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摘要：本文针对大兴区污水排放的现状、污水的不同来源、污水水质的特点和处理设施的特点等问题进行了系统地阐述，同时结合大兴区的区情，包括经济能力、处理水平、人员素质、地域分布等方面，总结分析了氧化沟法、人工湿地、厌氧制取沼气和污水土地灌溉等四种较适应大兴区的污水综合治理方法，即简便经济，又能到达环境保护的目的。
关键词：大兴区；污水排放；污水综合治理
水是人类赖以生存、发展的最重要条件，是不可替代，不可再生的自然资源。水是生命组成的重要元素之一，是构成环境的基本要素。水资源是指人类可以直接利用的那部分淡水资源，是一种动态资源，随时空变化而变化，它是一种有限的资源。自然界万物生存离不开水，水环境优劣直接关系人类生存环境。
在人类迈向现代化的过程中，大量工业、农业和生活废弃物排入水中，水污染已成为重大世界性公害。权威机构调查，全世界每年约有4200多亿立方米的污水被排入江河湖海，污染了5.5万亿立方米的淡水，相当于全球径流总量的14%以上；在发展中国家，各类疾病有8%是因为饮用了不卫生的水而传播的，每年因饮用不卫生水至少造成2000万人死亡，水污染也因此被称作“世界头号杀手”。
北京是一个水资源短缺的城市，人均水资源不足300立方米，是全国人均水资源量的八分之一，世界人均水资源量的三十分之一，远远低于国际公认的人均1000立方米的缺水下限。而大量未经处理的污水的排放，更是严重威胁有限的水资源。大兴区的现状用水基本上是依靠开采地下水资源。日益增长的用水需求与有限的资源之间的矛盾已威胁到了经济的可持续发展。
而污水处理是污水再生利用的基础，也是实现污水资源化的前提。城市供水的80％转化为污水，经收集处理后，其中70％的再生水可以再次循环使用。这意味着通过污水回用，可以在现有供水量不变的情况下，使城市的可用水量至少增加50％以上，这是一笔巨大的资源。国内外的实践经验表明，污水的再生利用，实现污水资源化，是开源节流、减轻水体污染、改善生态环境、缓解水资源短缺矛盾的最有效的途径。
一、大兴区污水排放情况
1.现状
大兴区地处北京南郊，境内有大小河流七条，水库一座。分别是：永定河、凉水河、新风河、大龙河、南小龙河、北小龙河、天堂河和埝坛水库。其中永定河、天堂河及埝坛水库已多年无水，其余的凉水河、新风河、大龙河、南小龙河、北小龙河均已成为承污水体，主要为沿途生活污水和工业废水的排放河道。
大兴区境内的河流，由于工业废水和生活污水的排放，水质较浑浊，污染物种类多，河水呈现灰黑色、灰白色，有的水面上漂浮着黑色腐败物及一些垃圾，散发出难闻的恶臭，污染较为严重。其中以耗氧有机物、氨氮、总磷、石油类、阴离子表面活性剂、氟化物等为主要污染物。仅以大兴区2003年部分水质监测数据与国家《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅴ类水体水质标准进行比较，就可见一斑（ 见表1）。
2、来源
（1）工业废水。大兴区在二~~二年六月，被国家环境保护总局批准为第七批全国生态示范区建设试点地区。加强我区的环境建设，营造清洁优美的环境，创建全国环境优美乡镇是加快生态示范区建设的重要内容之一。随着经济的飞速发展，大兴区已由传统、单纯的农业经济向农业、养殖业、轻工、生物医药、精细化工，加工业等多元化发展。中央及市属单位、外资企业相继迁至我区，主要集中于黄村卫星城及周围地区。各镇的企业数量也是逐年增加。仅2003年大兴区工业废水总量就达880.96万吨，工业废水排放量达224.87万吨。
（2）生活污水。经济的发展，同时也刺激了人口的增长，城市人口也从原来的几万人，增至到现在的几十万人（见表2） ，根据规划远景预测，到2010年，全区人口将达到115万，城镇人口65万，大量的生活污水随之产生。
（3）养殖业废水和生活垃圾。我区的农村大多没有专门的污水处理和垃圾处理的系统。养殖业的发展，一方面带动了当地的经济发展，一方面也给当地环境带来了负荷。散放的垃圾、牛、羊、猪、鸡、鸭等家畜家禽的粪便，无任何处理，自然堆放情况较为普遍，一到雨天就通过地表径流被冲进了河里，大量的氮、磷等营养物质和重金属进入水体，此外农田中过量使用的化肥和农药，也是破坏水环境的一大“凶手”。
（4）入境污水。丰台、石景山地区大量未经处理的生产、生活污水通过李营沟汇入凤碱河，每年入境污水量约4730万吨，这些污水不但对我区地下水源已造成不同程度污染，而且破坏了我区的自然景观，群众反映很大。同时也增大了我区污水处理系统的处理负荷和资金投入。
3、特点
（1）我区城镇化建设加快，乡镇企业发展迅速，但工业布局不尽合理，生活区与工业区相连，污水成分多样化。
（2）我区农村地区广大，农村污水包括农村生活污水、畜禽养殖业等污染源，如何控制这方面污染问题，难度较大，需要综合防治与生态农业相结合来进行控制。
（3）我区的基础设施不完善，除黄村卫星城已建设运行的黄村污水处理厂外，其余各镇均未有建成使用的综合性污水处理设施。而采育镇污水处理厂、榆垡镇污水处理厂、天堂河污水处理厂、魏善庄镇污水处理厂等各镇处理厂也只是针对各自的工业区，目前处于项目可行性研究阶段或待建阶段，远期可投入使用，增强污水的处理能力，是当务之急。
（4）现阶段污水排放量较少且不稳定，随着各镇规划发展和基础设施的建设，水量、水质趋于稳定。
二、我区污水处理的特点
（1）承担的排水面积较少，污水量小，而水量和水质的日变化较大，污水可生化性较差。
（2）我区相比较与北京市其他区县，全年财政收入较低，受此影响，政府用于水污染物治理的资金投入有限。
（3）受人员的知识结构、层次水平影响，操作管理技术水平较低。
（4）我区区域广阔，全区共有14个镇，总面积1030平方公里，大部分为农村地区，污水集中处理有一定的难度。
三、处理方法
污水处理技术，就是采用各种污水处理方法将水中含有的污染物成分分离出来，或将其转化为无害或稳定的物质，从而使污水得到净化。按其处理原理分，污水处理技术可分四类，分别为物理法、化学法、物理化学法、生物法。由于污水的成分、数量复杂，往往需要通过多种方法组合起来进行处理，按其处理程度，可分为三级：一级处理、二级处理、三级（深度）处理。污水处理多采用一级、二级处理方法，可以去除污水中的悬浮颗粒、胶体和小固体颗粒，可以去除大部分有机污染物。三级处理多用在二级处理之后，去除特定污染物，如脱磷、脱氮等。城镇污水处理中最常用的方法是生物处理法，而活性污泥法是最流行的生物（好氧）处理方法，近年已发展出多种工艺流程和工艺方法，其应用范围、处理效果、工艺设计、运行管理更加科学化。利用厌氧处理产生的沼气，作为能源，则是广大农村地区常用的处理方法。此外，污水的土地处理系统，也有较多应用，如人工湿地，污水灌溉等。
结合我区污水排放的特点和处理设施特点，应找出符合大兴区经济能力、技术水平、人员素质的合理化综合处理方法，处理方法即要简便、经济，又要符合现有的经济水准和环保要求，同时也要考虑到长远的环境效益。此外，我区的城镇布局，可大致分为以下三种情况：A、相对集中的小城镇，城市化水平较高，如黄村卫星城、亦庄等地；B、广大的农村地区，这部分地区占我区区域的绝大部分，如我区的南部一些镇；C、镇级工业区与农村地区相交错，形成“农村包围城市”的格局。因此我区的污水处理也应与城镇布局相对应。同时，国家科技攻关研究成果的结论也指出：“城镇水污染处理，必须由分散的点源治理转向综合治理，必须结合城镇建设，经济建设和水利建设等，因地制宜地部署水污染重点工程。”同时也要考虑到，我区水资源紧缺的问题，不仅要处理污水，同时也要综合利用污水。
根据上述内容，总结出以下几种较适应去我区的污水处理方法。
（1）氧化沟（小城镇）。活性污泥法于1914年首先在英国被使用，几十年来，其工艺方面的改革和净化功能方面的研究一直在不断地进行，不断有新的发展出现。其中，延时曝气活性污泥法中的一种特殊形式——氧化沟（混合液在首尾相连的沟渠内循环流动），是一种处理效果好且稳定的处理方法，不需要建初沉池，耐冲击负荷，污泥产率低，出水水质好。在氧化沟里存在缺氧和好氧交替的区域，能发生硝化和反硝化反应，具有较好的脱N、P的作用，而且其基建投资省，运行费用低，非常适合中小型污水处理厂。然而，与传统的活性污泥法相比，氧化沟占地面积大，但我区土地使用情况相对富裕，因此占地应该不成问题。大兴区黄村污水处理厂正是采用此种处理方法，于2000年7月投入运行，处理能力为80000m3/d，目前运转良好。待建的采育镇污水处理厂也是采用改良的氧化沟法对污水进行处理。
（2）厌氧处理法（农村地区）。厌氧生物处理法是利用兼性厌氧菌和转性厌氧菌来降解污水或污泥中有机污染物，分解的最终产物是以甲烷为主的消化气，即沼气，沼气是可以作为能源利用的。农村地区推广的沼气池，也是利用厌氧消化的原理，以粪便、草茎秆等作为原料制取沼气，并提高肥效。这样，农村地区散放的垃圾、牛、羊、猪、鸡、鸭等家畜家禽的粪便可收集起来制取沼气，一方面减少了垃圾的排放，避免经雨、雪等降水淋洗使污染物进入水体，增加水体负荷，减轻处理负担；另一方面则可把垃圾变废为宝，实现二次利用。而且有助于改变农村燃料结构，提倡使用清洁能源，有效改善大气环境质量。
（3）人工湿地（农村地区）。人工湿地污水处理技术作为一项新的方法，近年来正逐步受到重视和发展。经处理后的出水水质可以达到地面水水质标准，“劣五类”地面水经湿地系统处理后，可直接用于中水回用、景观用水、农田灌溉和自然水体的水源补充等。不仅具有很好的景观效果，而且其建设和运行费用都大大低于同等处理能力的污水处理厂。人工构建湿地系统，是在一定的填料上种植特定的湿地植物，如芦苇、水葱、纸莎草、美人蕉等，建立起一个人工湿地生态系统。该系统能因地制宜，与景观建设相结合，既解决了污水处理的难题、又恢复了自然生态系统。其基本-原理为：通过土壤渗滤、芦苇等富营养湿地植物吸收、微生物分解等共同作用，实现多层过滤。逐步降解吸收、达到净化水质的目的。其中包括了土壤----植物、过滤、吸附、与生物氧化等十分复杂的过程。我区的区域广阔，广大的农村地区产生的污水不易集中收集处理，若建设集中式污水处理厂，其建设费用较庞大，而且用于收集污水的管线建设也是一大障碍，而利用人工湿地系统来处理，是一种比较合理的方法。与常规处理方法相比较，人工湿地系统具有：A、高效、便利、廉价的特性；B、该方法不仅能去除常规污染物，而且对N、P等营养物质也有较好的处理效果，可有效的控制和防止水体富营养化；C、其运行、维护、操作简便，无需专业人员；D、可以改善和恢复自然的生态环境，获得很好的环境效益。
（4）污水处理与土地灌溉（农村地区）。利用处理后的污水处理厂的出水进行污水土地灌溉也是使污水无害化、资源化的一种处理方法。尤其适合我区“农村包围城市”的格局。农村土地与镇级工业区相连，工业区处理后排放的水，可满足地表水Ⅴ类水体的要求，可做农业灌溉用水。尽管有部分持否定态度的人认为，处理后的水可能含有某些有毒有害物质，会在植物体内富集，而且在灌溉的同时造成地下水污染。但根据我区的企业结构，绝大部分企业不产生或产生少量废水（而且以生活污水为主），经处理后的出水水质基本能满足农田灌溉的水质要求，因此，使用处理后的出水进行土地灌溉在我区是可行的。
城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918---2002）一级B 标准和农田灌溉水质标准（GB5084---1992）二级标准、地表水环境质量标准（GB3838-2002）中Ⅴ类水体的部分水污染物标准相比较如下（见表3）。
注：①根据北京市《水污染物排放标准》（DB11/307----2005）中规定，我区地表水为Ⅲ类、Ⅴ类水体，因此城镇污水处理厂出水排入Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类水体及其汇水范围的，执行城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918---2002）表1中一级标准的B标准以及表2、表3 的有关规定。
②我区农业作物多为旱作作物，即农业灌溉用水为二类。
四、结论
综上所述，由于我区的水资源匮乏和人民生产生活用水量持续增加，如何合理的利用有限的水资源，已成为一个摆在我们面前亟待解决的问题。本论文对于大兴区污水的排放现状、污水来源、污水水质特点，及处理设施的特性等问题进行了阐述，并结合我区的实际情况，系统地分析了适合我区的污水处理方法，使污水变废为宝，实现水资源的二次利用。在处理的同时，实现了水资源的节约，符合北京市建设节约型城市这一总体发展要求。愿通过我们环保工作者的不懈努力，使我们的居住环境天更蓝，水更清，人民生活更美好。
作者单位：大兴区环境保护局
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发表于 2022-2-21 20:35:27