隨著城市化進程的加快和對水環(huán)境質量要求的提高，城鎮(zhèn)及農村生活污水處理受到廣泛關注。與此同時，隨著科技的發(fā)展和技術的進步，分散式污水處理設施實現(xiàn)了裝置化、小型化，已經發(fā)展成為成熟的以節(jié)能化、生態(tài)化、景觀化為方向的污水分散處理技術。

　　雖然目前全球城市化已十分明顯，但仍有近30—35億人口居住在農村，這些人中有相當一部分的生活條件還比較差，甚至還沒有合適的污水處理系統(tǒng)。污水處理系統(tǒng)可分為集中式和分散式，傳統(tǒng)的污水處理廠屬于集中式污水處理系統(tǒng)，適用于人口稠密的城市地區(qū)。而在人口分布稀疏的農村地區(qū)采用集中式污水處理，則會因為建造污水廠花費的巨大錢財，而讓這些本來就經濟欠發(fā)達的地方再次背上債務負擔。此時，分散式污水處理系統(tǒng)將是一個更合適的選擇。

　　分散式污水處理系統(tǒng)不僅適用于欠發(fā)達的發(fā)展中國家，在某些情況下，它同樣適用于發(fā)達國家。近年來，發(fā)達國家的城市中心人口密度正在逐漸下降，人們逐步開始向城市邊緣分散定居，而此時如果建造集中式污水處理廠將不再合適。根據(jù)聯(lián)合國環(huán)境署2002年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，美國有25%的人口已在使用分散式污水處理系統(tǒng)。

　　本文將探討對比幾種典型的分散式污水處理技術的優(yōu)缺點與適用性，以及如何進行技術選擇與如何打破工程應用瓶頸。

　　傳統(tǒng)與新型分散式污水處理工藝

　　傳統(tǒng)式工藝

　　傳統(tǒng)分散式污水處理技術包括濕地、好氧工藝(MBR、BCR等)、厭氧工藝(UASB等)。下表從技術、經濟、環(huán)境、社會等角度對比分析了以上分散式工藝的優(yōu)缺點。

　　新型工藝——生物質濃縮反應器

　　BCR的結構設計為一個曝氣反應器，反應器底部進行微孔曝氣，廢水和微生物在反應器內呈懸浮態(tài)，出水為重力流。在帕維亞大學的試驗中，BCR反應器采用PorexTMradialfilter進行固液分離，孔徑為5—20μm。由于介質表面的粗糙度，有可能形成2—3厘米水頭損失。

　　根據(jù)帕維亞大學的實驗結果，采用BCR反應器，COD去除率為93—97%，脫氮率為75—79%。需要注意的是，實驗流量只有22L/m2d，遠低于最大操作流量(10—50L/m2d)，因此，實驗期間系統(tǒng)過濾能力基本穩(wěn)定，無需反沖洗的前提下，可以穩(wěn)定運行1年左右。而實際運行條件下，常用膜材質的孔徑約為0.1μm，3個月后系統(tǒng)過濾能力降低77%，需要更換膜或者進行再生。帕維亞大學也指出，實際運行結果有可能會與實驗結果相差較大，具體處理效果取決于膜的種類、污水組分與操作工況。

　　分散式污水處理的可持續(xù)性分析

　　所謂“最合適的技術”包括經濟最優(yōu)、環(huán)境友好、技術穩(wěn)定、公眾認可等特性。設計“可持續(xù)性技術”需要從以下維度綜合考慮：

　　(1)健康與衛(wèi)生：將可能影響公共衛(wèi)生的病原體和有害物質的風險降至最低；

　　(2)能源與資源：考慮建設和運行所消耗的能源和資源，以及能回收利用的資源(例如將水、營養(yǎng)物返還農業(yè))，同時綜合考慮再生資源(例如沼氣)；

　　(3)技術：最大程度地發(fā)揮技術功能，確保整個系統(tǒng)的構建、運行和監(jiān)控。同時，要考慮技術應對電力供應、水資源短缺、洪澇等緊急事件時的穩(wěn)健性和盲點，以及技術對于現(xiàn)有基礎設施或社會經濟發(fā)展的靈活性與適應性；

　　(4)經濟：家庭以及社區(qū)的經濟承受能力，包括建設、運行、維護和必要的投資成本；

　　(5)社會文化和制度：社會接受度、便利性、合法合規(guī)。

　　分散式污水處理系統(tǒng)滿足以上全部維度要求，除此之外，還有占地緊湊、運行靈活等。所以，分散性污水處理技術屬于可持續(xù)性技術，實際工程中具體工藝的選擇需要綜合考當?shù)氐臍夂�、地域、污水水質、當?shù)厮�資源與回用需求等特性。
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　　集中式系統(tǒng)與分散式系統(tǒng)的對比與討論

　　投資成本

　　集中式污水處理系統(tǒng)的投資成本顯著高于分散式系統(tǒng)。集中式系統(tǒng)需要建設大規(guī)模的污水收集管網，其投資成本占據(jù)了總成本的80—90%。而管網的平均使用壽命為50—60年，到期更換、日常維護費用都將增加投資成本。

　　運行成本

　　集中式污水處理系統(tǒng)的設計需要考慮峰值流量，會導致增加系統(tǒng)容量，降低處理效率；重力管網輸送過程中有可能因為地下水入侵造成廢水稀釋，增加處理費用和能耗；長距離輸水導致泵站需求量更大，能耗更高，這三點直接導致運營成本的增加。

　　水質安全

　　集中式污水處理系統(tǒng)集中排放水量較大，可能引起受納水域的富營養(yǎng)化。而分散式系統(tǒng)由于排水量小，將降低富營養(yǎng)化概率。

　　監(jiān)測與管理

　　遠程監(jiān)控技術的發(fā)展大大助力分散式系統(tǒng)的監(jiān)測，使用遠程控制設備，可以輕松實現(xiàn)運行維護，無需大量駐場人員。

　　在管理方面，與集中式系統(tǒng)的管理“不可見性”不同，分散式系統(tǒng)的管理更需要聯(lián)合當?shù)鼐用竦牧α浚�公眾參與度的提升將有可能進一步提高群眾的節(jié)水和環(huán)保意識。

　　發(fā)展角度

　　相較于集中式系統(tǒng)，分散式系統(tǒng)更適應發(fā)展中國家農村和社區(qū)的發(fā)展變化，以及人口增長。分散式系統(tǒng)的基礎設施投資可以逐步進行，無需一次到位。

　　實現(xiàn)源分離

　　分散式系統(tǒng)可以實現(xiàn)污水源分離，而集中式系統(tǒng)很難做到。通過采用新型衛(wèi)生潔具，可以在源頭進行生活污水的黑水與灰水分離，這些廢水雖然流量小，但是含有大部分的COD(黑水中3000—10000mg/L)和營養(yǎng)物質，以及幾乎全部的病原體和微量污染物。就近集中處理，一方面減少了環(huán)境中微量污染物如金屬和其他新興化合物(如藥品和個人護理產品)的分布；另一方面，最大程度提高本地系統(tǒng)的資源回收潛力。

　　分散式污水處理系統(tǒng)的應用障礙分析

　　如今，在幾個歐盟國家(德國，荷蘭)的城市已經建設了多個分散式污水處理系統(tǒng)示范項目，平均服務人口約為1000人，都取得了積極的成果。

　　但是，分散式污水處理系統(tǒng)的推廣應用依然存在一定的障礙。

　　這些障礙除了土地可用性(主要針對濕地系統(tǒng))、成本和環(huán)境要求等因素之外，最大的障礙來自人們對新事物的接受程度。通常情況下，改革系統(tǒng)的經濟成本太高、缺乏具體的綜合經驗、對未知的不確定性，這些都會成為傳統(tǒng)思想中難以辯駁的因素。

　　分散式污水處理系統(tǒng)的倡導者主要是年輕的專業(yè)新秀，他們難以讓決策者和傳統(tǒng)的污水處理專業(yè)人員接受這些新概念。事實上，分散式污水處理系統(tǒng)在發(fā)展中國家的接受程度要高于發(fā)達國家，因為發(fā)展中國家較少存在預先技術的障礙，而發(fā)達國家的技術模式往往青睞于傳統(tǒng)的集中式污水處理系統(tǒng)。

　　但實際上，隨著大多數(shù)發(fā)達國家的城市水資源基礎設施的設計壽命逐漸接近上限，甚至已超上限(通常為50-60年)，在未來十年中，大批的水資源基礎設施將面臨修復與翻新，而若能趁此機會將污水系統(tǒng)改造為分散式污水處理系統(tǒng)，將是一個適用于未來發(fā)展的長期解決方案。

　　結論

　　分散式污水處理技術由于其原位處理和便于資源回收利用而具有可持續(xù)性，這個特性在未來將會愈發(fā)顯著。集中式污水處理系統(tǒng)雖然目前可以滿足人口稠密地區(qū)的需求，但并不普適于未來發(fā)展。從發(fā)展趨勢來看，“未來城市”的新觀念很有可能將會明顯側重于分散式。

　　從技術研發(fā)的角度，分散式污水處理系統(tǒng)已被充分認知，但技術到工程應用的轉移還略顯薄弱，管理者的“守舊心態(tài)”成了新技術的推廣應用的主要障礙之一。而實際上對于決策者而言，選擇分散式污水處理系統(tǒng)是一次變革傳統(tǒng)的機會。借此機會，將陳舊的用水設施替換為可進行污水源分離的新型設施。對于污水收集設施已經急需更替或者重建的區(qū)域，將分散式污水處理系統(tǒng)納入備選范圍，這是改變傳統(tǒng)污水處理模式的良好契機。

　　但是，這并不意味著集中式污水處理系統(tǒng)完全無用。發(fā)達國家高度人口稠密的地區(qū)一直以來由集中式污水處理廠提供服務，并隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展不斷擴容管網系統(tǒng)。在這些情況下，分散式系統(tǒng)并不是一種立即合適和可行的替代方案，折中的辦法是集中和分散二者共存，對諸如住宅、商業(yè)綜合體、醫(yī)院，可以應用分散式系統(tǒng)，更易于處理后就近回用。