垃圾处理厂毕业论文

中日城市垃圾处理的比较研究金式容 杜秀宗 胡彦斌 陈周明(华侨大学经济管理学院,泉州,362011)摘 要 本文通过对中日两国垃圾处理流程和管理体制进行比较研究,提出成立专业化拉圾服务企业,实行垃圾有偿服务、严格生活垃圾分类放置、规范拾荒者队伍等措施以提高城市垃圾的减量化、资源化、无害化程度。关键词 城市垃圾;企业化经营;分类放置;拾荒者;中日比较1 我国城市垃圾处理现状据有关数据显示,我国进入20 世纪90 年代以来每年的垃圾生成量已达1. 0 亿t 以上,历年累积垃圾已达60 多亿t ,人均年产垃圾440kg。按9 %的增长率推算,到2010 年中国城市垃圾生成量将高达2. 4 亿t 。目前,我国垃圾占用土地5. 4亿m2 ,且每年以占地约3 000 万m2 的速度发展,全国2/ 3 的城市已经陷入垃圾重围。以北京为例每天要产生490 多万t 垃圾。北京附近现有7 000 多座“垃圾山”,约533hm2 耕地被占。从垃圾处理方法看,70 %城市垃圾直接填埋。填埋不仅占用大量土地,又因大多无渗沥液处理设施而造成对地表水、地下水、土壤在大气的污染。焚烧法不仅产生SO2 ,NO2 ,CO ,粉尘等大气污染物,而且它们在含氯塑料存在下还会产生光气和二口恶英等有毒气体,后者还具有致畸致癌作用。这些都严重影响居民生活环境。由此可见,今后相当长一个时期我国城市垃圾处理的任务十分繁重。面对数量如此庞大的垃圾,我国现有垃圾管理体制还不健全。政府既执行监管职能,又具体组织垃圾的清运及最终处理,呈现“政企不分”的局面。另外,由于整个垃圾处理行业缺乏资金投入和科技投入,缺少宣传和舆论导向,城镇80 %以上的垃圾只是简易填埋处理。无害化处理率很低。基本上没有垃圾减量化、资源化、无害化的“三化”处理机构。不仅垃圾污染严重,也造成了可利用资源大量流失。因此,必须把垃圾处理推向市场,实行垃圾处理向产业化发展。并建立与其相适应的管理体制,推动城市垃圾处理向无害化、资源化、减量化迈进。在这方面,日本城市垃圾处理的各项有关措施和管理体制可供我们学习和借鉴。2 我国城市垃圾处理及存在问题沿袭原有计划经济体制管理模式,我国城市垃圾处理仍然是国家行政部门直接管理和实施。仅有少数企业参与了对部分的“可再生利用垃圾”实施回收再利用. 作为垃圾资源化基础的垃圾分类这一环节十分薄弱。而倒是城市拾荒者在垃圾分类

白色污染是我国城市特有的环境污染，在各种公共场所到处都能看见大量废弃的塑料制品，他们从自然界而来，由人类制造，最终归结于大自然时却不易被自然所消纳，从而影响了大自然的生态环境。从节约资源的角度出发，由于塑料制品主要来源是面临枯竭的石油资源，应尽可能回收，但由于现阶段再回收的生产成本远高于直接生产成本，在现行市场经济条件下难以做到。面对日益严重的白色污染问题，人们希望寻找一种能替代现行塑料性能,又不造成白色污染的塑料替代品,可降解塑料应运而生，这种新型功能的塑料，其特点是在达到一定使用寿命废弃后，在特定的环境条件下，由于其化学结构发生明显变化，引起某些性能损失及外观变化而发生降解，对自然环境无害或少害。例如淀粉填充塑料，首先其所含淀粉在短时间内被土壤中的微生物分泌的淀粉酶迅速分解而生成空洞，导致薄膜力学性能下降，同时配方中添加的自氧剂与土壤中的金属盐反应生成过氧化物，使聚乙烯的链断裂而降解成易被微生物吞噬的小碎片被自然环境所消纳，同时起到改良土壤的作用。生活垃圾，是指在日常生活中或者为日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政法规规定视为生活垃圾的固体废物。垃圾分类是指按照垃圾的不同成分、属性、利用价值以及对环境的影响，并根据不同处置方式的要求，分成属性不同的若干种类。生活垃圾一般可分为四大类：可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾和其他垃圾。目前常用的垃圾处理方法主要有综合利用、卫生填埋、焚烧和堆肥。可回收垃圾包括纸类、金属、塑料、玻璃等，通过综合处理回收利用，可以减少污染，节省资源。如每回收1吨废纸可造好纸850公斤，节省木材300公斤，比等量生产减少污染74％；每回收1吨塑料饮料瓶可获得0．7吨二级原料；每回收1吨废钢铁可炼好钢0．9吨，比用矿石冶炼节约成本47％，减少空气污染75％，减少97％的水污染和固体废物。厨房垃圾包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶等食品类废物，经生物技术就地处理堆肥，每吨可生产0．3吨有机肥料。有害垃圾包括废电池、废日光灯管、废水银温度计、过期药品等，这些垃圾需要特殊安全处理。其他垃圾包括除上述几类垃圾之外的砖瓦陶瓷、渣土、卫生间废纸等难以回收的废弃物，采取卫生填埋可有效减少对地下水、地表水、土壤及空气的污染。医疗废物分类。使用后的一次性医疗器械，不论是否剪除针头，是否被病人体液、血液、排泄物污染，均属于医疗废物，均应作为医疗废物进行管理。使用后的各种玻璃（一次性塑料）输液瓶（袋），未被病人血液、体液、排泄物污染的，不属于医疗废物，不必按照医疗废物进行管理，但这类废物回收利用时不能用于原用途，用于其他用途时应符合不危害人体健康的原则。 球是我们赖以生存的家园，并为我们提供了如此美丽的环境。但是随着社会经济的迅速发展和城市人口的高度集中，生活垃圾的产量正在逐步增加，我们的这个家园正在被垃圾所包围。一般生活垃圾可分为废纸、塑料、玻璃、金属和生物垃圾等五类。垃圾对人类生活和环境的主要危害是：第一、占地过多。堆放在城市郊区的垃圾，侵占了大量农田。垃圾在自然界停留的时间也很长：烟头、羊毛织物1—5年；橘子皮2年；易拉罐80—100年；塑料100—200年；玻璃1000年。第二、污染空气。垃圾是一种成份复杂的混合物。在运输和露天堆放过程中，有机物分解产生恶臭，并向大气释放出大量的氨、硫化物等污染物，其中含有机挥发气体达100多种，这些释放物中含有许多致癌、致畸物。塑料膜、纸屑和粉尘则随风飞扬形成“白色污染”。第三、污染水体。垃圾中的有害成份易经雨水冲入地面水体，在垃圾堆放或填坑过程中还会产生大量的酸性和碱性有机污染物，同时将垃圾中的重金属溶解出来。垃圾直接弃入河流、湖泊或海洋，则会引起更严重的污染。你看：秦淮河水面上漂着的塑料瓶和饭盒，树枝上挂着的塑料袋、面包纸等，不仅造成环境污染。而且如果动物误食了白色垃圾不仅会伤及健康，甚至会死亡。第四、火灾隐患。垃圾中含有大量可燃物，在天然堆放过程中会产生甲烷等可燃气，遇明火或自燃易引起火灾、垃圾爆炸事故不断发生，造成重大损失。第五、有害生物的巢穴。垃圾不但含有病原微生物，而且能为老鼠、鸟类及蚊蝇提供食物、栖息和繁殖的场所，也是传染疾病的根源。城市生活垃圾作为一个严峻的环境问题，已摆在城市管理者的面前，全国668座大中城市2000年生活垃圾清运量粗略统计已超过亿t，由于受资金及技术等因素的制约，绝大部分的生活垃圾没有得到及时有效的处理，许多城市已陷入垃圾的包围之中，成为城市管理者们十分头疼的问题。笔者认为，生活垃圾的处理也应坚持可持续发展的原则，实行最大限度地实现减量化，进而实行资源化、产业化。以下对生活垃圾减量化的可行性、社会效益及具体操作等问题进行探讨。1 减量化的可行性当前我国最常见的生活垃圾处理方法是垃圾卫生填埋法，这些生活垃圾大多没有经过分类处理，里面掺杂着一些有毒害性的物质如废旧电池、废旧电器等(此类物质属于危险废物，国家明文规定严禁用填埋法处理)，也有许多可回收利用的物质如废纸、金属、玻璃等，这些垃圾不经处理，直接填埋，既会造成严重的污染又会造成部分可利用资源的浪费，同时还会增大填埋场的处理量，缩短填埋场的使用寿命，造成不必要的经济损失。在目前生活用能源仍以燃煤为主的能源结构未调整以前，中小城市的生活垃圾可以首先进行减量化后再进行其他处理，为此笔者进行了一次实地调查，调查的对象是长沙市的一所寄宿制学校和某居民区，学校占地约151 800m2，有学生1 300人，教职工及家属等400人；居民区占地约20 000m2，有住户112户，居住人口约400人。表1是笔者在某学校和某居民区进行了为期l周(7天)的实地调查后得出的生活垃圾成分及含量；表2是长沙市和郴州市城市生活垃圾的成分及含量；表3是北京市事业区和平房区(1995年)生活垃圾成分及含量。地点废纸金属塑料玻璃腐殖质灰份电池皮革织物学校/% 居民区/% 02(32支)位于长沙市的某居民小区，全封闭物业管理，无其他拾荒者进入小区，无烧煤户，属中等以上的生活水平。调查时，由物业管理公司协助，每天安排3名保洁员将各楼道口垃圾桶中的垃圾就地按纸类、金属玻璃、塑料、腐质类、电池、皮革及织物、渣土分别进行过磅、填表。学校区内绿树丛荫，每天产生大量的落叶和拔出的杂草都归类于腐殖质类，学校锅炉供给学生食堂蒸饭的蒸气和学生的开水、热水，锅炉产生的炉渣没有计算在内，若将锅炉产生的炉渣计入其中，则各成分的统计数据将变为：地点废纸金属塑料玻璃腐殖质 灰份电池皮革织物学校/%居民区/%(32支)表2 长沙市和郴州市生活垃圾的成分及含量地域动物植物炉灰渣石纸类塑料玻璃金属布竹木长沙(1995)～ ～ ～ ～～～～ ～～～郴州(2001)表3 北京市事业区和平房区生活垃圾成分及含量(1995年)地点灰土食品纸类砖瓦塑料草木玻璃织物金属事业区 平房区 从生活垃圾分类调查的情况来看，各组份含量特点如下：各种可利用的废纸、金属、塑料(含饮料瓶等)、皮革等的含量是卫生保洁工已经粗选一次后剩余的，但总的来说与长沙、郴州等地区的生活垃圾统计数据相似。如将现在的生活垃圾中可利用的物质再进一步分检、回收，则将直接减少垃圾重量的％，将腐殖质(主要成分为：树叶、杂草、蔬菜叶、水果皮、废弃食品类等)分类收集集中处理，不但可变成很好的肥料，而且生活垃圾重量将减少50％左右，由此看来，对生活垃圾减量化处理是可行的。当然垃圾减量化的途径还有很多，比如从垃圾源头减少垃圾的产生量，实行净菜进城，把不能食用的菜根、菜叶和牲畜屠宰物留在城外农村，作农肥利用，净菜进入普通家庭，腐殖质也将减少。而纸类等物质的含量将会提高，从而生活垃圾中可利用成分会越来越多，需进行填埋处理的垃圾越来越少。我国政府有关部门已经就此作出了一些具体规定，许多城市也正在开展此项工作，并取得了一定的成效。随着城市居民生活水平的提高，居民燃料结构的变化，生活燃料方式的改进，石油液化气、煤气、天然气将逐步代替煤碳，灰分的产生量将急剧下降，将对垃圾减量产生明显的效果。2 减量化带来的效益垃圾经减量化后再进行填埋所带来的效益可以从两个方面来计算。第一是间接效益。建一个填埋场需要大面积的空旷地带，且一个耗资几千万元甚至上亿元资金的填埋场的使用寿命是有限的，如长沙市1998年投资达6 620万元动工新建的一个占地792 000m2，容积为5 000万m3的垃圾填埋场，使用寿命预计60年；郴州市投资达l 944万元的垃圾填埋场从2002年8月开始兴建预计到2003年8月底竣工的一个占地98l 000m2，每年接纳万t生活垃圾，使用寿命预计ll～12年，同时新建填埋场的场地按规定要求场址距离市区7km以远，在城市周围满足这种条件的地方已越来越难以寻找，因此建场成本、管理成本、运输成本也将越来越大。生活垃圾减量化后再进行填埋处理能延长填埋场的使用时间，间接地降低了垃圾填埋场的年均成本，提高了经济效益。第二是直接效益。就现在的生活垃圾成分而言，如果废纸按元/kg、金属按元/kg、玻璃按元/kg、塑料按元/kg、饮料瓶按元/个计算，在一个不到l 500人生活的小区内，每月分选出来的废品卖出后将有l 元(元/周X4周)的收益，这些钱可用于支付保洁工的工资或补贴他们的奖金。据有关资料表明(北京日报2000年1月13日)1998年，北京万人的垃圾大军从源头上捡走垃圾350万t，总收入达到亿元。而当年，北京 市城八区由环卫局清运的垃圾仅为270万t，市政府用于处理这些垃圾的费用就达亿元，因此，实行垃圾减量化，不仅能增加就业机会，提高相关人员收入，而且能减少政府财政支出。3 减量化的有序操作实行垃圾减量化的关键是对垃圾进行分类处理，这不单是环保、环卫部门的工作，也涉及到一个社区、一个城市的综合管理的问题，它需要多部门的配合和社区、城市中所有公民的配合。生活垃圾分类处理是一种有序的、有目的活动，这需要大批受过一定专门训练的保洁人员来进行收集、分类，同时相应地解决了一批富余劳动力的再就业问题。一、城市生活垃圾处理业的现状及利用研究（一）城市生活垃圾及其处理现状目前，市生活垃圾日产生量为837吨（以实际吨位计），年产生活垃圾30．55万吨，垃圾产生量随城市人口的不断增长而呈稳定上升趋势。生活垃圾全部由城南生活垃圾卫生填埋场和石西垃圾无害化处理厂进行集中处理，其中，城南厂以卫生填埋方式处理量为23万吨，石西厂以堆肥方式处理约为7万吨。现阶段城市生活垃圾处理的措施如下：1．为进一步治理“垃圾乱扔”现象，南宁市政府发出通告，采取教育和处罚相结合的管理办法，对个人乱扔垃圾的行为最高处以200元的罚款。通告规定，对随地乱扔口香糖、瓜果皮核、烟头、食品包装等废弃物的，处以10元以上50元以下罚款；随地吐痰、便溺，从建筑物或者车体内向外抛物、泼水的，处以50元以上200元以下罚款；随意倾倒、抛散或者堆放建筑垃圾的，对单位处5000元以上5万元以下罚款，对个人最高处以200元罚款。市所辖七县的医疗废物有统一的“归宿”。为了减少医疗垃圾的污染，六县医疗垃圾将全部集中到特种垃圾处理有限责任公司统一处置。2．市民得为生活垃圾掏腰包。市人民政府从2003年7月10日起开始收取城市生活垃圾处理费，对离休人员免予征收，享受低保的居民等弱势群体减半。生活垃圾（包括建筑垃圾和渣土，不包括工业固体废物和危险垃圾）处理费具体征收标准为：城镇居（村）民以户为单位收费，2005年7月10日前每户每月7元（与目前收取的垃圾清洁费合并收费）；城市暂住人口以人为单位收费，2005年7月10日前每人每月2元；国家机关、事业单位、社会团体和其他经营单位以人为单位按2．5元／人／月进行收费；餐饮娱乐业按3．3元/萝/次收费（一萝为25公斤）；市场摊点按1．3元至1．8元/摊／天收费；宾馆饭店、招待所按实有床位数每月每床2元收取；生产加工企业，按80元／吨收费；餐饮娱乐业以外的商业网，按经营面积收费；过往长短途客运车辆按核定的座位1元／座／月收费；单位自行清运垃圾到垃圾场的，按50元／吨收费；建筑垃圾按15．8元／吨收费。据了解，生活垃圾处理，95%以上都在位于良庆区的城南生活垃圾填埋处理场进行无公害填埋处理。该场建于1995年，至今已处理生活垃圾300多万吨，远远超出了原设计能力。2004年，南宁市委、市政府把该场二期扩建工程列入为民办实事的重点工程。据市政相关部门介绍，该项扩建工程计划投资达2个多亿，为西南地区最大的生活垃圾场，使用年限达21年；在环保方面，采用国内先进的水平防渗技术，对渗沥液进行同步污水处理，达到国内高标准要求；综合利用率高，填埋场建设与引进外资cdm项目（生活垃圾废气处理综合利用）同步进行。（2）处理中存在的主要问题及解决问题的建议对策城市生活垃圾处理中存在的主要问题是二次污染严重，排放的废水、废气、废渣对外界环境造成一定的污染。占垃圾处理比例较大的卫生填埋只是将产生的生活垃圾从一个地方转移到另一个地方把垃圾全部作为废物处理，垃圾资源的利用率为零，不符合我国建设节约型社会的要求。因此垃圾处理引起的二次污染令人触目惊心，比垃圾本身的危害还大。采用其他方式的垃圾处理场均因处理成本较高，产品无市场而运行不畅。生活生垃圾热值其趋势线性较平缓，随垃圾含水率变化而呈相反变化，且低位热值与国家焚烧处理进炉垃圾热值5000kj/kg以上的要求还有一定差距，同时，因受地区经济的制约，生活垃圾还不能直接进行焚烧处理，而垃圾中氮、磷、钾和有机质含量都较高，垃圾特性仍较适合于堆肥处理，加上地方对垃圾堆肥产品的需求市场仍较大，可见，在今后一段时期内，市城市生活垃圾方式以卫生填埋为主，高温堆肥为辅的处理模式是切合实际的，也是科学的。然而，由于堆肥处理场的运行费用较高及肥料销路困难等原因，南宁市城市生活垃圾的堆肥处理方式发展并不顺利。近年来，由于堆肥技术改进和成本降低等方面的原因，堆肥处理又被重新列为南宁市城市生活垃圾资源化处理的重要方式之一。综上所述，由于回收再利用简便易行且成本低廉，而焚烧发电和堆肥存在着资金和技术等方面的局限性，故优先开展回收再利用，适度发展堆肥处理，是符合发展实际的最优的城市生活垃圾资源化处理方式。二、美国的垃圾堆肥及多途径回收利用经验及启示城市生活垃圾堆肥曾是美国主要垃圾处理方式，也是废物变资源的主要措施之一。由于垃圾堆肥产品质量，堆肥设施运营资金和堆肥产品市场拓展等问题，美国在上世纪80～90年代就基本上关闭了所有的大型机械化垃圾堆肥厂，使垃圾堆肥进入低谷期。近年来，随着开发利用废物资源在美国日益得到重视，垃圾堆肥作为废物资源化的重要组成部分也得到了广泛应用，尤其庭院垃圾和餐厨垃圾堆肥等在美国应用广泛，已经成为废物资源回收与循环再生的主要措施之一。美国平均每年产生餐厨垃圾2629万吨，占整个城市固体废物总量的11．4%。如何利用堆肥方式处理好餐厨垃圾，并使之变废为宝，美国各州都进行了大量有效尝试，效果也比较明显。美国实现多途径回收的实施措施主要有：1．从产品的设计、制造和包装等方面进行改进。积极使用替代材料进行生产使产品便于回收再利用，简化商品包装，采用便于循环再利用的材料制造绿色包装。在美国，已有近半数州的法律禁止生产和使用不能进行分解还原处理或不能回收再利用的产品包装。2．建立路边资源垃圾分类回收系统。从20世纪80年代末开始，就有一些城市开始积极建立路边资源垃圾分类回收系统，即要求居民将生活垃圾进行分类集中，并放置在路边等候专人回收，以促进资源垃圾的再利用。目前已有44个州制定了有关分类回收的法规。3．实施多种形式的回收方式。除路边回收方式外，美国还建立了其它形式的城市生活垃圾回收方式，如投放中心回收方式、商业网点回收方式和街头大型集装箱分类回收方式等，通过在人口密集地区设置大型分类集装箱，以方便人们投放资源垃圾。美国城市生活垃圾资源化处理的有益启示为：通过制定由政府相关部门主导的城市生活垃圾资源化处理法规体系和政策，激发企业和居民共同参与和支持的热情，从而加快城市生活垃圾的资源化处理，最终实现城市发展与生态环境的和谐。三、城市生活垃圾资源化产业发展的对策建议无论是从资源的稀缺性出发，还是从国外的有效经验来看，逐步发展城市生活垃圾资源化产业，既是缓解城市资源紧张局面，也是落实科学发展观，达到经济可持续发展的目的。（一）加强城市生活垃圾的分类回收城市生活垃圾分类回收是实现城市垃圾资源化的重要前提。为了促进垃圾的分类回收，应在居民区、商业、文化及娱乐中心放置不同标志的垃圾容器。同时，制定相应的惩罚制度和措施来保证居民自觉地分类放置垃圾，实现垃圾的分类收集。若垃圾不能分类收集或分选，垃圾中的有用的资源就不能得到回收利用。发达国家在分类回收这方面都有各自的有效方法和制度，它们的经验表明，垃圾的分类投放、分类收集可以起到事半功倍的效果。因此，建立垃圾分类投放、回收制度是必须的。（二）逐步完善城市生活垃圾处理收费制度。完善城市生活垃圾处理的收费制度的关键是建立符合市场经济的有效运行机制。城市垃圾处理收费工作从2003年下半年开始进行宣传试点，2004年逐步走上正轨，垃圾处理收费工作在全市范围内全面铺开，并取得了突破性的进展，全年共收缴生活垃圾处理费2372．3万元。这在一定程度上为城市垃圾处理企业的有效运营提供了一定的资金保证。尽管费用本身与环境影响不直接相关，但是通过这种经济刺激手段，可以使垃圾产生者承担部分环境外部费用，增加市政垃圾资源化处理经费，提高城市居民的环保意识，迫使他们通过回收再利用等方式减少城市生活垃圾的产生量，推动城市生活垃圾的资源化处理。（三）实现城市生活垃圾处理的产业化经营城市生活垃圾处理的产业化是在实现环境效益和社会效益的同时可以实现经济效益。要实现城市生活垃圾处理的产业化，政府应该从下面几个方面入手：1．经营主体多元化。就城市生活垃圾处理的现状来看，还不具备条件实现完全市场化。所以只有执行半市场化、半社会化的管理模式。改变过去完全由政府控制、政府单一的经营的局面，实现处理方面的多元化。可以由政府投资，建成后由委托专业化运营公司负责经营的方式。城市生活垃产业化的实现必须遵循市场经济规律，在保证社会效益的基础上，不断拓宽渠道，实现产业化经营。2．鼓励垃圾处理技术的创新研发，提高技术含量，发展循环经济。在实现城市生活垃圾综合利用的前提下，通过科技进步与创新，充分依托市场，实现规模化生产。通过技术引进、消化吸收和重点扶持科研单位开发研究等途径，逐步形成完善的城市生活垃圾资源化处理科技体系，推动城市生活垃圾资源化处理产业发展。3．引入竞争机制，逐步实现生活垃圾市场化管理。城市生活垃圾处理产业在很多发达国家已经是朝阳产业，不少的企业家看中这个契机，在这方面收到不少的收益。在我国，由于中央一直坚持科学发展观和发展循环经济，使不少企业认识到城市生活垃圾存在的经济效益潜力，把垃圾作为一种可以回收的资源可以加以利用。经过一段时间的宣传，环保产业越来越被受到重视。政府应该积极的引导经济参与城市生活垃圾的处理中来，这样就形成了竞争机制，从而促进城市生活垃圾的市场化管理。4．开发和培育城市生活垃圾处理的产业市场。我国单一的投资机制，以及政府全额投资不是长久之计。政府应特别注重培育城市生活垃圾资源化处理的技术产品市场、资本投资市场、技术服务市场等，公众也要积极支持城市生活垃圾资源化处理企业的生产经营活动，为企业的发展壮大营造良好的政策环境和市场空间。参考文献：[1]．刘勇．吕军．城市化背景下我国城市生活垃圾资源化处理产业的发展研究．[j]．科技进步与对策．2007．10[2]．张瑞久．逄辰生．美国城市生活垃圾处理现状与趋势．[j]．研究探讨．2007．11

丹麦大型城市污水处理厂运行、维护和管理崔成武1,* Gert Petersen1,2（1. 丹麦技术大学环境与资源学院，Lyngby，丹麦，2800； 2. EnviDan，Kastrup，丹麦，2770） 摘要：本文简要介绍了丹麦城市污水处理的现状，包括城市污水处理厂数量、类型、处理负荷以及欧盟和丹麦环保部门的相关要求等。另外，针对大型城市污水处理厂，本文以Lynetten、Damhusen、Lundtofte 和Avedre 四大城市污水处理厂为例，介绍其运行维护和管理方面的经验。最后，本文还介绍了丹麦以及上述四大城市污水厂的污水和污泥处理费用。 关键词：丹麦，污水处理，污泥处理，气体处理，城市污水处理厂，运行管理，运行费用 中图分类号： 文献标识码：AThe operation, maintenance and management of big domestic wastewater treatment plants in DenmarkCui Chengwu1,* Gert Petersen1,2（1. Institute of Environment & Resources, Technical University of Denmark, Lyngby, Denmark, 2800 2. EnviDan, Kastrup, Denmark, 2770）Abstract: This paper briefly introduces the situation of domestic wastewater treatment in Denmark, which includes the numbers, types, capacities of domestic wastewater treatment plants and the effluent requirements from both EU and Danish EPA. The operational experiences and management of the big domestic wastewater treatment plants are explained mainly based on the data from Lynetten, Damhus?en, Lundtofte and Aved?re WWTP in Denmark. At last, this paper also introduces the average wastewater treatment fee in Denmark and the operational cost of both wastewater treatment and sludge treatment in those 4 words: Denmark, wastewater treatment, sludge treatment, gas treatment, domestic wastewater treatment plant, operation and management, operation fee1．简介 丹麦位于欧洲北部，经济发达，人均国民生产总值居于世界前列。同时，丹麦政府对环保建设非常重视，尤其是城市污水处理问题。在欧盟委员会关于91/271/EEC 法案（城市污水处理法案）执行情况的第三次和第四次总结报告中[1,2]，丹麦与德国、奥地利等国共同被归属于欧盟城市污水处理较好的国家之列。自执行欧盟91/271/EEC 法案后，丹麦城市污水处理厂和工业废水处理厂出水质量均得到明显改善。自1989 年到2004 年，丹麦城市污水处理的发展可分为两个阶段，分别是1989～1996 年的快速成效阶段和1996～2004 年的平稳下降阶段。例如：在1989 年，丹麦城市污水处理厂出水中BOD5 总量为35000 吨，到1996 年，这一数据快速下降到5000 吨，而到2004 年，则平稳下降到2500 吨。 丹麦政府规定，当人口当量大于30PE1 时需建设相应的污水处理设备。根据2004 年统计结果[3]，丹麦全国共有1193 个城市污水厂，其中237 个为私营污水厂。自1993 年到2004年的12 年间，丹麦城市污水处理厂的类型发生了巨大的变化。具有脱氮功能的生物污水处理厂的比例从1993 年的54%提高到2004 年。与此变化相符合的是城市污水厂出水氮磷含量明显降低。2004 年，城市污水处理厂TN 平均去除率为80%，TP 平均去除率高达96%。 在丹麦，尽管城市污水处理厂的数量较多，但规模普遍较小。在1193 个城市污水处理厂中，处理规模小于1000 m3/天的污水厂占到了，但却只处理全国6%的城市污水。绝大多数的城市污水是由大规模集中式城市污水处理厂处理的。如：处理规模大于10000 m3/ 天的污水厂只有62 个，但却处理了全丹麦70%的城市污水。 丹麦城市污水处理厂出水标准遵照欧盟91/271/EEC 法案以及丹麦环保部门和地方行政 区所制定的出水标准来执行。具体出水标准见表 1。2．丹麦大型城市污水厂的运行和维护 丹麦大型城市污水处理厂（人口当量大于100000 PE，即进水量大于20000 吨/天的城市污水厂）所具有的共同特点之一就是污水和污泥处理的工艺非常接近。就下文重点讨论的Lynetten、Damhus?en、Lundtofte 和Aved?re 污水厂来说，其污水处理的核心技术均采用基于氧化沟工艺的Biodenitro 或Biodenipho 技术。而对于污泥处理，一般都需要经过厌氧硝化、离心脱水和焚烧处理后，外排到垃圾填埋场。 另外一个共同的特点就是污水厂的管理方式非常类似。一般来说，丹麦大型城市污水处理厂有两个具有不同功能的管理机构，分别称为董事会和市政业务委员会。董事会成员由污水厂管辖范围内的几个行政区的工作人员组成。董事会成员代表其所在行政区，主要工作是协调行政区与污水厂之间的关系以及监督污水厂的日常运行情况。同时，还需对该行政区污水处理进行详细的规划和总结。而市政业务委员会则主要负责污水厂的日常运行维护和管理工作。同时，在市政业务委员会中也会有各个行政区的负责人员，其主要负责与董事会成员进行对接，确保行政区与污水处理厂之间关系的通畅。以Aved?re 污水厂机构为例，该污水厂的污水来源于10 个行政区。该污水厂管理结构见图 1。 基本情况简介 Lynetten、Damhus?en、Lundtofte 和Aved?re 污水厂均位于丹麦西兰岛上，负责周边行政区的城市污水和工业废水处理[4,5]。2004 年，污水厂处理负荷和进水负荷情况见表 2。Lynetten 是丹麦最大的城市污水处理厂，设计处理能力为15 万吨/天，2004 年实际进水负荷近20 万吨/天。Damhus?en 为丹麦第三大城市污水处理厂，设计处理能力为7 万吨/天。Damhus?en 与Lynetten 共属Lynettenf?llesskabet 公司（Lynetten 联合公司）经营管理。Aved?re 为丹麦第五大污水处理厂，设计处理能力 万吨/天，归属丹麦Spildevandscenter Aved?re （Aved?re 污水中心）经营管理。Lundtofte 相对较小，设计处理量为 万吨/天。 上述四个污水厂进水水质特性和出水情况见表 3 和表 4。对进水水质分析后发现：4 个污水厂进水水质的COD/BOD5 值属文献中[6]的中低值域范围，这可能与工业废水汇入有关。经过总结后发现：丹麦城市污水的COD/TN 和 COD/TP 均处于文献中[6]规定的中高值域范围内。从中发现，四个城市污水厂的重点污染物出水指标均低于欧盟91/271/EEC 法案以及丹麦环保部门的相关要求。 工艺流程 丹麦城市污水处理厂工艺一般可分为三部分：污水处理单元、污泥和废物处理单元以及废气处理单元。Lundtofte 污水厂是丹麦非常典型的城市污水厂，下面基于Lundtofte 污水厂的工艺流程对各部分进行讨论。Lundtofte 污水处理厂的具体工艺流程见图 2 所示。 污水处理单元 机械处理 对于城市污水厂来说，污水机械处理通常包括粗格栅、曝气沉砂池、细格栅、初沉池以及二沉池等工序。由于各种机械处理工艺的设计已经非常成熟，因此无需再进行详细讨论。但是，针对机械处理过程所产生的废物和废气处理问题是值得学习和借鉴的。 在进入曝气池前，一系列的机械处理过程会产生大量的废物。丹麦大型城市污水厂的做法是：固体废弃物并没有与剩余污泥混合进入厌氧消化池，而是经过脱水后直接进入污泥焚烧炉进行焚烧处理。这是因为此类固体中无机物含量相对较高，直接进入消化池会影响厌氧消化效果。另外，这类废物也没有应用于建筑方面的回用，主要原因是此类沙子中含有重金属以及持久性有机物，对人体健康具有潜在危害。 丹麦大型城市污水处理厂十分重视机械处理过程中由于曝气或搅动所产生废气的收集和处理问题。一般来说，曝气沉砂池全部采用铝质材料封顶。部分污水厂的初沉池上面也会封顶。处理过程中所产生的气体，如H2S 也会随特定的气体管路进入焚烧炉处理。 生物处理 如前所述，丹麦大型城市污水厂污水生物处理工艺非常接近。上述四个污水厂均采用Biodenitro 或是Biodenipho 工艺。下面针对这两种工艺进行简单介绍。 工艺简介 Biodenitro 和Biodenipho 工艺为丹麦Krüger 公司的专利技术。该种技术的特点是自动化控制程度高、占地面积小、有机物和氮磷的去除效果良好。与Biodenitro 工艺不同的是，Biodenipho 在前面添加了一个厌氧池（Bio-P tank），因此具有生物除磷功能。而Biodenitro 无法进行生物除磷，只能借助于化学除磷。 下面以Biodenitro 工艺为例，重点介绍该工艺的运行和控制。 Biodenitro 工艺的运行是基于氧化沟技术（丹麦城市污水厂多采用基于表曝的氧化沟技术）。通常是将两个氧化沟划分为一组，采用交替曝气的方式运行以达到硝化反硝化的目的。Biodenitro 工艺分为四个阶段，见图 3 所示。其中，值得注意的是设置b 阶段和d 阶段的主要目的有两个：一是去除第一阶段在缺氧池中残留的氨氮；二是由于硝化耗时相对较长，为了能够达到更好的出水标准。一般来说，尽管Biodenipho 工艺具有较强的生物除磷功能，但污水厂依然会辅助使用化学除磷的方法已达到更佳的出水TP 浓度。而采用Biodenitro 工艺的污水厂更是如此。投放的物质一般为FeCl3 或AlCl3，投放地点设置在曝气池前。在曝气池后安装了磷在线监控装置，当发现TP 浓度超标时会自动投加除磷。 控制系统 上述4个大型城市污水处理厂均采用SCADA和STAR系统来控制污水厂的正常运行。SCADA 技术建立在3C+S (Computer、Communication、Control、Sensor)基础上。该系统主要用于控制泵站、流量以及污泥脱水工艺等等。而STAR系统（Krüger公司的专利技术）是建立在SCADA系统之上，是一种用于控制曝气池运行的应用软件系统。在氧化沟中会安装在线检测仪器，从而将主要的污染物参数，如：氨氮、硝酸盐氮、总磷以及溶解氧浓度的信息发送到中心PLC上。由微机程序控制曝气池各阶段的运行时间和曝气模式。因此，图3中所示的4个阶段的具体运行时间是由STAR系统通过曝气池中具体污染物浓度的数据来控制的，但是会有一个最长运行时间。Lundtofte污水厂各阶段的最长运行时间为90min。 另外，如果设备一旦发生问题，程序会自动向技术人员的手机发送短信息以告知其出现技术故障的具体位置。同时，微机程序还会自动向技术人员发送电子邮件告知其具体问题，技术人员可以据此判断是否应该立即处理该故障问题。 污泥处理单元 丹麦污泥处理情况简介 欧盟及丹麦政府非常重视城市污水处理厂所产生的污泥及其处理和排放的问题，并制定了相关的法案，如86/278/EEC 法案、91/271/EEC 法案等。对城市污水厂排放污泥中的重金属以及持久性有性有机物的含量做出了相关的规定。 经过统计后发现，1999—2005 年，丹麦城市污水厂污泥处理和排放都产生了一定的变化，见表 5 所示。可以看出，变化最为明显的是污泥焚烧比例大幅提高和填埋比例明显下降。其中，污泥焚烧比例从1999 年的6%提高到2005 年的25%。上述的四个丹麦大型城市污水厂的污泥都经过焚烧处理。另外，尽管污泥总产量有所提高，但人均污泥产量基本保持不变。 污泥处理 初沉池和二沉池排出的剩余污泥首先进行脱水、絮凝，之后进行厌氧消化。丹麦城市污水厂多采用中温厌氧消化工艺，温度控制在32～37℃，SRT 控制在25～30 天。一般来说，经过厌氧消化后，污泥的固含率约为～3%。 污泥经过厌氧消化后，进入离心机脱水，污泥固含率提高到20%～32%。经过离心脱水后的剩余污泥将会和沉砂池内的污泥混合，并进入焚烧炉。经过焚烧处理后的污泥收集后运送到垃圾填埋场。 生物气 一般来说，丹麦城市污水厂厌氧消化池产生的生物气中甲烷含量在65%左右，而每产生1m3 生物气会削减 kg 干污泥。生物气能够得到有效的收集并回用。回用主要的方式有两种：一是产热、产电，供本厂内部使用；另一部分则出售给附近的工厂或天然气公司等。 废气处理单元 丹麦城市污水厂在污泥焚烧处理过程中，十分重视潜在的大气污染问题。自焚烧炉产生的废气都要经过深度处理后才能排放到大气中。下面以Lundtofe 污水厂为例，简单介绍污泥焚烧后气体深度处理设备和装置。 从焚烧炉中排出的废气首先经过降温后进入旋风分离器，在这一过程中有85%～90%的灰分会从气体中分离出来。随后，气体进入湮灭炉中进行深度处理。在湮灭炉中，首先用水喷浇，使气体进一步降温。在水体内有溶解的NaHCO3 和少量的活性炭。主要目的是使用NaHCO3 吸附SO2、HCl 和HF 气体，并转化为Na2SO4、NaCl 以及NaF。活性炭则用来吸附汞等重金属。最后，经过处理后的气体进入布袋分离器进行固气分离，所有固体连同污泥被运送到垃圾填埋厂，而经过处理后的气体则通过烟筒排放到大气中。3．能耗、化学品消耗及污水厂运行费用 由于丹麦大型城市污水厂采用的工艺、运行方式以及管理结构大同小异，因此污水厂能耗、运行费用等统计数据也存在一定的一致性。对这些数据进行统计核算对于今后我国拟采用或已经采用类似工艺的城市污水厂的设计、运行、管理和评估工作具有一定的价值和意义。 但是，鉴于国情不同，环境和污水管理方式也有所差异，因此，利用单一货币形式（如欧元）来描述污水处理厂的运行费用是不合理的。因此，在运行费用的具体核算上，分以下几方面进行讨论。化学药品以药品使用量作为衡量标准；能量采用kWh 作为衡量标准。 污水处理厂能耗 丹麦大型城市污水厂电耗在35～45 kWh/（PE·年），和～ kWh/m3 污水。而生物污水处理电耗约为～ kWh/m3 污水，占总电耗的30%～50%；污泥处理电耗约占总电耗的30%～40%；而污水提升、机械处理和管理电耗约占总电耗的15%～35%。对于污泥处理来说，处理1kg 干污泥需耗能～ kWh。 化学药品使用量 污水厂化学物质主要用于化学除磷和污泥脱水等。针对化学除磷，不同污水厂采用的物质不同。例如：Lynetten 污水厂采用FeCl3；而Lundtofte 污水厂采用AlCl3。化学物质投加量与污水水质、工艺以及出水指标有直接关系。Lynetten 和Lundtofte 污水处理厂化学除磷的情况见表 6。从表 6 的数据可以看出，在进水TP 浓度基本相当的情况下，采用具有生物除磷功能的Biodenipho 工艺更加节省化学除磷物质量，而且可以获得更好的出水TP 效果。 污水处理厂运行费用 丹麦城市污水厂运行费用主要费为四部分：员工工资、税费、能耗和化学药品费以及运行维护费用。以Lynetten 和Damhus?en 为例，2005 年两个污水厂运行费用为 亿DKK，具体比例分配见图 4。一般情况下，丹麦污水处理厂最大的费用支出为员工工资。同时，在运行维护中还有相当部分是用于场地租用等。另外，丹麦污水处理厂需向政府缴纳污水和污泥处理税费。污泥焚烧以及外运到垃圾填埋场也都需要缴税。在丹麦，只有污泥回用时不用向政府交税。一般来说，丹麦城市污水处理厂污泥处理费用占总运行费用（不含人工费用和税费）的40%～50%。 上述四个污水厂运行费用统计见下表 7。值得一提的是，丹麦平均污水处理费用为15 DKK/m3，这与核算后的城市污水处理厂污水处理费存在较大差异。主要原因是丹麦总污水处理费用不但包括污水处理厂的运行费用，还需计算污水管道的建设和维护费用。而市政污水管道的维护和管理归各行政区。4．结论 丹麦自20 世纪90 年代至今，城市污水处理发生了巨大的变化。这一变化得益于丹麦政府积极执行欧盟91/271/EEC 法案及制定更为严格的相关出水标准。丹麦大型城市污水厂无论是运行工艺还是管理方式比较相似。总结其发展经验和管理体制，对有效数据进行统计并吸收消化对处于发展中的中国城市污水处理是十分有益的。参考文献：[1] 3rd Report from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions - Implementation of Council Directive 91/271/EEC of 21 May 1991 concerning urban waste water treatment, as amended by Commission Directive 98/15/EC of 27 February 1998. Access via Internet (20/08/2007):[2] 4th Report from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions - Implementation of Council Directive 91/271/EEC of 21 May 1991 concerning urban waste water treatment, as amended by Commission Directive 98/15/EC of 27 February 1998. Access via Internet (20/08/2007): uwwtd_report/final_circa-per/[3] Milj?styrelsen 2005; Punktkilder 2004. Det nationale program for overv?gning af vandmilj?et; Fagdatacenterrapport. (In Danish)[4] Cui Chengwu et al. The Maintenance and Management in Lundtofte Wastewater Treatment Plant, Denmark. China water & wastewater. (In Press)[5] Cui Chengwu et al. The Maintenance and Management in Lynetten Wastewater Treatment Plant, Denmark. Water & Wastewater. (In Press)[6] Henze M., Harremoes P., La Cour J., Arvin E. (2001) Wastewater treatment biological and chemical processes. Third edition, Springer, Berlin,