摘要：CPR/96/302(21世紀 中國 城市水管理)將協(xié)助建設部開展中國可持續(xù)城市水管理項目，以及提高主要機構(gòu)實施該項目的能力。本項目總的目標是要制訂有關機構(gòu)改革和實施水需求管理策略的有效 方法 并進行示范實驗，以便改進給排水方面的管理。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活動，以確定最適合于中國市級城市實施組織機構(gòu)改革的方法。制訂和實施機構(gòu)改革以及修正水價結(jié)構(gòu)的行動計劃，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)援助計劃進行試驗，其目的是推廣試點活動的主要成果并在更多的城市開展此項目。

關鍵詞：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)助建設部開展中國可持續(xù)城市水管理項目，以及提高主要機構(gòu)實施該項目的能力。本項目總的目標是要制訂有關機構(gòu)改革和實施水需求管理策略的有效方法并進行示范實驗，以便改進給排水方面的管理。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活動，以確定最適合于中國市級城市實施組織機構(gòu)改革的方法。制訂和實施機構(gòu)改革以及修正水價結(jié)構(gòu)的行動計劃，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)援助計劃進行試驗，其目的是推廣試點活動的主要成果并在更多的城市開展此項目。

該項目的經(jīng)費為US$122.50萬, 由聯(lián)合國開發(fā)署資助一部分，其余由AusAID和石家莊市分擔。執(zhí)行機構(gòu)是中國國際 經(jīng)濟 技術(shù)交流中心(CICETE)。由建設部(MOC)主持項目的實施，石家莊市政府(MGS)負責試點工作的實施。

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)量管理策略專家，他的職責為：(1) 介紹有關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施和技術(shù);(2) 為建立國家技術(shù)支持系統(tǒng)提供信息和咨詢，該系統(tǒng)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) 制定私有部門或其他涉及排水和供水服務的部門的策略;(6) 出席1999年9月14～17日在北京召開的研討會;(7) 在1999年8月25日以前提交關于上述 內(nèi)容 的專題報告;(8) 準備研討會的文件資料。

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

2. 有關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)量管理策略專家TOR的第一個要點。介紹關于城市排水和供水的國際經(jīng)驗，有關管理、許可正、和合格證方面的最佳實施和技術(shù)狀況。對城區(qū)排水和供水行業(yè)發(fā)放許可證和進行管理通常采用(1)最佳實用方法和(2)性能標準方法，這兩種方法都具有各自的優(yōu)點和缺點，而且適合于特定場合�，F(xiàn)將這兩種方法作如下闡述和比較。

2.2 最佳實用方法

2.2.1 對該方法的說明

人類為之奮斗的事業(yè)，包括給排水系統(tǒng)在內(nèi)，是經(jīng)常規(guī)范和執(zhí)行最佳實用方法。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(guī)定。它告訴負責實施該系統(tǒng)的一方該做些什么。嚴格遵守規(guī)定的程序是帶有強制性的，實施該系統(tǒng)的人員幾乎不可能按自己的看法行事。其結(jié)果是與規(guī)定的標準相當一致。設計手冊、規(guī)范、管理法規(guī)、以及標準規(guī)范中往往都規(guī)定有最佳實用方法。其中包括需要采用的各類技術(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(tǒng)的設計和施工規(guī)范，水處理和污水處理設施的設計標準、專業(yè)設計人員用的標準規(guī)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 。

最佳實踐一般由專業(yè)組織和政府機構(gòu)設定。一組資深專業(yè)人員對該實用方法作了十分詳盡闡述使預期的成果可被重復利用。對需要專業(yè)判斷或當?shù)亟?jīng)驗的領域也要加以說明。

2.2.2 對方法的評估

最佳實用方法所具有的利弊概括在表2-1中。其優(yōu)點是一致性、便于實施、以及減少了對經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員的依賴。缺點是成本增加了，抵制變化，難以適應新的情況，以及性能差。

表2.1 最佳實用方法的優(yōu)缺點

優(yōu)點 - 一致性。每個系統(tǒng)的基本組成部分差不多都是相同的，因而達到同一水平的性能。 - 便于實施。因為系統(tǒng)的性質(zhì)和實施系統(tǒng)所需的步驟都是眾所周知的，所以實施的條件也為人們所熟知。 - 減少對經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員的依賴。系統(tǒng)的許多細節(jié)都是規(guī)定了的，所以由經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員來確定那些細節(jié)的必要性就大大減少了。從而可以由經(jīng)驗較少的專業(yè)人員來實施驗收系統(tǒng)。

缺點 - 增加了成本。標準方法中必定會加進一點兒保守性以適應可能遇到的實際情況的變化幅度。在很多情況 下，可以不需要那一點兒保守性，導致設施或解決方案比實際需要的還貴。 - 抵制變化。嚴格執(zhí)行最佳實用方法會妨礙能產(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的情況下進行測試。而且，有了標準會降低對革新進行實驗的動力。 - 難以適應新形勢。當熟練的專業(yè)人員幾乎完全依賴標準解決方案時，他們就不掌握有必要的知識和經(jīng)驗，用以鑒別最佳實用方法已不再適用的新情況。這樣。當異�；蛐碌那闆r出現(xiàn)時，原先執(zhí)行的解決方案很可能不再適用，并實際上不起作用了。 - 性能差。規(guī)定的是這方法的運作而不是結(jié)果。 如果不能達到預期的性能，這就限制了系統(tǒng)執(zhí)行人員改變方法來獲得較好效果的積極性。系統(tǒng)執(zhí)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。

說明最佳實用方法的優(yōu)缺點是為了使此方法能 應用 于特定情況。實際上，規(guī)定最佳實用方法是必要的，可以及時和有效實施城市給排水系統(tǒng)。要想開發(fā)能解決每個 問題 的方案是不可能的。在下列情況下采用最佳實用方法是合適的：

- 待要解決的問題是一目了然的，具有廣泛經(jīng)驗來保證最佳實用方法的有效性和效果。

- 必須很快實施解決方案。沒有時間來評估和選擇大量備選方案。

- 為簡化對一致性及系統(tǒng)運行和維護條件的監(jiān)測所需要有連續(xù)性。

- 與采用一致和便于實施的方法所節(jié)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 對該方法的說明

最佳實用方法規(guī)定的是負責系統(tǒng)實施一方的操作要求，而性能標準規(guī)定的是必須達到的效果。實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(guī)定的性能標準。采用這種方法的一個例證是規(guī)定污水和給水處理設施必須達到的出水水質(zhì)。所選擇的工藝過程必須與物 理學 、化學、和生物學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(guī)定的標準，任何過程都可以被選用。

2.3.2 對該方法的評價

表2-2匯總了性能標準的各種優(yōu)缺點。其優(yōu)點是解決方案有效而又成本低;性能保證率高;鼓勵創(chuàng)新;以及可適應變化中的形勢。缺點是項目評估和驗收進程較慢，缺乏一致性，增加了項目失敗的可能性。

表2-2 性能標準法的優(yōu)缺點

優(yōu)點 - 解決方案有效、成本的。因為對每種場合都可以按現(xiàn)場特定情況制訂解決方案，故最終解決方案比設計標準中規(guī)定的“標準”或“一般”的解決方案更有成本效益。這是由于當?shù)厍闆r有很大變化而造成的，使得現(xiàn)場特定的解決方案在許多場合都能以大大降低了的成本獲得所需的性能。 - 性能保證率較高。因為實施方負責性能，而不僅僅是一組操作，所以最終系統(tǒng)不能按規(guī)定運行時，可以更直接采取強制行動。 - 鼓勵創(chuàng)新。這種方法可鼓勵創(chuàng)新，因為它可以使具有改進性能特性的備選方案（成本低，可行性高）得以較快實行。 - 可適應改變中的形勢。因為規(guī)定的是性能而不是行動，所以形勢改變時必須改變行動才能不斷與性能要求取得一致。

缺點 - 項目評估和驗收的進度較慢。通常每個項目在實施以前都需要經(jīng)過認真的考核，以確保項目與現(xiàn)有的 科學 和工程原理的一致性。為達到此目的而對各個項目進行審查的水平比以前項目的審查水平要高，因為必須對每個項目進行詳盡的審查。實際上如果城市給排水設施需要大量投資，則訓練有素和經(jīng)驗豐富的專業(yè)人員的可獲性可能會限制該方法的使用。 - 缺乏一致性。解決同一問題可能有多種多樣的方案，因此企圖解決同一問題的類似系統(tǒng)之間的差異很大。這種差異可能會增加遠期的運行和維護成本。 - 增加了項目失敗的可能性。增加創(chuàng)新也會使個別項目失敗的風險增加。

性能標準方法也可被用來解決城市給排水的問題。這個方法在下述情況下是適用的：

■ 降低系統(tǒng)成本的潛力很大。在很多情況下，對特定的問題作“標準”或“獨特”的答復是很費錢的，現(xiàn)在有可以化很少的錢解決問題的替代方案。然而，現(xiàn)場出現(xiàn)的問題可決定(dictate)替代解決方案的適用性。規(guī)定性能使之能全面調(diào)查 研究 各種替代解決方案，從中選擇一個最有利于特定場合的解決方案。

■ 運行和維護要求很高。如果解決特定問題的方案在機構(gòu)上很龐大，則最佳實用方法就奏效了。在這種情況下，所要求解決的問題便就緒了，但是只需要有限的正在進行的運行和維護，以便使解決方案繼續(xù)運作。然而規(guī)定和執(zhí)行運行和維護程序是很困難的。在規(guī)定和判斷性能時，運營機構(gòu)必須提供必要的運行和維護，以確保系統(tǒng)繼續(xù)運行。因此，提供必要的運行和維護手段以保證系統(tǒng)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(zhí)行

一旦規(guī)定了系統(tǒng)的條件(無論是最佳實用方法或性能要求)，就必須規(guī)定保證一致性的方法。這就要求進行監(jiān)測�，F(xiàn)有以下兩種監(jiān)測方法：

(1) 外部監(jiān)測

(2) 自我監(jiān)測

外部監(jiān)測是由解決環(huán)境問題的執(zhí)行機構(gòu)以外的組織來進行。一般是政府部門的管理機構(gòu)，但也可以是非政府機構(gòu)，如發(fā)照部門。關于最佳實用的解決方案，執(zhí)行機構(gòu)要進行檢查以確定是否已實行了最佳實用方法。關于根據(jù)性能的解決方案，執(zhí)行機構(gòu)應對系統(tǒng)的性能進行評估，以確定其是否與性能要求相符。

關于自我監(jiān)測方法，負責解決環(huán)境問題的部門也應確定其性能，并向管理部門報告。此方法既可應用于最佳實用解決方案，也可應用于性能標準解決方案。如應用最佳實用解決方案，實施機構(gòu)應對已經(jīng)按規(guī)定實施最佳實用方法的系統(tǒng)進行比較，并證實其符合最佳實用方法的條件。如應用性能標準解決方案，實施機構(gòu)應確定系統(tǒng)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(tǒng)都是既包括有最佳實用法也包括有性能標準法。性能標準法對常規(guī)場合并不實用。相反，待要建立的系統(tǒng)被規(guī)定在規(guī)范或規(guī)章中，而且僅僅是按規(guī)定建立。對每種場合開發(fā)獨特的解決方案成本是不低的，因為開發(fā)這種解決方案需要時間和費用。因開發(fā)這獨特的解決方案而增加的成本超過了該解決方案所節(jié)約的成本。凡是能在生產(chǎn)上應用最佳實用法的范例是建立配水系統(tǒng)和污水收集系統(tǒng)。

標準解決方案不適用或應用此方案會使成本過高時，該系統(tǒng)應靈活地開發(fā)獨特的解決方案。例如，遇到不尋常的土壤情況時，按現(xiàn)場具體情況開發(fā)一種建立配水和污水收集系統(tǒng)的方法，基于其總成本的減少被認為是合理的。按現(xiàn)場具體情況開發(fā)性能標準解決給水和污水處理設施，基于其所能節(jié)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(tǒng)規(guī)定有通用的最佳實用方法;預期得到的性能;以及開發(fā)另一種性能標準解決方案的程序。無論什么情況，該系統(tǒng)都具有靈活性，或?qū)嵤┩ㄓ玫淖罴褜嵱梅椒�，或開發(fā)另一種解決方案。如果通用的最佳實用方法似乎是合理的而且產(chǎn)生滿意的成本，則可以實施該方法。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(guī)則條款進行調(diào)查研究并予以實施。事實上，可根據(jù)替代解決方案的經(jīng)驗開發(fā)新的最佳實用方法，并把它們納入以后的規(guī)章中。

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

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

外部機構(gòu)不能夠有效地進行此項工作。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。實際上，提交假的和/或誤導的信息往往按不能遵照系統(tǒng)性能要求的更為嚴重的錯誤處理。在這種情況下，自我監(jiān)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(tǒng)

3.1 前言

本節(jié)論述的是工程和質(zhì)量管理專家權(quán)限(TOR)中的第二個要點。本要點是為國家援助系統(tǒng)提供信息和咨詢，該系統(tǒng)是為給排水工程項目和管理進行評估而建立的。此項要點直接關系到前面討論的第一項要點。許可證、規(guī)章、和合格證系統(tǒng)的性質(zhì)會 影響 國家援助系統(tǒng)的性質(zhì)。為便于討論，現(xiàn)假設如下：

- 存在有一個系統(tǒng)，它負責規(guī)定城市給排水系統(tǒng)的性能要求，為完成該性能的最佳實用 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(gòu)，它負責保證在實施城市給排水系統(tǒng)時所采用的系統(tǒng)符合規(guī)定的性能要求，如已確定了的最佳實用方法。

- 它還負責保證性能要求得到滿足。

- 管理機構(gòu)采用自我監(jiān)測和外部監(jiān)測兼有的方法，以確保符合規(guī)定的性能要求。

- 存在有系統(tǒng)所有者，他負責實施系統(tǒng)及其正在進行的運行和維護。

3.2 對系統(tǒng)的闡述

根據(jù)上述情況，國家對于給排水工程項目和管理進行評估的技術(shù)援助系統(tǒng)所具有的主要作用列于表3-1中。其作用共有兩類：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系統(tǒng)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(jiān)測程序、及項目評估程序。

指令性作用為有效實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(zhí)行城市給排水系統(tǒng)。尤其要把重點放在向當?shù)貙嵤C構(gòu)以及為其服務的組織提供培訓和技術(shù)轉(zhuǎn)讓。

表3-1國家對于評估給排水工程項目和管理的技術(shù)援助系統(tǒng)的作用

指令性作用： 　 - 確立性能要求、最佳實用方法、和其他可供城市給排水評估用的程序。 - 確立監(jiān)測項目是否符合最佳實用方法和性能要求的程序。 　 - 確立評估備選項目的程序，以確定它們有無可能達到性能要求以及是否允許其實施。

任選的作用： - 提供最佳實用方法和性能要求方面的培訓。 - 提供關于備選評估程序的培訓。 - 就有利于并適用于城市給排水系統(tǒng)的新技術(shù)提供技術(shù)轉(zhuǎn)讓。 - 提供有關項目開發(fā)和實施的 教育 。

不適用于該組織的作用是城市給排水系統(tǒng)的運行。當技術(shù)援助和管理機構(gòu)都成為運營機構(gòu)時，必然發(fā)生沖突。

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

(1) 政策;

(2) 技術(shù);

(3) 管理;

(4) 行政管理。

圖3舉例說明了國家技術(shù)援助系統(tǒng)的4個主要功能要素。

政策要素確定了系統(tǒng)的框架和范圍，以及與系統(tǒng)執(zhí)行人員和操作人員聯(lián)系的方法。技術(shù)要素負責規(guī)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(jié)論述工程和質(zhì)量管理專家TOR中的第3個要點。本要點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，特別是關于技術(shù)標準、工藝選擇、以及招標和投標。將根據(jù)第3.1節(jié)中闡述的項目實施 方法 論述這部分要點。為此，本系統(tǒng)將提供下列機構(gòu)：

· 國家技術(shù)和管理機構(gòu)。負責規(guī)定城市污水處理項目的性能要求，以及可滿足該性能要求的最佳實用方法。該機構(gòu)還負責規(guī)定對備選方案能否達到性能標準的能力進行評估的方法。

· 獨立機構(gòu)(如地方政府的組成部分)。負責按照國家機構(gòu)確定的程序?qū)嵤┪鬯幚眄椖俊?/p>

該機構(gòu)還負責設施的運行和維護。

下面論述的是有關項目實施的3個要點：

(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關鍵的作用。技術(shù)標準是上述和前幾節(jié)闡述的系統(tǒng)必不可少的組成部分。城市排水和供水的管理、許可證、和合格證書系統(tǒng)規(guī)定了性能要求、達到該性能的最佳實用方法、以及評估和選擇備選方案的程序。所規(guī)定的最佳實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。其中包括專業(yè)組織，如水環(huán)境協(xié)會(WEF)、國際水質(zhì)協(xié)會(IAWQ)、美國土木工程師學會(ASCE)、和其他水污染控制協(xié)會等;各種實施規(guī)范和建筑規(guī)范;聯(lián)邦和省市水污染防治機構(gòu)正式和非正式使用的技術(shù)標準;及從事城市污水系統(tǒng)實施的專業(yè)組織用的技術(shù)標準。這些標準闡述了合格系統(tǒng)的特性和如何實施這系統(tǒng)�？傊�，它們對前幾節(jié)中所說的“最佳實用方法”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)標準有以下兩個職能：

(1) 確定最佳實用方法的技術(shù)細節(jié);

(2) 闡述最佳實用方法預期達到的性能。

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

技術(shù)標準還明確了因?qū)嵤┳罴褜嵱梅椒ǘ锌赡苓_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(jù)。這是因為城市設施(settings)多種多樣，以至可獲得許多能有效實現(xiàn)的技術(shù)解決方案。選擇用于特定場合的最佳方案留待當?shù)貓?zhí)行機構(gòu)去進行。如果不存在例外情況，和沒有財政上的支持來選擇不同的解決方案，則選擇最佳實用方案并付諸實施是很有意義的。但是，如受當?shù)貤l件的驅(qū)使和/或能夠節(jié)約或有其他利益可圖時，應能靈活選擇和實施其他解決方案。

4.3 工藝選擇

根據(jù)以上討論，主要的一項決策是應否選擇和實施“最佳實用”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(jù)其有關的優(yōu)點來進行。評價其優(yōu)點為在最佳實用工藝和其他工藝之間作出抉擇提供了依據(jù)。

“最佳實用”工藝可被用于各種不同場合將有利于決策的進行。它提供了對其他備選工藝進行比較的基線，便于清晰的鑒別其優(yōu)點。通過備選工藝和最佳實用工藝的比較而確定備選工藝的優(yōu)點(和缺點)，并據(jù)此來選擇備選工藝。通過與最佳實用工藝相比較，評定備選工藝的過程中應予答復的 問題 匯總在表4-1 中。

表4-1 評定替代最佳實用工藝的備選工藝時需要考慮的問題

與最佳實用工藝相比，備選工藝具有什么樣的優(yōu)點？ 與最佳實用工藝相比，備選工藝具有什么樣的缺點？ 如何使備選工藝的好處可用數(shù)量表示以便于計量？ 備選工藝的有什么樣的風險，如何減輕這些風險？ 備選工藝的好處是否超過風險？

如果備選工藝的好處超過其所帶來的風險，則有選擇的基礎。如果備選工藝被選中，則應制訂實施計劃以增加其實施成功的機遇。實施計劃應包括：

· 簡單明了地確定工藝的性能要求，和用數(shù)量表示的方法。

· 分析 實施備選工藝過程中的風險，和減輕風險的方法。

· 減輕備選工藝具有的風險的過程。

4.4 招標和投標

招標和投標過程中的質(zhì)量管理是成功實施城市污水處理項目的關鍵。一般情況下，管理機構(gòu)和負責監(jiān)督城市污水處理項目實施的機構(gòu)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)量保證詳細說明了用以保證完成項目質(zhì)量的方法。許多專業(yè)組織都有QA計劃，說明其項目所采用的典型方法。監(jiān)督機構(gòu)也希望制訂標準的QA計劃作為實施機構(gòu)的起點。這種總體計劃可以使項目具體化。

質(zhì)量管理具體實施有關項目的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過程的結(jié)果編成文件。對項目的監(jiān)督應包括對QA計劃的審查，并確保QC 已經(jīng)在進行了。

5. 適用于 中國 的污水處理技術(shù)和做法

5.1 前言

本節(jié)將論述工程和質(zhì)量管理專家TOR中的第4個要點。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：

· 關于污水處理目標的綜述

· 污水收集系統(tǒng)

· 液體處理技術(shù)

· 固體物處理技術(shù)

5.2 關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(tǒng)所期望的要求是有益的。以往，污水處理系統(tǒng)一直是通過去除病原菌和去除 影響 污水排放的污染物，以保護公共衛(wèi)生。后面一類污染物包括需氧量(通常以BOD5表示)、可沉固體物、油類和脂類、及漂浮物。

但是漸漸地，要求污水處理系統(tǒng)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，必須進行適當?shù)奈鬯幚聿拍鼙３炙|(zhì)，并確�？捎盟啥啻� 應用 于多種用途。在缺水地區(qū)也越來越多實行污水回用，使可供水能滿足人口增長的需要。從而明確了對今后污水處理系統(tǒng)的要求。

過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。這也是去除其他污染物必要的前提或一個部分。去除BOD5對大多數(shù)排放地點和/或出水利用來說也是必要的。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)，控制營養(yǎng)物的要求在日益增長。排入淡水的污水要求去除磷，以控制藻類和其他水生植物的過量生長。脫氮并非是保護淡水水質(zhì)所需，但是需要進行硝化來減少需氧量。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。應注意的是實行硝化將會促使BOD5的廣泛去除。如排入地下水者，也需進行脫氮以保護其今后作為供水水源。在沿海地區(qū)要求除磷脫氮以保護(恢復)河口的水質(zhì)�？傊�，應該問的是為保護水質(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。因為污水處理過程對去除微量污染物不很有效，尤其是處理系統(tǒng)充作污染物的屏障時。但是污水處理過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。消毒是過去對污水處理系統(tǒng)的要求，因為這是處理系統(tǒng)用以保護公共衛(wèi)生的基礎。過去把消毒重點放在細菌性病原菌的指示物，即大腸桿菌，和人體寄生蟲上。而現(xiàn)在越來越關心的是病毒和原生動物等病原菌，如隱孢子蟲屬和賈第鞭蟲屬。污水處理系統(tǒng)往往專注于以往的消毒要求。而水再生和回用系統(tǒng)越來越關注正在出現(xiàn)的病原體，這也是 現(xiàn)代 水處理實施的重點。控制病原體的重點是控制顆粒物。有理由認為某些 目前 應用于飲用水系統(tǒng)的要求也將應用于污水處理系統(tǒng)。這說明污水處理廠出水中的顆粒物將是人們關注的問題。

5.3 污水收集系統(tǒng)

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，雨水和污水收集系統(tǒng)就是同一個系統(tǒng)。過去對污水處理的要求不太嚴格，相當數(shù)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)，使污水和外來的凈水完全分開。現(xiàn)正在開發(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(tǒng)使之能有效收集污水，同時又能把凈水排除在外。這種系統(tǒng)，也就是共管污水系統(tǒng)，已經(jīng)成功地在若干地方應用。1996年Mara就此系統(tǒng)作了全面的闡述。經(jīng)驗表明外來水流入截污總管的做法是可以改正的。但是，私人接管中的外來水流是很難排除在常規(guī)的系統(tǒng)之外的。共管系統(tǒng)使私人住宅更難把他們的排水系統(tǒng)接到污水收集系統(tǒng)上。因此，可以更有效的隔絕外來水流。PVC 管也可使該系統(tǒng)更加“不透水”，從而隔絕外來水流。

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

把外來水流排除在污水收集系統(tǒng)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(jié)討論這個問題。它還會使污水溫度增加(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(jié)將對今后可能應用于中國的某些新開發(fā)的技術(shù)作一些評論。要論述的題目有：

· 生物塘處理系統(tǒng)

· 深度一級處理

· 生物去除營養(yǎng)物

· 消毒

· 厭氧處理

· 膜法處理

5.4.1 生物塘處理系統(tǒng)

用各種不同類型的生物塘系統(tǒng)處理污水已有幾個世紀(甚至一千年)了。已證明這系統(tǒng)對保護公共衛(wèi)生是十分有效的，因為在設計得當?shù)纳锾料到y(tǒng)中病原菌被有效的分解。但是，這種系統(tǒng)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，在過去幾年開發(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(tǒng)為：

· 雙動力式多池(DPMC)曝氣塘

· 先進的一體化生物塘系統(tǒng)

· 生物塘增強處理

現(xiàn)對上述系統(tǒng)分別闡述如下。

5.4.1.1 雙動力式多池曝氣塘

常規(guī)的生物塘污水處理系統(tǒng)中，由藻類提供生物降解進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。雙動力式多池(DPMC)曝氣塘中，由機械曝氣器提供生物降解進水有機物所需的氧。此外，DPMC 曝氣塘的目的是盡量減少藻類生長，因為藻類會進入出水，從而破壞出水水質(zhì)。

DPMC曝氣塘由兩個連續(xù)的塘組成，每一個都有其特定的功能(Rich, 1999; Grady, Daigger, 和Lim, 1998; Rich, 1982a,b,c)。第一個是完全混合塘，其目的是生物降解進水中含有的有機物，并把它們轉(zhuǎn)化成生物量。第二個塘用于沉淀和儲存合成生物體。圖5-1是該工藝的示意圖，說明每個塘的功能。

第一個生物塘中的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，以防止藻類生長。

第二個塘中的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行合成，然后沉淀。存在于進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(wěn)定。污泥層中的厭氧過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(nèi)臭氣的散發(fā)。通過上覆清水層的曝氣為氧化上述還原化合物，以及進一步氧化第一個塘出水中含有的可溶有機物提供了所需的氧。通過曝氣還可提供混合上覆清水層所需的能量。把清水區(qū)HRT控制在1～2天內(nèi)，以控制藻類在第二個塘中生長。用膜簾把第二個塘分成兩個串聯(lián)的池或把它隔成兩個單獨的池便可達到上述目的。

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

5.4.1.2 先進的一體化生物塘系統(tǒng)

先進的一體化生物塘系統(tǒng)(AIPS)是另一種生物塘系統(tǒng)，先是厭氧塘然后是兼氧或好氧塘，把兩者聯(lián)接起來。在厭氧塘內(nèi)進行最佳的厭氧予處理，同時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處理的一個主要特點是一開始的厭氧塘，示于圖5-2。該塘比較深，由下游的厭氧坑和上覆的好氧部分組成。進水流進入?yún)捬蹩拥牡撞�，然后向上通過積聚的污泥層。進水中的懸浮固體物沉淀在厭氧坑中，在那里進行厭氧穩(wěn)定。污泥層中的厭氧菌使進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 。厭氧坑的出水進入上覆的好氧區(qū)，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水有機物進行好氧生物降解�？吭孱惡拖掠魏醚跆粱亓鞯某溲跛蛟搮^(qū)供氧。好氧層在厭氧坑的上面有助于控制臭氣的散發(fā)。

厭氧塘出水進入下游生物塘系統(tǒng)，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(shù)量的營養(yǎng)物。出水水質(zhì)主要取決于對藻類生長的控制和這部分處理系統(tǒng)的分隔。這部分系統(tǒng)可以根據(jù)工藝目的予以調(diào)整。

把常規(guī)的生物塘轉(zhuǎn)換成AIPS可明顯影響系統(tǒng)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(nèi)硫酸鹽被還原成硫化物。硫化物可沉析進水中的重金屬。厭氧坑內(nèi)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。從進水中排出的的懸浮固體物經(jīng)厭氧穩(wěn)定后存儲在厭氧坑內(nèi)。穩(wěn)定后的固體物在去除之前可儲存若干年。

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

(3) PETRO

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

PETRO過程中用的生物塘處理系統(tǒng)包括有結(jié)構(gòu)類似于AIPS所用的厭氧塘，接著是一個兼氧塘。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，并同時去除營養(yǎng)物和鈍化病原體，無須輸入能量。然而，出水可能含有較高濃度的藻類。

在滴濾池中去除兼氧塘出水中的藻類。兼氧塘出水已經(jīng)過滴濾池的處理。雖然可看到系統(tǒng)內(nèi)明顯的硝化反應，但也可看到藻類去除較差。PETRO過程發(fā)明者假設為這是因為沒有易生物降解有機物促使異養(yǎng)菌生長造成的。為此，他們決定把兼氧塘周圍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(nèi)生長了異養(yǎng)生物體，可去除兼氧塘出水中大量藻類。從滴濾池脫落的異養(yǎng)生物和藻類很容易沉淀在下游的沉淀池內(nèi)。滴濾池內(nèi)也可看到硝化反應。圖5-3是PETRO過程的示意圖(MEiring，et al。，1990;MEIring和Hoffman，1994)。

PETRO過程可以大大改進原有兼氧塘過程的出水，同時又可大大減少過程的能量需求。由厭氧塘和兼氧塘組成的生物塘處理系統(tǒng)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程。其主要的能量需求是用泵把進水抽回到滴濾池。滴濾池的主要優(yōu)點是具有去除兼氧塘出水中藻類的機理，其結(jié)果是大大提高了出水水質(zhì)。滴濾池內(nèi)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(nèi)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(nèi)的厭氧坑會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。

通過實施PETRO過程可大大提高現(xiàn)有污水處理廠的能力。在厭氧塘內(nèi)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，不是所有的進水都通過兼氧塘。最后，不需要在兼氧塘進行完全處理，因為下游的滴濾池還會作進一步處理。

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(wěn)定，以及用有機聚合物把不穩(wěn)定的膠體積聚成大的可沉降的絮體，然后在常規(guī)一沉池內(nèi)被去除(Daigger和Buttz，1998)。該工藝過程的結(jié)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%的進水TSS可以被去除，同時50～60%的進水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程系列的一個組成部分，它包括有深度一級處理系統(tǒng)下游的生物脫氮過程。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程—出水通過深海排放口進行排海處置之前。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，否則會導致上述水域的富營養(yǎng)化。需要足夠長的排放口把深度一級處理后的出水運往沿海水域以外，進入深海水域。

最近中國有幾個項目已經(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限制其應用 – 只可用于深海排放。然而，這是總的處理過程系列的一個組成部分，它包括有下游的生物脫氮。如果一開始沒有足夠資金建設整個污水處理廠，則深度一級處理可用于在特定地點的階段實施污水處理。在建設一期處理廠時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(tǒng)的下游加上生物處理設施。以后建設生物處理設施時，根據(jù) 經(jīng)濟 情況決定是否繼續(xù)或停止向一沉池投藥。

5.4.3 生物去除營養(yǎng)物

生物去除營養(yǎng)物(BNR)是現(xiàn)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過程都可以去除氮或磷，或氮磷都去除。懸浮生長和固定膜過程都是有效的(Grady，Daigger，和Lim，1998)。現(xiàn)有各種工藝方案，每一種都各有利弊�？磥頉]有理由僅對一種懸浮生長BNR過程予以標準化。相反，先對選擇方案進行評估，如第4.3節(jié)所說的那樣，然后再選擇最合適的過程。進展仍在繼續(xù)，如開發(fā)了分段投料的生物除磷脫氮過程(Nolasco，et al。，1998)。圖5-4是分段投料(step feed)除磷脫氮(稱之為階段生物磷過程step bio-P 的示意圖。該過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。另一個有意思的情況是在BNR過程中同時去除生物營養(yǎng)物(Littleton和Daigger，1999)。

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

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成本效益可言。

固定膜生物脫氮過程業(yè)已開發(fā)而且是有效的。其主要優(yōu)點是比懸浮生長BNR系統(tǒng)需要的面積少。但是，固定膜比懸浮生長過程昂貴。此外，用固定膜過程需要外源碳，如甲烷，才能有效生物脫氮。用固定膜過程進行生物除磷更難，因為難以實現(xiàn)生物除磷所需的厭氧/好氧交替進行。固定膜過程有明顯優(yōu)點的場合也可以應用。但是在中國看來情況并非如此。

5.4.4 消毒

如5.2節(jié)的討論，通過提高污水處理控制病原體正日益受到人們的關注。按以下4級完成消毒：

· 一是通過污水處理本身。污水處理過程通過去除帶有病原體的懸浮固體物，和讓病原體死亡來達到病原體的消除。

· 二是通過消毒過程，包括氯氣消毒和紫外線消毒。

· 三是通過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消毒在內(nèi)的消毒過程更為有效。

· 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?shù)臄U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，他將完成第一和第四級的消毒。把正規(guī)的氯氣和紫外線消毒過程納入已建的污水處理廠，有助于擴展污水處理服務。

增加處理出水的回用與加強控制出水顆粒物有關。顆粒濾料的濾池是用于這方面的傳統(tǒng)單元過程。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。

另一個方案是利用自然風貌如快濾池來控制增加的顆粒物。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(jù)地下水的地點和流量，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(tǒng)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，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)厭氧塘可用于城市污水處理，如5.4.1.3節(jié)中討論PETRO過程那樣，厭氧處理能減少能的需求量和城市污水處理系統(tǒng)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)展并開展中間規(guī)模和示范性 研究 。

5.4.6 膜技術(shù)

利用膜進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(tǒng)，用微濾或超濾膜取代常規(guī)的二沉池。用膜過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，可以保留長的固體停留時間。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，由于其價格昂貴(膜的成本高)，無法與常規(guī)的懸浮生長生物過程的成本相競爭。然而，膜生物反應器在需要優(yōu)質(zhì)出水的場合是可以有成本效益的。膜的性能還在不斷改進，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(jié)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

· 先進的消化方案

· 堿處理

· 太陽能烘干

· 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(xiàn)有各種不同的具體方案，可把它們歸納為農(nóng)業(yè)回用，填埋，和通過焚燒排入大氣。排海是過去的做法，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(wěn)定污泥，和焚燒爐灰都可以填埋�；\統(tǒng)的說，填埋是對寶貴資源(污泥中的營養(yǎng)物和有機物)的浪費。填埋還會造成不利于環(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�，不鼓勵污水污泥進行填埋。焚燒是一種昂貴和機械密集的方案。雖然通過適當控制空氣污染，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(nóng)業(yè)看來最適合于中國了。

通過土地應用回用污水污泥中的營養(yǎng)物和有機物是過去的做法。這在環(huán)境和經(jīng)濟上是有利的。污泥中的營養(yǎng)物和有機物可提供給農(nóng)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)。如果實行有效的 工業(yè) 予處理防止其排入污水收集系統(tǒng)，有毒物可以得到有效控制。利用下述的處理過程也可以控制病原體。另一個要考慮的問題是污泥的穩(wěn)定，即減少了可生物降解的有機物。污泥穩(wěn)定減少了污泥回用帶來的關于美觀的問題，以及灰蠅和嚙齒動物對污泥的吸引力。

因此，在中國污泥處理的主要目的是經(jīng)濟回用。通過工業(yè)予處理控制有毒物。用廠內(nèi)污泥處理過程控制病原體，穩(wěn)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

好氧消化是過去用以穩(wěn)定污水污泥的一種過程。在傳統(tǒng)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。曝氣裝置可定期關閉，使固體物沉淀和排出上清液，并使固體物停留時間超過消化池內(nèi)的水力停留時間。污泥隨著可生物降解有機物被氧化而得以穩(wěn)定，病原體也由于 自然 死亡而下降了。

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

最近，開發(fā)了幾種改進好氧池的方案(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行濃縮。進料污泥的濃度為3～5%的固體。

分階段運行。消化池 的運行方式或是連續(xù)池式的或是半間歇式的。

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

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

通過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，消化池自動加熱不得超過35oC，以避免出現(xiàn)發(fā)泡和其他運行 問題 �？梢约釉谙貎�(nèi)一些未濃縮的污泥以及濃縮消化污泥來保持所要求的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)，從而促進了消化和病原體的分解。當形成推流條件時，大大減少了病原體短路通過消化器的情況，可以更有效分解病原體。圖5-5示出的是實現(xiàn)推流的兩種 方法 。

周期性開、關傳氧系統(tǒng)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保持中間值無論在 理論 或?qū)嵺`上都是可能的。硝化反應產(chǎn)生的硝酸鹽-氮被用來穩(wěn)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。表5-1 匯總了新的好氧消化特性對消化池性能的 影響 。

表5-1 好氧消化池改進技術(shù)對消化池性能的影響

方法	影響
予濃縮	- 減少污泥流量，減少為達到規(guī)定的SRT所需的容積
	- 提高溫度
分階段運行	- 促進污泥穩(wěn)定
	- 促進病原體分解
好氧/缺氧運行	- 減少堿度消耗
	- 減少能量需求
	- 脫氮

適溫自熱需氧消化(ATAD)是另一種方案(U.S. EPA，1990)。但是，經(jīng)驗證明ATAD系統(tǒng)較難運行和易有臭味。況且，消化污泥難以濃縮和脫水。因此，這個方案增加了復雜性和運行難度，沒有多少吸引力。

5.5.3 先進的消化方案

先進消化這個詞指的是對傳統(tǒng)的中溫消化過程的各種改進，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

兩段操作就是通過連續(xù)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。第一個消化池在低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的SRT(HRT)讓甲烷微生物生長，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(zhuǎn)化成甲烷氣。該過程的優(yōu)點如下：

· 由于酸相消化池內(nèi)形成的酸環(huán)境增強了水解作用，從而促進了顆粒物質(zhì)的分解。

· 促進了病原體的分解，一是因為消化池是分段的，二是因為酸相 消化池內(nèi)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(nèi)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(nèi)被水解了。

適溫消化是把消化池內(nèi)的溫度保持在55oC左右，而中溫消化的溫度是35oC。適溫消化的優(yōu)點如下：

· 由于溫度較高，促進了病原體的鈍化。

· 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(wěn)定，也比較臭。而且用機械脫水過程往往也不脫水。

予-巴氏消毒就是先把污泥加熱到70oC并保持30分鐘，然后投入到厭氧消化池�；旧吓c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)生了基本上沒有病原體的污泥。

好氧自熱適溫予處理就是在常規(guī)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(wěn)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(shù)優(yōu)點，除此之外，系統(tǒng)的機械原理較簡單。尚未得到回答的主要問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。這是尚待回答的問題。

法被認為是常規(guī)消化池提高病原體分解的一種方法。實際上，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消化的目的。

美國和歐洲正在進行先進的消化方案的工作。 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(wěn)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，污泥中的營養(yǎng)物和堿性物質(zhì)都是有利于農(nóng)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?shù)厥撬嵝酝寥溃瑒t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 太陽能干化

許多地方正在用太陽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生物降解大多數(shù)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)過脫水，然后對方幾個月讓病原體死亡。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去幾年內(nèi)沒有很多變化。其常規(guī)技術(shù)列于表5-2 中。

表5-2 污泥濃縮和脫水方案

濃縮	脫水
- 重力	- 帶式壓濾機
- 溶氣氣浮法	- 離心機
- 重力帶式濃縮機	- 板框壓濾機
- 離心機

過去幾年沒有采用新的污泥濃縮和脫水技術(shù)。然而，現(xiàn)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。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. 私營和其他部門參與的策略

6.1 前言

本節(jié)論述的是工程和質(zhì)量管理策略專家TOR的第5個論點。該論點是要開發(fā)私營和其他部門參與給排水服務的策略。所要論述的題目如下：

· 私營和其他部門什么時候參與較為有利?

· 在什么情況下中國的私營或其他部門愿意參與?

· 如何鼓勵私營和其他部門參與，什么時候是有利的?

6.2 私營和其他部門參與的好處

當私營和其他部門帶來的正是中國內(nèi)部或從事給排水服務的機構(gòu)內(nèi)部所缺乏的一種因素時，中國可以從這些部門參與給排水服務中獲得好處。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(guī)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(xiàn)代 化的給排水服務。其結(jié)果必然是改進了公共衛(wèi)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?shù)亟o排水公共事業(yè)的能力。沒有有效的管理機構(gòu)，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(shù)量的系統(tǒng)所需的全部構(gòu)成，以便盡快提供給排水服務來滿足需求。例如，中國及其給排水服務部門具有生產(chǎn)系統(tǒng)需要的全部構(gòu)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。在這種情況下，私營和其他部門可以通過提供需求和居民容量之間的差異予以幫助。這是私營部門在包括給排水服務在內(nèi)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，使基本設施可按時得以實施。有時，短期資金可以由私營部門，由非政府機構(gòu)，或由中國以外的政府機構(gòu)提供。但是，重要的是要懂得，從長期來看，給排水服務的資金必須來自系統(tǒng)的用戶。

6.3私營和其他部門在中國參與的利益

私營部門的利益很簡單。私營部門關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)來說將是長期的。如果經(jīng)營機會是短期的，必定要從中得到較高的利潤才能有一個合理的成本，而這種成本是達到經(jīng)營目的以及為提供有關服務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意的服務水平，就可獲得長期經(jīng)營的機會。從私營部門的前景來看，進行中的經(jīng)營機會是有利可圖的，而且只要向用戶提供滿意的服務還將繼續(xù)下去。

私營部門關注的一個問題是風險私營部門認識到風險是任何商業(yè)企業(yè)固有的，因此它開發(fā)和執(zhí)行多種手段來減輕風險。私營部門一般不愿意承擔它們無法控制的風險的義務和/或后果�？傊�，私營部門愿意擔負它們能夠控制的風險，但愿意解除與它們無法控制的因素有關的風險。。這里引用一些簡單的例子，當私營部門負責污水處理廠運行時，只要處理廠的負荷在設計值以內(nèi)，它們愿意對處理廠的性能負責。但是如果污水流量和或污染物負荷超過設計值，私營部門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不是私營部門所能控制的。

私營部門特別關心的是支付方面的風險。對提供的服務來說，如果不是預料中的合理支付，私營部門必須提高價格或?qū)で笃渌椒▉砭徑怙L險。因此，中國機構(gòu)可以用來降低私營部門提供服務和產(chǎn)品成本的最好方法是，嚴格保證對私營部門提供的服務和產(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(zhuǎn)給其他承包商。其結(jié)果往往是私人承包商和承包機構(gòu)都不滿意。因為接受這種不公平合同條款的是能力差的私營企業(yè)，以至選擇的私人承包商不可能按要求的質(zhì)量提供服務和產(chǎn)品。

其他非政府機構(gòu)和中國以外的政府等部門有各種其他的利益。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，這些利益是 經(jīng)濟 性的—創(chuàng)造一種能獲得長期經(jīng)營機會的局面。因此對這種機構(gòu)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 私營和其他部門參與中國給排水服務的策略

鼓勵私營和其他部門參與中國給排水服務的策略有以下幾個部分：

· 明確限定當前中國給排水服務部門各組成部分的能力。

· 確定能夠協(xié)助加強限定各組成部分的總的。

· 就私營部門參與的機會，對其他可選擇的私營部門參與的樣板進行考核。在分析可選擇的樣板時要記住，私營部門很重視有把握和有利可圖的長期的商業(yè)機會。私營部門愿意承擔它可以控制的風險，而不愿意承擔其無法控制的風險。所以應該認真估量讓私營部門負責什么，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部門前途看樣板的合理性進行評估。

· 實施各種試點計劃，以 研究 上述樣板對中國環(huán)境的適用性。

· 對于出私營部門以外的一些部門的參與，采用類似的方法。在評價其他可選樣板時， 應分析這些部門的目的是否與中國的利益相一致。如果不一致，則應謹慎進行，因為不存在一個成功的和長期的企業(yè)的基礎。

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