北京市污水处理行业市场化改革绩效评价研究
本文基于构建“污水处理行业市场化改革绩效评价”指标体系，选取可量化指标进行定量分析;基于熵值法分析2006-2014年北京市污水处理行业投入与产出情况，同时基于熵值法计算的指标权重，选取“固定资产投入”、“污水处理厂座数”为输入指标，“污水处理费用”、“污水处理能力”为输出指标，通过利用传统DEA模型对其进行效率分析。研究表明，2006-2014年，北京市污水处理行业的受关注度不断提高;在市场化改革的进程中，政府和社会不断增加投入，取得了一定成效，但是行业效率并没有实现同步提高。
一、引言
基础设施市场化改革是城市建设领域的热点话题。自住建部印发《关于加快市政公用行业市场化进程的意见》以来，全国各地在地方政策及重大基础设施项目建设上积极响应。特别是2010年前后，PPP新模式的引入再次将基础设施市场化改革推向高潮。
污水处理厂建设运营是重大市政环保工程，其顺应市场化改革潮流，积极引入PPP投融资模式，新厂多采用BOT模式建设运营，旧厂多采用TOT模式转型。如今，污水处理市场化改革已15年有余，评价各地区的改革效果、衡量污水处理厂市场化改革成效并进行地区间的对比，成为促进市场化改革的重要课题。
现有文献对“基础设施行业市场化”的研究比较丰富，但存在以下不足：一是研究角度多样，但是直接对市场化改革效果进行评价的研究较少;二是很少有文献对污水处理行业进行深入探索，更没有对某一地区的污水处理行业市场化改革进行研究，缺乏对地方政府的学术支持;三是定量研究中涉及多种方法，每种方法都有其优缺点，单一方法误差更大。本文尝试克服以上不足，将研究对象定位于污水处理行业，研究范围划定在北京市，研究视角聚焦市场化改革效果评价，研究方法上以SCP为框架，结合污水处理行业特点，自行设计评价指标体系，评价方法采用熵值法-DEA模型结合法(限于篇幅，“熵值法-DEA模型结合法”具体运算过程省略，仅展示其结果)，既对投入产出效果进行评价，又对市场化改革效率进行分析[1-5]。
二、指标选取与数据来源
(一)指标体系构建
借鉴国内外公共服务行业市场化改革效果评价指标体系，以污水处理行业特点为基础，以“目标性、系统性、综合性、可操作性”为基本原则，以SCP模型为框架，从市场结构、市场行为及市场绩效三个方面，全面系统地构建包含3个一级指标、6个二级指标、13个三级指标的指标体系[6]。该指标体系为分析污水处理行业市场化改革效果的总体指标，包含定量指标和定性指标。其具體指标体系见(表1)。
(二)数据来源
本文研究对象为北京市污水处理行业，原则上既包括乡镇污水处理也包括城市污水处理。但从“污水处理能力”这一重要指标来看，北京市村镇污水处理能力很小(2006-2014年北京市村镇污水处理能力与城市污水处理能力对比见表2)。故本文忽略不计，以城市污水处理状况代替北京市整体污水处理状况(本文指标相关数据均来自2006-2014年各年份《中国城市建设统计年鉴》)。
三、熵值法结果分析
(一)指标选取与说明
基于已构建的指标体系，选取其中可量化的指标并添加。主要选取两类：一类是输入导向型指标，包括固定资产投入、维护投入、污水处理总成本、污水处理厂座数、污水管道长度;二类是输出导向型指标，包括污水处理率、污水处理费用、污水处理能力。分别对两类指标使用熵值法进行分析，一方面分析两类指标在2006-2014年的变化，一方面根据熵值法计算的指标权重为DEA模型选取输入指标与输出指标。
(二)原始数据收集
原始数据收集如(表3)所示，其中“固定资产投入”指城市污水处理及再生利用建设固定资产投资，包括政府和社会的共同建设资金投入;“维护投入”指城市污水处理维护建设财政性资金，主要为政府支出的维护和建设资金;“污水处理成本”为笔者自行计算，根据耗电等估算，计算公式：污水处理成本=单位成本(包括折旧、大修、利润)*报告期污水处理总量;“污水处理率”指报告期内污水处理总量与污水排放总量的比率，计算公式：污水处理率=污水处理总量/污水排放总量*100%;“污水处理费用”指城市维护资金财政性资金收入中的污水处理收费。其中标*部分(2011-2013年)为年鉴中未直接给出的数据，根据2010年的数据(北京市城市污水处理维护建设费占总财政性维护建设费用支出比例(1.72%)计算而得，2014年数据由全国上述比例计算而得。
(三)熵值法评价过程及结果分析
1.输入导向型指标结果分析
利用熵值法计算的各输入导向型指标权重如(表4)所示。结果显示，在评价北京市污水处理行业市场化改革效果中，各输入导向型指标的重要程度依次为“固定资产投入、污水处理厂座数、维护投入、污水管道长度、污水处理总成本”。每年的固定资产投入是促进污水处理行业发展的最重要力量。在这部分投资中，有很大一部分来自于政府支持，投资最明显的效果是增加污水处理厂数量，同时政府支持也会促进已建成污水处理厂的转型。
利用熵值法计算的各年份污水处理行业市场化改革效果的综合评价得分如(表5)、(图1)所示。结果显示，北京市污水处理行业市场化水平整体呈上升趋势。特别是2011年以来，政府和社会对污水处理行业的关注度不断提高，各种投入不断增多。
2.输出导向型指标结果分析
利用熵值法计算的各输出导向型指标权重如(表6)所示。结果显示，在评价北京市污水处理行业市场化改革的效果中，各输出导向型指标的重要程度依次为“污水处理费用、污水处理能力、污水处理率”，表明“污水处理费用”是最能体现污水处理行业效率的指标，市场化政策实施以来，力求实现污水处理厂的自主化经营，实现费用成本相抵的效果。
利用熵值法计算的各年份输出导向型指标的综合得分也随着年份的增加而增加(表7)、(图2)，表明随着政府对污水处理行业重视程度的增加，污水处理行业在效益方面也不断取得效果。
(四)传统DEA模型结果分析
1.指标选取及原始数据
输入输出指标的选取是在熵值法确定的指标权重的基础上，分别在输入导向型指标和输出导向型指标中选择前两位作为输入指标和输出指标。指标权重及排名分别见(表4)和(表6)，最终选取“固定资产投入”和“污水处理厂座数”为输入指标，“污水处理费用”和“污水处理能力”为输出指标，原始数据及输入输出指标解释见(表3)。利用DEAP2.1进行DEA数据分析。
2.结果分析
采用规模收益可变的投入导向BCC模型，将输入指标和输出指标的相关数据输入DEAP2.1软件，得到2006-2014年北京市污水处理行业市场化改革效率值(表8)。由(表8)可以看出，2006-2014期间，只有2007、2008、2014三年为DEA有效，说明在这三年间北京市污水处理行业的投入能够有效转化为产出，其他几年特别是2012年，均不同程度存在产出相对低于投入的情况。2010年前后，政府大力支持基础设施领域的市场化改革，鼓励社会资本投资基础设施建设，积极引进PPP新模式，但是过多的投入并没有实现效率的最大化，反而出现了无效投资、资源浪费现象。2011年与2013年纯技术效率为1，而综合效率小于1，说明这两年投入与产出合理，但是投入产出与规模不相符，应当减小规模。除去DEA有效的三年，其他年份均出现不同程度的规模报酬递减现象，表明政府应注重投入产出比，同时注意行业饱和度，杜绝盲目投资。
四、研究结论与研究不足
本文通过运用熵值法-DEA模型对2006-2014年北京市污水处理行业市场化改革绩效进行评价，主要结论如下：第一，选取指标体系中的可量化指标，运用熵值法对各指标进行权重分析，发现“固定资产投入”、“污水处理厂座数”、“污水处理费用”和“污水处理能力”四个指标能有效反映市场化改革绩效。第二，运用熵值法对输入导向型指标和输出导向型指标进行分析，发现2006-2014年北京市污水处理行业市场化改革越来越受到重视，投入量不断增加，受关注度不断提高。同时，市场化改革政策的实施产生了显著效果，输出量逐年增加。第三，运用传统DEA模型对北京市污水处理行业进行效率分析，发现随着投入产出的增加，每年的行业效率并没有同步增加，甚至连续出现效率下滑现象，有的年份出现规模过大现象。因此，政府在积极引导污水处理行业进行市场化改革的过程中不能盲目增加投资，而要考虑到饱和度和行业效率，避免资源浪费。
需要说明的是，本文所进行的研究尚存在以下不足，后期将进行完善。一是原始数据收集截止到2014年，最近三年由于统计口径发生变化，数据不可取，导致原始数据不够完善;二是指标体系中包含定量指标和定性指标。本文只选取了定量指标进行分析，定性指标将在后期逐一进行分析;三是传统的DEA模型没有排除大环境中的影响因素和误差因素，而影响市场化改革的因素众多且复杂，后期将使用三阶段DEA模型进一步分析。
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(责任编辑：李静敏)
作者：王艳芳 武永春
北京是个资源性缺水的城市，境内没有大江大河，水源主要靠天然降水,人均水资源占有量不足300立方米，比严重缺水的以色列少1/2以上。特别是1999年以来，北京遇到了连续11年的干旱，加剧了水资源紧缺的矛盾。面对严峻的考验，北京一方面大力推进节水型社会建设，实行计划用水，定额管理，另一方面将开源的目光投向了全市每年产生的近13亿立方米的污水。在加快污水处理设施建设的同时，大力推广污水再生利用，使污水处理从单纯削减污染物走上了循环利用的道路。如今，再生水已成为北京稳定的新水源，2000年～2010年累计利用再生水近33.6亿立方米，支撑着首都经济社会的可持续发展。
建成污水处理厂40座，再生水厂13座，为推广使用再生水打好基础
从污水处理到再生水回用，北京经历了近20年的发展历程。为让污水变资源，不断加大对工业、农业、园林绿化、水环境使用再生水的科研力度，出台各种法规和政策，为再生水的推广使用奠定了坚实的基础。
1990年，北京市年产生污水量近11亿立方米，其中市区污水7.8亿立方米。近80%的污水直接排入市政管道，绝大部分最终进入河道，经过污水处理厂处理的污水只有0.57亿立方米，处理率7.2%。从1990年至2000年，为了加快环境治理，城区加快了污水处理厂建设，先后建成了北小河、高碑店、方庄等3座污水处理厂，日处理污水能力达108万立方米，城区污水处理率达到40%，处理过的再生水仍然直接排到河道下游。
2001年，北京以筹办奥运为契机，加快改善城市水环境，着手开发再生水利用工程。2001年建成的北京市第六水厂，每天可深度处理污水2万立方米，用于工业冷却、园林绿化、河道景观、道路冲刷降尘、洗车、冲厕等用途。
2004年，随着污水处理厂建设的加快，以城市污水处理为基础的再生水回用工程建设也快速推进，并采取多项措施推进再生水回用。随着污水处理量的加大、出水水质的提高，使再生水回用范围不断拓展，利用量逐年加大。
2006年～2010年是污水处理和再生水回用事业快速发展的五年。全市新建城镇污水处理厂33座，污水处理能力由322万立方米/日提高到375万立方米/日。中心城区处理率由70%提高到95%，污水年处理量由7亿立方米增至11亿立方米。同时新建13座高品质再生水厂，新增生产能力55万吨/日，新铺设再生水管线488公里。再生水利用量由2.6亿立方米增至6.8亿立方米以上,再生水利用率达到60%，占全市年总用水量的18%。
为推进再生水的使用，北京水务加强对再生水安全性的基础研究和跟踪研究,提出再生水的生物学检测指标和标准。各科研单位通力合作，对《再生水作物灌溉技术研究与示范》、《北京市再生水农业灌溉利用示范研究》以及《再生水用于城市园林的安全性和可行性综合评价》等课题进行深入研究，得出科研数据100多万个，为农业灌溉、园林绿化、工业冷却用水、河湖景观使用再生水提供了科学依据。
为扩大再生水使用，出台了《北京市促进再生水利用发展意见》，明确再生水利用要依照“资源节约、安全可靠、环境友好”和“优水优用、一水多用、重复利用”的原则，要坚持重点发展工业、扩大农业灌溉、增加景观用水、推动市政杂用的发展原则。《意见》明确提出进一步完善水价格体系，利用价格机制调动用户使用再生水的积极性，从整体上提高再生水的利用量。通过制定与再生水价格体系相匹配的运营补偿政策，调动企业的生产积极性，扶植再生水产业发展。再生水管网能够覆盖的用水单位，凡具备再生水使用条件的，必须按规定建设再生水管道及附属设施，并积极使用再生水。北京水务编制了《北京市区再生水循环利用方案》，提出了污水处理厂全面升级改造意见，为进一步改善首都水环境，减少污染物排放，计划将市区现有出水水质达到地表水Ⅳ类水体标准。《方案》中规定，本着“先近后远、先易后难”原则，优先发展大用户，兼顾发展中小用户，发挥已建管网的能力效益，逐步扩大用户范围和用水量。中心城区重点建设以现有污水处理厂为基础的较成熟的再生水供水系统。将再生水纳入全市水资源统一调配管理系统，形成地表水、地下水、雨洪水、再生水、外调水等“五水联调”的供水格局。
《北京市排水和再生水管理办法》从2010年1月1日起施行。《办法》明确了排水和再生水设施运营与养护的责任，确立了污水处理和再生水利用管理制度，首次提出了村镇污水处理设施和再生水回用运行养护的指导性意见。
为加强污水处理和再生水的管理，保证污水处理设施的正常运行和再生水达标排放，各污水处理厂已安装了在线监测设备，随时将在线监测数据传到水务部门和环保部门，为确保出水水质使用安全创造条件。
再生水利用从0到6.8亿立方米,城镇10年累计消除污染物275万吨
“十五”时期，北京的再生水已作为重要的水资源逐渐纳入全市水资源配置计划之中，统一调度使用，为确保全市的供水安全起到了举足轻重的作用。
2001年以来，北京投资十几亿元建设再生水利用设施。现在全市再生水日供水能力达77万立方米。仅仅用了7年时间，北京就成功地实现了污水资源化。同时城区和郊区城镇累计消减污染物275万吨，每年消减排放污染物人均17公斤。
经过几年的努力，全市工业年使用再生水1.4亿立方米，9座热电厂的冷却用水已全部使用再生水。
为扩大农业灌溉使用再生水，通州、大兴等区整治河道43条238公里, 建成骨干配水设施74座。对原有的新河灌区、凉风灌区、北野厂灌区进行改造，形成了北京东南郊水网。再生水灌区达到58万亩，农业年利用再生水已超过3亿立方米。增加水面200万平方米，改善了地区生态环境。不但替代了大量清水，还减少了农民抽取地下水灌溉的成本，同时地下水也得到有效回补。
再生水还被广泛应用于城区环境美化，六环路以内总长520公里的52条河道已全部还清，其中70%以上用的是再生水。在北运河的支流温榆河上建设引水工程，将温榆河的水经过处理后引入潮白河，实现了北运河——潮白河跨流域调水，每年可从北运河向潮白河调水7000万立方米。永定河生态环境用水主要是再生水。市区的污水处理厂升级改造后，出水水质可以达到地表水四类标准,每年可为永定河提供环境用水1.2亿立方米，形成溪流、湖泊、湿地相互连通的河流生态系统，为两岸创造了优美的生态水环境。
为改善昌平崔村、兴寿2个镇5个村的水环境，解决昌平东部地区农业灌溉和环境用水，将再生水引入南庄水库，年引水量1000万立方米，有效地改善了当地水环境，也为北运河流域水系综合治理提供了经验。
湿地具备净化水质、滞蓄雨洪、涵养水源、回补地下水的独特功能。北运河经过综合治理,沿主干河道建设湿地12处，总面积600万平方米，水源主要来自再生水、雨洪水。现已建成海淀翠湖、西玉河、昌平沙河、白各庄、朝阳马泉营、通州运河等6处生态湿地，新增220万平方米水面，完善了河道生态系统，提高了水体自净能力。位于大兴区的三海子郊野公园，面积1.2万亩，一期工程实施面积2286亩，以湿地景观建设为主，规划建设550亩水景观，建成后将成为北京南城具规模、有特色、富内涵、多功能、可持续的郊野公园。这个公园的主要水源为小红门污水处理厂的再生水。通州新城滨河森林公园是以京杭大运河为主线的带状城市森林公园，总面积10700亩。公园利用再生水和雨水作为景观用水，建成后将具备滨河文化、水岸风情、度假、湿地展示、游憩、趣味运动等六大功能，成为市民休闲、娱乐、纳凉的场所。大兴新城滨河森林公园总面积8074亩，公园景观用水也主要为再生水，由黄村再生水厂每天输水10万立方米。
2015年再生水利用将达到10亿立方米
“十二五”是水务发展大有作为的战略机遇期，也是北京再生水事业发展难得的历史机遇期。北京要进一步采取有效措施，加大再生水的科研力度，加强基础设施建设，提高再生水利用率。
北京水务将继续坚持以科学发展观为指导，以水源安全保障为主线，以流域综合治理和供排水设施建设为重点，坚持“向观念要水、向机制要水、向科技要水”，以循环水务的理念，加快推进“民生水务、科技水务、生态水务”建设，建立最严格的水资源管理制度，全面推进节水型社会建设，为“人文北京、科技北京、绿色北京”的可持续发展及世界城市建设提供支撑和保障。
按照北京水务“十二五”规划，要继续实行最严格的水资源管理制度，按照用水总量控制、生活用水适当增长、工业用水零增长、农业用新水负增长、生态环境扩大再生水使用的原则，进一步开发利用本地的水资源，大力推广使用再生水，提高再生水利用率。计划到2015年，再生水利用量不低于10亿立方米，约占全市总用水量的近1/3。其中工业利用再生水1.6亿立方米，河湖环境利用再生水4.2亿立方米，市政杂用利用再生水0.7亿立方米，农业利用再生水3.5亿立方米。北京将逐步形成的污水处理格局是：城六区利用24座再生水厂，再生水生产能力达到412万立方米/日;新城规划新建扩建再生水厂34座，新增再生水生产能力143万立方米/日;42个重点镇均建有污水处理厂，水源区村村有污水处理设施。北京将形成水的资源化利用格局是：建成4个热电厂回用系统、6个河湖环境补水工程;实现30条河流、27个湖泊、100处郊野公园全部使用再生水;新城利用34座再生水厂向郊区10个水网、10个万亩滨河森林公园、50万亩农田灌溉供水。北京还将配套建设再生水输配水系统，向永定河提供优质、稳定的再生水水源，为朝阳区CBD东扩提供环境用水，为通州建设国际化新城提供水资源和水环境的双重保障。
作者：俞亚平 郑秋丽
近年来，随着城乡统筹步伐加快和社会主义新农村建设的全面推进，北京市村镇(含乡、镇、农村)地区污水治理事业也取得了较快发展，陆续建设了一批乡镇和农村污水处理设施，大幅度提高了村镇污水治理水平。针对目前北京市新农村污水处理特点、技术特征等情况，并分析现存问题，提出了相应的对策。
1 北京市村镇污水排放特点
北京市新农村污水主要包括生产污水和生活污水2 个方面。农村生活污水主要是生活废料和人的排泄物，一般不含有毒物质，往往含有氮、磷等营养物质，还有大量的细菌、病毒和寄生虫卵[1]，可生化性较好，易处理。农村生产污水是指畜禽养殖业、水产养殖业、农产品加工等小作坊加工厂产生的高浓度有机废水[2]，其特点为水利用率低，杂质颗粒较大，水量小且不均匀，水质大部分可生化性较好。这些废水往往与生活污水混杂在一起，无法区分处理。
北京市农村污水的主要特点是：①农村用水量标准较低，污水流量小且日变化系数大;②污水成分浓度较低且日益复杂，波动性大;③农村地区人口大都分散居住，没有排水管网，集中收集处理难度大。
2 北京市新农村污水处理模式
村镇污水排放面广，处理规模小，人口居住密度低，住宅较为分散，因此不宜采用传统的城市污水收集及处理模式。需根据农村的特点，结合地形地貌，因地制宜地采用多种收集及处理模式，才能有效地解决农村污水治理问题。目前北京市村镇污水处理主要采用分散处理模式和集中处理模式，有时也采用管网截污模式。
2.1 分散处理模式
北京市有些村镇居民居住分散，相互之间距离远,而且往往地势高低错落，沟渠、桥路等横穿村落，将这些各自分散排放的污水集中处理，难度较大，甚至需要采取污水管道保温和提升措施，这对农村来说，投资及运行费用较高，且实施起来难度也大。故采取分散处理模式较为经济适用。污水分散处理模式，即将农户污水按照分区进行收集，每个区域污水单独处理。该处理模式具有布局灵活、施工简单、管理方便、出水水质有保障等特点。
2.2 集中处理模式
污水集中处理模式[3]，即通过在村内铺设污水管网，将污水收集到污水处理站后集中处理，是农村污水治理的主要模式。这种模式适用于村庄布局相对密集、规模较大、地势平缓、经济条件好、处于水源保护区内的单村或联村污水处理。具有占地面积小、抗冲击能力强、运行安全可靠、出水水质标准高、水质稳定等特点。
2.3 管网截污模式
管网截污模式，即接入城镇市政管网。对于靠近城镇的村庄或者靠近城镇污水管网的村庄，其生活污水集中收集后，接入城镇污水收集管网统一由城镇污水处理厂集中处理。此模式适用于距离城镇污水管网较近(5 km以内)，符合高程接入要求的村庄污水处理[4]。该处理模式具有投资省、施工周期短、见效快、统一管理方便等特点[5]。
3 北京市新农村村镇污水处理技术
针对北京市村镇污水特点，在选择处理技术时应充分考虑以下几个方面[6]：①工艺运行可靠稳定，出水稳定达标排放，尽可能实现直接回用;②投资建设费用相对较低;③运行费用少;④充分利用当地的自然地理条件建设污水站;⑤运行和管理较简单，设备对用户的操作水平要求不高。目前北京市农村污水处理所采用的技术主要有以下几种。
3.1 厌氧生物处理技术
厌氧生物处理又称作为厌氧消化或厌氧发酵，是指在厌氧条件下，由多种厌氧或兼氧微生物的共同作用，使有机物分解，并产生CH4和CO2的过程[7]。厌氧生物废水处理法是一种低成本的废水处理技术，它对高浓度和难降解废水具有较好的处理效果，如畜禽粪便污水等[8]。同时可以产生生物能———沼气，成为低浓度生活污水处理的重要手段。
目前延庆县应用的地埋式无动力生物净化槽装置是采用生活污水自流的方式，应用厌氧生物膜技术及推流原理，采用内充固定空心球状填料的处理设备，利用附着于填料内外表面或悬浮的专性厌氧或兼氧微生物去除生活污水中的有机污染物、病原菌和部分氮、磷，从而达到净化生活污水的目的。
厌氧生物处理技术不用曝气，又可以回收生物能沼气，从而降低运行费用;且污泥产量少，从而减少污泥处置费用。厌氧生物处理为废水处理提供了一条高效低耗、促进农村燃料向清洁可再生能源转移的路径，符合可持续发展的原则。
3.2 MBR
膜生物反应器MBR 综合了膜处理和生物处理技术的优点，一般由膜分离组件和生物反应器2 部分组成。膜生物反应器工作原理是利用反应器的好氧微生物降解污水中的有机污染物，同时利用反应器内的硝化细菌转化污水中的氨氮，以去除污水中产生的异味(污水中的异味主要由氨氮产生)，最后，通过中空纤维膜进行高效的固液分离出水。MBR 与传统生物处理技术相比，具有出水水质稳定、占地面积少、污泥排放量少、抗负荷冲击性强、操作管理简单等优点。北京市怀柔区采用此工艺较多，处理效果较好。
3.3 土地处理系统
土地处理系统恰是利用农村闲置的废地及低洼的坑塘所采用的污水处理技术，具有节约占地的优势。北京市村镇污水处理应用较多的是湿地和稳定塘。 3.3.1人工湿地处理系统
人工湿地污水处理技术[9]是利用人工水生态系统内多级生物的稀释降解作用来去除或削减水中污染物的方法。其污水处理机理是通过植物的去污机理、土壤的净化机理、微生物与藻类的净化机理，以及最重要的综合作用机理，达到净化污水的目的。湿地处理系统工艺设备简单、运转维护管理方便、工程基建及运行费用低、对进水负荷的适应性强，净化出水水质良好、稳定。人工湿地投资和运行费用仅占常规工艺的10%～50% [10]。比较适合于资金少、能源短缺和技术人才缺乏的中小城镇和乡村。但运行不好易产生臭气污染，危害村民健康。
3.3.2稳定塘
稳定塘系统是由若干自然或人工挖掘的池塘通过菌藻互生作用或菌藻、水生生物的综合作用而实现污水净化的目的。该技术运行维护费低，系统基本不耗能;可充分利用地形，节省投资;无需污泥处理;可实现污水资源化。稳定塘系统可达到较好的出水水质，有的还具有脱氮除磷功能。农村地区可以结合地形条件等有利因素，设立污水的稳定塘生态处理方式，尤其在水资源相对丰富的地区具有较好的应用前景。但同样会产生臭气污染。
3.4 生物接触氧化
生物接触氧化技术主要利用附着生长于某些固体物表面的生物膜进行有机污水处理的一种污水处理工艺。生物接触氧化技术具有容积负荷高、停留时间短、有机物去除效果好、运行管理简单和占地面积小等优点。在缺少资金的地区，可以采用兼性接触氧化为主、机械曝气为辅的水处理方法，降低工艺技术的运行成本。该技术成熟可靠，出水水质稳定，适宜的村镇可普遍采用。
4 现存问题及措施
4.1 现存问题
虽然北京市新农村污水处理已取得了一定的效果，但在某些方面仍存在着问题。
(1)乡村的环境保护机构不健全，缺乏专业的环保人才。
(2)生活污水的治理工艺推广困难。尽管处理农村生活污水的理论技术已经很成熟，但在实践方面基本上还处在试验阶段，没有积极推广。现行的治理方式大都套用城市污水的治理模式，未能结合农村的实际情况，治理效果也不理想。
(3)工艺单一。目前某些郊区县的新农村污水处理经常采用同一种工艺对污水进行处理，很少有针对每个村的加工业、旅游业的实际状况进行细致区分，造成污水处理不达标，部分项目改造，进而造成资金的浪费。
(4)后期运行费用无人承担。现有的国家政策只对新农村的污水处理建设进行了一次性投资，而没有考虑后期运行的费用。同时村里的各级领导对污水处理重视度不够，村里不愿意承担污水站的运行管理费用，也很难将已建设好的污水站管理运行好。
4.2 措施
针对目前北京市新农村污水处理存在的问题，应采取相应合理有效的措施。
(1)加强农村环境保护专业的人才建设。农村环境保护专业的人才建设，一是“引”，就是引进一批愿意在基层从事环境保护工作的专业人才，使其为农村的环境建设贡献一份力量。二是要“培”，就是要对干部开展环境教育培训，加强村领导的环境意识。新农村建设不仅要有环境专业人才，同时还要有环境意识强的领导，要使领导知道保护环境就是保护生产力的道理，只有这样才能将农村环境建设好。
(2)因地制宜，选取合理方法。村镇污水解决应该遵循因村制宜、因势利导的原则。农村污水建设不能只求数量不求质量，贪图速度。一次性建设数量要少，设计工作要做细致，要有针对性，前期调查工作要做好。不可以为了省事而采取短期应付的工艺或手段，而造成资金的浪费。
(3)落实污水站运行费用。不管是政府还是村里，应较好地落实污水站的后期维护管理的费用问题。并相应的对村中的上水问题先行予以解决。还要对从上到下一直到村的各级干部进行素质教育，让大家都理解污水治理的重要性，以保证污水治理的效果，做到治理一个用好一个。
参考文献
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1油田含油污水的来源
油田污水主要包括原油脱出水(又名油田采出水)、钻井污水及站内其它类型的含油污水。
1.1采出水
在油藏勘探开发初期，通常情况下原始地层能量可将部分油、气、水驱向井底，并举升至地面，以自喷方式开采，称为一次采油，一次采油采出液含水率很低。但是如果油藏圈闭良好，边水补充不足，原始地层能量迅速递减，一次采油的方式就难以维持。为了增加采收率，需要向地层补充能量，实施二次采油。二次采油有注水开发和注气开发等方式，全国大部分油田的开发井都采用的是注水开发方式，即注入高压水驱动原油使其从油井中开采出来。经过一段时间的注水后，注入水将随着原油一起被带出，称为采出水。稠油油田开发则是从油井向地层注入高压水蒸汽，注入一段时间后，水蒸气将稠油减粘，原油与水蒸气冷凝水混合在一起从油井中采出，这种水也成为采出水。随着开发时间的延长，采出原油含水率不断上升。东部各油田的采油含水率已经超过了85%，大庆油田的采油含水率更是高达90%以上。
近些年来，我国大部分油田相继进入了三次采油阶段，主要采用的三次采油技术是聚合物驱和三元复合驱，目前在大庆、大港和胜利得到了大面积的推广。与一般采油污水相比，三次采油污水具有以下特点: (1)组成上除含有石油烃类、固体颗粒、无机盐和细菌等常规采油污水含有的物质外，还含有大量残余的聚合物PAM，质量浓度高时可达到500 mg/L以上，PAM是一种难生物降解的高分子物质,污水中PAM的相对分子质量为2×106~5×106;(2)污水的黏度大,污水的黏度主要由PAM引起，并随其浓度的增加而增大，45℃下,当PAM质量浓度从80mg/L增大到520 mg/L时，污水黏度从0.8 mPa·s增加到3.5 mPa·s，水驱采油污水的黏度一般为0.6mPa·s;(3)污水中油滴的初始粒径小,油滴粒径中值为3～5μm,粒径小于10μm的占90%以上，水驱采油污水中油滴的初始粒径中值为
34.57μm，油滴粒径小不利于其聚并和浮升,油水分离难度增大; (4)污水乳化程度高，污水中的PAM集中在油水界面上，与乳化剂一起形成强度较大、弹性良好的复合膜，破乳困难。从上述特点可以看出三次采油污水是一种黏度较大、乳化程度较高、难生物降解的有机污水。
此外，油井开采过程中，完井、洗井、酸化压裂等施工过程中也会产生大量的含油污水。
原油从油井采出后会被输送至油气集输联合站，进行油水分离之后外输，合格的原油含水率仅为0.5%以下，脱出的含油污水则经过污水处理站，处理之后返排作为油田回注水重新注入地层或者达标排放。 1.2钻井污水
钻井污水是钻井过程中产生的污水，成分也十分复杂，主要包括钻井液、洗井液等。随着钻井工艺的不断进步和钻井区域的不断扩大，钻井废水的排放量也越来越大，据统计,钻井过程中,每钻进1m将产生约2~3m³的污水。
钻井废水主要来源于:①废钻井液的散落;②储油罐、机械设备的油料散落;③岩屑冲洗、钻井设备冲洗;④钻井过程中的酸化和固井作业产生的大量废水;⑤钻井事故(特别是井喷)产生的大量废水;⑥天然降雨以及生活废水排入废液池等。
钻井污水的污染物主要是钻井泥浆、油类及泥砂,包括钻屑、石油、粘度控制剂(如粘土)、加重剂、粘土稳定剂、腐蚀剂、防腐剂、杀菌剂、润滑剂、地层亲和剂、消泡剂等，钻井污水中还含有重金属。泥砂一般都能在废液池中很快沉降下来，在废水中较稳定存在的则是由粘土、钻屑、加重材料、化学添加剂、无机盐、油组成的多相稳定悬浮液，pH 值较高，污染环境的有害成分为油类、盐类、杀菌剂、某些化学添加剂、重金属(如汞、铜、铬、镉、锌、铅等)、高分子有机化合物生物降解之后产生的低分子有机化合物和碱性物质。 1.3其他类型含油污水
其它类型污水主要包括油污泥堆放场所的渗滤水、洗涤设备的污水、油田地表径流雨水、生活污水以及事故性泄露和排放引起的污染水体等。
1.4狭义的油田含油污水
随着石油工业的飞速发展，油田原油含水率也在不断上升，油田采出水的量远远超过了钻井污水和其他作业污水的产生量，成为油田含油污水的主要来源，因此，狭义的油田含油污水主要指油田采出水。
2油田污水处理和利用的意义
2.1我国油田污水概况
我国油田分布广阔，遍及东北、华北、中南、西南、华中及东南沿海各地。目前，大部分油田已进入石油开采的中期和后期，采出原油的含水率已达 70%~80%，有的油田甚至高达90%，油水分离后产生大量的含油污水。含油污水如果不经处理而直接排放，不仅会造成土壤、水源的污染，有时甚至会引起污油着火事故，威胁人民的生命安全，造成国家的经济损失，同时也会危害油田自身的利益。因此，如何开发出适合我国油田实际情况、高效经济的油田含油污水处理及回用技术，达到节能、降耗、保护环境、重复利用水资源的目的，成为油田水处理站改造和建立的重要问题。 2.2 油田污水的处理意义
油田采油污水是一种量大而面广的污染源。据统计大庆油田每天采出的含油污水达到 142.5×104m3，全国每年大约有十几亿方油田采油污水需要处理，这些污水在处理达标以后，大部分要作为开采注入水回注地层，一小部分向自然环境中排放。
在石油的二次开采中，注水开发是主要的开发方式。目前我国各油田绝大部分开发井都采用注水开发。伴随着油田注水开发生产的进行，出现了两大问题，一是注入水的水源问题;二是注入水和油田采出水的处理及排放问题。注水开发初期的注水水源是通过开采浅层地下水或地表水来解决的，但大量开采浅层地下水会引起局部地层水位下降，而地表水资源又很有限。因此，采油污水处理后用于油田回注水为各大油田所采用。但是如果污水未达到回注水的要求(主要是含
油量、悬浮物超标)，仍然回注到地下，这将导致堵塞地层出油通道，降低注水效率和石油开采量;因此污水处理是否达标将直接影响注水采油的效率。
另外，随着原油含水量的逐渐上升，油田采出水水量越来越大，由于注水井的布局及注入量的不均衡、现有技术设备的处理局限等因素，一部分油田污水不能够做为回注水使用，而需排到环境中去。因此，必须考虑污水的达标排放问题。如果这些污水不经处理或处理后未达标而排放，将会造成环境污染、破坏水体、土壤、影响生态平衡，造成重大的经济损失。
如果油田处理回注率为100%，即不管原油含水率多高，从油层中采出的污水和地面处理、钻井、作业排出的污水全部处理回注，那么注水量中需要补充由于采油造成地层亏空的水量便可以了,这样不仅可以节省大量清水资源和取水设施的建设成本。而且，使得油田污水资源变废为宝，实现可持续发展，提高油田注水开发的总体经济效益。
因此，油田污水的处理回用对于保护、节约水资源，保护生态平衡促进可持续发展，具有重大的意义。 2.3 油田含油污水处理后的出路
从国内外油田生产情况来看，油田含油污水经处理后的出路一般有三种： (1)回注：代替清水资源直接回注地层或配制聚合物后回注地层。 (2)回用：处理后作为热采锅炉的给水。
(3)外排：处理后达到国家污水排放标准，直接排放。
油田污水的处理依据油田生产、环境等因素可以有多种方式。当油田需要注水时，油田污水经处理后回注地层，此时要对水中的悬浮物、油等多项指标进行严格控制，防止其对地层产生伤害。如果是作为蒸汽发生器或锅炉的给水，则要严格控制水中的钙、镁等易结垢的离子含量、总矿化度以及水中的油含量等。如果处理后排放，则根据当地环境要求，将污水处理到排放标准。
3水质标准
3.1油田开发对注水水质的要求
陆上油田的开采方式主要为注水开发方式，通过向地层注水来弥补因采油而造成的地下亏空，并起到驱油的目的。油田注水所服务的对象是由致密岩石组成的油层，因此要求一定的注水水质加以保证，这样才能达到注得上、注得进、注得够的目的。
目前陆上油田开发的地渗透油藏在35%左右，而且每年新探明的石油地质储量中低渗透油层所占的比重也越来越大，这些低渗透油层的孔喉半径通常在2~4um以下，渗透率在(10~50)×10-3um2，污水回注必须有相应配套的污水处理工艺，以确保处理后的水质达到相应低渗透油层的注水水质标准要求。
注水水质必须根据注入层物性指标进行优选确定，通常要求：在运行条件下注入水不应结垢;注入水对水处理设备、注水设备和输水管线腐蚀性要小;注入水不应携带超标悬浮物，有机淤泥和油;注入水注入油层后不能使粘土发生膨胀和移动，与油层流体配伍性良好。
如果油田含油污水与其他供给水(如浅层地下水、地面净化污水和地面江河湖泊水等)混注时，必须具备完全的可能性，否则必须进行必要的处理改性后方可混注，考虑到油藏孔隙结构和吼道直径，要严格限制水中固体颗粒的粒径。 3.2注水水质标准
由于各油田或区块油藏孔隙结构和吼道直径不同，相应的渗透率也不同，因此注水水质标准也不相同，全国主要油田都制定了本油田的注水水质标准，尽管各油田标准差异较大，但都要符合注水水质基本要求。石油天然气行业标准《碎屑岩油藏注水水质推荐指标》SY/T5329-94水质主控指标如表3-1所示，由于净化水主要用于回注油层，所以污水处理工艺必须使净化水达到有关注水水质标准。
表3-1推荐水质主要控制指标
除了对注水水质的主要控制指标外，SY/T5329-94还对注水水质的辅助性指标作出了指导性规定，辅助性指标主要包括溶解氧、硫化氢、侵蚀性二氧化碳、铁、pH值等。 (1)溶解氧
水中含溶解氧时刻加剧腐蚀，当腐蚀率不达标时，应首先检测溶解氧浓度，一般情况要求，油田污水溶解氧浓度小于0.05mg/l，特殊情况不能超过0.1mg/l，清水中的溶解氧含量要小于0.5mg/l。 (2)硫化氢
如果采出水中不含硫化氢，或发现污水处理和注水系统硫化物含量增加，说明系统细菌增生严重。硫化物含量过高的污水，可引起水中悬浮物增加，通常清水中不应含硫化物，油田污水中硫化物含量应小于2mg/l。 (3)二氧化碳
水中侵蚀性二氧化碳含量等于零时，稳定;大于零时，可溶解碳酸钙垢，并对设施有腐蚀作用;小于零时，有碳酸盐沉淀析出。一般要求侵蚀性二氧化碳含量小于1.0 mg/l。 (4)pH值
水的pH值应控制在7±0.5为宜。 (5)铁
当水中含亚铁离子时，由于铁细菌作用可将二价铁离子转化为三价铁离子，
生成氢氧化铁沉淀;此外，当水中含硫化物时，可生成硫化铁沉淀。 3.3污水综合排放标准
标准将污染物根据其性质和控制方式分为第一类污染物和第二类污染物。分别如表3-2和3-3所示。
表3-2第一类污染物最高允许排放浓度
表3-3第二类污染物最高允许排放浓度
4油田污水水质
通常，对油田污水的水质分析指标一般包括：物理性质(温度、悬浮固体、含油量)，主要离子(钙离子、钡离子、总矿化度)，溶解气体(溶解氧、硫化氢、游离二氧化碳)，细菌(细菌总数、硫酸盐还原菌)，pH值等。由于油田污水种类多，地层差异较大及钻井工艺不同等原因，不仅各油田污水处理站水质差异大，而且油田污水的水质变化也很大，总体来水，油田污水水质较复杂。表4-1列出了国内部分油田污水站的原水水质。
表4-1国内部分油田污水站原水水质分析表
5油田污水处理现状
5.1油田污水处理技术发展现状
油田污水处理就是采用各种方法将污水中的有害物质除去或降低至达标水平，使污水得以利用。因此，污水的利用目的不同，其处理要求也就不同，将污水作为注水水源和作为配制聚合物的水源的处理要求也是不一样的。目前，油田污水现行的处理技术，主要以达到能够将污水回注为目的，而并没有考虑作为配制聚合物的要求，因此，一些效果较好的油田污水处理技术，它虽然满足污水回注要求，但并不满足污水配制聚合物要求，仍可能会导致配制聚合物严重降粘，为此，要解决油田污水配制聚合物的问题，必须充分认识油田污水处理现状。
对于含油污水的处理方法和技术，国内外研究机构一直在不懈的进行深入研究，其目标是既要除去污水中的油类、有机物(COD)、悬浮物、硫化物、细菌等。在20世纪70年代，各国广泛采用气浮法去除污水中悬浮态乳化油，同时结合生物法降粘有机物。日本学者研究出用电絮凝剂处理含油污水、用超声波分离乳化液、用亲油材料吸附油。近几年发展用膜法处理含油污水，滤膜被制成板式、管式、卷式和空心纤维式。美国还研究出动力膜，将渗透膜做在多孔材料上，应用于水处理中。其处理手段大体以物理方法分离，以化学方法去除，以生物法降粘。含油污水处理难度大，往往需要多种方法组合使用，如重力分离、离心分离、气浮法、化学法生物法膜法、吸附法等。
目前，各油田的污水处理技术的针对性较强，而且处理技术的效果均不理想，国内外油田常用的污水处理方法可大致分为三类：物理法、化学法和生物法。
(一)物理法
物理处理法是指通过物理作用分离和去除油田污水中不溶于水的悬浮物的方法。物理处理法所用的设备大都比较简单、操作方便，分离效果良好，使用极为广泛，根据物理作用的不同污水处理主要有重力分离法、筛滤截留法、离心分离法，都是利用不同的水处理设备将油田污水中有害物质除去或降低其含量。
1、重力分离除油技术
重力分离除油也叫自然除油，该技术是根据油水密度不同，利用油水密度差使油上浮，达到油水分离的目的。因其处理量大运行费用低，管理方便等优点而被广泛应用，其缺点是占地面积大，基建投资高，对乳化油的处理效果不好，污水停留时间长。目前国内外在重力分离设备上已取得了一定的进展，已由自然沉降除油发展到斜板除油，加设斜板，增加分离设备的工作表面积，缩小分离高度，即利用“浅层沉淀”原理提高除油效率 。如美国Quontek公司研制的聚结板油水分离器(CPS)。最近，石油大学对CPS进行了改进，在其基础上引进了斜板技术，发明了斜通道波纹波纹板油水分离器和翼斜板油水分离器，进一步提高了板式分离器的效果。
2、气浮分离除油除悬浮物技术
气浮分离法就是在含油污水中通入空气设法使水中产生微细气泡，有时还需加入浮选剂或混凝剂，使污水中的分散油和悬浮颗粒粘附在气泡上，随气体一起浮到水面并加以回收，从而达到除油除悬浮物的目的。目前美国开发出的溶气气浮系统较为先进，它通过减小气泡尺寸(约小到1um)和减缓气泡的浮生速度，大大地提供了除油效率，甚至无需使用化学剂也可以达到较为彻底的油水分离。
3、过虑除油和悬浮物技术
过滤技术是利用多孔介质从水中分离不溶解固体的技术，主要是采用粒状材料为滤料(如石英砂、核桃壳和无烟煤等)通过润湿聚结和碰撞聚结作用，除去污水中的油和悬浮物。其优点是出水水质好，设备投资少，缺点是运行费用较高，适应负荷变化能力弱，易堵塞。而且，由于滤料粒径受到限制无法进一步减小粒料粒径来提高过虑精度和效率。近年来，随着纤维材料的应用和发展，以纤维材料为滤料的纤维滤料过滤器，一般处理精度可达到出水水质含油小于1.5~2mg/L，悬浮物粒经小于5um。
4、膜分离技术
膜技术是20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术，自问世以来已形成了一门新兴产业，广泛应用于国内日化、食品、医学、生化领域，近年来也成为石油领域水处理方面的研究热点。膜分离法是利用一张特殊制造的具有选择透过性能的薄膜，在外力推动下对物质进行分离，它包括反渗透、超滤、纳滤等方法。膜分离技术的操作主体是分离用膜，分离过程的推动力是膜两侧的压力差、电位差、浓度差和温度差。膜面上的微孔孔径大小决定了膜的分离功能，根据膜的孔径大小，膜可分为微孔滤膜(孔径10-3cm~10-5cm，分离对象为细菌、乳胶、油乳化液)超滤膜(孔径10-5cm~10-6cm)，分离对象为胶体硅、各种病毒)纳滤膜(孔径10-6cm~10-7cm，分离对象为卵清蛋白、蔗糖)、电渗析膜(孔径10-7cm~10-8cm，分离对象Cl-、OH-、H+、Na+、Ca2+，主要用于除盐)。在油田污水处理方面，膜分离技术通过一个膜相，对污水中各组分的选择性透过能力不同而实现对污水中各组分分离，膜技术一般处理精度高，无二次污染，但对污水的预处理要求较高，预处理的目的是除去造成对膜污染的杂质，而且，操作中膜还需要经常清洗，以保持膜面的清洁、维持膜的正常通量。由于膜技术投资大，运行费用高，在一定程度上限制了该技术在油田污水处理中的广泛应用。目前，该技术还主要用于对水质要求比较高的低渗油田的采出水处理。
(二)化学法
化学处理法是指通过化学手段如向污水中加入化学药剂或采用电化学等方式除去有害物质的方法。油田污水处理的常用化学方法主要有如下几种。
1、絮凝技术
絮凝技术可以认为是污水过虑前的预处理技术，该技术主要是通过向污水中加入絮凝药剂，使污水中的悬浮物形成絮凝物聚结下沉，该过程不仅可以除去污水中的悬浮物和胶体粒子，降低COD值，而且，还可以除去细菌等。
油田水处理用的絮凝剂主要分为无机、有机和生物絮凝剂三类。无机絮凝剂主要有无机化合物(如硫酸铝、明矾、三氯化铁、硫酸亚铁等)和无机聚合物(聚
合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合硫酸铁等高聚物)，其中无机聚合物是60年代后发展起来的一类新型絮凝剂，由于其功效成倍提高，有逐步成为主流絮凝剂的趋势。有机絮凝剂有低分子量的阳离子聚合物(如聚胺等)和高分子量的聚合物(如聚炳烯酰胺及其衍生物)。与无机高分子絮凝剂相比，它的用量少，产生的絮体大、沉降速度快、受共存盐、pH值和温度的影响小，效果明显、且种类繁多，在油田水处理中得到广泛应用。但由于聚炳烯酰胺具有毒性、难生物降粘，目前天然改性高分子絮凝剂和两性高聚物等环保型的无害水处理剂的研究倍受人们关注，如国内新合成的以F691粉(主要成分水溶性多聚糖、纤维素、木质素单宁)为原料的新型高效阳离子絮凝剂FNQD，国外新推出的水处理剂(DTC)，用于美国墨西哥湾和北海油田水处理中，轻易地将处理精度仅能达到60~70mg/L的水处理系统提高至1~2mg/L，效果十分明显。近年来，利用生物技术，通过微生物发酵、抽提、精致而得到的一种新型生物絮凝剂，由于具有无毒、高效和可生物降粘等特点，对水资源的保护有十分重大的意义，是很有发展前途的绿色絮凝剂。
2、缓蚀技术
缓蚀技术是油田污水处理常用的技术之一，是抑制污水对金属设备腐蚀的有效方法。油田污水的腐蚀因素主要是溶解氧、硫化氢和二氧化碳等引起的酸腐蚀。为了抑制污水对油田金属设备的腐蚀，油田常常在水处理过程中添加适量阻止或减缓金属腐蚀的缓蚀剂。国外油田水处理工艺中缓蚀剂的应用始于五十年代，应用较好的缓蚀剂是有机胺等，我国油田常用的使用效果好的缓蚀剂是季铵盐类、咪唑啉类。目前，中科院研制的IMC系列缓蚀剂在各油田应用取得了良好的效果[8]。
3、阻垢技术
油田污水通常含有较高浓度的碳酸盐、硫酸盐、氯化物，具有形成碳酸钙、硫酸钙等垢的基本条件，因此，结垢是油田水质控制中遇到的最严重的问题之一。化学阻垢剂是油田最为常用的抑制或减缓结垢的一项工艺技术。油田广泛使用的阻垢剂有无机聚磷酸盐、有机磷酸盐、低分子量聚合物和天然阻垢剂。其中应用
较好的是低分子量聚合物如聚丙烯酸及其衍生物，该类阻垢剂的优点在于用量低、无毒，不污染环境，阻垢率较高，缺点是生物降粘差，且在高温、高pH、高Ca2+含量下阻垢能力较差。因此，近年来，国外着重在开发和研制新的阻垢剂，最近报道的一种新型阻垢剂---聚天冬氨酸，对CaCO
3、BaSO
4、CaSO4的阻垢率都明显优于聚丙烯酸，且更易生物降粘，表现出很好的发展前景。
4、杀菌技术
油田污水中普遍存在着硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌，造成设备腐蚀，并且产生污泥造成地层堵塞。目前国内油田主要采取的措施是向污水中加入化学杀菌药剂，抑制细菌的生长及灭杀细菌。目前，油田广泛应用的杀菌剂主要为有机胍类、季胺盐类、异噻唑啉酮等。国内油田使用最广泛的杀菌剂就是季胺盐十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)，季胺盐化合物除了具有较强的杀菌作用还具有缓蚀增效作用，是一种具有多种效能的水处理剂。为了提高杀菌剂效能，常常采用两种杀均剂复配、其协同效应能显著提高药效。国外最新推荐的过氧乙酸因具有广谱、高效且受pH值及矿化度影响较小而倍受青睐。此外，国内外在重点研制和开发一剂多效的多功能水处理剂，如兼具有絮凝、杀菌、缓蚀作用的复合型药剂。
5、电脱技术
电脱技术也是目前油田常用的污水处理技术，该技术主要是利用电化学的方法对污水进行处理。电脱法是借助于外加电流来进行氧化还原反应以去除污水中有害物质的方法。在外加电场作用下，污水中的阴离子移向阳极，并在阳极失去电子而被氧化;污水中的阳离子则移向阴极，并在阴极得到电子而被还原。该技术可以有效地去除污水中的有机物、重金属离子、悬浮物、还能进行污水脱色处理。
6、暴氧技术
暴氧技术是近几年在油田推广的污水处理技术之一，该技术的基本原理实际
上就是利用空气中的氧与污水中的还原性物质发生氧化还原反应，而除去污水中的还原性有害成份如Fe2+、S2-及细菌等。该技术工艺比较简单，采用的设备主要能鼓空气的暴氧设备，目前，各油田使用的暴氧设备有所不同，暴氧设备通常是利用一个喷淋装置，新鲜污水通过喷头喷淋实现了充分暴氧，也有利用水射流泵负压吸空气，使空气与污水充分混合完成污水的暴氧过程，其目的就是使新鲜污水充分与空气中的氧作用，完成污水的氧化还原反应达到除去有害的还原性物质。
(三)、生物处理法
生物处理技术是目前世界上应用最广泛的污水处理技术，该技术较物理或化学方法成本低，投资少，效率高，无二次污染，广泛为各国化工行业采用。我国城市污水采用生物处理法的占85%以上，油田采用生物处理法的相对较少，大港油田的氧化塘处理技术就是生物法处理技术。生物法处理技术的机理就是采用一定的人工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使微生物大量繁殖，在繁殖的过程中，这些以污水中的有机物作为营养源的微生物通过氧化作用吸收分解有机物，使其转化为简单的CO
2、H2O、N
2、CH4等，从而使污水得以净化。生物法从微生物对氧的需求上可分为好氧生物法和厌氧生物法，从处理的过程形式上可以分为活性污泥法、生物膜法和氧化塘法。
1、活性污泥法
活性污泥法是目前应用较广泛的一种生物技术，它是将空气连续鼓入污水中，污水经过一段时间的暴气后，水中会产生一种以好氧菌为主体的茶褐色絮凝体，其中含有大量的活性微生物，这种含有活性微生物的絮凝体就是活性污泥。这种微生物以污水中溶解性有机物为食料，获得能量，并不断增长繁殖。活性污泥的结构松散，表面积很大，对污水中的有机物有着强烈的吸附、凝聚和氧化分解能力，从而使污水得以净化。
2、生物膜法
生物膜法和活性污泥法一样同属于好氧生物处理方法。活性污泥法是靠暴气
池中悬浮流动着的活性污泥来净化污水，而生物膜法是利用固定于固体介质表面的微生物来净化污水的，这种方法亦称为生物过滤法。与活性污泥法相比，生物膜法管理较方便。由于微生物固着于固体表面有利于微生物的生长，高级微生物越多，污泥量就越少。一般认为，生物膜法比活性污泥法的剩余污泥量要少。
3、氧化塘法
氧化塘法是能够提供有机物分解的大型浅池，塘内有大量好氧微生物和藻类。氧化塘的特点是投资少，管理简单，但占地面积较大。氧化塘除暴气塘需要机械薄气外，其他各种氧化塘皆不依赖动力来充氧，而是充分发挥天然生物净化功能。氧化塘一般采用水面自然复氧和藻类光合作用复氧，其运行情况随温度和季节的变化而变化。该技术要求污水停留几天或几个月，因此，处理措施的耗时较长。目前，大港油田的污水处理采用了氧化塘法。 5.2油田污水处理工艺发展现状
采油污水中含有原油、各种盐类、有机物、无机盐及微生物等，采油污水具有以下4个主要特点: (1)水温较高; (2)矿化度较高; (3)含有大量的细菌，特别是SRB、TGB; (4)表面张力大，残存有化学药剂及其它的杂质。
国内的采油污水的处理技术主要是针对污水回注设计的。油田污水处理的目的是去除水中的油、悬浮物以及其它有碍注水、易造成注水系统腐蚀、结垢的不利成分。由于各油田采油污水的物理化学性质差异较大，要求的注水水质标准也不一样，因此各种油田采油污水处理工艺流程也不尽相同。由于油井油藏特性、采出液物性及油田区块分布等的不同，加之环境保护对油田污水处理的不断提高，随着油田污水处理的要求不断提高，油田污水处理的难度日益加大。
归纳起来，国内大多数油田均采用三段处理工艺即除油——混凝沉降——过滤，其工艺主要是去除水中的油和悬浮物，在很长一段时间内，此工艺流程被广泛地应用于各油田的采出水处理中，而且效果良好，处理后的水质一般都能达到回注水的要求，但是随着油田开采的发展，特别是三采工艺广泛实施之后，该处理工艺已经不能满足需求了。目前，胜利油田采出液综合含水率已达到90%以上，每天需外排污水约8万m3，而外排污水一直不能全部达标。提高采油污水处理
率及采用先进有效的处理工艺成为解决采油污水外排的关键。
传统的工艺、技术和设备因处理效率低，工程投资大、处理成本高，既不能满足排水水质指标，也不能达到油田污水处理的需要，更不能达到采出水回注地层的水质要求。随着环保要求的提高和油田注水水质的严格化，近年来国内外部分油田的采油污水的治理技术已经得到改善和提高，污水处理工艺已由原来的隔油———混凝———过滤工艺改变为隔油———混凝气浮———生化———过滤工艺，气浮和生化技术的采用已成为近年来先进的采油污水处理工艺的一种标志。
根据对油田污水处理程度和水质要求的不同,通常将污水处理技术分为一级处理、二级处理和三级处理。各级处理所除去或处理对象见表5-1。
表5-1污水的分级处理
一般来说一级处理属于预处理，二级处理能除去90%左右可降解有机物和90~95%的固体悬浮物。然而对于重金属和生物难以降解有机物、高碳化合物以及在生化处理过程中出现的氮、磷难以完全除去，需进行三级处理。各级处理技术主要包括重力分离、粗粒化、浮选法、过滤、膜分离以及生物法等十几种方法。
一、二级处理主要是利用过虑、沉降、浮选方法把污水中的悬浮物除去。去除废水中的矿物质和大部分固体悬浮物、油类等。主要方法包括重力分离、离心分离、过滤、粗粒化、中和、生物处理等方法。其中生物法又分成好氧生物处理和厌氧生物处理，生物法较物理或化学方法成本低，投资少，效率高，无二次污染，广泛为各国所采用。油田污水可生化性较差，且含有难降解的有机物，因此，目前国内外普遍采用A/O法、接触氧化、曝气生物滤池 (BAF)、SBR、UASB等处理油田污水。这些技术在国内外都比较成熟。三级处理属于高级处理油田污水处理方法，其主要方法有：一是化学法，主要用于处理废水中不能单独用物理法或生物法去除的一部分胶体和溶解性物质，特别是含油废水中的乳化油。包括混凝沉淀、化学转化和中和法;二是物化处理法，通常包括离子交换、反渗透和吸附
法三种，吸附可分为表面吸附、离子交换吸附和专属吸附三种类型;
每一种方法都有其优势和缺陷，而如何使用要结合具体的油田污水状况和设备、地层质量等因素综合判断，合理选取，并不断在技术上进行改进和进行新的尝试。今后复合式的处理技术将成为研究的重要方向，如化学剂和处理设备相结合，化学剂和生物技术相结合，以及三者的结合。结合它们不同的特点,发挥各自的特长，达到更好的处理效果。
生技11-2冯馨仪
110414226
实习时间:2014年11月5日
一、高碑店污水处理厂概况
北京排水集团高碑店污水处理厂是北京市规划的14座城市污水处理厂中规模最大的二级污水处理厂，承担着市中心区及东部工业区总计9661公顷流域范围内的污水收集与治理任务，服务人口240万，厂区总占地 68公顷，总处理规模为每日100万立方米，约占北京市目前污水总量40%。
高碑店污水处理厂位于北京市朝阳区高碑店乡;根据上游管网配套情况及资金状况，按统一规划分期建设的原则，该工程分两期实施。一期工程日处理污水50万立方米，总投资5.24亿元人民币，于1990年开工，1993年底建成通水，建成后始终保持满负荷运行、全达标排放的水平，取得了明显的社会效益和环境效益。二期工程日处理污水50万立方米，总投资11.2亿元人民币， 1995年开工，1999年9月竣工通水。
高碑店污水处理厂采用传统活性污泥法二级处理工艺：一级处理包括格栅、泵房、曝气沉砂池和矩形平流式沉淀池;二级处理采用空气曝气活性污泥法。污泥处理采用中温两级消化工艺，消化后经脱水的泥饼外运作为农业和绿化的肥源。消化过程中产生的沼气，用于发电可解决厂内20%用电量。高碑店污水处理厂再生水回用设施处理能力为47万立方米/日，每日为厂内生产及绿化浇灌提供1万立方米，向华能热电厂提供3万立方米作为工业冷却用水，向水源六厂及高碑店湖供水30万立方米工业冷却用水和旅游景观用水及城区绿地浇灌用水;2007年建成30多公里再生水管线，将高碑店厂再生水源源不断地输送到了石景山和高井两大电厂，使高碑店再生水系统服务范围延伸到了京西流域，至此，北京市2/3的电厂是由高碑店污水处理厂提供循环冷却水，不仅改善了水环境，还有效地节约了水资源，体现了循环经济所带来的经济和环境效益，为缓解北京市的水资源紧张状况起到了积极作用。另外，经处理后的水注入通惠河，对还清通惠河也具有重要的作用。
二、处理工艺简介
该厂采用传统活性污泥法二级处理工艺：一级处理包括格栅、泵房、曝气沉砂池和矩形平流式沉淀池;二级处理采用空气曝气活性污泥法。污泥处理采用中温两级消化技术，消化后经脱水的泥饼外运作为农业和绿化的肥源。消化过程中产生的沼气用于发电可解决厂内部分用电。该厂还有约1万立方米/日的深度处理设施，处理后的水用于厂内生产及绿化，不仅有效地节约了水资源，还将为大规模的污水回用积累有益的经验。 【一期污水工艺选择】
针对出水要求，通过试验研究，一期选用前置缺氧段推流式活性污泥法，延长曝气时间，使出水完全硝化。污泥处理采用两级中温消化工艺。沼气用以发电。以补充能源。发电机的冷却水、尾气余热、供消化池加热。提高热能回收率。回用水的深度处理考虑在二级处理基础上，增加混凝、沉淀和砂虑两种简单工艺，使出水水质进一步提高。
【二期污水处理工艺选择】
污水处理工艺采用传统活性污泥法二级处理工艺，分为两个系列，每个系列为25万m3/d。其中一个系列采用前置缺氧段活性污泥法工艺，即在推流式曝气池前设缺氧段(占生物处理池总容积的1/12)其目的是改善污泥性质，防止污泥膨胀。另一个系列采用缺氧好氧脱氮活性污泥法工艺，即在曝气池进口段设置1/6池长作为脱氮池，后续1/6池长作为可变段，并采用内回流泵进行曝气池混合液内循环，内回流比为200%。本系列出水自成系统NH4+-N≤3mg/L，可直接作为工业冷却水使用。
三、污水一级处理构筑物
(一)格栅间
高碑店污水处理厂在泵房前池分别安装粗、细两道格栅。格栅的作用是用以截留较大的悬浮物或漂浮物，以便减轻后续处理构筑物的处理负荷。粗格栅间隙100 mm人工清除污物，细格栅间隙25 mm，为链条式自动除污机，二期工程将粗格栅改为连续式自动清理，细格栅改为间隙0.5 mm回转式自动除污机;栅渣用皮带输送装筒运往垃圾消纳厂填埋。
(二)进水泵房
高碑店污水处理厂设置6台立式污水混流泵，一期4台，二期2台。进水泵的作用是将上游来水提升至后续处理单元所要求的高度，使其实现重力自流。水泵性能如下： 水泵流量m3/s 水泵扬程m 水泵转速r/min 水泵效率% 水泵输出功率kw 315 4 92 80 600
(三)曝气沉砂池
沉砂池主要功能是去除大颗粒的砂粒和无机物，避免砂粒沉积和堵塞管道，减少机械设备的磨损。为了使分离出来的砂粒和无机物比较干净，不带走有机物，以提高进水BOD浓度，高碑店污水处理厂采用曝气沉砂池，它的原理是通过曝气使污水产生竖向紊流，使水与大颗粒无机物产生摩擦，将黏附于砂粒表面的有机物洗下，砂粒沉降于池底的集砂槽，通过潜污泵将砂子吸走，在螺旋砂水分离器中将砂水分离，砂子运走，分离出的污水进入厂区污水管线。
高碑店污水处理厂
一、二期各设两座曝气沉砂池，每座由两条池子组成，每条池长21米，宽6米，有效水深4.25米，横向40°坡角。污水在池中停留时间为6分钟。集砂槽长21米，宽0.8米，深1.04米。每座池设1台移动桥式吸砂机及砂水分离器，共2套(瑞典PURAC公司)。
(四)初次沉淀池
初沉池的主要作用是将污水在池内进行初次沉淀，去除污水中部分SS(50%～60%)、BOD5(25%～35%)和漂浮物以及均和水质。沉降于池底的污泥通过刮泥机的往复运行，将刮至泥斗中，再经螺杆泵组将污泥排至浓缩池，完成对污水的一级处理。
北京市高碑店污水处理厂采用的是平流式沉淀池，分四个系列，每系列六座初沉池，共24座，每座沉淀池的长为75米，宽14米，池末端有效水深为2.5米，池底纵向坡度为0.005，每座沉淀池表面积A=1050m2，设4个泥斗，泥斗容积共57m3;表面负荷0.826m3/m2·h，水力停留时间1.5小时。
初沉池上采用行车桥式刮泥机，配水渠道上防止污泥沉淀安装有飞力搅拌器，初沉池管廊装有六组螺杆泵组，每组螺杆泵组由一台破碎机和两台螺杆泵组成，负责两组初沉池的排泥，每组螺杆泵的运行是间歇的，其运行周期可在运行中根据污泥浓度来控制。
四、污水二级处理构筑物
(一)曝气池
高碑店污水处厂为改善污泥沉降性能，减少二沉池反硝化过程，减少二沉池的污泥上浮，提高出水水质，二级处理采用缺氧-好氧(A/O)活性污泥法，前缺氧后曝气，延长缺氧时间。
曝气池是由微生物组成的活性污泥与污水中的有机污染物质充分混合接触，并进而将其吸收分解的场所，它是活性污工艺的核心。高碑店污水处厂采用推流式曝气池，
一、二两期共有24座曝气池，分为4个系列，每6座为一系列;每座曝气池由三个廊道组成，每个廊道的设计尺寸为长96.2米，宽9.28米，有效水深6米，超高1.1米，第一廊道的前1/2段为厌氧段，为防止污泥沉降，装有2台水下搅拌器，在回流渠内为防止污泥沉降装有Flygt SR4650 水下搅拌器2台。曝气方式采用曝气头：一期采用国产钢钰式微式曝气器共90000个，二期采用进口膜片橡胶微孔曝气头，总数为36036个;曝气时间9.2 h;900 kW离心式鼓风机共8台(2台备用)。二期工程4系列为A/O法，增加内回流设施。
(二)二次沉淀池
二沉池是使活性污泥与处理完的污水分离，并使污泥得到一定程度的浓缩。高碑店污水处理厂共设24座中心进水、周边出水圆形幅流式二次沉淀池。单池直径50米，有效水深4米，池底坡度2%，缓冲层高度 0.5m，刮板高度0.3m。表面积1963平方米。 二沉池排泥采用桥式刮吸结合虹吸式静压式并辅助真空提升方式，提升污泥送至配水井，再经配水井送至回流污泥泵房。二沉池浮渣通过设在池面的浮渣浮渣漏斗排至池外浮渣井进行去除。 【配水井】
每三座二沉池设一座配水井，四个系列共8座配水井，每座配水井分四层，具备四种功能：
a.作为总进水井，来自曝气池的出水经2000mm管直接进入中心总进水井。
b.作为二沉池配水井，每座配水井将来水分配给本系列的三个二沉池。
c.作为二沉池排泥井，二沉池的污泥排至配水井，再经回流污泥管排至回流污泥泵房。
d.作为二沉池出水井，二沉池出水排至配水井，再经中水闸和退水闸分别流至中水管和退水管。
(三)回流污泥系统和剩余污泥系统
回流系统的作用是将二沉池中的活性污泥打回到曝气池中去，以补充曝气池中的污泥，防止污泥流失。
剩余污泥系统的作用是通过剩余污泥泵将剩余污泥排至初沉池配水渠道，防止泥龄过高及污泥浓度过高，而使污泥活性降低。
高碑店污水处理厂四个系列配套相应回流污泥泵房4座，每座回流泵房的集泥井内有回流泵4台(采用进口螺旋浆式潜水泵，Q=1m3/s)，剩余污泥泵3台(采用潜污泵，Q=0.05m3/s)。
(四)内回流系统
二期工程四系列曝气池采用的是A-O生物脱氮工艺，四系列各组曝气池末端各装一台内回流泵(Q=1.17m3/s，功率为2.5KW，变频范围0～50HZ)。内回流泵将曝气池混合液由第三廊道末端抽升回第一廊道首端，延长污水在曝气池中的停留时间，其目的是通过微生物硝化和反硝化作用，增加脱氮功能，进一步提高出水水质。
五、中水处理
高碑店污水处理厂二期工程设计了中水区，其日处理能力为10000m3/d，目的是将二沉池出水进一步处理，去除部分BOD、COD、SS，使出水水质进一步提高，达到更高的要求，处理后的中水用于绿化、生产用水及景观用水等。中水区的工艺流程如下：
六、污泥处理
【一期污泥处理工艺】
【二期污泥处理工艺】
【污泥浓缩池】
浓缩池采用重力浓缩。一期直径23.5 m、二期直径20 m，池形为园形共12座，采用国产半桥式栅条浓缩机，进口定容式污泥泵。 【消化池】
消化池为园柱形，总高28.8 m(地下5 m)、直径20 m的二级中温消化，共16座(12座一级，4座二级)。 【污泥脱水机】
污泥脱水机房设置2座，采用带式压滤机，分别设有加药设备，混凝剂采用高分子混凝剂(聚丙烯酰胺)。 【沼气储柜】
沼气储柜为一期设1座容积2000 m
3、压力0.6 MPa干式球罐，1座容积3000 m
3、压力200～250 mmH2O湿式气柜;二期为低压湿式三屉螺旋式升降式钢结构 【脱硫装置】
一、二期分别采用干式脱硫及湿式脱硫(碱液)。污泥消化所产生的沼气，考虑到使用的不均匀性和事故排放，设废气燃烧器1座，将部分多余气体和事故排放的气体，燃烧后排放，以减少对周围环境的污染。经脱水后的泥饼外运作为农业和绿化的肥源。 【发电机组】
消化池污泥产生的沼气用以发电，补充本厂能源。发电机组的冷却水供消化池加热。
七、关于微生物与污水处理的思考
随着我国城市化速度的加快，城市生活污水的比例高达70%以上，人们日常生活生产的污水主要含一些无毒有机物，如糖类、淀粉、油脂蛋白和尿素等，其中含氮、磷等植物营养元素较高。在一定的时间和空间范围内，这些污染物质大量排入天然水体并超过水体的自净能力，导致水体富营养化。进入水体的各种有机质是需氧菌大量繁殖，消耗溶解氧;也使得藻类及其他水生植物异常繁殖，引起水体透明度降低，溶解氧减少直至为零。此时，需氧菌大量繁殖继而分解，产生硫化氢、硫酸等物质，使水质恶化、水体的功能退化、生态结构破坏，这将会对我们所生存的环境产生长远的，无法顾及的影响。所以，加强城市污水处理，对于保障城市的可持续发展具有重要的社会意义和经济意义。
利用微生物处理污水实际就是通过微生物的新陈代谢活动，将污水中的有机物分解，从而达到净化污水的目的。微生物能从污水中摄取糖，蛋白质，脂肪，淀粉及其他有机化合物作为微生物的营养物质，经过一系列的酶促反应，这些有机物在微生物体内得到分解利用，有些合成微生物自身的结构和功能物质，有些则为微生物提供所需的能量。微生物新陈代谢类型有需氧型和厌氧型两种，因此，污水处理方法分为好氧生物处理和厌氧生物处理。
根据已有的研究报道，污水中的微生物活性的研究进展主要是通过传统的微生物学方法取得的。而新兴的分子生物学方法主要是在遗传学坚定、群体研究等领域研究应用的比较多，随着技术的不断创新。利用分子生物学方法快速、准确、较直观的特点，将分子生物学新技术与传统的研究方法相结合，寻找到具有各种特性的微生物用于污水处理中，我们相信污水环境中大量的微生物资源将会得到进一步发展。
八、结语
此次的参观学习，使我们更对污水处理的技术有了进一步的了解，起到了书本上的知识与实际应用的衔接作用。从此次的参观可以看出，污水中的微生物的研究在很多方面都取得了不错的进展。同时由于污水环境的多样和复杂性，造成了微生物的多样性，在污水这一特殊的环境领域微生物的研究还有很大的潜力。活性污泥法作为世界上应用最为广泛的污水处理技术，具有即使成熟、工艺种类多、污水处理良好等特点，但是活性污泥法在处理污水的同时一直存在一个最大的弊端，就是会产生大量的剩余污泥。剩余污泥中含有病原体、重金属及有机物等对环境有害的物质，处置不当会引起环境二次污染。目前的处置处理技术主要是由卫生填埋、农用、土地利用、焚烧等，随着法律法规对污泥处置的要求越来越严格和环境保护的发展，已不能适应污水处理厂的需要，造成污水处理厂污泥处置的压力越来越大，成为世界各国面临的日益严峻的污泥问题。
虽然我国在污水处理方面有了质的飞跃，但是淡水资源匮乏仍是困扰我们的一个巨大的问题，所以我认为我们应从自身做起，节约用水。只有自身节水意识加强，再配合科技的发展在可以实现水资源的可持续发展。
摘要
1 钢铁企业工业污水的来源及分类 2 钢铁企业工业污水的主要污染物分析 3 现代污水处理
4 国内工业污水处理现状
5 钢铁工业污水处理中存在的问题
6 钢铁工业污水的处置和利用(仅以浓盐水为例) 7 小结
近年来，我国钢铁工业处于高速发展阶段，钢年产量增幅在15%～22%。2007年全国钢铁产量达到4.89亿吨，比上年增长15.66%。钢铁工业作为高能耗、多排放的行业，在全国节能减排的工作中承担着重大的责任。我国重点钢铁企业2005～2007年的吨钢耗用新水量分别为8.6m3/t、6.43m3/t、5.31m3/t，表明我国钢铁工业用水量已从高速增长逐步转变为缓慢增长。2007年全国重点钢铁企业水重复利用率达到了96%。目前，国外先进钢铁企业吨钢耗用新水量是：日本鹿岛为2.1m3/t、阿萨洛为2.4m3/t、德国蒂森克虏伯为2.6m3/t。我国要进一步降低钢铁企业吨钢耗用新水量、提高钢铁企业水的重复利用率，需要积极推广少用水或不用水的工艺技术装备，并应该强化合理串级用水以及加强工业污水的综合处理回用。
1 钢铁企业工业污水的来源及分类
钢铁企业工业污水按其来源来分，可以分为循环冷却水系统排污水;脱盐水、软化水及纯水制取设施产生的浓盐水;钢铁厂各工序在生产运行过程中产生的废水等。 1.1 循环冷却水系统排污水
钢铁企业循环冷却水系统包括敞开式净循环水系统、密闭式纯水或软化水循环水系统以及敞开式浊循环水系统。
1.2 脱盐水、软化水及纯水制取设施产生的浓盐水脱盐水、软化水及纯水常用于钢铁企业炼铁、炼钢、连铸等单元关键设备的间接冷却密闭式循环水系统以及锅炉、蓄热器等的补充用水。
1.3 钢铁厂各工序在生产运行过程中产生的废水钢铁厂各工序在生产运行过程中产生的废水包括：烧结厂的废水、焦化厂的废水、冷轧厂的废水。
2 钢铁企业工业污水的主要污染物分析
对于钢铁企业来说，循环用水量占总用水量的比例常常在95%以上，其它如焦化、冷轧废水等特种废水均在相应主工艺单元处理达到钢铁厂工业污水纳管标准后排至钢铁厂工业污水管网或是直接接入钢铁厂回用水管网，因此无论从水质还是水量上来说，钢铁厂工业污水主要为循环水系统的排污水(浊循环水系统排污水)，根据浊循环水系统排污水的特点，钢铁厂工业污水一般含有以下主要污染物：浊度、COD、硬度与碱度、油类、盐类等。 (1)浊度
浊度主要是由水中的悬浮物和胶体物质引起的。工业循环水中存在由泥土、砂粒、尘埃、腐蚀产物、水垢、微生物粘泥等不溶性物质组成的悬浮物和铁、铝、硅的无机胶体物质以及一
些有机胶体物质。悬浮物和胶体物质有从空气进入的，有由补充水带入的，也有的是在循环水系统运行中生成的。这些悬浮物通过排污，由循环水系统进入了工业污水。
另外，工业污水中还存在着由氧化铁皮、金属粉尘等组成的悬浮物，这些悬浮物主要是在煤气清洗、冲渣、火焰切割、喷雾冷却、淬火冷却、精炼除尘等生产过程中进入循环水系统的，这些悬浮物通过排污也由循环水系统进入到了工业污水中。 (2)COD COD是表示水中还原性物质数量的一个指标。水中的还原性物质有各种有机物、亚硝酸盐、硫化物、亚铁盐等，主要是有机物。COD主要是通过补水进入工业循环水系统的，在运行过程中，原水中的COD会被不断浓缩。
另外，工业循环冷却水系统需投加水质稳定药剂如缓蚀剂、阻垢剂、分散剂、杀菌剂、混凝剂、助凝剂等。该部分水处理药剂中有相当一部分是高分子有机药剂，也有部分是还原性较强的物质。投加水处理药剂也会增加循环水系统的COD，一般增量为1～10mg/L。 (3)硬度与碱度
对于循环水系统而言，随着循环冷却水被浓缩，冷却水的硬度和碱度会增大。循环水系统排污水进入工业污水系统，导致工业污水系统的硬度和碱度相对原水而言也大幅度提高。 (4)油类
工业污水中的油主要是由于连铸、热轧等主工艺设备泄漏的液压油进入了浊循环水系统，从而也进入了工业污水系统。油类包括浮油、乳化油和溶解油。 (5)盐类
盐类物质随补水进入循环水系统并不断被浓缩，随排污水由工业循环水系统进入工业污水系统。
3 现代污水处理
一级处理：主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
二级处理：主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD，COD物质)，去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。
三级处理：进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。
整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后，经过格栅或者筛率器，之后进入沉砂池，经过砂水分离的污水进入初次沉淀池，以上为一级处理(即物理处理)，初沉池的出水进入生物处理设备，有活性污泥法和生物膜法，(其中活性污泥法的反应器有曝气池，氧化沟等，生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床)，生物处理设备的出水进入二次沉淀池，二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理，一级处理结束到此为二级处理，三级处理包括生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂滤法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备，一部分进入污泥浓缩池，之后进入污泥消化池，经过脱水和干燥设备后，污泥被最后利用。
4 国内工业污水处理现状
随着国家对节能减排工作的要求日益提高，即将实行的新版《钢铁工业水污染物排放标准》也对现有企业和新建企业的工业污水排放提出了更为严格的要求(对于烧结、炼铁、炼
钢单元要求总排口零排放)。钢铁厂工业污水作为非传统水资源，已经越来越受到各大钢铁企业的重视。
利用工业污水制成回用水是目前各大钢铁企业对于工业污水的常见处理方式。目前主要是将工业污水收集处理后制成回用水用于生产。工业污水经过常规水处理工艺(如混凝、沉淀、除油、过滤等)处理后制成回用水，原工业污水中的悬浮物、杂质等均得到了有效的去除，但其含盐量并没有降低，因此回用水中的含盐量远高于工业净循环水和浊循环水，同时水中还含有少量的乳化油和溶解油等。
鉴于回用水上述水质特点，因此只能用于烧结、炼铁、炼钢、轧钢等工艺单元的直流喷渣或浇洒地坪等，无法作为循环水系统的补充水，而直流喷渣或是浇洒地坪这部分的用水量又是相当有限的。而将工业污水制成脱盐水、软化水及纯水等用于生产的水量也仅占工业污水量的很小一部分。因此将全部工业污水进一步深度处理，采取脱盐工艺制成工业新水，已成为工业废水利用的发展趋势。
采用脱盐工艺制取的工业新水，其含盐量远低于采用河水等其他自然水体制取的工业新水。工业新水作为钢铁企业循环水系统的补充水，含盐量的降低可以直接提高循环水系统的浓缩倍数，同时可以有效地减少循环水系统强制排污水量，从而控制整个钢铁厂工业水系统的排污量和补水量。采用水质较好的工业新水，对节能减排有利。
5 钢铁工业污水处理中存在的问题
近两年来，国内大型钢铁企业，如首钢、济钢、太钢、天钢等，均在原有工业污水处理设施的基础上增建了采用双膜法制取脱盐水回用的水处理设施，对工业污水做进一步深度处理。从实际运行效果看，在不同程度上存在着系统易污堵、清洗频繁以及由于此造成的反渗透脱盐率下降、频繁更换保安过滤器滤芯等现象。这主要是由于进入脱盐深度处理系统的原水中含有油及一定的COD造成的。原水中含有少量的油主要是连铸和热轧浊循环排污水所致。据统计，由这些有机物造成的反渗透系统故障占全部系统故障的60%～80%。一般反渗透膜要求进水油的含量应低于0.5mg/L，COD不大于20mg/L(采用低污染膜)。
工业污水经常规处理后，其出水的COD、油含量虽然仍难以满足反渗透的要求，但已经处于低值，COD含量一般为每升水几十毫克，油含量一般为1～5mg/L，再进一步采用生化处理或是气浮法等做到满足反渗透常规进水的要求难度很大。针对上述情况，在现有工业污水常规处理后有的也采取活性炭过滤等方法做进一步处理。
首钢、济钢、太钢、天钢等大型钢铁企业最后都采取了将连铸、热轧等浊循环水系统强制排污水(含油)单独撇开，不让其进入工业污水深度脱盐处理系统的方法。
6 钢铁工业污水的处置和利用(仅以浓盐水为例)
超滤加二级反渗透工艺中的超滤反洗水、超滤化学清洗液、反渗透冲洗水、反渗透化学清洗液等，都有现成的处置方法可以参照;二级反渗透浓水可回流至超滤产水箱，以提高反渗透系统的回收率。一级反渗透浓水量较大(一级反渗透的回收率一般在75%左右，因此将有25%的超滤产水会变为一级反渗透浓水)，溶解氧含量低、硫化氢含量高而且偏酸性，直接排放会对环境产生不利影响。但传统的水处理工艺，如混凝、沉淀、过滤、气浮等，目前都无法有效解决这个问题。对于一级反渗透浓水目前常用的处置方法有： (1)用于烧结、炼铁、炼钢、轧钢等工艺单元的直流喷渣或是浇洒地坪等; (2)将浓水与其它水或废水进行混合后排放;
(3)对反渗透浓水进行蒸发干燥，水分回收利用，将固体渣排放收集; (4)将反渗透浓水回用冲洗多介质过滤器后排放;
(5)增设专门的废水处理装置(如过滤装置)对反渗透浓水进行处理等。
在上述方法中，尽量将浓盐水串级消耗掉应是发展的主要方向。在钢铁企业内部建立独立的浓盐水串级管网，将浓盐水用于钢铁厂，将工业污水或是原先的工厂回用水做深度处理，可使两者有效地结合在一起，实现排水量的最小化。 7 小结
国内钢铁企业现正通过各种技术创新和技术改造，落实工业用水的节能减排，并且已经得到了良好的效果。为不断提高节水减污水平，须不断研究开发新技术和新装备。其研究重点应是如何合理地将含油工业污水引入深度脱盐处理系统，最大程度地提高现有工业污水的利用率，全面促进工业污水的资源化。
摘要：针对农村生活污水已经成为影响中国农村水环境质量主要因素之一的现状，从适合中国农村生活污水分散式处理的思维人手，介绍了我国现今主要的分散式生活污水处理技术的原理、特点、不足及其应用现状。
关键词：农村生活污水 处理技术 问题
1、农村生活污水处理的现状不容乐观
随着农村经济的快速发展，农村生活污水排放量增大，使农村地区环境状况日益恶化，农村环境质量明显下降，直接威胁着广大农民群众的生存环境与身体健康，制约了农村经济的健康发展，农村环境状况令人担忧。我国有96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统，生产生活污水随意排放。89%的村庄将垃圾堆放在房前屋后、坑边路旁甚至水源地、泄洪道、村内外池塘， 无人负责垃圾收集与处理。目前全国农村每年有超过 2500 万吨的生活污水直接排放，造成河流、水塘污染，影响村民居住环境，严重威胁农民的身体健康。农村污水处理的特征首先是处理率低，其次是间歇排放，排量少且分散，第三是氮磷浓度高及含有大量的营养盐、细菌、病毒等，这些都给农村污水的收集和处理带来了一定的难度。
2、农村生活污水处理常用工艺介绍
2.1 好氧生物处理工艺
适用于小量污水处理的好氧生物处理工艺主要有生物接触氧化、生物滤池、生物转盘、序批式反应器(SBR)等。我国农村生活污水处理应用较多的好氧生物处理工艺是生物接触氧化法。生物接触氧化法是在生物滤池的基础上，通过接触曝气形势改良而演变出的一种生物膜处理技术。生物接触氧化技术是介于活性污泥法和生物膜法之间的处理技术。在填料表面上培养微生物，形成生物膜，并采用与曝气池相同的方法向微生物供氧，污水流过时与填料上的生物膜接触，通过微生物的新陈代谢作用降解污水中的污染物从而达到净化的目的。生物接触氧化工艺占地面积小、处理负荷高、污泥产量少、抗冲击能力强、维护管理简便。生物接触氧化工艺对冲击负荷有较强的适应能力，在间歇运行条件下仍能保持良好的处理效果，对于水量不均匀的农村生活污水处理更具有实际意义。然而对于农村生活污水来说生物接触氧化工艺的投资和运行费用偏高，所以此工艺适合于我国南方及东部城市化速度快、比较富裕的农村推广应用。
2.2 人工湿地和稳定塘系统
2.2.1 人工湿地工艺
人工湿地污水处理工艺是 20 世纪七八十年代发展起来的一种污水生态处理技术。由于它能有效地处理多种多样的废水，如生活污水、工业废水、垃圾渗滤液、地面径流雨水等，且能高效地去除有机污染物，氮、磷等营养物，重金属，盐类和病原微生物等多种污染物。具有出水水质好，氮、磷去除率高，运行维护管理方便，投资及运行费用低等特点，近年来获得迅速的发展和推广应用。人工湿地是模拟自然湿地的人工生态系统，它是一种由人工建造和监督控制的、类似沼泽地的地面，并且人为地将石砂、土壤、煤渣等一种或几种介质按一定比例构成基质，并有选择性地植入植物的污水处理生态系统。通过人工湿地系统中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化作用。目前用于农村生活污水处理的人工湿地主要形式有，表面流和潜流形人工湿地。这两种湿地运行费用低下，建造、运行和维护简单;建造、运行和维护简单，同时具有水力负荷与污染负荷较大的特点，对 BOD、COD、SS及重金属的处理效果较好，卫生条件好，少有恶臭和滋生蚊蝇的现象。由于人工湿地工艺受季节变化影响较大，气温的降低会影响人工湿地的正常运行，低温对有机物和氨氮的去除影响是比较明显的，特别是对氨氮的去除，因此人工湿地适用于我国南方平均气温较高的农村处理生活污水，而对于北方寒冷地区的农村来说则不太适合。
2.2.2 稳定塘系统
稳定塘是经过人工适当修整的土地，设围堤和防渗层的污水池塘，主要依靠自然生物净化功能使污水得到净化的一种污水处理技术。稳定塘的污水净化过程类似与天然水体的自净过程，主要通过在污水中存活的微生物的代谢活动和塘内水生植物及多种生物的共同作用，使有机污染物得到降解。根据塘内溶解氧含量及微生物特性，稳定塘工艺可分为：好氧塘、兼性塘和厌氧塘。稳定塘对于农村生活污水处理来说具有明显的优点：可以充分利用地形，工程简单而且施工周期短、易于施工，投资省;能够实现污水资源化，使污水处理与利用相结合，塘内可种植经济植物也可放养水生动物，如虾、鱼、水禽等，而形成综合处理塘;污水处理能耗少，维护方便，成本低。稳定塘也有其固有的缺点如：占地面积大;污水处理效果受季节、气温、光照等自然因素影响较大且处理效果不够稳定;易于散发臭气、滋生蚊蝇。今年来随着研究的深入，开发出了高效藻类塘和组合塘工艺，在一定程度上弥补了传统稳定塘的不足之处。
3、我国农村生活污水处理对策探讨
3.1 加强规划
在推进新农村建设过程中，应加强综合规划和专业规划的制定，根据规划来系统地开展污水治理工作，避免废弃工程。
3.2 运行费用
市、区财政应对污水处理工程运行费用进行适当补贴。调查结果显示，目前村委会和村民对污水处理费虽有一定的承受能力，但都不愿意承担，多数区县运行费用来源不清，另一方面由于目前国家对于农村排污既没有排污收费政策，也没有污水处理补偿政策，要求村民承担污水处理费不合理，也不现实，急需市、区相关部门出台政策，以保证设施的长期运行，并建议市、区财政给予相应补贴，村民或村委会可以负担部分污水处理费用，以提高村民的责任感，市、区根据污水处理站运行情况，出台奖励政策，作为对村民的补偿。
3.3 完善管理
在推进新农村污水治理的过程中，要建管并重，注重管理，建立行之有效的运行管理机制，保证新农村污水治理工程的长期稳定运行。
4、结论与建议
目前农村生活污水任意排放，造成流域等水体污染，同时农村经济发展赶不上城镇，地区特点突出等，因此新农村污水处理系统建设迫切需要经济、高效、自动化高的一体化处理系统，以适应我区农村污水的多样性等。在选择工艺时，要结合当地实际情况，如水质、水温、经济发展水平等因素，综合考虑确定具体工艺。
前瞻网2016-01-18 11:41:34排放 我国 污染阅读(618)评论(0)
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2014年以来我国各地城镇发生水污染突发事件，从甘肃兰州水本污染到近期的江苏靖江水污染再到5月18日浙江富阳槽罐车泄漏导致的水污染事件无一不引起当地居民对用水质量的担忧。尽管目前大家普遍认为我国城镇污水处理能力快速提高，覆盖率已经达到较高的水平，发展空间已经有限;但是从预防机制，处理技术及配套工艺方面来看，我国污水治理从量完成向质的转变依然有很长的路要走。
通过研究美国及其他发达国家城镇水务的发展进程、技术标准、治理水平、监管制度等可以发现我国虽然具备了大规模污水处理能力，但是仅仅体现在量上，在治理的水平等质量方面依然存在较大的提升空间。例如污水处理中的膜处理技术、污泥处理、再生水利用等。我国若要在质量上追上与其他发达国家的差距，需要在污水处理的监管机制、投融资机制以及处理各环节产业链上加大投入力度，从而提高城镇污水处理的总体水平，有效控制水污染。
前瞻产业研究院发布的《2016-2021年中国污水处理设备行业产销需求与投资预测分析报告》显示，随着我国现代化及工业化的不断推进，废水排放总量不断增长。2001-2012年，我国废水排放总量从2001年的433亿吨增长到2012年的685亿吨，废水排放总量增加了252亿吨，平均每年多排放了21亿吨废水，平均年复合增长率约4.3%。
从废水来源来看，我国废水排放总量的增长主要是城镇污水排放量的增长。我国城镇污水排放量占废水排放总量比例从2001年的53.2%上升到2012年的67.6%。此外，2001-2012年我国城镇生活污水排放量年均增量19.4亿吨，占废水排放总量年均增量的92.2%。而从最近我国不断发展发生的水污染突发事件来看，也主要是我国水污染的监管制度和处罚力度有待提高。在美国，水污染的监管主要是“严进+严出+严罚”。
从“严进”来看，美国对进水水质的控制有重要的排污许可证制度，由卫生局发放给排放单位。从“严出”来看，美国的水污染物排放许可证制度出水水质做出了严格的规定。任何人从一个点源排放任何污染物进入美国的水域，必须获得“国家污染物排放清除系统”许可证，否则即属违法。因此污水处理厂最后的出水水质受到联邦排污许可证制度的制约。
而在“严罚”方面对比来看，我国水污染控制制度对违法者制裁相对较轻，范围较窄，威慑力不大。而美国的处罚严格程度可见一斑。例如对违反污染物排放许可证制度和守法命令的，规定由法院处以每违法日高达2.5万美元以下的行政罚款。对严重的违反行为可以处以高达25万美元以下的罚金，或者15年以下的监禁，或者二者并罚。
2014年年末，全国城市共有污水处理厂1808座，比上年增加72座，污水厂日处理能力13088万立方米，比上年增长5.1%，城市年污水处理总量401.7亿立方米，城市污水处理率90.18%。2014年年末，全国县城共有污水处理厂1554座，比上年增加50座，污水厂日处理能力达到2881万立方米，比上年增长7.1%，县城全年污水处理总量74.3亿立方米，污水处理率为82.11%。
近年来我国工业用水一直处于一个较高的水平，据统计，2006年至2014年我国工业用水量维持在1400亿立方米/年左右，大量的工业用水加剧了我国水资源紧缺的困境。与此同时，我国每年排放大量的工业废水，对环境造成重大污染。2014年我国工业废水排放量为205.3亿吨，同比减少2.1%。尽管我国工业废水排放量逐年减少，但现阶段工业污水排放量依然十分巨大。
一、中国生活污水排放量及处理情况
市政污水的主要来源为生活污水，近年来我国生活污水排放量持续增加，2014年我国城镇生活污水排放量为510.3亿吨，同比增长5.19%。全国污水排放呈现出地区差异，其中东部地区人口稠密、经济发达，生活污水排放量较多，根据2013年环境统计年报的数据，全国城镇生活污水排放量前3位依次是广东、江苏、山东，分别占全国城镇生活污水排放量的14.3%、7.7%和6.5%。
2004-2014年中国城镇生活污水排放量
城镇生活污水排放前十的省份
2014年年末，全国城市共有污水处理厂1808座，比上年增加72座，污水厂日处理能力13088万立方米，比上年增长5.1%，城市年污水处理总量401.7亿立方米，城市污水处理率90.18%。2014年年末，全国县城共有污水处理厂1554座，比上年增加50座，污水厂日处理能力达到2881万立方米，比上年增长7.1%，县城全年污水处理总量74.3亿立方米，
污水处理率为82.11%。
2009-2014年中国城市污水处理厂处理能力及处理率
县城污水处理厂处理能力及处理率
二、中国工业废水排放量及处理情况
近年来我国工业用水一直处于一个较高的水平，据统计，2006年至2014年我国工业用水量维持在1400亿立方米/年左右，大量的工业用水加剧了我国水资源紧缺的困境。与此同时，我国每年排放大量的工业废水，对环境造成重大污染。2014年我国工业废水排放量为205.3亿吨，同比减少2.1%。尽管我国工业废水排放量逐年减少，但现阶段工业污水排放量依然十分巨大。
2005-2014年我国工业用水量变化
2004-2014年我国工业废水排放量变化
据环保部发布的《2014年环境统计年报》，2014年，在调查统计的41个工业行业中，废水排放量位于前四位的行业依次为造纸和纸制品业、化学原料及化学制品制造业、纺织业、煤炭开采和洗选业，4个行业的废水排放量为88.0亿吨，占重点调查工业企业废水排放总量的47.1%。
2014年我国工业废水来源
在我国工业企业用水效率不高，导致我国工业企业用水量大，工业废水排放多，迚一步加剧了我国水资源短缺的困境。根据水利部的统计，尽管我国万元工业增加值用水量呈现出不断下降的趋势，2014年万元工业增加值用水量59.5立方米(当年价)，按可比价计算比2010年下降32%。但与发达国家相比我国万元工业增加值用水量较大，工业企业用水效率有待迚一步提高。
在水资源紧缺的背景下，提高工业用水效率，降低工业对水资源过量消耗成为生态文明建设的必然要求，近期出台的水十条明确挃出，提高用水效率，到2020年全国万元工业增加值用水量比2013年下降30%以上;抓好工业节水制定国家鼓励和淘汰的用水技术、工艺、产品和设备目彔，完善高耗水行业取用水定额标准。我们认为中水回用和废水零排放成为工业废水处理的下一个主攻方向，相关企业发展前景广阔。
2006-2014年我国万元工业增加值用水量及变化
膜法水处理是挃利用具有选择性分离功能的膜材料对废水迚行净化的技术。近年来，随着膜技术的不断成熟，膜技术在工业废水处理中应用越来越广泛。与传统工艺相比，膜技术在工业废水处理领域优势十分明显，包拪实现资源回收、提高用水敁率、从源头解决废水污染和节省药剂和土地等。
目前，在工业废水处理领域膜技术主要应用于煤化工废水、石油石化废水、造纸废水等工业废水回用，相关膜分离技术有微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)等技术以及这些技术相组合的衍生技术，如MBR(膜生物反应器)，双膜法等。
膜技术在工业水处理中的优点
随着膜应用技术水平不断提高，系列化应用工艺逐步形成，膜法水处理解决方案提供商可针对不同客户的实际情况提供系列化的膜法解决方案，幵且系统可靠性高，出水水质好，总体投资与运营费相对下降，膜技术在工业废水处理领域膜法水处理将大有作为。
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