高校污水处理厂建设现状调查研究

(华北电力大学，北京 102206)

目前，在各个国家地区的发展过程中，水资源的重要性日益凸显。我国虽然水资源总量丰富，但是人均水资源量少，且水资源管理技术和理念较滞后，水资源浪费和污染现象严重[1]。为优化水资源配置，提高其利用效率，从2017年开始，非常规水源被水利部纳入系统水资源配置中。

高校作为社会的重要组成部分和高素质人才的聚集地，对于缓解水资源短缺问题有着不可推卸的责任。对高校来说，建立污水处理厂并进行中水回用是比较经济有效的方式,同时，也是节约水资源一种非常必要的方式。目前，清华大学、华北电力大学、沈阳大学等高校都已建设污水处理厂，并进行中水回用。随着大家对中水的接受程度增加及“绿色校园”概念的推广，越来越多的高校会建立污水处理厂。本文对高校污水处理厂的建设现状入手，从经济、技术、污水处理系统、管理等方面进行了总结，希望能够为高校建设污水处理厂提供一些借鉴。

1 高校污水处理厂建设的现状

高校人口密集，是用水大户[2]。并且高校扩招趋势明显，在校师生人数进一步增加，同时高校扩建校区多位于城郊，产生的污水难以排入市政管网体系，若不经过污水处理厂处理，即污水直排会造成严重的环境污染。在高校校园内建立污水处理站能极大地提高水资源的利用率，处理后的中水作为第二水源，可用于冲厕、绿化、道路清扫及景观用水。在高校校园内建立污水处理厂，除了具有显著的环境、社会、经济效益外，还能发挥其潜在的教育效益。污水处理厂可以作为相关专业的科研和实习基地，既可以提高学生的实践和理解能力，也可以加强大家的节水意识。除此之外，高校建筑分区明确，自然形成水质分流[3]。污水来源主要是宿舍、食堂、浴室，污水中污染成分较单一，主要是氨氮、有机物等，可以作为优质中水水源，处理技术要求较低。全国各省市高校污水处理厂的分布情况见表1。

表1 全国高校污水处理厂的分布情况

由表1可以看出，我国北部较为缺水的城市及经济发达地区的高校比较重视建设污水处理厂：陕西省目前共有14所高校建设有污水处理厂，如西安电子科技大学、西安思源学院等；北京市目前有清华大学、华北电力大学等12所高校建设有污水处理厂。除此之外，辽宁省、台湾省分别有8所、6所高校建设了污水处理厂。根据本次调查28个地区共89所高校的数据统计，总体上，由于资源性缺水，北方地区的高校比较注重通过污水处理厂将污水资源化，但随着节水意识的提出，更多南方地区的高校，如昆明理工大学和湖北文理学院，也开始了污水处理及中水回用。

2003年，沈阳师范大学建成全国第一个中水回用校园污水处理站[5]。从2005年开始，清华大学相继建成生活废水处理系统、生活污水处理系统[6]。2008年，华北电力大学建立污水处理厂并进行中水回用。目前在国家的支持下，新建学校一般都有污水处理厂建设的规划。

高校用水有非常明显的时间规律，从每一日用水来说，6：00—8：00与21：00—23：00为用水高峰期；从周用水来说，周末用水较工作日偏多；从学期来说，秋季学期用水略低于春季学期[4]。

2 高校污水处理厂的运行现状

根据目前高校污水处理厂的建设现状，下面从经济、技术、污水处理系统等7个方面介绍目前其运行现状。

2.1 经济效益

项目的经济可行性，是高校在前期决定是否建设污水处理厂的一个非常重要的考量方面。经济上是否可行，是指处理污水的单位费用，包括污水处理站的前期建设费用、后期维修管理费用、药剂费、电费等，与市场水价相比是否合理。建设污水处理厂前期投资较大，投资回收期较长，而高校每年的财政拨款是一定的，选用一个好的融资模式可减少政府和学校的经济负担，规避风险，早日获得经济效益。沈阳大学采用了BOT模式(建设-运营-移交模式)，节约了污水处理厂的前期投资费用，同时又保证了其运行质量[7]。

另外，污水处理项目有规模经济的特点，即污水处理量越大，污水处理的单位成本越小，故对于高校集中的大学城，其优势更加明显。现在我国几乎每个城市都规划有大学城，在大学城统一规划建设污水处理厂比在每个大学单独修建污水处理厂更能发挥其巨大潜力。

2.2 污水处理技术

高校建设污水处理厂时，会选择流程简单、占地小、处理效果达标、出水稳定、经济且易管理的技术。

目前高校中应用比较广泛的污水处理技术是A2/O工艺(厌氧/缺氧/好氧工艺)和MBR技术(膜生物处理技术)，如江苏建筑职业技术学院、西安思源学院、山东建筑大学、山西大学商务学院等采用A2/O工艺；华北电力大学、清华大学、湖北文理学院、北方工业大学等采用MBR工艺。另外，人工湿地作为一种生态的污水处理方式也被越来越多的高校应用。目前许多高校都采用人工湿地与其他方式组合的模式来进行污水处理，如湖南农业大学采用厌氧处理/人工湿地的方法，沈阳大学采用生物接触氧化和土壤地下渗滤系统相结合的方法。人工湿地充分利用植物根系的吸收作用及土壤微生物的分解作用，进一步降解氮磷及有机物等污染物，绿色、经济地实现了对中水的高效净化[8]。

2.3 污水处理系统

高校污水处理系统主要分为小集中系统和统一系统，两者的具体内容及优缺点见表2。

表2 污水处理系统

高校应该综合考虑自身规模、污水的水量水质情况、财政情况等，选择最适合本校的污水处理系统。考虑到高校自身用水的规律，小集中系统可能更有优势。例如：可采用生化法来处理盥洗室、浴室污水，因为这种污水为优质中水水源，以有机污染为主，污染成分单一，易于处理；食堂废水是以油为主的高浓度有机废水，色度高，可采取膜法处理工艺[9]。

采用小集中系统可以更有针对性地进行污水处理，出水水质的稳定性和达标率也有保证，更有利于高校污水处理厂的可持续发展。华北电力大学有西区、东区两座污水处理厂，西区主要处理新建的主教学楼及行政楼的污水，采用生物接触氧化法；东区采用MBR工艺，主要处理食堂及宿舍的污水。但是大多数高校建筑格局已定，污水管网已建成，难以进行改造，利用小集中系统的优势不明显。对于新建高校，在前期规划时，需要科学设计给排水管道和中水回用管道，对污水处理站的位置及工艺也要进行合理选择，以充分发挥其价值和效益。

2.4 污水处理厂管理

校园污水处理厂建成后，为保证其有效运行，学校需要选择合适的管理方式，将建成的污水处理厂运行管理好，发挥其预期效益，可以从以下两方面来考虑：

a.选择合适的管理模式。目前主要有3种管理模式，分别是由大学后勤集团进行管理、委托给专业机构进行管理、由大学二级学院进行管理[10]。无论选用哪种模式，都要尽可能提高维修管理人员的专业素质，确保污水处理厂的正常运行。

b.选择有效的管理机制。清华大学采用独立核算策略，以自负盈亏的政策激励各部门降低能耗成本。同时将学校水网和水务管理部门作为独立核算单位，并在污水处理站和管网改造后，实现了盈亏平衡。

2.5 余热回收方面

对于高校浴室的盥洗用水，若直接排入污水管道，会增加受纳水体的温度，故可以考虑利用水源热泵技术，不仅能避免对水体造成热污染，而且能回收这部分低品位热能，以减少资源和能源的浪费。内蒙古财经大学的洗浴中心，将洗浴污水余热回收系统、太阳能集热系统和沸水燃气机组加热系统有机组合在一起，提供洗浴用水，大大提高了能源的利用率[11]。

2.6 水质评价

可定期请专业的水质检测公司或学校环境专业的老师和学生对污水处理厂的进水、出水水质进行监测并评价，既可以保证污水处理厂的有效运行，又能规避中水回用带来的环境风险。对于不符合标准的出水，需要分析原因并找到解决措施。不合标准的再生水，在喷洒道路或绿化带时接触人体皮肤或进入呼吸道，一些病毒细菌可能会对人体造成危害，故只有再生水水质满足相关的标准，才能进行回用。

3 污水处理厂运行规则研究

高校还需充分考虑自身的需求，针对自身特点，制定与之相符的污水处理厂运行规则：

a.考虑对于实验室废水的处理方式。根据调查，部分理工类大学会定期请专门的公司来回收实验室废水，或者有专门的实验员进行废液处理和沉淀回收。每个学校应根据实验室类型、实验频率、实验废水类型等，选择合适的处理方式，并强化同学回收废液的意识，避免实验废水直排所带来的不可挽回的环境污染。如清华大学购入管道闸阀截留，用以处理微电子所实验废水。

b.研究学校自身的用水规律。虽然高校用水极具规律性，但是在初期设计阶段，需要针对自身情况进行科学的水量平衡计算。如北京工业大学是一所市属高校，只有少量外地生源，周末用水量骤减，故并非像一般高校周末用水量略高于平时[12]。

c.考虑所处地区的气候特点。北方寒冷地区，冬天受低温影响，生物膜活性受到限制，污染物的削减率明显降低，故可将污水处理站设计为地下式，保温效果好，同时减少占地面积。昆明四季如春，年内用水量变化较其他地区更平缓。

d.对于自然地理条件相似的高校，可加强交流，相互借鉴其污水处理厂的成功案例，或一起研究存在的共性问题。

4 结 语

根据教育部统计数据，截至2013年，全国共有2491所普通高等学校。随着高校扩招扩建，其规模还会进一步扩大，故在高校中建设污水处理厂和中水回用是必然的选择。根据文献调研，本文对全国范围内高校建设污水处理厂的情况进行了分析。在此基础上，从经济、技术、污水处理系统等方面进行了总结，希望能够促进污水处理厂的普及与发展。建议应将污水处理和中水回用作为一个有机系统，考虑水污染、水回用、水安全、资源化的多重目标；同时尽可能以最低的能耗来减少环境污染，并且尽可能地减少化学品，采用不造成二次污染的清洁能源。高校重视污水处理厂的建设和正常运行，才能充分的发挥污水处理厂的作用，进而更大程度地缓解城市水资源短缺的紧张局面。