīng)驗表明外來(lái)水流入截污總管的做法是可以改正的。但是，私人接管中的外來(lái)水流是很難排除在常規的系統之外的。共管系統使私人住宅更難把他們的排水系統接到污水收集系統上。因此，可以更有效的隔絕外來(lái)水流。PVC 管也可使該系統更加“不透水”，從而隔絕外來(lái)水流。

　　雨（有時(shí)是地下水）污分流系統要求設置有效收集雨水的系統。沒(méi)有這種系統，很可能要把地面排水連接到污水收集系統內以減少溢流。

　　把外來(lái)水流排除在污水收集系統外可以大大減少污水流量，從而降低污水處理成本。污水濃度會(huì )明顯增加，使液體處理技術(shù)在技術(shù)上成為可行，將在下一節討論這個(gè)問(wèn)題。它還會(huì )使污水溫度增加（雨水和地下水的溫度比污水低），這將使新技術(shù)的應用更加可行。

　　5.4 液體處理技術(shù)許多污水處理技術(shù)都適用于中國的情況，本節將對今后可能應用于中國的某些新開(kāi)發(fā)的技術(shù)作一些評論。要論述的題目有：。 生物塘處理系統。 深度一級處理。 生物去除營(yíng)養物。 消毒。 厭氧處理。 膜法處理5.4.1 生物塘處理系統用各種不同類(lèi)型的生物塘系統處理污水已有幾個(gè)世紀（甚至一千年）了。已證明這系統對保護公共衛生是十分有效的，因為在設計得當的生物塘系統中病原菌被有效的分解。但是，這種系統需要大量土地，而且其出水水質(zhì)尚不能達到保護受水體水質(zhì)的水平。因此，它在發(fā)展中和發(fā)達國家里的使用率下降了。

　　有意義的是，在過(guò)去幾年開(kāi)發(fā)了新一代的生物塘污水處理技術(shù)。這是更有效的處理技術(shù)，而且可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的出水。特別有意義的新系統為：。 雙動(dòng)力式多池（DPMC）曝氣塘。 先進(jìn)的一體化生物塘系統。 生物塘增強處理現對上述系統分別闡述如下。

　　5.4.1.1  雙動(dòng)力式多池曝氣塘常規的生物塘污水處理系統中，由藻類(lèi)提供生物降解進(jìn)水中有機物所需的氧。另一種方法是用機械方法提供所需的氧。雙動(dòng)力式多池（DPMC）曝氣塘中，由機械曝氣器提供生物降解進(jìn)水有機物所需的氧。此外，DPMC 曝氣塘的目的是盡量減少藻類(lèi)生長(cháng)，因為藻類(lèi)會(huì )進(jìn)入出水，從而破壞出水水質(zhì)。

　　DPMC曝氣塘由兩個(gè)連續的塘組成，每一個(gè)都有其特定的功能（Rich，1999；Grady，Daigger和Lim，1998； Rich，1982a，b，c）。第一個(gè)是完全混合塘，其目的是生物降解進(jìn)水中含有的有機物，并把它們轉化成生物量。第二個(gè)塘用于沉淀和儲存合成生物體。

　　第一個(gè)生物塘中的HRT（相當于完全混合塘中SRT）約為2天。這足以可生物降解進(jìn)水有機物，并使出水可溶BOD5濃度低于10 mg/L.它還可以提供足夠的混合能使生物固體物保持懸浮狀態(tài)（一般約為10W/m³，即50 Hp/MG）。懸浮生物體產(chǎn)生的濁度可限制光透入塘中，以防止藻類(lèi)生長(cháng)。

　　第二個(gè)塘中的HRT一般是3－4天。采用機械曝氣，其功率密度不足以使懸浮固體物保持懸浮狀態(tài)。這使得生物固體物在上游完全混合塘中進(jìn)行合成，然后沉淀。存在于進(jìn)水中或在上游完全混合塘中合成的懸浮固體物在污泥層中厭氧穩定。污泥層中的厭氧過(guò)程可以減少甲烷和硫化氫，以及減少擴散入上覆清水層的有機物。在這一層中的氧可用以氧化硫化氫和還原有機物，還可以控制塘內臭氣的散發(fā)。通過(guò)上覆清水層的曝氣為氧化上述還原化合物，以及進(jìn)一步氧化第一個(gè)塘出水中含有的可溶有機物提供了所需的氧。通過(guò)曝氣還可提供混合上覆清水層所需的能量。把清水區HRT控制在1～2天內，以控制藻類(lèi)在第二個(gè)塘中生長(cháng)。用膜簾把第二個(gè)塘分成兩個(gè)串聯(lián)的池或把它隔成兩個(gè)單獨的池便可達到上述目的。

　　DPMC曝氣塘是簡(jiǎn)單而有效的污水處理方法，適用于較小的污水處理廠(chǎng)。最近Rich開(kāi)發(fā)了改進(jìn)該系統的方法，使其具有硝化和脫氮的功能。（Rich，1999）。

　　5.4.1.2  先進(jìn)的一體化生物塘系統先進(jìn)的一體化生物塘系統（AIPS）是另一種生物塘系統，先是厭氧塘然后是兼氧或好氧塘，把兩者聯(lián)接起來(lái)。在厭氧塘內進(jìn)行最佳的厭氧予處理，同時(shí)盡可能減少臭氣的散發(fā)。處理厭氧塘出水的有高負荷氧化塘（HROP）和兼氧/好氧塘等等多種方法。

　　AIPS處理的一個(gè)主要特點(diǎn)是一開(kāi)始的厭氧塘。該塘比較深，由下游的厭氧坑和上覆的好氧部分組成。進(jìn)水流進(jìn)入厭氧坑的底部，然后向上通過(guò)積聚的污泥層。進(jìn)水中的懸浮固體物沉淀在厭氧坑中，在那里進(jìn)行厭氧穩定。污泥層中的厭氧菌使進(jìn)水中的膠狀和溶解有機物代謝。其效果是可去除大量TSS和BOD5 .厭氧坑的出水進(jìn)入上覆的好氧區，對厭氧污泥層中形成的還原化合物和厭氧坑中未能去除的一部分進(jìn)水有機物進(jìn)行好氧生物降解�？吭孱�(lèi)和下游好氧塘回流的充氧水向該區供氧。好氧層在厭氧坑的上面有助于控制臭氣的散發(fā)。

　　厭氧塘出水進(jìn)入下游生物塘系統，在那里HROP、兼氧塘、和好氧塘等多種處理方案可用。這些塘可以去除厭氧塘出水中的可生物降解有機物、消毒、和去除一定數量的營(yíng)養物。出水水質(zhì)主要取決于對藻類(lèi)生長(cháng)的控制和這部分處理系統的分隔。這部分系統可以根據工藝目的予以調整。

　　把常規的生物塘轉換成AIPS可明顯影響系統的性能。厭氧塘可有效去除BOD5和TSS，不需要輸入能量。也可以有效去除重金屬和某些氯化有機物。在厭氧坑內硫酸鹽被還原成硫化物。硫化物可沉析進(jìn)水中的重金屬。厭氧坑內的厭氧條件可脫去氯化有機物的氯，從而增強它們在下游好氧部分的生物降解作用。從進(jìn)水中排出的的懸浮固體物經(jīng)厭氧穩定后存儲在厭氧坑內。穩定后的固體物在去除之前可儲存若干年。

　　在厭氧塘內去除大量有機物后，可減少系統下游部分的負荷。因而大大提高了污水廠(chǎng)的處理能力。象常規生物塘一樣，出水水質(zhì)在很大程度上取決于出水中藻類(lèi)的濃度。

　　PETRO PETRO這個(gè)詞指的是生物塘增強型處理和運行，是結合有滴濾池的生物塘污水處理系統。滴濾池用以去除兼氧塘出水中的藻類(lèi)，從而提高出水水質(zhì)。

　　PETRO過(guò)程中用的生物塘處理系統包括有結構類(lèi)似于A(yíng)IPS所用的厭氧塘，接著(zhù)是一個(gè)兼氧塘。兼氧塘出水回流到厭氧塘，保持一上覆的充氧水層以控制臭氣。該過(guò)程的能量效率很高。厭氧塘可有效去除懸浮固體物和可生物降解有機物，而無(wú)須輸入能量。兼氧塘也可有效去除可生物降解有機物，并同時(shí)去除營(yíng)養物和鈍化病原體，無(wú)須輸入能量。然而，出水可能含有較高濃度的藻類(lèi)。

　　在滴濾池中去除兼氧塘出水中的藻類(lèi)。兼氧塘出水已經(jīng)過(guò)滴濾池的處理。雖然可看到系統內明顯的硝化反應，但也可看到藻類(lèi)去除較差。PETRO過(guò)程發(fā)明者假設為這是因為沒(méi)有易生物降解有機物促使異養菌生長(cháng)造成的。為此，他們決定把兼氧塘周?chē)�的一部分厭氧塘出水直接導入滴濾池。正如所假設的那樣，滴濾池內生長(cháng)了異養生物體，可去除兼氧塘出水中大量藻類(lèi)。從滴濾池脫落的異養生物和藻類(lèi)很容易沉淀在下游的沉淀池內。滴濾池內也可看到硝化反應。

　　PETRO過(guò)程可以大大改進(jìn)原有兼氧塘過(guò)程的出水，同時(shí)又可大大減少過(guò)程的能量需求。由厭氧塘和兼氧塘組成的生物塘處理系統只需要極少的能量輸入。唯一需要的能量輸入是用泵把兼氧塘出水抽回到厭氧塘，以保持充氧水表層。滴濾池也是能量有效過(guò)程。其主要的能量需求是用泵把進(jìn)水抽回到滴濾池。滴濾池的主要優(yōu)點(diǎn)是具有去除兼氧塘出水中藻類(lèi)的機理，其結果是大大提高了出水水質(zhì)。滴濾池內也發(fā)生硝化反應，因而降低了工藝出水中的氨氮濃度。厭氧塘內還有一些脫氮作用，因為至少被部分硝化的厭氧塘出水回流到厭氧塘。如同AIPS一樣，厭氧塘內的厭氧坑會(huì )有效去除重金屬和氯化有機物脫氯。這有利于下游兼氧塘和滴濾池的生物降解作用。

　　通過(guò)實(shí)施PETRO過(guò)程可大大提高現有污水處理廠(chǎng)的能力。在厭氧塘內去除大量可生物降解有機物，因而增加了在那里處理的流量。此外，不是所有的進(jìn)水都通過(guò)兼氧塘。最后，不需要在兼氧塘進(jìn)行完全處理，因為下游的滴濾池還會(huì )作進(jìn)一步處理。

　　5.4.2 深度一級處理深度一級處理就是用金屬鹽使污水中的膠狀顆粒不穩定，以及用有機聚合物把不穩定的膠體積聚成大的可沉降的絮體，然后在常規一沉池內被去除（Daigger和Buttz，1998）。該工藝過(guò)程的結果是可去除原污水中大部分可沉的和膠狀顆粒。完全溶解的有機物一般不能去除。至于生活污水，80－90%的進(jìn)水TSS可以被去除，同時(shí)50－60%的進(jìn)水BOD5也能被去除。由于使用了金屬鹽（鋁和鐵），也可有效去除磷。

　　深度一級處理有可能增強去除BOD5、TSS、和磷，但是不能去除氮或溶解BOD5.因此，它不能產(chǎn)生有效保護水質(zhì)的出水。深度一級處理可以是總的污水處理過(guò)程系列的一個(gè)組成部分，它包括有深度一級處理系統下游的生物脫氮過(guò)程。在這種情況下，采用深度一級處理可減小下游生物脫氮設施的容積。

　　深度一級處理只有在一種情況下可作為主要污水處理過(guò)程—出水通過(guò)深海排放口進(jìn)行排海處置之前。因為深度一級處理出水不宜排入淡水或回用，必須予以處置。此外，因出水未能脫氮，故不能排入沿海淺水域，否則會(huì )導致上述水域的富營(yíng)養化。需要足夠長(cháng)的排放口把深度一級處理后的出水運往沿海水域以外，進(jìn)入深海水域。

　　最近中國有幾個(gè)項目已經(jīng)考慮把深度一級處理作為污水處理的選擇方案。從以上可清楚看出僅有深度一級處理將會(huì )限制其應用，只可用于深海排放。然而，這是總的處理過(guò)程系列的一個(gè)組成部分，它包括有下游的生物脫氮。如果一開(kāi)始沒(méi)有足夠資金建設整個(gè)污水處理廠(chǎng)，則深度一級處理可用于在特定地點(diǎn)的階段實(shí)施污水處理。在建設一期處理廠(chǎng)時(shí)一沉池可按深度一級模式建設和運行。以后，可以在一級處理系統的下游加上生物處理設施。以后建設生物處理設施時(shí)，根據經(jīng)濟情況決定是否繼續或停止向一沉池投藥。

　　5.4.3 生物去除營(yíng)養物生物去除營(yíng)養物（BNR）是現代污水處理設施的一部分，當然也是中國要建設的污水處理設施的一部分。各種BNR過(guò)程都可以去除氮或磷，或氮磷都去除。懸浮生長(cháng)和固定膜過(guò)程都是有效的（Grady，Daigger，和Lim，1998）�，F有各種工藝方案，每一種都各有利弊�？磥�(lái)沒(méi)有理由僅對一種懸浮生長(cháng)BNR過(guò)程予以標準化。相反，先對選擇方案進(jìn)行評估，如第4.3節所說(shuō)的那樣，然后再選擇最合適的過(guò)程。進(jìn)展仍在繼續，如開(kāi)發(fā)了分段投料的生物除磷脫氮過(guò)程（Nolasco，et al.，1998）。該過(guò)程的好處是減小了生物反應器的容積和混合液回流泵設施的尺寸和復雜性。另一個(gè)有意思的情況是在BNR過(guò)程中同時(shí)去除生物營(yíng)養物（Littleton和Daigger，1999）。

　　無(wú)論是否設置上游一級處理，懸浮生長(cháng)BNR過(guò)程都可以實(shí)施。這取決于經(jīng)濟情況和污泥處理過(guò)程。設置一級處理可讓初沉污泥發(fā)孝以提高生物除磷過(guò)程的效果。如果不設一級處理，則需另選方法來(lái)發(fā)孝污水固體物以促進(jìn)有效生物除磷。

　　定序間歇反應器（SBR）也可用于生物除磷脫氮。SBR對于小型污水處理設施是成本有效的，但是對于大型處理設施無(wú)成本效益可言。

　　固定膜生物脫氮過(guò)程業(yè)已開(kāi)發(fā)而且是有效的。其主要優(yōu)點(diǎn)是比懸浮生長(cháng)BNR系統需要的面積少。但是，固定膜比懸浮生長(cháng)過(guò)程昂貴。此外，用固定膜過(guò)程需要外源碳，如甲烷，才能有效生物脫氮。用固定膜過(guò)程進(jìn)行生物除磷更難，因為難以實(shí)現生物除磷所需的厭氧/好氧交替進(jìn)行。固定膜過(guò)程有明顯優(yōu)點(diǎn)的場(chǎng)合也可以應用。但是在中國看來(lái)情況并非如此。

　　5.4.4 消毒如5.2節的討論，通過(guò)提高污水處理控制病原體正日益受到人們的關(guān)注。按以下4級完成消毒：一是通過(guò)污水處理本身。污水處理過(guò)程通過(guò)去除帶有病原體的懸浮固體物，和讓病原體死亡來(lái)達到病原體的消除。二是通過(guò)消毒過(guò)程，包括氯氣消毒和紫外線(xiàn)消毒。三是通過(guò)控制出水中的顆粒物。去除顆粒物可導致直接去除病原體。它還可使包括氯氣和紫外線(xiàn)消毒在內的消毒過(guò)程更為有效。四是在處理后的出水摻入環(huán)境的地方。例如，利用設計恰當的擴散器把處理后的出水引入廣大的受納河流，使病原體在與人體接觸前便自然死亡。

　　今后中國必然要擴展污水服務(wù)，他將完成第一和第四級的消毒。把正規的氯氣和紫外線(xiàn)消毒過(guò)程納入已建的污水處理廠(chǎng)，有助于擴展污水處理服務(wù)。

　　增加處理出水的回用與加強控制出水顆粒物有關(guān)。顆粒濾料的濾池是用于這方面的傳統單元過(guò)程。膜技術(shù)正在興起。但是，由于其成本較高，只能在特定情況下應用。

　　另一個(gè)方案是利用自然風(fēng)貌如快濾池來(lái)控制增加的顆粒物。按這種方案，可將處理后出水用于砂質(zhì)土壤使之能滲入地面。根據地下水的地點(diǎn)和流量，處理出水或可流入地下水，或由淺井回收。讓出水通過(guò)以便去除顆粒物、病原體、和其他污染物。還可以用出水回灌地下水或直接回用。這一種系統提供了有效處理和病原體的控制，從而產(chǎn)生可以有效回用的水。

　　5.4.5 厭氧處理可以把厭氧處理應用于城市污水（Van Haandel和Lettinga，1994）。如果把外來(lái)水排除出去，便可以減少污水量，增加污水濃度，和提高污水溫度。所以厭氧處理是有成本效益的選擇方案。其實(shí)，已經(jīng)發(fā)現厭氧塘可用于城市污水處理，如5.4.1.3節中討論PETRO過(guò)程那樣，厭氧處理能減少能的需求量和城市污水處理系統的污泥產(chǎn)量。此外，厭氧處理還能去除有毒物，包括重金屬、氯化有機物、和其他難生物降解的有機物。中國應跟上這方面的發(fā)展并開(kāi)展中間規模和示范性研究。

　　5.4.6 膜技術(shù)利用膜進(jìn)行給水和污水處理正在全世界興起。人們的興趣集中在把膜生物反應器用于污水處理系統，用微濾或超濾膜取代常規的二沉池。用膜過(guò)濾混合液代替重力沉淀作為保持和濃縮生物體的機理。因為用膜進(jìn)行固-液分離可以獲得較高濃度的混合液懸浮固體物（MLSS），故可用較小的生物反應器。由于高濃度MLSS，可以保留長(cháng)的固體停留時(shí)間。況且，膜法為有效去除顆粒物質(zhì)創(chuàng )造了條件，故可生產(chǎn)高水質(zhì)的出水。膜生物反應器的出水可用于各種不同的回用方案。

　　盡管膜生物反應器有這么多優(yōu)點(diǎn)，由于其價(jià)格昂貴（膜的成本高），無(wú)法與常規的懸浮生長(cháng)生物過(guò)程的成本相競爭。然而，膜生物反應器在需要優(yōu)質(zhì)出水的場(chǎng)合是可以有成本效益的。膜的性能還在不斷改進(jìn)，成本也在不斷下降，故在膜生物反應器有成本效益的地方，應用范圍在擴大。這是中國應該認真采納的技術(shù)。

　　5.5 固體物處理技術(shù)污水污泥的處理和處置是污水處理設施的必要組成部分。本節將討論幾種特別適用于中國的技術(shù)。要論述的題目是：固體物處置方案。 好氧消化。 先進(jìn)的消化方案。 堿處理。 太陽(yáng)能烘干。 污泥濃縮和脫水。

　　5.5.1 固體物處置方案對污水處理廠(chǎng)固體物處理技術(shù)的討論都必須先討論污泥回用和處置方案。這是因為固體物處理的目的是固體物的最終回用和處置�，F有各種不同的具體方案，可把它們歸納為農業(yè)回用，填埋，和通過(guò)焚燒排入大氣。排海是過(guò)去的做法，由于對環(huán)境有害，已基本上被取消。

　　各種各樣的污泥包括原污泥、脫水污泥、穩定污泥，和焚燒爐灰都可以填埋�；\統的說(shuō)，填埋是對寶貴資源（污泥中的營(yíng)養物和有機物）的浪費。填埋還會(huì )造成不利于環(huán)境的影響，如滲濾液、填埋氣、以及土地的消耗，因為這些土地以后不能再另作他用�？傊�，不鼓勵污水污泥進(jìn)行填埋。焚燒是一種昂貴和機械密集的方案。雖然通過(guò)適當控制空氣污染，其環(huán)境影響還算適度，但由于焚燒方案費錢(qián)及其復雜性，故不適用于中國的情況。因此，污水污泥回用尤其用于農業(yè)看來(lái)最適合于中國了。

　　通過(guò)土地應用回用污水污泥中的營(yíng)養物和有機物是過(guò)去的做法。這在環(huán)境和經(jīng)濟上是有利的。污泥中的營(yíng)養物和有機物可提供給農業(yè)，并可提高土壤的持水能力。對環(huán)境的擔心主要是存在有毒物如重金屬和病原體（U.S.EPA，1989）。如果實(shí)行有效的工業(yè)予處理防止其排入污水收集系統，有毒物可以得到有效控制。利用下述的處理過(guò)程也可以控制病原體。另一個(gè)要考慮的問(wèn)題是污泥的穩定，即減少了可生物降解的有機物。污泥穩定減少了污泥回用帶來(lái)的關(guān)于美觀(guān)的問(wèn)題，以及灰蠅和嚙齒動(dòng)物對污泥的吸引力。

　　因此，在中國污泥處理的主要目的是經(jīng)濟回用。通過(guò)工業(yè)予處理控制有毒物。用廠(chǎng)內污泥處理過(guò)程控制病原體，穩定可生物降解有機物，以及去除水分（濃縮和脫水）以降低運輸費用。

　　5.5.2 好氧消化好氧消化是過(guò)去用以穩定污水污泥的一種過(guò)程。在傳統上，一直是設計為單一的工藝反應器，加入污水污泥然后再從中排出消化污泥。曝氣裝置可定期關(guān)閉，使固體物沉淀和排出上清液，并使固體物停留時(shí)間超過(guò)消化池內的水力停留時(shí)間。污泥隨著(zhù)可生物降解有機物被氧化而得以穩定，病原體也由于自然死亡而下降了。

　　按這種過(guò)去式樣運行的好氧消化池，雖然有機物穩定了，但病原體分解差。而且由于通過(guò)硝化分解了堿度，使pH急劇下降。由于水力停留時(shí)間較長(cháng)，冬天運行期間好氧池的溫度也會(huì )下降。

　　最近，開(kāi)發(fā)了幾種改進(jìn)好氧池的方案（Bailey和Daigger，1998；Daigger，et al.，1997）。其中有：予濃縮。污泥在投入消化池以前先進(jìn)行濃縮。進(jìn)料污泥的濃度為3～5%的固體。

　　分階段運行。消化池 的運行方式或是連續池式的或是半間歇式的。

　　好氧/缺氧運行。傳氧系統周期開(kāi)關(guān)，曝氣期間發(fā)生硝化反應，非曝氣期間發(fā)生反硝化反應。

　　通過(guò)予濃縮減少污泥量，從而減少了為達到規定的SRT所需的消化池容積。

　　通過(guò)減少加入消化池的水量，把燃燒可生物降解固體物的熱量用來(lái)加熱消化池，以防止冬天的低溫。經(jīng)驗告訴我們，冬天在消化池上加保溫罩，可有效增加溫度。注意，夏季氣溫高時(shí)，消化池自動(dòng)加熱不得超過(guò)35oC，以避免出現發(fā)泡和其他運行問(wèn)題�？梢约釉谙�化池內一些未濃縮的污泥以及濃縮消化污泥來(lái)保持所要求的SRT.分階段運行為推流創(chuàng )造了條件（推流反應器一貫比完全混合反應器有效），從而促進(jìn)了消化和病原體的分解。當形成推流條件時(shí)，大大減少了病原體短路通過(guò)消化器的情況，可以更有效分解病原體。

　　周期性開(kāi)、關(guān)傳氧系統可產(chǎn)生反硝化作用。由于反硝化回收堿度而減少了堿的消耗量。用這種技術(shù)使pH保持中間值無(wú)論在理論或實(shí)踐上都是可能的。硝化反應產(chǎn)生的硝酸鹽-氮被用來(lái)穩定可生物降解有機物，因而減少的能量需求，由于脫氮使每單位面積土地上施加的污泥量增多了。

　　5.5.3 先進(jìn)的消化方案先進(jìn)消化這個(gè)詞指的是對傳統的中溫消化過(guò)程的各種改進(jìn)，其中包括：兩段，酸/氣操作。中溫與適溫操作。予巴氏消毒法。好氧，自熱適溫予處理兩段操作就是通過(guò)連續的消化池的運行把形成酸的厭氧消化步驟（酸相）與甲烷生成步驟（氣相）分開(kāi)。第一個(gè)消化池在低SRTs（HRTs）條件下運行，使顆粒物得以水解，和形成揮發(fā)酸，但只生成有限的甲烷。在第二段要有足夠長(cháng)的SRT（HRT）讓甲烷微生物生長(cháng)，從而把酸相中生成的揮發(fā)酸和氣相中生成的揮發(fā)酸轉化成甲烷氣。該過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)如下：由于酸相消化池內形成的酸環(huán)境增強了水解作用，從而促進(jìn)了顆粒物質(zhì)的分解。促進(jìn)了病原體的分解，一是因為消化池是分段的，二是因為酸相 消化池內形成的酸性條件造成病原體迅速鈍化。減少了氣相消化池內的發(fā)泡，因為造成發(fā)泡的物質(zhì)（如有害微生物諾卡氏菌屬）在酸相消化池內被水解了。

　　適溫消化是把消化池內的溫度保持在55oC左右，而中溫消化的溫度是35℃.適溫消化的優(yōu)點(diǎn)如下：由于溫度較高，促進(jìn)了病原體的鈍化。提高了消化率，得以使用較低的SRT值。

　　但是可以看出適溫條件下消化的污泥不如中溫 條件下那么穩定，也比較臭。而且用機械脫水過(guò)程往往也不脫水。

　　予-巴氏消毒就是先把污泥加熱到70℃并保持30分鐘，然后投入到厭氧消化池�；�本上與巴氏消毒牛奶差不多，這樣做是為了讓病原體完全鈍化。產(chǎn)生了基本上沒(méi)有病原體的污泥。

　　好氧自熱適溫予處理就是在常規中溫厭氧消化之前利用高負荷ATAD裝置預熱污泥。這樣，不需要機械加熱設備。但是，ATAD予處理必須達到使下游中溫厭氧消化最佳化的溫度。

　　上述方案中，目前最為關(guān)心的是：適溫酸相/中溫氣相（TA/MG）厭氧消化。中溫酸相/中溫氣相（MA/MG）厭氧消化。

　　TA/MG增加了揮發(fā)酸的分解，使更多的病原體分解，并生產(chǎn)的產(chǎn)品非常穩定（因為最終段是中溫消化）。為提高適溫酸相消化池溫度而增加的多余的熱量可以回收，用以加熱新進(jìn)入的污泥。因而能量平衡是很合理的。MA/MG具有TA/MG的大多數優(yōu)點(diǎn)，除此之外，系統的機械原理較簡(jiǎn)單。尚未得到回答的主要問(wèn)題是酸相消化池的適溫消化究竟能增加多少病原體的分解，導致更加復雜和增加少量運行成本是否值得。這是尚待回答的問(wèn)題。

　　法被認為是常規消化池提高病原體分解的一種方法。實(shí)際上，予巴氏消毒可以與兩段酸相/氣相消化池一起使用，以達到控制病原體和增進(jìn)消化的目的。

　　美國和歐洲正在進(jìn)行先進(jìn)的消化方案的工作。中國應探索這兩方面的經(jīng)驗，并把這些特點(diǎn)納入今后的厭氧消化池設計中。

　　5.5.4 堿處理堿處理就是把各種堿性劑投入未經(jīng)穩定的污泥中，以減少病原體和生物活度。已被采用的堿性劑有石灰、水泥窯微塵、和焚燒爐飛灰。必須加入大量水泥窯微塵和焚燒爐飛灰才能達到為控制原污泥中病原體所要求的pH值。然而，施加于酸性土壤時(shí)，污泥中的營(yíng)養物和堿性物質(zhì)都是有利于農業(yè)的。如果有足夠量的堿性物質(zhì)可用作工業(yè)副產(chǎn)品，以及當地是酸性土壤，則施加堿性物質(zhì)將能提高生產(chǎn)率。所以，堿處理是一種可行而又成本有效的方案。

　　5.5.5 太陽(yáng)能干化許多地方正在用太陽(yáng)能干化消化和脫水污泥作為減少病原體的一種方法。例如，好氧消化可以被用來(lái)生物降解大多數可生物降解有機物，使污泥堆放不產(chǎn)生臭味。厭氧消化的污泥經(jīng)過(guò)脫水，然后對方幾個(gè)月讓病原體死亡。污泥經(jīng)干化可大大減少污泥的體積。已證明這是改進(jìn)污泥質(zhì)量備以后土地應用的極好方法。

　　5.5.6 污泥濃縮和脫水污泥濃縮和脫水方案在過(guò)去幾年內沒(méi)有很多變化。

　　過(guò)去幾年沒(méi)有采用新的污泥濃縮和脫水技術(shù)。然而，現有的技術(shù)在不斷發(fā)展，尤其是帶式濃縮和脫水以及離心機技術(shù)經(jīng)常在改進(jìn)。應經(jīng)常注視這方面的變化以保證正在使用的是最有成本效益的技術(shù)。

　　6. 私營(yíng)和其他部門(mén)參與的策略

　　6.1 前言本節論述的是工程和質(zhì)量管理策略專(zhuān)家TOR的第5個(gè)論點(diǎn)。該論點(diǎn)是要開(kāi)發(fā)私營(yíng)和其他部門(mén)參與給排水服務(wù)的策略。所要論述的題目如下：。  私營(yíng)和其他部門(mén)什么時(shí)候參與較為有利？。  在什么情況下中國的私營(yíng)或其他部門(mén)愿意參與？。  如何鼓勵私營(yíng)和其他部門(mén)參與，什么時(shí)候是有利的？

　　6.2 私營(yíng)和其他部門(mén)參與的好處當私營(yíng)和其他部門(mén)帶來(lái)的正是中國內部或從事給排水服務(wù)的機構內部所缺乏的一種因素時(shí)，中國可以從這些部門(mén)參與給排水服務(wù)中獲得好處。這些決定性的因素有：。 技術(shù)。 管理經(jīng)驗。 提出必要的各部分服務(wù)的能力。 提供短期資金技術(shù)涉及一系列因素，給水和排水運輸，處理規劃和設計方案的知識一直到有效管理和施工技術(shù)方面的知識。當前，設備技術(shù)對中國尤為重要，因為有大量新的設施要建設。如果建設這些設施所需的設備可以在中國制造，則成本將大大降低，而且能迅速向中國人民提供現代化的給排水服務(wù)。其結果必然是改進(jìn)了公共衛生，保持了可用水的資源，以及加強了環(huán)境保護。

　　管理技術(shù)包括全面管理全國的給排水項目和有效運作當地給排水公共事業(yè)的能力。沒(méi)有有效的管理機構，就不能很快建設新的設施，那些建設的設施也得不到有效得運行和維護。

　　生產(chǎn)能力指的是需要提供足夠數量的系統所需的全部構成，以便盡快提供給排水服務(wù)來(lái)滿(mǎn)足需求。例如，中國及其給排水服務(wù)部門(mén)具有生產(chǎn)系統需要的全部構件，但是它們的能力還不足以按需要的速度提供給排水服務(wù)。在這種情況下，私營(yíng)和其他部門(mén)可以通過(guò)提供需求和居民容量之間的差異予以幫助。這是私營(yíng)部門(mén)在包括給排水服務(wù)在內的所有公共基礎設施中的一貫作用。

　　提供短期資金是必要的，使基本設施可按時(shí)得以實(shí)施。有時(shí)，短期資金可以由私營(yíng)部門(mén)，由非政府機構，或由中國以外的政府機構提供。但是，重要的是要懂得，從長(cháng)期來(lái)看，給排水服務(wù)的資金必須來(lái)自系統的用戶(hù)。

　　6.3私營(yíng)和其他部門(mén)在中國參與的利益私營(yíng)部門(mén)的利益很簡(jiǎn)單。私營(yíng)部門(mén)關(guān)注的是建立可行的和可盈利的商業(yè)企業(yè)。這種企業(yè)就性質(zhì)來(lái)說(shuō)將是長(cháng)期的。如果經(jīng)營(yíng)機會(huì )是短期的，必定要從中得到較高的利潤才能有一個(gè)合理的成本，而這種成本是達到經(jīng)營(yíng)目的以及為提供有關(guān)服務(wù)而運用各種手段所必須的。從另一方面講，如果能保證只要能提供滿(mǎn)意的服務(wù)水平，就可獲得長(cháng)期經(jīng)營(yíng)的機會(huì )。從私營(yíng)部門(mén)的前景來(lái)看，進(jìn)行中的經(jīng)營(yíng)機會(huì )是有利可圖的，而且只要向用戶(hù)提供滿(mǎn)意的服務(wù)還將繼續下去。

　　私營(yíng)部門(mén)關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題是風(fēng)險私營(yíng)部門(mén)認識到風(fēng)險是任何商業(yè)企業(yè)固有的，因此它開(kāi)發(fā)和執行多種手段來(lái)減輕風(fēng)險。私營(yíng)部門(mén)一般不愿意承擔它們無(wú)法控制的風(fēng)險的義務(wù)和/或后果�？傊�，私營(yíng)部門(mén)愿意擔負它們能夠控制的風(fēng)險，但愿意解除與它們無(wú)法控制的因素有關(guān)的風(fēng)險……這里引用一些簡(jiǎn)單的例子，當私營(yíng)部門(mén)負責污水處理廠(chǎng)運行時(shí)，只要處理廠(chǎng)的負荷在設計值以?xún)�，它們愿意對處理廠(chǎng)的性能負責。但是如果污水流量和或污染物負荷超過(guò)設計值，私營(yíng)部門(mén)是不愿意承擔保證性能要求的責任的。因為達到合格性能要求所需要的行動(dòng)不是私營(yíng)部門(mén)所能控制的。

　　私營(yíng)部門(mén)特別關(guān)心的是支付方面的風(fēng)險。對提供的服務(wù)來(lái)說(shuō)，如果不是預料中的合理支付，私營(yíng)部門(mén)必須提高價(jià)格或尋求其他方法來(lái)緩解風(fēng)險。因此，中國機構可以用來(lái)降低私營(yíng)部門(mén)提供服務(wù)和產(chǎn)品成本的最好方法是，嚴格保證對私營(yíng)部門(mén)提供的服務(wù)和產(chǎn)品的付款。

　　許多商人企圖把私人承包商不能控制部分的責任轉給其他承包商。其結果往往是私人承包商和承包機構都不滿(mǎn)意。因為接受這種不公平合同條款的是能力差的私營(yíng)企業(yè)，以至選擇的私人承包商不可能按要求的質(zhì)量提供服務(wù)和產(chǎn)品。

　　其他非政府機構和中國以外的政府等部門(mén)有各種其他的利益。這些利益往往是政治性的，可能與中國的政治利益是一致的，也可能是有沖突的。有時(shí)，這些利益是經(jīng)濟性的—創(chuàng )造一種能獲得長(cháng)期經(jīng)營(yíng)機會(huì )的局面。因此對這種機構或政府的利益必須認真分析，以確定它們是否與中國的利益是一致的。

　　6.4  私營(yíng)和其他部門(mén)參與中國給排水服務(wù)的策略鼓勵私營(yíng)和其他部門(mén)參與中國給排水服務(wù)的策略有以下幾個(gè)部分：明確限定當前中國給排水服務(wù)部門(mén)各組成部分的能力。確定能夠協(xié)助加強限定各組成部分的總的。就私營(yíng)部門(mén)參與的機會(huì )，對其他可選擇的私營(yíng)部門(mén)參與的樣板進(jìn)行考核。在分析可選擇的樣板時(shí)要記住，私營(yíng)部門(mén)很重視有把握和有利可圖的長(cháng)期的商業(yè)機會(huì )。私營(yíng)部門(mén)愿意承擔它可以控制的風(fēng)險，而不愿意承擔其無(wú)法控制的風(fēng)險。所以應該認真估量讓私營(yíng)部門(mén)負責什么，不負責什么，以及允許控制什么。按照有利于中國的原則和從私營(yíng)部門(mén)前途看樣板的合理性進(jìn)行評估。實(shí)施各種試點(diǎn)計劃，以研究上述樣板對中國環(huán)境的適用性。對于出私營(yíng)部門(mén)以外的一些部門(mén)的參與，采用類(lèi)似的方法。在評價(jià)其他可選樣板時(shí)，應分析這些部門(mén)的目的是否與中國的利益相一致。如果不一致，則應謹慎進(jìn)行，因為不存在一個(gè)成功的和長(cháng)期的企業(yè)的基礎。