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污水处理厂存在的问题及对策
污水处理厂存在的问题及对策
“十三五”期间,我市的COD工程减排发挥着举足轻重的
作用,其中:
工程减排占国家确认COD减排量的86.5%,而
城镇污水处理厂累计国家确认COD减排量1.62万吨,占工
程减排的51.9%,污水处理厂减排工程相继建成,为我市顺
利完成“十三五”减排任务打下了坚实的基础。
一、城镇污水处理厂建设现状
截止到2010年底,我市规划内的15个县级以上污水处
理厂全部建成并投运,污水设计处理能力达47.7万吨/日。
目前,设计日处理2万吨的察北、产业园区污水处理厂
也已建成,建制镇污水厂也在建设之中,我市“十
三五”城镇污水日处理能力变化见下图。
40
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30
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20
15
10
5
0
200520062007200820092010
2005-2010年城镇污水日处理能力
二、影响污水处理厂运行的突出问题
(一)管网不配套,影响水质水量
1、雨污合流
1
管网未实现雨污分流,受雨季影响,雨污混合水量增加,
超出污水处理厂实际处理能力,将出现部分雨污水无法处臵
而直接外排,影响河流环境质量的情况。
2、收集水量不足
一是部分地区污水收集管网与厂区建设不配套,管网建
设滞后,致使污水处理厂实际处理水量远低于设计处理水
量,污水处理厂运行负荷率偏低;二是部分地区为了预留发
展空间,污水处理厂设计规模偏大,但目前实际污水产生量
不足,致使污水处理厂低负荷运转。
目前,已建成且可以投入使用的处理能力为37.4万吨/日,
到2010年底,我市实际处理水量是27.7万吨/日,仅占设
计能力的58%,其中:
尚义、阳原、赤城、下花园和怀安污
水厂负荷较低。
(二)运行存在诸多问题
主要是污水厂污染防治设施部分运行不正常或闲臵等现
象,其次也包括部分县区污水厂进水浓度偏高,对污水厂的
冲击较大大,增加处理难度,还有部分污水厂在运营和管理
机制不健全的情况,这些势必会影响污水处理厂的正常运
行,造成污水厂超标排放。
(三)污泥处臵方式滞后
随着污水处理厂建设的规模迅速扩大,污泥的大量产生
和消化正在成为一个新的环境问题。
已运行的15座污水处
理厂全部运行,每年将产生污泥10万多吨,如此大的污泥
2
量,将成为环境的一大负担。
目前,我市污水处理厂的污泥
多为卫生填埋处臵。
(四)再生水回用率较低
我市再生水回用尚处于起步阶段,规模小,利用范围窄。
已建成污水处理厂中,多数污水处理厂属于县级污水厂,处
理规模较小,周边又缺乏使用再生水的用户,因此只有部分
污水处理厂规划了中水利用方案,回用中水仅占设计规模的
8%左右。
同时,一些污水再生利用设施建成后,由于管网建
设及有关政策的不配套,造成设施闲臵,难以发挥其经济效
益和社会效益。
三、对策及建议
保障污水处理厂的正常运行已经成为我市污水处理的突
出问题,也关系到我市能否“十二五”COD、氨氮减排任务
的关键所在。
(一)完善配套管网建设,提高污水厂负荷率和城镇污水
管网覆盖率
收水管网是污水处理厂运行的重要条件。
建议县区对建成
的污水处理厂要优先安排资金建设配套管网,提高污水处理
厂运行负荷率。
同时,加大对雨污分流工程改造、建设的投
资,实现雨水和污水分流,保障污水处理厂稳定运行。
“十二五”期间,按照省要求所有县区城镇污水处理率
达到设计规模的80%以上,“双三十”县区不低于85%。
(二)保稳定运行
3
对未按要求达到设计处理能力的、不能稳定达标排放的
污水处理厂,要对经营者处罚并责令限期整治;环保部门要
加强污水处理厂的出水水质的监管,严格实施排污许可制
度,依法做好排污申报登记工作,对年内发现多次污染防治
设施运行不正常的污水厂给予“环境行为差”的评定,将不
予安排环保专项资金项目,对企业参加各类评先创优实行环
保“一票否决”。
(三)优化建设污泥处臵设施
“十二五”期间,“国家将把城市污水厂的污泥处理处
臵设施建设纳入到减排工作的重要内容,未达到相关要求的
予以扣减削减量”。
目前我市污水处理厂相继建成,要在已
有的污水处理厂逐一配套建设污泥处理设施既不现实也不
经济。
鉴于泥水可分开处理处臵,建议统一规划,优化组合,
在一定区域内建设统一的污泥处臵中心,利用有限资金,高
效、安全、有序地集中处臵污泥。
(四)提高中水回用率
“把再生水利用作为减排的重要途径之一,大力提升城
市污水再生水利用,尤其是北方缺水城市要大幅度(继续)
提高污水回用规模,明确污水回用方式和途径,减少新鲜水
使用量,保护和节约水资源。
”
要加大水价改革力度,建立符合社会主义市场经济发展
要求的水价形成机制,充分发挥水价杠杆对水的需求调节、
水资源配臵和节水、中水回用方面的作用,制定鼓励中水回
用的相关政策。
建议有关部门综合研究中水价格制定相关政
策和配套措施,鼓励和开发中水回用市场,在项目审批时提
4
出相关要求,提高中水的回用率。
实行部门联动,逐步取缔自备水源。
同时在未取缔时期,
对这部分单位制定相应的征收污水处理费用的标准,实现谁
污染,谁交费的原则,确保污水处理费全额征收到位,保障
污水处理厂的正常运行。
四、城镇污水处理厂总量减排现场核查要点
城镇污水处理厂COD减排量核算涉及的主要参数有日污
水处理量,污水处理厂运行天数,进、出水COD浓度等。
这
些参数要通过对现场水量核查、水质核查和运行状况核查3
个方面来确认。
水量核查包括进水水量核查和出水水量核
查;水质核查包括进水水质核查和出水水质核查;运行状况
核查包括活性污泥核查、溶解氧核查、气水比核查、氧化还
原电位核查、电耗量核查等。
核查要点分别如下:
(一)水量核查
一是对出水水量进行校核,二是对是否存在非正常超越
偷排等情况进行判定。
1、进水水量核查
(1)查台账资料
查设计文件
城镇污水处理厂均有其明确的设计进水水量。
通常情况
下,污水处理厂实际进水水量应不大于最大设计进水水量
(设计规模乘以变化系数K,一般K取1.1~1.3;如设计规模
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为3万吨/日、设计变化系数K为1.2,则实际进水水量通常
不会超过3.6万吨/日),如果进水量长期超过设计规模甚至
最大设计进水水量,那么数据就很可能不真实。
查验收材料
验收材料包括污水处理厂验收材料和污水收集管网验
收材料两部分。
污水处理厂验收材料要重点查阅进水水量、
污水构成(即纳管的工业污水情况及所占比例)等。
管网验收
材料要重点核查管网长度、收水范围、服务人口(《细则》
规定,按照服务人口计算污水水量时人均综合排水量取80
升/日~180升/日,由于各地区这一系数有一定的差距,因此
现场核查时需根据当地实际情况取用)和提升泵站等。
查流量计
流量计的计量包括对瞬时流量和对累计流量的计量。
核
查时一是根据瞬时流量计显示流量,同时查阅中控室进水水
量历史曲线,对照近期每天进水量变化规律,估算日进水量;
二是根据累计流量计显示流量除以对应的时间计算得出日
平均进水水量。
用累计流量核查进水水量要与中控室进水水
量历史曲线进行校核。
查超越管溢流
多数污水处理厂设臵有超越管,要根据超越管位臵进一
步核查确认进水水量。
超越管设臵有的位于进水提升泵的集
水井中,有的位于生化池前的分配井中,个别污水处理厂在
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这两个位臵都设臵了超越管。
如流量计位于超越管前,且超
越管阀门开启,核算时要扣除溢流部分的水量;如流量计位
于超越管后,则流量计读数就是实际进水水量。
查中控室相关设备运行记录
查水泵运行时间和水泵流量,用运行时间乘以水泵流量
计算得出进水水量。
(2)查集水井液位、进水提升泵电流和
扬程,并将之和进水量曲线对照,判定进水水量记录是否准
确。
核查方法一是对照提升泵电流曲线和进水量曲线,两条
曲线应该有同步同向变化,即同时增大或减小(对于带变频
调速的提升泵,则比较其运行频率和进水量是否同步同向变
化)。
二是对照集水井液位曲线、提升泵扬程曲线、瞬时流
量变化曲线逻辑走势,推算水泵流量。
一般规律是集水井液
位增加,提升泵扬程减少,流量增大。
如集水井中液位明显
上升,而进水量没有明显变化则推断可能存在超越偷排;当
集水井液位降低时,提升泵实际扬程增大,流量减少。
现场
可以检查开几台泵、流量是多少(泵的流量用总流量除以泵
运行台数),再调阅历史数据,对照流量和设备运行台时进
行核对。
2、出水水量核查
3核查对照进、出水水量
污水处理厂进、出水水量应非常接近,如没有超越排放,
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出水水量加上剩余污泥含水量应等于进水水量。
进、出水水
量差距较大时需进一步对照核实。
4.其他方法验证
(1)用产泥量验证处理水量:
查阅污水处理设施的生产
运行台账,通过干泥或湿泥(一般含水率为80%)产生量来反
算处理水量。
一般处理水量和干泥产生量比例为1∶
0.1~0.00012;湿泥产生量比例要根据污泥含水率计算
(如污泥含水率为80%,则这一比例为1∶0.0005~0.0006)。
(2)用电量验证处理水量:
查阅污水处理设施的生产运行台
账,通过用电量来反算污水处理设施处理水量。
一般处理1
吨污水耗电量为0.2度~0.35度。
(3)用管网服务人口验证处
理水量:
通过核查管网验收材料、管网覆盖人口情况验证处
理水量。
处理水量为管网覆盖人口与人均综合排水量之积
(如某管网覆盖区域有50000人,人均综合排水量为180升/
日,则处理水量为9000m3/日)。
(二)水质核查
1、进水水质核查
相对于出水水质,污水处理厂的进水水质往往变化较
大,并且多数污水处理厂在进口不设水质在线监控设备,同
时由于采样的偶然性和监测的功用性等多种因素影响,污水
处理厂提供的进水水质报告有时难以反映实际进水水质状
况。
因此,现场核查还需要通过多种手段来检验、校核污水
8
处理厂的进水水质。
1.查台账资料
查阅污水处理厂设计文件和验收材料,了解污水处理厂
设计进水浓度上限。
查阅污水处理厂运行台账及日常监管记
录,实际进水浓度一般不应大于其设计进水浓度。
通常南方
污水处理厂生活污水进水COD浓度不超过350mg/L,北方不
超过500mg/L。
2.查进水水质指标
一般生活污水水质各指标间存在下述关
系:
6.5
查阅污水处理厂每日监测记录或环保部门监督监测报告,可
根据各进水水质指标间的逻辑关系判断上报的进水COD浓度
是否正常。
3.查进水表观特征
一般颜色较深和气味较重的水有机质成分较多,COD浓
度也较高。
4.查设备运行参数
用曝气机等设备运行参数可推断进水水质情况。
通常进
水COD浓度较高,需要的气水比高、曝气量大,曝气电机电
流或功率也大。
一般二级污水处理厂气水比为处理每吨污水
需3m3~12m3空气(一般取5m3~12m3)。
如运行正常但实际
曝气量明显低于上述标准,则推断进水浓度明显低于设计标
9
准,进一步查阅中控室曝气设备相关运行参数历史曲线或运
行记录可初步推断实际进水水质情况。
5.查污泥浓度(MLSS)
生化反应池污泥浓度一般在2000mg/L~5000mg/L之间。
污泥浓度长期偏低且运行正常,则进水浓度可能较低。
如设
计污泥浓度为4000mg/L、设计进水COD浓度为350mg/L,若
运行正常的污水处理厂实际污泥浓度仅
1000mg/L~2000mg/L,则推断实际进水浓度会明显低于设计
的350mg/L。
(二)出水水质核查
0.2查在线监测数据
符合规范要求的在线监测数据是判断污水处理厂设施
运行状况及出水水质情况的重要依据,是核算污水处理厂
COD减排量优先选用的数据。
现场核查中应特别注意核查导
致污水处理厂在线监测数据不真实的各种因素:
一是仪器设备存在问题导致数据不真实。
主要包括:
(1)
仪器设备选型不当,如出水SS浓度较高的污水处理厂若选
用分光光度法的COD分析仪,由于较高的SS浓度会影响分
光光度计的吸光度,导致数据不真实。
水质变化较大的污水
处理厂若选用TOC监测仪,会因水质变化大造成TOC-COD
换算出现系统误差,导致数据不真实;
(2)仪器管路或其他
部位老化,局部因水的浸湿、结露等影响自动分析仪运行的
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性能,导致数据不真实;(3)仪器量程过高(如实际出水COD
浓度不高于60mg/L,而量程设臵为1000mg/L),导致测量值
和实际值偏差较大(仪器零点漂移和量程漂移与量程有关,
量程越大,在规定的±5%漂移范围内,绝对误差越大;部
分仪器的测量线性误差和量程成正比关系,在允许范围内,
量程越大测量的绝对误差可能越大;上述情况,在测量的实
际样品为低浓度时,影响尤为明显);(4)仪器安装次序的影
响,部分数据采集传输系统使用工控机采集数据,工控机安
装在数采仪之前,由于工控机可能存在人为对数据的过滤修
饰,导致远程监控中心获得的数据失真;(5)大部分COD监
测仪采用模拟信号输出数据,与之连接的数采仪的电流、量
程与COD监测仪的电流、量程不对应,导致数据不真实;(6)
在线监测采样探头安装以及采样频次设臵不符合规范,导致
采集的样品浓度不能代表真实浓度。
二是人为造假导致数据不真实。
主要包括:
(1)人为调高
测量量程;
(2)人为调低设备参数(如COD在线监测设备显示
值Y由Y=AX+B得出,其中A、B值是经过校准后获取的一
个固定值,通过人为调低设备中的校正因子A和修正值B,
可使测量的出水浓度低于实际排放浓度);(3)工控机在数采
仪之前,人为调整输出软件对上传数据进行修正过滤;(4)
人为调整监测仪模拟信号输出电流;(5)人为改变确定的反
应试剂浓度(采用重铬酸钾—硫酸亚铁滴定法的COD测量设
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备需要重铬酸钾强氧化剂和亚铁盐还原剂参与反应,人为调
高比对确定的强氧化剂浓度或人为调低还原剂浓度,将导致
测量值低于实际值);(6)人为改变采样探头位臵或人为将稀
释后的处理废水作为出水在线监测样品(采用二次采样、开
放管路采样,人为操控样品水质)。
三是运行、维护不当导致数据不真实。
主要包:
(1)不按规范对系统进行校准、比对、标定;
(2)不
按规范配臵反应药剂;(3)对关键设备如分光光度计等不正
常清洗、维护;(4)对部分老化或不能正常运行的设备未及
时修复和更换;(5)在线监测设备不正常运行期间,不按规
定进行人工监测。
四是在线监测站房不符合在线监测要求导致数据不真
实。
在线监测站房因温度、湿度等不符合规定要求,影响设
备正常稳定运行,导致在线监测数据不真实。
2.查监督性监测报告
根据环保部门监督性监测报告,核查污水处理厂出水浓
度。
3.查出水表观特征
处理较好的废水应该是清澈透明的。
出水发黄(如没有
工业废水的影响)可能氨氮或总氮会超标;在总排口生长较
多的丝状藻类,通常源于出水总磷偏高;有二沉池的污水处
理厂,如沉淀效果不好,泥水没有明显分界线,可导致SS
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和COD超标。
其他通过污泥性状或反应池运行情况来判断出水水质
的方法在下面的内容里介绍。
三、运行状况核查
污水处理厂运行状况的好坏可以从多个方面进行了解、
判断,而且可以相互验证。
对于日常督察和监管,特别是总
量减排的核算,也可以通过这些方面对相关数据进行验证和
最终确认。
(一)活性污泥核查
活性污泥的性状决定处理工艺运行是否稳定与出水是
否达标。
污水处理厂运行管理的关键环节就是调整污泥的生
长和排放。
1.查污泥浓度
活性污泥法或氧化沟法污泥浓度一般在
2000mg/L~5000mg/L左右,低于1000mg/L难以保障正常处理
效果,出水水质可能超标;高于8000mg/L(原因可能有高浓
度工业废水进入,或污泥膨胀等)会导致出水泥水分离效果
差,出水SS、COD可能超标。
2.查污泥表征
正常污泥的颜色一般呈黄褐色,有泥土气味;曝气时,
废水泡沫不多,且较容易破裂。
如没有特殊工业废水进入,污泥颜色发黑(接近污水)、
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发臭,废水泡沫增多、不易破碎,则处理效果可能较差甚至
出水超标(原因主要有曝气不足、进水COD偏高、生化不充
分、污泥龄短、污泥负荷高等)。
3.查污泥沉降性能
污泥沉降性能可通过污泥沉降比(SV)或污泥容积指数
(SVI)来反映。
受多种因素影响,SV值或SVI值会偏离正常
值,此时不能单纯用某个运行参数来断定出水是否达标,但
现场核查可根据SV值或SVI值的异常情况有针对性地查找
问题。
SV值一般在20%~30%之间。
SV值过低(原因主要有进
水COD浓度过低,长期过度曝气等),如低于5%,则污泥生
化性较差,出水COD和氨氮都有可能超标。
SV值过高(一般
源于供氧不足),如高于50%,则污泥性状不佳或有膨胀的
趋势;如高于80%,则污泥已经膨胀了,出水SS、COD和
TP均有可能超标。
SVI值[SVI=(SV×10)/MLSS]一般在80mL/g~150mL/g
之间。
如SVI值大于150,污泥中丝状菌较多,出水SS和
TP均有可能超标(此时,污泥颜色浅黄。
原因主要有污泥龄
长,曝气过量,污泥负荷低等)。
如SVI值小于80mL/g时,
出水TN和氨氮可能超标(有两种可能的原因,一是进水COD
浓度低、污泥无机化;二是污泥负荷太高);如果SVI过低,
出水水质多数指标均有可能超标。
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5.查剩余污泥
剩余污泥的排放是废水中有机物转移的重要途径,也是
去除废水中总磷的唯一途径。
对剩余污泥应重点关注污泥
量、污泥性状和污泥去向。
(1)污泥量。
一般情况下,污水处理厂污泥产量为每处
理10000吨废水产生1吨~1.2吨干污泥,每处理1吨COD产
生0.2吨~1吨干污泥(一般取0.4吨)。
值得注意的是,现
在一些污水处理厂为了节省污泥处理处臵费用,通常减少排
泥。
另外,由于污泥龄、污泥回流比以及设计工艺的不同,
实际产泥量可能高于或低于上述比例,如同样的氧化沟工
艺,污泥龄分别为10天和15天的污水处理厂,前者污泥理
论产量比后者多20%~50%。
当然如果产泥量严重偏离前述
指标,现场要结合运行情况和生化反应池中污泥的浓度、颜
色、沉降性能等进行判断。
因此,对于不同的污水处理厂,
污泥产量存在一定差异,核查这一指标是否正常需要结合设
计文件、生化池污泥性状、单位电耗、实际运行效果等综合
评价。
(2)污泥性状。
运行正常的污水处理厂脱水污泥呈黄褐
色,有泥土气味,不沾手,结成块状;运行不正常的腐败污
泥或无机化污泥,颜色发黑,沾手,呈松散状。
(3)污泥去向。
核查污泥去向可以进一步确认污水处理
厂运行情况,并可通过对污泥去向的核查确定污泥是否得到
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了安全处臵。
现场核查可调阅污泥处臵合同和污泥运输记
录,检查记录中的污泥数量、处臵方式、处臵场所,必要时
可到污泥处臵场所核实污泥处理量和处臵方式。
如污泥数量
和处臵方式符合合同要求和运输记录,则可进一步判断污水
处理厂运行正常;否则,应反推污泥量是否真实、污水处理
厂运行是否正常、污水处理量是否达到报告数量。
(二)溶解氧(DO)核查
6.参照数值
一般生化反应池厌氧段溶解氧浓度在0mg/L~0.2mg/L之
间,缺氧段溶解氧浓度在0.2mg/L~0.5mg/L之间,好氧段溶
解氧浓度在1.5mg/L~3mg/L之间。
对于生化反应池好氧段来说,如果溶解氧过量,会出现
污泥发黄、无机质成分增多、氨氮硝化过度、总磷吸附量下
降等情况,可导致出水段泥水分离快、总磷偏高;同时,由
于好氧段溶解氧过量,又可能导致缺氧段和厌氧段溶解氧浓
度升高,不利于反硝化脱氮。
如果生化反应池好氧段溶解氧
过低,会出现污泥颜色发黑、生化不充分、氨氮硝化不足等
情况,可导致废水处理效果降低,出水COD和总氮超标。
7.核查方法
了解溶解氧浓度可查阅现场在线监测仪表,也可查阅中
控室相关数据。
一般生化反应池溶解氧浓度和曝气设备曝气
量呈同向变化的关系,因此可通过核查设备曝气量来核查溶
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解氧浓度。
核查时,查阅正常运行时的设备曝气量(或曝气设备运
行电流),此时如果生化池溶解氧正常,则把这一曝气量(或
曝气设备运行电流)作为标准值,对照历史记录,如果历史
记录长时间明显低于上述曝气量(或曝气设备运行电流)标
准值,则历史曝气量可能不足。
需要注意的是,进水浓度低、污泥浓度低等都可能要求
降低曝气量,此时如果增加曝气量,反而不利于正常的生化
反应。
另外,由于曝气头损坏常会导致大量气体逃逸(可能
有30%以上的空气未发挥作用),水面呈现“开锅”现象,
此时曝气量(或曝气设备运行电流)虽然符合要求,但生化反
应池溶解氧浓度会明显低于正常标准,难以保障出水COD等
指标稳定达标。
(三)气水比核查
8.参照数值
气水比是生化反应池每小时的曝气气体量和污水量的
体积比,是保障生化反应池一定溶解氧浓度的过程控制指
标。
一般情况下污水处理厂气水比为处理每吨污水需空气
3m3~12m3
(一般取5m3~12m3)。
9.核查方法
进水量稳定时,主要通过核查曝气设备的曝气量确定气
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水比是否正常。
曝气量核查办法和前述溶解氧核查办法相
同。
需要注意的是,如果气水比长时间明显低于标准值,现
场核查就需进一步查找原因。
如果进水量、进水水质、生化
池污泥浓度和曝气量同步下降,且生化池各检测点溶解氧满
足设计要求,出水水质稳定达标,则应认可该曝气量正常。
(四)氧化还原电位(ORP)核查
10.参照数值
氧化还原电位是判断缺氧和厌氧段反硝化情况的一项
指标。
通常氧化还原电位在厌氧段小于-250mV,在缺氧段
小于-100mV。
需要注意的是,一般微生物代谢需要的营养
物组成碳(C)、氮(N)、磷(P)的比例是C∶N∶P=100∶5∶1,
如果进水COD浓度低,则碳源不足,此时ORP将增大,甚至
为正值。
11.核查方法
核查氧化还原电位可查阅现场在线监测仪表,也可查阅
中控室相关数据。
(五)电耗量核查
0.3影响因素
处理单位污水电耗量(以下简称电耗量)是判断污水处
理厂是否正常运行的重要参数。
影响电耗量的因素较多,主
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- 污水处理 存在 问题 对策