污水處理信息化

A. 污水處理的工藝技術

生物處理中採用的處理工藝有：氧化塘法、Carrousel、交替式、Orbal、Phostrip法、Phoredox法、SBR法、AB法、生物流化床法、ICEAS法、DAT－IAT法、CASS（CAST，CASP）法、UNITANK法、MSBR法、A/O法、A2/O、A3/O、UCT法、ⅥP法、UASB法、一體化生化法、好氧污水處理、生物流化床污水處理、固定化細胞技術污水處理、生物鐵法、投加生長素法、集成生化加過濾法、增加流動載體法、深井曝氣法、生物濾池法、生物轉盤法、塔式生物濾池的生物膜法等等的城市污水一級、二級、深度處理法。 污水中磷的處理方法 水體富營養化現象導致了水質惡化，嚴重影響了人們的生產和生活，氮磷同為水體生物的重要營養物質，但是藻類等水生生物對磷更敏感，解決水體富營養化問題，首先要從污水中除去磷。隨著科學的進步及人們環保意識的不斷提高，可持續發展除磷技術已成為廢水處理研究領域的發展趨勢。
1 、化學除磷技術 化學除磷的基本原理是通過投加化學葯劑形成不溶性磷酸鹽沉澱物，最終通過固液分離的方法使磷從污水中被去除。其主要研究方向集中在化學葯劑的優化選擇上。化學沉澱法是一種實用有效的技術，其優點是：操作簡單、除磷效果好、處理效率可達80%～90%，且效果穩定，不會重新放磷而導致二次污染，當進水濃度較大波動時，仍有較好的除磷效果。缺點是：該法所用葯量大，處理費用較高，且產生大量的化學污泥。一般分為兩種：化學沉澱法和化學絮凝法：
化學沉澱法：
化學沉澱法除磷主要指應用鈣鹽，鐵鹽和鋁鹽等產生的金屬離子與磷酸根生成難溶磷酸鹽沉澱物的方法來去除廢水中的磷。最常用的是石灰、硫酸鋁、鋁酸鈉、三氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵和氯化亞鐵。
化學絮凝法
化學混凝法除磷是將可溶性磷轉化為懸浮性磷，並將其滯留。水中的磷大部分是溶解狀的無機化合磷，主要是洗滌劑的正磷酸鹽和稠環磷酸鹽，其餘小部分是以溶解和非溶解狀態存在的有機化合磷。稠環磷酸鹽和有機化合磷一般在生物處理中可轉化為正磷酸鹽。由於在各種陰離子中，磷酸根對鐵離子水解行為影響最為突出，它可以取代與鐵離子結合的部分羥基，形成鹼式磷酸鐵復合絡合物，改變鐵離子的水解路徑。
2、 生物除磷技術 生物除磷工藝是一種經濟的除磷方法，可以有效的去除磷，而不影響總氮的去除，運行費用低，且可避免化學除磷法產生大量的化學污泥。其中反硝化除磷工藝是當前研究的熱點。反硝化細菌的生物攝/ 放磷作用被代爾夫特工業大學和東京大學研究人員合作研究確認，命名為「反硝化除磷」。反硝化除磷菌(DPB)可以利用O2或者NO3 作為電子受體，在厭氧條件下，COD 可被降解為醋酸(HAC)等低分子脂肪酸，以供DPB 吸收繁殖，同時水解細胞內的Poly- P，並以無機磷酸鹽的形式釋放出來。在缺氧條件下，DPB 利用硝酸氮為電子受體發生生物攝磷作用，同時硝酸氮被還原為氮氣。被DPB 合並後的反硝化除磷過程能夠節省相當的COD 與曝氣量，同時也意味著較少的細胞合成量。國外對反硝化除磷研究的比較早，與常規生物脫氮除磷工藝相比，反硝化除磷所需的COD量減少30%(以生活污水計算)。反硝化除磷技術已從基礎性研究逐步應用到了實際工程中。滿足DPB 所需環境和基質具代表性的工藝為單級工藝(BCFS)和雙級工藝(A2N)。
3 化學輔助生物除磷
由於生物除磷的穩定性和靈活性較差，易受碳源、pH 值等因素的影響，出水的磷含量往往達不到國家排放標准要求，生物除磷的工藝穩定性可通過附加化學沉澱來改善。化學結合生物除磷技術的研究比較熱點。其中側流除磷(Phsostrip)工藝的研究深受關注，該工藝可保證磷出水值在1mg/L 以下，雖然尚不能達到國家一級A標准，但從除磷工藝的穩定性、磷去除效率、污泥最終處置的便利和間接節省的運行費方面來看，有其它除磷工藝都不可比擬的優勢
4 污水中磷的回收 鳥糞石(MgNH4PO4·6H20)沉澱法用於除磷，此法可以同時去除和回收磷、氮兩種營養元素，尤其是在一些同時含有磷、氮的廢水中，應用鳥糞石沉澱法實現這類廢水中的磷回收只需要在廢水中投加鎂源和適當調節pH，因此較為方便。鳥糞石是一種品質極好的磷肥，100m3 污水中可以結晶出1 kg 的鳥糞石，如果各國都進行污水鳥糞石回收，則每年可得6.3 萬t 磷（以P2O5 計），從而節約開采1.6%的磷礦。有研究表明，污泥回收磷可減少污泥干固體質量，回收磷後污泥焚燒後產生的灰分量也會顯著下降，且鳥糞石除磷工藝產生的污泥體積很小，僅是化學除磷產生的污泥體積的49%。 連續循環曝氣系統工藝（Continuous Cycle Aeration System）是一種連續進水式SBR曝氣系統。污水處理工藝CCAS是在SBR（Sequencing Batch Reactor，序批式處理法）的基礎上改進而成。CCAS污水處理工藝對污水預處理要求不高，只設間隙15mm的機械格柵和沉砂池。生物處理核心是CCAS反應池，除磷、脫氮、降解有機物及懸浮物等功能均在該池內完成，出水可達標排放。
污水處理工藝CCAS上獨特的優勢：
⑴曝氣時，CCAS污水處理的污水和污泥處於完全理想混合狀態，保證了BOD、COD的去除率，去除率高達95%。
⑵「好氧-缺氧」及「好氧-厭氧」的反復運行模式強化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率達80%以上，保證了出水指標合格。
⑶沉澱時，整個CCAS反應池處於完全理想沉澱狀態，使出水懸浮物極低，低的值也保證了磷的去除效果。
CCAS污水處理工藝的缺點是各池子同時間歇運行，人工控制幾乎不可能，全賴電腦控制，對處理廠的管理人員素質要求很高，對設計、培訓、安裝、調試等工作要求較嚴格。 人類面臨水危機已是不爭的事實。我國增加了對城市基礎設施建設和環境保護的投入，強化環境綜合治理，從而使污染物排放總量得到有效控制，部分地區和城市環境質量有所改善。但根據環境監測結果統計分析，我國水污染形勢仍然非常嚴峻，各項污染物排放總量很大，污染程度仍處於相當高的水平。
2010年全國污水排放總量610萬噸，同比增長3.4%，自「十一五」以來，我國污水排放總量增速放緩，由「十五」期間的8%左右降到2010年的3%左右。我國城鎮污水處理能力在「十一五」時期獲得極大提升，近兩年又持續保持增速。截至2011年底，全國設市城市、縣累計建成城鎮污水處理廠3135座，污水處理能力達到1.36億立方米/日。全國正在建設的城鎮污水處理項目達1360個，總設計能力約2900萬立方米/日。
截至2011年底，我國水資源總量約為2.4萬億立方米，約佔全球水資源總量的7%，居世界第六位。但由於我國人口佔世界比重的20%，人均水資源僅佔世界平均水平的四分之一，世界排名第88位，被列為世界人均水資源貧乏國家之一。我國660多個城市中，缺水城市有400多個，其中嚴重缺水城市 114個。即便在多水的長江流域也有缺水城市59個，缺水縣城155個。其中不少缺水城市為水質型缺水城市。我國缺水城市數量的增幅大致與城市化進程保持一致。《中國污水處理行業市場前瞻與投資規劃分析報告》數據顯示，截至2012年底，我國污水處理及其再生行業企業個數達到了213個，資產總計844.13億元，較2011年增長了11.43%，銷售收入為236.64億元，較2011年增長了16.16%，擴張速度較快。
從城市化程度方面來看，中國城市化發展進程已經進入了國際公認的加速發展時期，2010年，中國城市化水平已接近50%;預計2020年，城市化發展將達到58%左右。通過對城市用水和建設用地保障程度變化機理與規律的分析發現，過去30年全國城市化水平每提高1%需新增城市用水17億立方米，其中需增城市生活用水9.4億立方米，需增城市工業用水7.6億立方米，隨著城市化程度加快，用水量增加，同時排水量增長，污水處理需求也隨之加大，再生水的利用也成為緩解水資源壓力的有效途徑。
許多發達國家的用水理念是盡量減少潔凈水的使用，減少污水的排放，實現水資源的循環利用。再生水利用的歷史也比較久遠，早在19世紀，倫敦、波士頓、巴黎等城市就有關於合法使用再生水的法案出台。隨著污水再生利用技術的不斷提高，再生水在工業、農業、市政生活等方面都得到了越來越廣泛的應用。另外，再生水作為一種重要的水資源在世界其他許多發展中國家也得到越來越廣泛的應用。例如墨西哥、阿根廷、巴西等國都開始利用再生水，其中用於農業灌溉的比例最大。再生水和海水淡化、跨流域調水相比，其成本低，也助於改善生態環境，實現水生態的良性循環。無論是從技術、經濟還是途徑方面來看都是緩解水危機的最佳方式之一。
存在的問題及對策
一、問題
1、運營服務和高效監管，成為突出問題。運營管理越來越重要，越來越突出。由於下屬企業數量多，分布廣，對監管也提出了更高的要求。
2、污水處理企業在運營階段，對管理水平的要求、對成本控制的要求在不斷提升。
3、污水處理企業如何將行業中優秀污水處理廠的管理經驗，推廣到所有廠站。提升公司整體管理水平。
二、建立信息化的綜合污水處理管理平台
通過採用先進的信息化技術，為水務集團建立一個生產運行管理的綜合化信息平台，使營運管理向專業化、實時化和智能化發展，消除決策者、管理者和執行者之間信息脫節，構築起以信息資源數字化、信息傳輸網路化、信息技術應用普及化為標志的「數字水務運營管理」基本框架、實現生產控制精細化和節約化、工藝調度實時化和最優化、日常管理系統化和制度化、服務規范化和人性化，為其向集約化創新營運管理模式邁進提供信息化基礎保證。這就是水務綜合運營管理系統。
水務綜合運營管理系統具備：
1、先進性：本系統採用Spring、Hibernate框架技術開發，基於J2EE的軟體平台。採用了B/S架構，運用JSP/Servlet、Ext、Flex等技術。是國際主流的企業級軟體開發技術。在開發效率、運行穩定性、數據安全、應用功能擴展等方面具有得天獨厚的優勢。
2、專業性：本系統結合全國十佳污水運營企業優秀的運營管理方式，由全國十佳污水處理運營單位的多位資深行業內專家和清華大學環境工程學院和華中科技大學計算機學院的多位教授專家共同設計管理模型，採用先進的計算機技術歷時兩年開發而成。已在數家大型排水集團試運行，取得用戶一致高度評價。
3、實用性：本系統基本涵蓋了污水處理廠生產運營活動中的各個層面，全面而系統地提升了企業的信息化水平。系統採用友好直觀的顯示界面，實現生產工藝圖形化實時監視，各種能耗實時顯示；同時系統對污水處理廠最為關注的節能降耗問題進行了針對性設計，採用多種科學手段進行最優化控制，如：進行泵站機組聯編控制、優化調度，降低能耗，延長機組使用壽命；自動分析水質數據情況，計算合適的用葯比例，節約用葯成本；曝氣池溶解氧濃度的穩定控制，降低曝氣系統能耗等。
4、擴展性：本系統分為廠站數據採集系統和運營管理平台兩部分，可最大程度滿足不同污水處理廠具有差異化的應用環境；採用模塊化設計，不但滿足了作為污水處理廠基礎信息平台的需求，系統功能更可根據用戶的個性需求而定製功能，同時隨著企業信息化程度和管理水平的不斷提升而進行應用方面的拓展從而滿足更高層面的需求。
水務綜合運營管理系統優勢有：
1、集中式優化管理：本系統採用了集中式的數據採集系統將原來分散的各分布廠站的生產運行數據進行實時採集，進行集中管理，並實時存儲，同時支持遠程網路訪問；突破了傳統自控系統和組態軟體的狹窄視野，把生產控制層和企業決策管理層有力的結合起來，實時系統與管理信息系統相互滲透，彼此結合，形成一個多層次、網路化的自動化信息處理系統。最大限度提升了整體運營水平。
2、在線實時監控：本系統根據生產工藝流程將各種設備實時運行狀況、實時能耗狀況等運行狀態進行圖形化實時監視，生產過程中出現異常過程實時告警並發出應急預案提示。報警後處理情況及結果還可作為知識庫保存，也可以自己編寫報警預案，不斷提高故障處理效率。並隨著時間推移經驗的提升不斷加強系統自動處理各類問題的能力。大大降低了以往此類問題全部由技術人力提供預案所帶來的不確定性的風險。從而極大增強了生產運營的穩定性。
3、優化調度，節能降耗：針對生產運行中能耗重點單元（泵房、曝氣池、加葯系統等），提供專家性優化調度方案。提高處理效率，系統實現節能降耗。
4、設備（備件）管理：對設備和備件等資產實現全面的維修、養護、庫存管理，對資產變動過程進行跟蹤和記錄。提供完善的各類報表。設備(儀表)養護流程、設備(儀表)維修計劃、設備潤滑計劃等完全自動化管理，到時提醒。實現了對生產設備的科學化、規范化、信息化的管理，延長了設備使用壽命和提高了設備的使用效率。
5、統計分析功能：本系統提供多種智能分析工具，能對各階段、各時期、各類生產運行數據可進行統計、比較、分析，並以直觀的圖表形式呈現，如歷史生產數據綜合分析，重要指標參數對比分析等。對輔助管理者的決策提供強大的支持。
6、靈活高效的報表系統：系統可自動採集，統計分析報表自動生成，預置流程數據報送，同時可根據使用者要求進行生產報表報送流程自定義，可根據用戶許可權隨時進行任意格式數據報表導出，為管理決策隨時提供第一手資料，同時極大緩解人力勞動，減少企業人力成本。
7、輔助分析：能通過內嵌的能源計量管理模塊和生產計劃模塊自動對生產的運營直接成本和綜合成本進行分析比較，協助管理人員找出能夠實現效益優化的生產管理方案。並可根據使用方提供的演算法模型隨時自定義生成和系統結合的多種智能輔助分析工具。
三、為水務集團解決的問題
1、建立企業門戶，解決企業信息傳遞脫節，「信息孤島」問題。
2、實現污水處理企業的專業化、規范化、標准化的信息化管理模式，提高企業市場競爭力。
3、建立企業動態決策支持系統，實現專業化、科學化管理決策。
4、建立企業工作流平台，規范化、標准化工作流程，提高管理水平，實現有效監管。
5、健全企業預案庫、知識庫，提高人員知識水平和素質，保障安全高效生產 。
6、建立智能化污水處理工藝模擬模型，實現生產優化調度，節約能耗，降低成本。 過去幾年，污水處理行業的產業能力發生了質的變化，這個質的變化主要由兩個方面，一是污水處理廠的數目在快速增加，二是整體的處理能力在快速地增加。約有3000 多座污水處理廠，工業廢水排放達標量2011 年是540億噸，2012 年會突破760億噸。量的變化在一定程度上也引起了質的變化。
通過研究美國及其他發達國家城鎮水務的發展進程、技術標准、治理水平、監管制度等可以發現我國雖然具備了大規模污水處理能力，但是僅僅體現在量上，在治理的水平等質量方面依然存在較大的提升空間。例如污水處理中的膜處理技術、污泥處理、再生水利用等。我國若要在質量上追上與其他發達國家的差距，需要在污水處理的監管機制、投融資機制以及處理各環節產業鏈上加大投入力度，從而提高城鎮污水處理的總體水平，有效控制水污染。
《2014-2018年中國污水處理行業市場前瞻與投資規劃分析報告》顯示，隨著我國現代化及工業化的不斷推進，廢水排放總量不斷增長。2001-2012年，我國廢水排放總量從2001年的433億噸增長到2012年的685億噸，廢水排放總量增加了252億噸，平均每年多排放了21億噸廢水，平均年復合增長率約4.3%。
從廢水來源來看，我國廢水排放總量的增長主要是城鎮污水排放量的增長。我國城鎮污水排放量占廢水排放總量比例從2001年的53.2%上升到2012年的67.6%。此外，2001-2012年我國城鎮生活污水排放量年均增量19.4億噸，占廢水排放總量年均增量的92.2%。而從我國不斷發展發生的水污染突發事件來看，也主要是我國水污染的監管制度和處罰力度有待提高。
從空間分布上看，過去是點狀分布，向空間網路這樣的布局轉變。這樣的轉變帶來什麼樣的好處呢?在區域層面上，產業具體的能力在增強，污水廠是一個非常明顯的，稱之為規模效益的產業，規模越大，效益越好。過去是由單個廠形成的，如果在區域上能做整合的話，就由單廠的規模優勢轉變成多廠的集合優勢，所以這是非常大的一個變化。
對此，污水處理專業人士根據污水處理行業設施由量變帶來的質變的變化過程，總結出三種未來發展的趨勢。
第一，行業整體的績效提高。內部行業的績效成為當務之急，所以國家十二五重大專項裡面，專門有項目要建立國家范圍的行業管理績效體系。
第二，服務成為我們行業的核心任務，成為行業的核心環節。這跟發達國家是一致的，發達國家基本上服務業占整個環保產業，設備、投資、建設大概佔50%左右，我國估計佔10%左右，所以有這么大的空間，內部的結構調整面臨從建設到發展的需求。沒有哪一個運營主體在一個國家層面上能夠占絕對的主導地位，不論是國有企業也好，外資企業也好，事業單位也好，還是股份制公司也好，都呈現了多樣化形式。所以以資產為基礎的整合機會，這個不容易。這是我們面臨的一個困難。但是另一方面，又提供了很好的契機。如果看國際上做資產整合的話，早期是英國做的比較成功，它先解決整合的問題，然後再解決市場化的問題。
第三，從技術層面上看，水資源問題，本身開始出現流域化的趨勢，過去叫「多龍治水」，越來越強調從流域的層面協調，從流域的尺度上，不僅僅是協調水資源，而且協調再生水。只有從流域角度上考慮這個問題的時候，才能取得最大的效益。
所以從環境本身和技術進步的角度來看，可以有這樣的基本結論，無論從資源的角度，還是水環境的角度，本身解決中國水的問題，都要有一個區域的解決方案，而不點源的解決方案。技術進步、社會結構變化又推動了這種組團式，分散化的方案，這兩個本身是矛盾的，恰好是這兩者之間矛盾的對立和統一，提出了行業整個實現區域整合的內在需求。 1、青島理工大學 ：以環境能源為優勢學科的綜合院校
2、武漢大學：高校排名第四，水資源與水電工程國家實驗室
3、華中師范大學：211高校，全國高校綜合排名第30

B. 污水處理廠信息化崗位怎麼樣

污水處理廠信息化崗位是一個比較新興的職業，世物沖主要是負責污水處理廠信息化系統的運維、升級以及優化工作。隨著科技的發展，污水處理廠需要藉助信息化技術來提高運行效率、降低運行成本、提高水質處理效果等方面。因此，信息化崗位成為污水處理廠的一項重要職業。
污水處理廠信息化崗位的具體工作內容包括：負責信息化系統的維護、升級以及優化工作；負責信息化設備的安裝、調試和維修；負責信息化系統的數據採集、分析和處理工作搜殲；負責信息化系統與其他設備的聯螞雹網工作；負責信息化系統的安全管理等。
從就業前景來看，隨著環保意識的加強和污染治理的需求增加，污水處理廠信息化崗位將會越來越重要，因此對於具備相關專業技術和經驗的人才來說，就業前景較為廣闊。同時，由於污水處理廠信息化崗位需要具備較高的專業技術水平和工作經驗，因此對於從事這一職業的人才來說，薪資待遇也相對較高。

C. 南昌市城鎮排水與污水處理管理辦法

第一章總 則第一條為了加強對城鎮排水與污水處理的管理，保障城鎮排水與污水處理設施安全運行，防治城鎮水污染和內澇災害，根據《中華人民共和國水污染防治法》和《城鎮排水與污水處理條例》等有關法律法規，結合本市實際，制定本辦法。第二條本辦法適用於向本市城鎮排水與污水處理設施排水，城鎮排水與污水處理的規劃、設施建設、維護與保護，城鎮內澇治理及其監督管理等活動。

本辦法所稱城鎮，是指市國土空間總體規劃確定的城區范圍和各縣國土空間總體規劃確定的縣城城區范圍。第三條本辦法所稱排水，是指利用城鎮排水與污水處理設施收集、輸送、排放雨水和污水的行為。

本辦法所稱污水處理，是指對污水進行凈化處理以達到排放標準的行為。

本辦法所稱城鎮排水與污水處理設施，是指用於排水與污水集中收集處理的城鎮公共基礎設施，包括排水管道、檢查井、排水泵站、雨水井、污水處理設施、污泥處理處置設施及其附屬設施等。第四條本市城鎮排水與污水處理工作由市、縣兩級人民政府確定的城鎮排水與污水處理主管部門（以下統稱排水主管部門）分別負責。

市人民政府城市管理主管部門是市人民政府排水主管部門，負責市城區排水與污水處理工作的綜合協調，統籌組織市本級排水與污水處理設施規劃、運行和維護，並承擔小區內部局部管網修補、錯接漏接整治等管理性工作。

市人民政府城鄉建設主管部門負責市城區新建城鎮污水管網建設、城區合流制管網雨污分流改造工作及相關工程質量的監督管理。

生態環境、水利、自然資源、市場監督、財政、公安等有關部門，應當按照各自職責分工做好城鎮排水與污水處理相關工作。

城鎮排水與污水處理設施所在地的區人民政府、開發區管委會，協同做好本轄區內城鎮排水與污水處理相關工作。第五條市、縣（區）人民政府應當加強對城鎮排水與污水處理工作的統一領導，整合現有涉水管理信息系統，建立健全工作協調機制，並保障城鎮排水與污水處理資金投入。

鼓勵和支持依法利用大數據、物聯網、雲計算、人工智慧等現代科學技術，開展降水動態監測，提升城鎮排水與污水處理管理信息化、智能化和精細化水平。第六條市、縣（區）人民政府及其有關部門、新聞媒體應當加強雨水源頭減排、排水與污水處理、城鎮內澇防治等相關知識的宣傳，提高全社會科學、安全、規范排水和環境保護的意識。第二章規劃與建設第七條市、縣人民政府排水主管部門應當會同自然資源等有關部門，組織編制城鎮排水與污水處理專項規劃，報本級人民政府批准後公布實施，並報上一級人民政府排水主管部門備案。第八條城鎮排水與污水處理專項規劃主要包括下列內容：

（一）規劃范圍和期限；

（二）排水與污水處理標准、現狀和目標；

（三）排水量與排水體制、模式；

（四）污水系統規劃；

（五）污泥處置規劃；

（六）內澇防治規劃；

（七）排水與污水處理設施的布局、投資估算、建設時序和建設用地以及保障措施；

（八）其他需要納入的內容。

專項規劃應當符合國民經濟和社會發展規劃、國土空間總體規劃、水污染防治規劃和防洪規劃，並與城鎮開發建設、海綿城市、道路、綠地、水系等專項規劃相銜接。第九條本市實行雨水、污水分流排放制度。

新城區建設應當實行雨水、污水分流。已經實行雨水、污水分流排放的區域，禁止將雨水管網和污水管網相互混接、合流排放，禁止將污水管網直接接入河道。

尚未實行雨水、污水分流排放的區域，應當按照城鎮排水與污水處理專項規劃的要求，進行雨水、污水分流改造。第十條市、縣（區）人民政府在實施新城區建設和舊城區改造時，應當按照城鎮排水與污水處理專項規劃確定的建設時序，優先安排城鎮排水與污水處理設施的建設或者改造，提高排水與污水處理能力。

城鎮排水與污水處理專項規劃確定的排水與污水處理設施建設用地，不得擅自改變用途。第十一條城鎮排水與污水處理相關建設工程項目應當配套建設或者改造排水與污水處理設施，並與主體工程同時設計、同時施工、同時投入使用。

自然資源主管部門核發前款建設項目用地規劃許可證時，應當徵求排水主管部門的意見。

排水主管部門應當就排水與污水處理設計方案是否符合城鎮排水與污水處理專項規劃提出意見。

D. 王新莊污水處理廠進水水質要求

王新莊污水處理廠進水水質要求是：COD一般在200-400mg/L，NH3-N在30-50mg/L，SS在200mg/L左右。
在城市也稱污水處理廠或污水廠。設在工廠的常稱處理站，出水放入城市排水管道時，處理站實際上是一種預處理設施。廢水處理廠是由多個單元過程組成的復雜系統，各單元過程的費用和效率互相聯系、互相影響，並最終決定整個系統的費用和效率。

E. 污水處理信息綜合管理系統設計方案

污水處理是消除污染、化害為利、造福於民的產業。污水處理廠的生產和管理數據量大，數據之間關系復雜，如果不根據污水處理實際情況採用信息化管理，將很難保證生產合理運行，更無法提高污水處理的勞動生產率，降低污水處理成本，滿足我國經濟快速發展的需要。污水處理信息綜合管理系統設計方案充分利用計算機網路優勢，將管理與生產處理緊密聯系起來，分析、整理生產和管理數據，提高整體工作效率。
一、系統目標
系統目標包括：（1）建立企業各部門工作站的網路結構，組成企業網路信息系統。（2）建立污水處理廠信息管理，實現企業資源基櫻的合理化應用，建立企業年度計劃，平衡物料計劃及產能計劃，對月生產計劃進行動態跟蹤；監督和控制工藝運行及建立企業財務電算化，對企業的人力、設備、物料、生產方法這四個企業基本要素進行綜合平衡管理，為企業的生產、經營決策提供准確的依據。（3）提供信息綜合查詢系統，為決策層提供分析和解決依據。（4）建立污水處理行業的技術檔案資料庫。（5）實現水質監測分析。（6）實現廠務信息管理。（7）實現企業信息資源及設備資源共享。（8）建立企業辦公自動化系統。（9）建立與外部企業的信息溝通平台，逐步滿足企業的電子商務需求。
二、信息管理系統目標設定
信息管理系統主要包括生產數據管理與分析、物料庫存管理、生產計劃、固定資產管理、設備管理、人力資源管理、質量管理、綜合查詢、檔案管理等子系統模塊。每個系統要達到的具體目標如下：（1）數據管理與分析。實時採集生產數據；通過生產數據分析當前的生產狀況；管理歷史生產數據。（2）物料庫存量管理。提褲舉高服務水平，保證按時、按量、按品種成套配備，經濟合理地滿足生產經營所需的各種物資的供應；提高庫存的管理水平，減少庫存資金的佔用，加快流動資金的周轉；降低物資消耗，減少產品成本，提高物資利用率。（3）生產計劃。指導各項生產經營活動順利進行，實現對整個生產經營活動的計劃與控制；用計算機處理計劃過程中的大量信息，使計劃有良好的應變能力；協調可用資源與資源需求之間的差距，即實現資源優化配置管理；合理安排製造資源，高效低耗地組織生產；實現通過網路查詢相關生產計劃。（4）固定資產管理。主要處理固定資產的增減變動核算、折舊計提以及登記固定資產等業務；可以根據需要任意設置固定資產項目。（5）設備管理。對設備情況進行監控，建立設備檔案管理。（6）人力資源管理。（7）綜合查詢。對各個子系統的數據進行查詢；對不同的用戶賦予不同的查詢許可權。（8）檔案管理。類目管理，文書檔案管理，科技檔案管理；對所有檔案根據年度、分類號與保存搏純叢期限等組卷信息進行修改、追加、刪除、插入、分類、序號調整等。
三、系統規劃方案
（一）系統設計原則
（1）系統的標准化和規范化。系統的標准化和規范化是信息系統建設的關鍵一步，要實現信息共享，必須規范信息技術標准。（2）系統的實用性、穩定性和可靠性。系統建設要以滿足工作的業務需求為首要目標，建設方案以實際可接受能力為尺度，避免盲目追求新技術。系統中的軟硬體及信息資源要滿足可靠性設計要求，系統必須能長期安全運行，即系統的設計必須在成本可以接受的條件下，從系統結構、設計方案、設備選型、廠商的技術服務與維護響應能力、備件供應能力等方面考慮，使得系統故障發生的可能性盡可能少，對各種可能出現的緊急情況有應急的工作方案和對策。（3）系統的安全性。遵循有關信息安全標准，系統具有很強的安全防衛機制，應提供多方式、多層次、多渠道的安全保密措施，防止各種形式與途徑的非法侵入和機密信息泄露，保證系統信息的安全。（4）系統的靈活性和可擴充性。計算機技術發展迅速，日新月異，系統的設計要在保證軟體兼容的情況下，利用最小代價，使網路系統結構平滑過渡到新的網路結構體系，可以靈活擴充。系統應有較強的應變能力，實現程序與處理數據分離，處理數據的變化不需要修改應用程序軟體，如表格、數據結構的定義，既滿足上級的要求，又滿足用戶自己的特殊需要，用戶可以靈活定義和變化。
（二）網路結構
網路主要由企業內部網和信息發布系統兩部分組成。根據企業用戶信息管理系統的需求，在網路系統的設計中，採用目前先進成熟的快速乙太網技術，以最優的性能價格比實現整個網路系統的高性能和高可靠性。這樣，用戶在外地也可通過公眾網訪問本信息系統。網路設計的目標是：（1）系統採用星型網路結構，單機損壞對整個系統無影響；（2）採用高容錯技術，系統可以不間斷運行；（3）星型布線使站點不受限制，在站點增加、減少的情況下，系統不停機；（4）採用實用的客戶機/伺服器和瀏覽器/伺服器結構；（5）伺服器採用易於管理的Windows NT系統；（6）客戶端採用方便實用的Windows 98、2000和XP.
（三）Intranet/Web開放平台
Intranet是企業內部網路，它既可以獨立自成體系，也可以非常方便地通過接入方式成為Intranet的一部分。Intranet的技術基礎是Web技術，自它問世以來，很快發展成為兼有很多Intranet服務功能的集合體，其優點之一是它的協議和技術標準的公開性，不局限於任何硬體平台或操作系統，並可以同時支持多種機型和操作系統平台。Web採用的是HTTP超文本傳輸協議，使用的文檔格式是HTML.這種文檔格式保證了數據在各種平台、不同瀏覽器下的一致性。Web瀏覽器具有非常友好的用戶界面，任何人只需要移動滑鼠就可以在信息的海洋里漫遊，和現有的任何一種辦公自動化軟體相比，它都具有不可比擬的優勢。
（四）系統軟體
（1）操作系統Windows NT Server.該系統為各種組織的計算環境提供了一個完整的方案。從文件列印操作，到Intranet和Internet服務，關鍵任務的應用程序支持，所有的服務被嵌入操作系統。從基本點著手，Windows NT Server設計成為最具有集成性，完整性和便捷性的伺服器操作系統，並提供了對關鍵任務應用程序所必備的評測性，可靠性和管理性。（2）資料庫系統SQLServer 2000.SQL Server 2000是一個綜合的分布式管理框架結構，集中地管理組織機構中所有資料庫伺服器。通過增強的基於Windows的管理工具和強大的基於伺服器的作業日程安排，可以直觀地控制多個伺服器，並且實現分布式環境命令構成的遠程操作的自動執行。考慮到與Internet的集成，SQL Server還提供了高性能的Web頁面信息訪問機制。它的新組件Web Assistant能通過多種方式利用SQL數據推廣Web服務，允許在一個私有Intranet網或在世界范圍網（Internet）的Web上分發公司數據。（3）客戶端系統軟體。客戶端操作系統可採用Windows NT Workstation 4.0 或Windows 98中文版。
（五）系統安全策略
現代企業信息系統要求具有很強的安全監控能力，既能抵禦外部的侵擾，又能根據信息保密程度，對內部用戶進行許可權控制。MRP2採用系統整體安全策略，從用戶意識、網路系統、應用系統等各個方面來保證信息系統最大程度地安全運行。
（1）系統安全策略設計原則保證網路系統的安全是一個系統工程，單靠系統設計並不能完全解決問題，還需要網路系統管理人員和用戶的密切配合。所以，在考慮MRP2的安全策略時，應遵循以下原則：增強各級領導、系統管理人員和所有用戶的安全意識，制定系統安全管理規范，並監督執行，定期檢查；提供網路安全保護措施；提供應用系統安全保護措施。
（2）與Internet相聯的企業內部網（Intranet）一方面具有良好的開放性，資源共享、協議通用和互聯方便，但同時又帶來了嚴重的安全問題，我們在對外界開放企業內部網路時必須保護企業的機密信息不受競爭對手、黑客和不法分子的入侵。為此，必須解決網路級的安全控制問題。一般可從三方面來考慮。第一是系統安全。系統安全包括管理員的賬戶與密碼、資料庫存取許可權、E-mail等方面的問題。在操作系統和資料庫管理系統方面，各廠家已對安全問題作了充分的考慮，關鍵是用戶如何加強管理，如重要場合的出入、系統管理員的素質、賬戶管理策略等。第二是信息安全。主要是針對特別的信息進行加密。第三是網路安全。通常採用防火牆技術來保證。防火牆是一種將內部網與Intranet相隔離的方法。它能保證上內部網與外界通信的同進，減少來自外界病毒的侵擾。防火牆通常有兩種實現方式-基於包過濾的防火牆和基於代理的防火牆。大多數路由器都支持防火牆軟體，這種基於路由器的防火牆軟體適用於整個網路。
（3）系統級安全策略。第一是口令。口令識別是一種低成本、易實現的用戶識別技術，在信息系統內廣泛地使用。在口令識別機制中，信息系統給每個用戶分配一個用戶標識和一個用戶口令。用戶標識唯一確定一個用戶，是公開的；口令用於證實用戶，是保密的。用戶要注冊進入系統中，必須先向系統提交其用戶標識和口令，系統根據用戶技術標識判斷其是否為注冊用戶，再根據口令決定是否讓其注冊。第二是訪問許可權控制。訪問許可權控制技術是在保護資源安全的條件下實現資源共享，以訪問控製表的形式來規定用戶對文件、資料庫、設備等訪問許可權（讀、寫、存、刪除等）第三是充分利用Windows NT的安全策略。包括域用戶管理、伺服器鏡象和磁碟鏡象技術（保證數據的安全性）等。第四是代理（Proxy）安全策略。使用該策略可以防止沒有授權的用戶連接到企業內部網；與NT的用戶驗證相結合，使管理員能夠設置何人使用Intranet以及使用哪些服務；通過IP地址或域來防止對限制站點的訪問。第五是充分利用數據管理系統提供的安全策略。包括用戶驗證、對資料庫的訪問許可權設置等。
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F. 污水處理廠自動化系統的分析與應用

一、引言
水是人類生活和國民經濟發展的不可或缺的重要部分，隨著科技水平的飛速發展和人類生活水平的巨大提升，對於潔凈的優質的水源的需求也不斷急劇釋放。為建設可靠、穩定、先進、經濟以及可擴展的合理的水處理自動化系統成為工程界和城市水行業營運管理部門共同關心的問題。微電子、通信、計算機技術的發展大大提高了水處理控制系統的信息化和智能化程度，與3C技術相結合的PLC以其卓越的可靠性、抗干擾性以及靈活的控制方式成為水處理自動化系統的核心控制器，其與開放的網路通信系統一起，共同推動著水處理自動化系統的智能化程度的發展。
水處理行業主要分為凈水處理和污水處理兩大部分。凈水廠控制系統通常分為水廠調度系統、加葯間（加氯間）PLC控制站、濾站PLC控制站、送水泵房PLC控制站等。各個控制站相對獨立工作，通過有線網路進行通訊，將所有的數據信息送到水廠調度室進行處理，或將一部分數據通過調度系統以無線（或有線）通訊的方式送到城市的調度中心。對於污水處理來說，要根據污水水源地狀況來確定污水處理的工藝流程，由於污水處理工藝的不同而自控系統應用PLC的要求也有所不同。一般講，整個污水處理廠都有總控室和多個現場控制站，站與站之間通過控制器層網路或信息層網路相連，然後全部連接到總控室，總控室的多台計算機、工作站和圖形站都用信息層網路連接，這樣和現場控制站構成了集中管理，分散控制，高速數據交換的工廠級自動化網路[1].PLC自控系統是水處理廠的控制核心部分，對其合理的選型和設計，對污水廠能否高效、自動化的運行非常重要。然而，PLC網路又是其中的重中之重，網路的好壞直接影響到污水廠的正常運行。
二、系統構成
污水處理廠自控系統一般包括污水廠部分和廠外泵站部分。監控系統通訊網路和PLC是污水處理自動化系統的核心組成部分，它們的性能對污水處理自動化系統會起到決定性的作用[2].根據污水處理自動化本身的特點和監控需求選擇合適的PLC及通訊網路是保證污水處理自動化系統性能的重要因素。
通信網路：
在污水處理自動化系統的結構上，國內在管理體制上主要採用三級管理，即監控總中心、區域監控分中心和監控站。由於監控站不直接對污水處理廠的外場設備進行直接控制，因此工程界按照系統結構的劃分把監控系統劃分為信息層、控制層和設備層。
第一層為信息層，主要負責大量信息及不同廠家不同設備之間的信息傳輸，工業乙太網Ethernet為目前較常用的一種信息網路，世界各大PLC生產廠商均支持工業乙太網，並且他們在原有TCP/IP的基礎上，相繼開發出實時性更高的工業乙太網，如歐姆龍和羅克維爾支持的Ethernet/IP，施奈德支持的Modbus-TCP/IP以及西門子支持的ProfiNet等。由於Ethernet的信息量大，因此在污水處理廠自動化系統中乙太網主要用於各個控制分站與監控中心的數據傳輸，包括各種感測器數據等大量歷史數據信息。
第二層為控制層，主要採用現場匯流排組成隧道區域控制器網路，其特點是由於採用了標准匯流排組網，既能滿足實時通信的要求，又具有開放協議的標准介面，能在匯流排上方便的掛接各種外場設備，有利於監控系統的擴展。目前，現場匯流排有40多種，在污水處理廠自動化系統中應用的現場匯流排主要有ControllerLink、LonWorks、Inetrtbus、Profibus、Can和Modbus.他們的共同特點是高速、高可靠，適合PLC與計算機、PLC與PLC及其它設備之間的大量數據的高速通訊。為使系統的穩定可靠，控制層的網路結構多採用環網的方式組成，包括線纜型和光纖作為傳輸介質，具體組網將在後面作出實例說明。
第三層為設備層，這一層用於PLC與現場設備、遠程I/O端子及現場儀表之間的通訊，它們有DeviceNet、Modbus以及Profibus/DP等，其中DeviceNet已經成為工業界的標准匯流排而得到了廣泛的應用，而Profibus/DP雖然沒有成為標准，但是它的應該也相當廣泛。
值得指出的是，近來年乙太網的廣泛應用使得人們把目光投向了現場匯流排上來，工業乙太網是否最終將取代現場匯流排仍然是一個爭論的話題。然而，不論是Ethernet/IP還是Modbus-TCP/IP，乙太網在一些重要的性能指標上仍然無法具有現場匯流排的特點和優勢。從本質上來講，乙太網的載波幀聽沖突監測CSMA/CD的訪問方式，實時性並沒有現場匯流排採用的令牌匯流排和令牌環的訪問方式高，不論人們採用何種方式，如協議封裝、分時訪問控制等，都只能改善乙太網的實時性，起不到本質的改變。在當前技術還未完全成熟之前，現場匯流排應用於控制層，是一個積極和穩妥的選擇。隨著乙太網技術的不斷發展，今後其取代現場匯流排而用於控制層也是很有可能的。
監控分中心及上位監控軟體：
監控分中心一般將設置多台SCADA工作站（工控機）。分別用於水廠調度系統、加葯間（加氯間）、濾站、送水泵房等監控，完成污水廠內各種設備的狀態顯示、自動控制、半自動控制、列印報警、分析報表等工作。同時，監控分中心還將設置了多台伺服器，為其它計算機提供支援和與監控總中心進行通信。
PLC的選擇：
施奈德（Schneider）、西門子（Siemens）、歐姆龍（Omron）、羅克維爾（Rockwell）、通用電氣（GE）是全球五大PLC製造廠商和整體方案的提供者，他們的產品面向各自不同的領域，其中在污水處理自動化系統的應用方面，又以羅克維爾、歐姆龍和施奈德的應用最為廣泛。
污水處理自動控制系統對PLC的性能提出了更高的要求，作為污水處理自動控制系統的核心控制器，其必須具備以下幾大功能特點：首先本身必須穩定可靠，並具有預先處理數據和集中傳輸數據的能力，具有較高的故障保護能力；其次，控制分站本地控制器可以獨立承擔控制分區的基本控制任務，即使監控站或者監控中心因故障停止運行，相鄰區域的控制器也能交換數據信息；再次，當某控制站的控制量出現變化時，可按預定方案和程序採取相應的演算法，對相關區域的控制對象，比如泵或者加葯系統等做出相應的調整。因此，它必須至少有如下功能模塊，數據採集存儲處理功能（實現集中和獨立工作方式，尤其是在獨立控制時能與相鄰控制器實現數據交換）；通信功能、容錯功能、自動診斷功能和本地操作功能（即能帶觸摸屏）。
必須綜合考慮整個監控系統的性能要求和自然條件以及運營周期對設備的要求進行選擇，尤其在極端氣候和惡劣環境狀況條件下或較大規模的污水處理廠，需要選擇性能更好的雙機熱備冗餘的PLC，如Schneider的2Quantom系列、Rockwell的2ControlLogix、Omron的CS1D系列、Siemens的S7-417系列；區別在於Omron的雙系統是在一個底板上實現，而Siemens等是兩個底板通過光纖連接，會在一定程度上佔用控制櫃的空間，但他們的配置都很靈活，可以任意實現雙CPU雙電源、雙CPU單電源、單CPU單電源多種冗餘結構。
在一般的環境狀態的時候或較小規模的污水處理廠，多採用標準的機型作為現場控制器，如Schneider的Quantom140系列、Rockwell的ControlLogix、Omron的CS1系列、Siemens的S7-400系列等；他們都支持工業乙太網和多種現場匯流排，控制方式採用遠程帶CPU的智能分布式結構，系統開放性和兼容性強，豐富的I/O及高功能模塊，完全滿足污水處理自動控制系統對信號處理的要求。
三、應用案例
下面以天津咸陽路污水處理廠為例[3]，具體說明污水處理廠自動控制系統的組成，控制系統拓撲圖如圖一所示：
信息層：咸陽路污水處理系統因其分布面積較大，廠區內共有5個PLC分站：預處理系統分控主站PLC1、生物處理系統分控主站PLC2、污泥處理系統分控主站PLC3、出水及雨水系統分控主站PLC4和污泥消化系統PLC5，使用的CPU均為OMRON的CS1H-CPU66H.該功能層實現污水處理廠各單元過程所有過程參數、設備運行狀態及電氣參數的數據採集，單元過程及設備的控制，並通過OMRON網路模塊CS1W-ETN21，和中央控制室通過赫斯曼太網交換機，組成100M光纖以太環網，向監控層傳送數據和接受監控層控制指令。在中控室中，作為工業乙太網結點的系統數據伺服器、兩台工程師/操作員站計算機、列印機、UPS電源及監視屏等設備，其主要職能是進行系統中的信息交換與信息顯示及控制。該層通過上位監控軟體實現對主要工藝設備的控制和調度，對污水處理全過程中的工藝參數進行數據採集、監控、優化和調整，對主要工藝流程進行動態模擬和趨勢分析、實時數據處理和實時控制，在控制組態上實現各種常規與復雜的優化控制、專家控制、模糊控制等先進的智能控制。同時，功能強大與穩定的實時和歷史資料庫亦通過乙太網成為上下層間的信息通道。污水廠中控室控制站還通過RIAMBView和信息中心、便攜計算機及廠外泵站（咸陽路泵站、密雲路泵站）等處進行遠程通訊，RIAMBView具備遠程數據服務（最適合SCADA）功能，通過寬頻接收或發送相關數據，實現遠端對部分實時畫面、進程資料庫的訪問。
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G. 珠海經濟特區排水管理條例

第一章總則第一條為了加強城鎮排仔輪水管理，保障排水安全、暢通，防治水污染、保護水環境，根據有關法律、行政法規的基本原則，結合珠海經濟特區實際，制定本條例。第二條本市排水與排水設施的規劃、建設、運行、維護，以及對上述活動的監督管理適用本條例。第三條排水管理應當遵循科學規劃、建管並重、雨污分流、保障安全、綜合利用的原則。第四條市、區人民政府應當加強對城鎮排水工作的領導，將城鎮排水工作納入本級國民經濟和社會發展規劃，統籌安排城鎮排水設施建設與改造，保證排水設施的資金投入。

橫琴新區和經濟功能區管理機構履行區人民政府的管理職責。第五條市排水主管部門統籌全市城鎮排水工作，制定管理標准，監督、指導、協調區排水主管部門依法開展城鎮排水管理工作。

區排水主管部門負責轄區內城鎮排水管理工作，落實規劃建設，負責行粗市政排水設施運行維護的監督管理。

市、區發展改革、公安、財政、自然資源、生態環境、住房城鄉建設、交通運輸、衛生檔戚鎮健康、市場監管、城市管理綜合執法等部門，應當按照各自職責做好排水管理相關工作。第六條本市按照海綿城市建設要求開展排水科學技術研究和推廣應用，鼓勵節約用水和提高水資源利用率，推動污水再生利用和雨水、污泥的綜合利用。第七條市、區人民政府應當加強排水與污水處理設施信息化建設與管理，建立和完善信息化系統，實現排水與污水處理設施信息及時更新和共享。第八條市、區排水主管部門應當加強排水與污水處理、雨水和污水分流、排水許可管理等相關知識的宣傳，提高全社會科學、安全、規范排水和環境保護的意識。第九條任何單位和個人有依法排水和保護排水設施的義務，對違法排水和損害排水設施的行為有舉報、投訴的權利。第二章規劃與建設第十條市排水主管部門應當會同市自然資源部門編制全市排水與污水處理規劃，經市人民政府批准後實施。

區排水主管部門應當根據全市排水與污水處理規劃編制各區的排水與污水處理規劃，經區人民政府批准後實施，並報市排水主管部門備案。

排水與污水處理規劃應當符合國土空間總體規劃、國民經濟和社會發展規劃、防洪規劃、水資源綜合利用規劃、環境保護規劃等規劃要求，與開發建設、道路、綠地、水系、海綿城市以及內澇防治等專項規劃相銜接，並落實到詳細規劃實施管理。第十一條排水主管部門應當對排水與污水處理規劃執行情況開展階段性系統評估，並根據評估結果提出後續規劃修編意見和建議。需要對排水與污水處理規劃進行調整的，應當按照程序及時組織修訂。第十二條自然資源部門應當按照國土空間規劃和排水與污水處理規劃要求，保障排水與污水處理設施建設用地。

現有的排水與污水處理設施用地、保護范圍及預留用地，未經市人民政府批准，任何單位和個人不得佔用或者改變其使用性質。第十三條市、區人民政府按照先規劃後建設的原則，依據排水與污水處理規劃，統籌安排管網、泵站、污水處理廠以及污泥處理處置、再生水利用、雨水調蓄和排放等排水與污水處理設施建設和改造。

城鎮新區的開發和建設，應當按照排水與污水處理規劃合理安排建設時序；未建或者已建但未達到國家有關標準的，應當有計劃進行改造，提高城鎮排水與污水處理能力。

城市更新改造前，應當對更新改造區域排水系統進行評估，按照區域排水與污水處理承載力提出排水系統建設要求。

鼓勵跨行政區域建設污水、污泥集中處理處置設施。第十四條自建排水設施與市政排水管網接駁的連接管由建設單位建設。第十五條建設單位在組織編制建設工程項目設計方案前，應當查明建設工程區域內現有地下排水設施的信息資料。

區排水主管部門在接到排水設施相關資料查詢申請後，應當及時提供相關資料。必要時，區排水主管部門或者排水設施運行維護單位應當配合申請單位進行現場復查。第十六條新建、改建、擴建的建設項目需要建設排水設施的，應當與主體工程同時設計、同時施工、同時投入使用。

建設污水處理設施，建設單位應當同步確定污泥處理處置方案；需要配套建設污泥處理處置設施的，應當同步設計、同步建設、同步使用。

市政污水處理設施應當同步建設安裝污水處理實時監控設備。污水處理實時監控設備應當與生態環境部門的監控系統聯網，監測數據與排水主管部門共享。

H. 我國城市污水處理廠運行存在問題及解決對策研究

當前我國對生態文明建設重視程度空前，黨的十九大將「增強綠水青山就是金山銀山的意識」寫入黨章，將「美麗」作為社會主義強國目標的重要內容，水環境治理是其中最為核心的內容之一。城市污水處理廠作為治污基礎設施之一，是治水工作的關鍵環節，其處理規模、處理水平等直接影響治水成效。
本文通過分析我國已建的上海白龍港、廣州新華、寶雞市高新區、通遼市污水處理廠，太湖地區、三峽庫區污水處理廠的運行情況，發現其運行普遍存在運行負荷率較低、進水水質水量波動較大、出水水質難穩定達標等問題，通過深度剖析原因，科學地提出了針對性的解決對策，以期為我國城市污水處理廠的穩定運行提供參考，為水環境綜合治理做出貢獻為全面貫徹《水污染防治計劃》，全國各城市先後開展黑臭水體整治工作。
城市污水處理廠在保障水環境安全方面發揮著重要作用，建設污水處理廠是解決城市水污染的重要手段。
「十三五」全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃中提出，到2020年底，要實現城鎮污水處理設施全覆蓋，城市污水處理率達到95%，縣城不低於85%。「九五」期間，我國重點流域水污染防治規劃開始實施，城鎮污水處理設施的建設和運行開始成為各地落實水污染物減排責任目標的主要途徑。
在中央財政資金和相關政策的大力支持下，經過「十一五」、「十二五」的發展，我國污水處理廠建設取得了跨越式的進展，城鎮污水處理廠的數量和規模迅速提升，城市污水處理能力不斷提高。
統計資料顯示，至2016年末，城市污水處理率達到93.44%，其中污水集中處理率89.8%。截至2010年，全國共有城鎮污水處理廠2496座，較2006年相比提高了140%。到2016年末，城鎮污水處理廠數量達到3552座，與2010年相比增加了29%。
但是，污水處理率與處理能力的持續提高與水環境污染依然矛盾突出。環保部公布的《2016中國環境狀況公報》顯示，全國地表水1940個監測斷面中，仍有32%為IV類及以下水體。截止2017年底，住房與城市建設部和環保部認定的全國城市黑臭水體數量有2100個。
與此同時，污水處理廠排放標准不斷提高，2015年發布的《水污染防治行動計劃》明確提出，現有城鎮污水處理設施，要因地制宜進行改造，2020年底前達到相應排放標准或再生利用要求;敏感區域(重點湖泊、重點水庫、近岸海域匯水區域)城鎮污水處理設施應於2017年底前全面達到一級A排放標准，建成區水體水質達不到地表水Ⅳ類標準的城市，新建城鎮污水處理設施要執行一級A排放標准;到2030年，力爭全國水環境質量總體改善，水生態系統功能初步恢復。
由於我國城鎮污水普遍存在著水質水量變化幅度大、碳氮比偏低、無機懸浮固體含量高、冬季水溫低、工業有毒有害污染物沖擊等突出問題，明顯影響污水處理設施的正常運行，出水難以穩定達標。即使在達標排放的情況下，符合一級A/B標準的水質仍接近V類水(表1)，是水環境的重要污染源。
表1我國城鎮污水處理廠排放標准主要污染物指標對比 單位:mg/L
一些城郊結合部因居民亂扔、亂排生活污水，對水環境也帶來嚴重危害。為此，本文作者深入分析了我國南北方具有代表性的污水廠存在的問題及原因，並提出解決對策，以期為我國城市污水處理廠的穩定運行提供參考，為水環境綜合治理做出貢獻。
1存在問題及原因分析
1.1運行負荷率普遍較低，部分超負荷運行
根據住房與城市建設部2012年發布的《城鎮污水處理廠運行、維護及安全技術規程》(CJJ60-2011)，城鎮污水處理廠年處理水量應達到計劃指標的95%以上。我國大部分地區的污水處理廠運行負荷率偏低，難以達到住房與城市建設部的要求。
遼寧省污水處理廠月均負荷在80%以上的僅占污水廠總數32%。通遼經濟技術開發區污水處理廠現狀水量未達到設計值，近一半處理設施閑置。廣西城鎮污水處理廠2010年負荷率達到60%以上的污水廠占總量的65%。三峽庫區2014年176座污水處理廠的平均運行負荷僅為56.5%。
全國已建污水處理廠平均運行負荷率僅有65%～70%，遠低於德國2008年污水處理廠平均運行負荷率95%。而一些城市由於經濟發展迅速，人口數量增長過快，污水處理廠已超負荷運行，處理壓力大。
污水廠處理設施負荷率低的主要原因是廠網建設不配套，污水管網覆蓋率和收集率偏低。污水處理廠只有和排污管網配合使用，才能發揮治污作用。
由於污水廠建設相對簡單、集中、建設周期短，管網建設相對復雜、牽涉面廣、建設周期長，我國城市管理者普遍重建廠、輕管網、輕管理。
數據顯示，截至2016年全國共有城鎮污水處理廠3552座，與2010年相比增加了29%，排水管道長度僅增加了17%。配套管網與污水處理廠建設不同步，導致一些污水處理廠建成後面臨無污水可處理的尷尬境地。
有些城市先期只建設了污水干管，由於資金不到位支管網建設推進緩慢。部分城市新建的管網存在諸多問題無法與已有干管接駁，如設計標高與已有干管不一致，已有干管積水堵塞等。
導致建成管網沒有「織網成片」，污水收集率偏低。另一原因是污水廠設計規模與實際情況不符。由於部分城市對污水處理廠建設前期工作重視不夠，對污水來源和收集缺少詳細的規劃和充分的論證，管網、泵站等輔助設施建設相對滯後，設計規模往往基於理論設計計算。在經濟相對落後的地區，人均實際用水量和污染物排放量相對偏低，導致設計規模偏大，實際污水量不足。
而在一些發展較快的城市，隨著經濟的快速發展和居民生活水平的不斷提高，污水產生量不斷增加。污水廠設計規模滯後於人口經濟增長速度，污水廠處理能力不足，出現超負荷運行現象。
1.2進水水質水量波動較大，與設計值不符
污水廠原水水質和水量是影響污水處理工藝運行穩定性的重要因素。我國城市污水廠進水水質水量波動較大，部分污水廠進水負荷波動幅度可達到-47%～4%。
上海白龍港污水廠進水BOD5日平均濃度波動范圍為14～382mg/L，CODCr波動范圍為96～824mg/L。昆明市合流制排水區域污水處理廠進水受雨季影響，懸浮物波動大。除了水質波動，一些污水廠進水水質有機物濃度與設計值有差異，嚴重影響了污水處理效果。
寶雞高新區污水處理廠實際進水水質除NH3-N和TN外，其他各指標均高於設計值。寶雞十里鋪污水處理廠進水TP高於設計值外，其它各指標均低於設計值。
分析原因，主要是排水管網雨污分流不徹底、管網漏損、沿河截污沖擊污水處理系統。我國老城市的排水體制一般為雨污合流制，後來部分城市改為截流式合流制。
合流制排水體制下，污水處理廠進水水質受多種因素影響。雨季時排水管網同時收集了生活污水和大量的雨水，引起污水廠水量的波動。
其中初期雨水污染物濃度高、污染嚴重，部分污染物指標高於旱季污水濃度，造成水質的波動。在我國，由於管網維護的不及時，老舊管網滲漏嚴重，地下水、河水及雨水的混入也直接影響了進入污水處理廠的水量、水質。
在一些南方地區，由於前端管網建設不完善，污水廠旱季水量偏小，需要抽取河道水;但在雨季，雨污合流管網的水量又遠超過污水廠的處理規模，造成了旱雨季水質波動較大。
沿河截污系統對污水處理系統的沖擊，是造成水質水量波動的又一原因。作為合流制改造過程中的過渡產物，沿河截污系統在一些南方城市較為常見。
該系統可極大程度地改善河流長期以來的黑臭狀況，但也存在一些問題。系統雨季收集的合流水含有大量雨水，導致污水廠旱、雨季污水處理量逐年加大，污水處理廠雨季負荷普遍偏大。
而截污箱涵系統大部分尚未配備相應的末端處理設施，攜帶大量污染物的初小雨直接進入污水廠，造成水質波動，處理效果難以保障。
另外，我國處於經濟快速發展階段，區域經濟差異明顯。經濟相對發達、人口密集地區的城市不斷擴容，但實際擴容速度與規劃往往不一致，致使污水增長量與污水廠設計規模不一致。
當污水量超過設計規模時，污水處理廠處於「吃不飽」狀態，當設計規模超過實際處理需求時，又造成「大馬拉小車」現象。
西北地區的污水處理設施則由於服務數量不足、管網配套差等問題處於「吃不飽」狀態，這些都影響著污水處理廠的進水水質水量。
1.3出水水質難以穩定達標，NH3-N、TN超標
我國現有污水處理廠大部分執行《城鎮污水處理廠污染物排放標准》(GB18918-2002)一級標准，其中執行一級A標準的占總數量的29.3%，執行一級B標準的接近60%。截至2016年底，我國僅有30%的污水廠尾水達到一級A標准，高達70%的污水處理廠排放標准達到或低於一級B排放標准。
大部分污水廠主要超標污染物為NH3-N、TN，上海市白龍港污水處理廠採用A2/O工藝，出水NH3-N一級B達標率僅有46%，TN一級B達標率68%。
三峽庫區176座污水廠一級B達標率60.7%，通遼污水廠一級A達標保障率低於50%，寶雞十里鋪污水廠NH3-N、TN一級A達標保障率分別為42.4%、42.5%。
廣州新華污水處理廠出水TN和NH3-N在1-3月份偶爾超標，不能穩定達到一級A標准。污水處理廠出水水質不達標，無法充分發揮效能，不僅降低了污水廠投資效益，也給污水廠運行管理帶來困難，應充分引起運行管理者的重視。
工藝是污水廠處理效果的關鍵保障因素，我國城鎮污水廠使用的工藝主要為普通活性污泥工藝、氧化溝及其改良工藝、A2/O及其改良工藝、SBR及其改良工藝、A/O及其改良工藝和曝氣生物濾池(BAF)工藝，這六類工藝覆蓋了全國90%以上城鎮污水處理廠的主體工藝類型。
上述工藝具備脫氮功能，而實際運行中由於進水水質水量波動或與設計值不符、生物處理設施超負荷運行、碳源不足、碳氮比不足等原因，出水難以達到排放標准。
當污水處理廠進水BOD5、TN、TP濃度低於設計進水濃度時，從多方面嚴重影響污水處理效果。一方面，污水中BOD5濃度過低導致生物處理單元中的微生物所需有機物不足，影響反硝化階段脫氮效果。
另一方面，進水污染物濃度偏低時生物反應池中曝氣量高於微生物需求量。如不能及時調整曝氣池曝氣量，容易出現曝氣過量，導致活性污泥沉澱分離效果較差。
除此之外，南方地區冬季缺少保暖措施，致使進水水溫較低，不利於硝化反硝化細菌的生長，出水NH3-N、TN濃度無法保障。除了工藝方面的原因，污水廠的運行管理水平也對出水水質有重要影響。
污水廠的運行是一個復雜的過程，操作人員應在水質、環境條件發生變化的條件下，充分利用各種工藝的彈性進行適當調整，及時發現並解決問題。
操作人員除了要具備一定的物理、化學及微生物學方面的知識，還需了解污水處理基本知識、廠內構築物的作用以及化驗指標的含義及其應用等。
在國外，污水處理廠的運行通常由博士來實施。在國內，由於薪資水平等原因的限制，大部分污水廠的員工學歷層次普遍偏低、技術素養不足，往往憑經驗操作污水廠各工藝設施，嚴重製約和影響污水處理廠整體運行水平。
1.4其他問題
隨著工業化、城市化進程的推進，城郊結合部生態環境問題日益凸顯。這種「結合」是城市與鄉村、農業與工業、農民與市民的結合，充滿著一種不確定的、動態的過渡和轉型。
城郊結合部的城中村建築廢棄物、生活垃圾四處堆積，居民亂排生活污水，流經的小河流顏色發黑，垃圾漂浮，污染嚴重。
如果不能得到有效控制，時時威脅著當地居民的健康。由於制度措施的不完善、管理不到位，使得城郊結合部出現這樣的難題。工業園區的發展對經濟發展的促進作用日益顯著，但隨之而來的環境污染也在加劇。
大型集中的工業園區一般都有污水處理廠，對大量的、中小型工業企業的廢水，採用經預處理後與園區生活污水合並處理的方式，實際運營過程中也有不少問題出現。
一是實際水量與設計不符。在園區污水處理廠設計階段，由於對發展規模預估不足，實際污水量超出污水處理廠處理能力。部分企業由於生產狀況不穩定，使污水處理廠處理量不足。
二是實際進水水質與設計不符。實際入園企業的類型與規劃不符，導致污水特徵發生較大變化，使污水廠難以達標排放。
2對策與建議
2.1政府統籌規劃，污水處理廠、管網建設同步推進
政府各部門應結合各自職能，協調一致，科學組織，實現污水處理廠的長效管理[11]。住建部門會同環保、發改委等部門，緊跟城市發展腳步，牽頭編制污水處理廠、污水管網的統籌規劃，以前瞻性思維規劃和設計污水處理廠。
地方政府要制定政策推進污水處理廠的運營規范化，與物價、住建、財政等部門聯合，因地制宜地研究制定與當地經濟社會發展水平相適應的污水處理收費制度。
財政部門應增加對污水處理廠的資金投入，創新投資建設運營模式，提高污水廠運行人員的工資水平，從而吸引高水平、高素質的人才進行運行管理。環保部門要加強對污水處理廠出水水質的檢查監督，對整治不力的要嚴肅查辦。
2.2完善污水收集系統，實現水量濃度「雙提升」
為充分發揮污水廠效能，要堅持廠網並舉，將排水管網和污水廠作為一個整體建設。首先要加快新增污水管網建設，建成從「用戶—支管—干管—污水處理廠」路徑完整、接駁順暢、運轉高效的污水收集系統，提高已建污水廠運行負荷。
其次是要強化老舊管網改造，對漏損嚴重的管網、排水口、檢查井進行維修，減少管道淤積，確保收集的污水水質、水量穩定。再者是要徹底進行合流制管網改造，難以改造的地區加快建設截流、調蓄等設施，減少雨季雨水對污水廠水量水質的沖擊。
2.3源頭分散處置初期雨水，減輕進廠污水量變化幅度
針對初期雨水影響進水水質水量問題，宜源頭分散處置。從初期雨水的特點和國內外初期雨水處置經驗來看，初期雨水應採用源頭分散收集、分散處置等方式;初期雨水集中收集非常困難，主要原因在於若設置集中收集系統，上游初期雨水到達時，下游早已是干凈的雨水，很難保證能夠收集到20～30分鍾前的初期雨水。
已建設初小雨收集系統的城市，應增設相應末端處理設施，減輕初小雨對污水處理廠的水質影響。有條件接入污水處理廠處理的，應論證污水處理廠具備接收條件後再接入。
2.4加強管網精細化管理，防患於未然
重視建成污水管網的日常管理與維護工作，加強管網的精細化管理[12]。首先是要加強日常巡查，對存量管網「修補測」、「定期體檢」並加以修繕。
採用CCTV和QV手段對管道內部進行檢測，掌握其病害的分布狀況和程度，為管道修復提供基礎。其次要實行定期清淤制度，保證污水管道正常通水。
目前大部分城市管道仍採用人工清淤，不僅工作環境惡劣，且效率低下，無法滿足需求。可引進高科技清淤手段，如清淤機器人等，實現自動高效清淤。
再者，對排水管網數據進行信息化處理，建立污水管網水質在線監測系統等，實時掌握水質情況。當水質出現異常時可及時查出管段存在問題，並提醒污水處理廠採取有效應對措施[34]。
2.5優化污水處理廠服務范圍，提標擴容
污水處理廠一般位於城市建設區，隨著城市建設和城市更新的開展，城市污水量增長較快而污水處理廠或污水系統擴容困難的矛盾日益突出。
對污水廠超負荷運行的地區，通過服務范圍的調整解決污水處理廠污水增量問題有著重要的意義。同時考慮提升污水處理廠處理能力，進行污水廠擴建。
按照GB18918-2015《城鎮污水處理廠污染物排放標准(徵求意見稿)》的要求，自2016年7月1日起新建污水處理廠和自2018年起敏感區現有城鎮污水處理廠均執行一級A標准。
對排放標准較低污水處理廠改造，因地制宜合理選擇改造措施，提高出水水質。提標改造路徑一般包括水力改造、設備改造和工藝升級改造等，其中污水處理工藝改造是提高出水水質的關鍵。
TN和NH3-N主要通過生化系統處理去除，這兩個指標是生化系統改造的主要目標污染物。TN的去除效果受制於進水碳氮比，由於我國大部分污水處理廠進水碳氮比偏低，可通過改進運行方式，合理利用內部碳源，或投加碳源的方式，提高反硝化能力。
當NH3-N不達標時，可在二級生物處理後增加曝氣生物濾池。涉及具體項目時，按照「一廠一策、分門別類」的原則制定適宜的工藝方案。
2.6集散結合，統籌治水
城市主城區的生活污水應集中處理，通過建設完善污水管網將污水收集到污水處理廠集中處理。而在城郊結合部，有條件建設管網的城市應逐步完善管網系統，對污水進行集中處理。短期內無法建設管網系統的，應採取分散處理的措施。
分散式一體化污水處理裝置，具有移動靈活、自動化控製程度高、處理效果好的特點，在城中村等分散式污水處理中已有大量應用，是解決城郊結合部水污染的有效措施。
工業園區污水廠存在的問題並不是一個企業的問題，需要改革和發展來解決，加大對污染源排放的控制力度，工業企業要嚴格執行相關法規，確保廢水達標排放。
3結語
城鎮污水處理及再生利用設施是城鎮發展不可或缺的基礎設施，是減少水體外源污染的重要手段，保障其安全、穩定、高效地運行，對於水環境治理具有十分重要的意義。
目前我國污水處理廠運行中仍存在一些問題，有的放矢地總結存在問題，可為今後污水廠科學化管理奠定基礎。只有政府部門統籌規劃，加強頂層設計，不斷完善污水收集系統，加強管網精細化管理，進行提標擴容建設，才能充分發揮污水處理廠的環境效益，改善城市水環境質量，促進水環境治理成效的長久保持。

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