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分散式污水处理实践与思考

时间:  来源:江苏力鼎环保装备有限公司  作者:何海周、袁金梅、王保

【摘要】分散式污水处理是建设美丽新农村重要的一环,同时也是国内污水处理的一种理念和方法,近年来得到快速发展,但因为中国地域广大,经济发展不均衡等原因导致我国分散式污水治理复杂多变。根据我国分散式污水发展的现状,探讨实践中发现的问题,并针对实践中的问题发散性思考,对完善我国分散式污水处理运行机制,促进我国环保产业发展具有一定指导意义。

【关键词】力鼎环保、改良型A/O(MBBR工艺)、EPCO模式、263舰队、智慧水务

一、分散式污水处理现状

分散式污水处理是对污水就地处理,达标排放或回用。根据目前的相关政策,处于城市边缘或村镇、排水管网不完善、无集中污水处理厂的地区,使用生物处理技术在污水处理时可以因地制宜,灵活多样。分散式污水处理技术已成为生活污水处理的一种理念和方法。我国分散式污水处理研究和应用始于20世纪80年代末[1],各种形式各异的微动力低能耗一体化污水处理装置得到应用。

分散式污水处理发展经过萌芽、初步发展、快速发展和持续稳定发展,已经建成了相对成熟的产业运行机制。我国环保产业运行机制适宜政府主导模式,将农村分散污水治理视为与城市集中污水治理同等重要的永久性基础设施的建设,统筹规划,立足长远,建立集中建设、服务于管理的农村分散污水治理的实施体系[2]。

目前,分散式污水存在涉及面广、顶层设计不足、治理技术百花齐放,操作模式多元化,责任主体多样性,考核办法复杂化,信息建设相对落后等问题。基于分散场景的污水治理特点,我们倾向于把“稳定”作为选择的最重要因素,也就是常说“能稳定的天天正常运行着,才是分散式污水处理的主流模式”

二、我国分散式污水处理实践过程中的问题

(一)顶层设计不足

区域综合环境治理,涉及面广技术路线复杂,政府需从顶层设计入手,下一盘棋思维,合理布局合理规划合理实施有效运营,需要一套完整的因区制宜高效综合且专业的系统解决方案。不能行政割裂碎片化的不间断实施,必须系统施治。

当下区域环境综合治理涉及海绵城市、污水厂提标改造、黑臭河道治理、农村污水点源治理、农业面源污染控制、工业废水处理、垃圾处理、大气治理等若干专业交叉并行。从政府的维度需要合纵连横,规划先行,从行业的维度更需要价值链协同科学分工,通过组合工艺包的方式,做好统一规划,统一建设,统一招标,统一运营;

区域环境规划要多组织专家论证,现场调研,本着可持续发展,因地制宜的提出综合解决设计方案,行业的维度需要从不同细分领域精选,要在行业里处于优秀领跑企业,具备自主原创性知识技术、大量的成熟应用案例的企业择优合作。

(二)源头收集困难

因为农村水系、道路等原因,大部分农村被河流或道路分割的比较分散,每个自然村落小到十几户,多到六七十户不等,距离城市污水管网较远,不能直接纳入市政管道,而且房屋不是那么的有序,相对错乱,增大了污水管网施工的难度。目前农村污水的雨污合流现象比较常见。居民的生活污水基本没有经过处理直接排放到了就近水域,造成了周边环境的污染。因此需要根据每个村庄的情况进行单独的污水收集、污水处理。

(三)工艺选择不清

对于农村污水治理,江苏在全国相对来说起步比较早,早期来说在国家大的背景下前期推行的工艺种类比较多样,可算是“五花八门”如:MBR、生物转盘、滴滤池、纯生态湿地等水处理工艺,对于各地政府来说,生活污水处理工艺的选择也是没有标准,困难重重。

农村人居环境整治事关民生幸福、社会和谐与城乡统筹发展的一项重要内容。为巩固我国农村人居环境整治成果,根据《中共中央办公厅国务院办公厅关于印发<农村人居环境整治三年行动方案>的通知》(中办发〔2018〕5号)、《中共江苏省委江苏省人民政府关于贯彻落实乡村振兴战略的实施意见》(苏发〔2018〕1号)、《中共江苏省委办公厅江苏省人民政府办公厅关于印发<江苏省农村人居环境整治三年行动实施方案>的通知》(苏办发〔2018〕23号)精神等的中央及省委省政府的一些政策要求驱使下,随着近年来推行的统一规划、统一设计、统一建设、统一运营之后,整体苏南农村污水治理项目均以区县打包(EPC+O)模式,政府随着项目后续的长效运营意识强化后(如冬季保温、电费、易维护等),最终对工艺选择趋向于1~2种。

(四)操作模式模糊

综合江苏多年农村污水实施经验和观察,区县从试点到整体打包,从四个统一(统一规划、统一设计、统一建设、统一运营)的转变,在事务性质上分三个类型:项目设计,建设,运营;从商业模式上有两种PPP、EPCO。采取PPP模式,通过这些年实际推进情况来看,由于本身收费机制不健全,依托地方财政为主,实施主体多为大型施工企业强化建设利润,对于长期运营本身不看重,项目融资难,地方矛盾协调量大,投资主体的专业性不够,层层分包质量无法把控等一系列问题,造成项目落地效果不理想。

(五)收费机制不全

行业从专项资金建设,以奖代补的模式自2007年以来,由国家住建部、环保部、财政部等多部委,省级层面有住建厅、环保厅、水利厅、农委等不同条口,区县级有住建局、环保局、水利局等组织实施,通过中央资金+地方配套为主,采取试点,走政府采购或者工程招投标标的形式,采取专项资金统筹拨付的方式落实推进了部分区域重点项目的实施。但是其中管网资金缺口非常大,地方配套压力艰巨,造成传统项目的厂站分离,先有场后有管网不断健全完善的现状需求,从而也造成了一批晒太阳工程,没有水进入或者进入水浓度低的问题。

从运营维度看结合行业经验发现,省级及以上的专项资金很少,更多依托地方财政为主,区县乡镇村结合的方式,普遍广大区县财政紧张,建设资金不足还未得到合理解决,运营可持续投入资金更是没有着落,其中区县和乡镇2级政府的资金压力更大。

(六)责任主体不明

因农村水环境的污染严重引起各界的重视,这些年来各地陆续投入农村生活污水治理,取得了不错的成就,但也陆续发现了一些问题,较为突出的就是“重建设、轻运维”。造成了很多的污水管网、污水厂站均未运行,设施“晒太阳”情况较为普遍。形成这种情况的主要原因为责任主体不明确。

农村污水治理经过了多年的实施,前期有美丽乡村项目、覆盖拉网式项目,近期的农村环境连片整治项目,负责主管的部门有建设局、环保局、水务局等,具体实施基本为地方乡镇或者村庄,造成了同一个区域,工艺选择种类繁多,建设质量参差不齐。建设完成后没有运维管理单位,或有地方村委环卫或电工进行管理,专业知识的缺乏加之监督考核的缺失,造成多数管道破损、场站荒废等现象。

(七)考核办法不清

因没有统一的运维管理,出现建设完成后无运维、运维人员缺失、专业能力不足等现象,造成运维工作的缺失或严重不足。一些地方有相关的运维主体单位,但运维效果依然不佳,主要是缺少有效的考核办法,执行起来没力度。

(八)信息建设不足

目前对于省级、市级及区县的信息化平台建设比较匮乏,技术水平不高,功能要求不全,没有真正考虑到以集团公司领导、运维人员、技术人员三方业务需求考虑,存在表面展示为主,未体现出运维需求的核心,没有产生运维效益。

三、分散式污水处理思考

(一)顶层设计的江苏模式

江苏省企业根据2016年江苏省省委、省政府提出《二减六治三提升》专项行动方案后,依托江苏省宏观经济研究院、E20环境平台、江苏省(宜兴) 环保产业技术研究院,始于2017年江苏力鼎环保装备有限公司发起,南京天河水环境科技有限公司、苏州易柯露环保科技有限公司3家牵头,联合5家优秀领跑企业【苏州嘉诺环境工程有限公司、苏州市苏创环境科技发展有限公司、苏州依斯倍环保装备科技有限公司、苏州普丰净环保有限公司、舒朋士环境科技(常州)股份有限公司】成立江苏263舰队,全称【江苏省发改委宏观经济学会环境与资源开发专委会】,于2019年在苏州由江苏省宏观经济研究院副院长、江苏省宏观经济学会副秘书长李晓清颁发授牌成立。 在2020年3月19号通过强强联手新增联合舰队创始人7家【联合水务有限公司、环保水圈、中铁城乡环保有限公司、苏州青澜实业有限公司、苏州嘉诺环境工程有限公司、张家口东萱生泰环保科技有限公司、浙江大学生态修复研究中心】,通过不断在全国面向智库、优秀细分领跑技术、协作单位3个方阵不断汇聚优秀精英力量,从顶层设计入手,为区域环境综合问题提供真正高效有价值、能落地的系统方案探索。

智库方阵参与顶层方案设计-优秀细分领跑技术方阵协同-协作单位投资落地的三位一体模式,可以从区域综合环境治理从顶层设计方案入手:围绕区域水环境、垃圾资源化、监测检测展开具体;汇集工业废水、农村污水、河道治理、污水厂提标改造、管网、污泥干化、垃圾渗滤液处理、农业、施工建设等不同专业累计60家以上不同技术差异化协同;项目商业模式可以EPCO或者PPP模式整体提供打包。

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(二)完善污水收集系统

经过数年的乡镇及农村生活污水处理项目的实施,主要分为污水收集系统、污水厂站处理系统、运营维护管理系统等。力鼎环保总结了一些目前中国农村现状及解决办法。因为农村的特殊性,距离污水厂管网较远、被水系隔断、雨污合流等现象,所以源头收集较为关键:收集的水源、水质、管道的施工质量、水量的稳定性等。

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1.收集的水源、水质:农户卫生间、厨房污水及院落中的洗涤废水(洗衣机、洗菜、淘米等)做到应接尽接。院落中的雨水应接入雨水管道或直接就近排入周边河道,不得接入污水管道。农家乐的厨房污水必须经过隔油池进入污水管道。内部接纳管需严格执行以下要求:粪便污水进入化粪池、厨房污水经隔油池(普通农户可不设,农家乐必须设置)进入污水管道,其它杂用水直接进入污水管。若各用户原有内部管网不完善的,房屋原有的出户管不够长,增设污水接纳井,将污水接纳井内污水排入村内污水管。

因污水收集基本靠污水自流进入污水站(特殊地方可以增加提升泵站进行提升流水),管道设计及施工时应充分考虑地方的地形地势,确认好污水厂站的建设位置及高程,确保居民污水可以从收集点顺利流进污水站区。

2.施工质量:施工过程中,应避免与雨水管道的错接、混接,确保接入的水源源头为农村生活污水。窨井的标高需掌握准确,避免出现汛期井口被淹的现象,导致雨水的进入。污水渗漏或地下水的进入,管道及窨井施工应严格按照国家规范施工,避免出现焊接不密实、漏放橡胶圈、管道扭曲、成品塑料井倾斜等现象,造成管与管之间或管与井直接存在缝隙,最终导致污水渗漏而收不到水,或者是大量的地下水甚至河水经过缝隙进入管道,形成场站水量过大无法处理。

管道内杂物过多,生活污水接入管道前需严格控制化粪池、隔油池等单元的质量,避免出现大量杂物拥堵在管道内,造成管道堵塞或杂物进入污水厂站,造成的污水站无法正常运行的情况。

3.保证处理水量的稳定性:因农村的特殊性,水量通常情况下并不稳定,工作日污水少、节假日污水多、白天污水少、早晚时间段污水多等,为保证污水经过处理达标后排放,则需要在进入处理单元之前有一个调节功能,有效容积不应该小于该污水站的日处理规模的50%,如该站处理能力为200T/D,则调节池的有效容积不应小于100m3。

调节池前应有隔栅井功能,或者用提篮格栅,或者用粗细格栅网片,材质应为SS304材料,或者FRP材料,孔间距不大于10mm,保证管道过来的杂物被拦截,对水泵起到保护功能。通过液位控制和电控PLC控制水泵的启停,在保证提升污水至处理单元均匀的情况下,尽量减少水泵的启闭次数,增加水泵的使用寿命。

严控非生活污水的进入农村经常会有一些小型食品加工厂、豆腐作坊、个体户作业坊等,产生一定量的非生活污水,不经任何处理直接排放,造成污水水质严重超标,远远超出生活污水范畴,污水处理站无法进行达标处理,此类非生活污水水源应做到禁止接入,或者经过预处理后接入,避免出现污水浓度过高的现象。

(三)选择适合分散式污水处理的工艺

根据污水处理项目相关要求及当地情况,力鼎环保建议污水处理工艺一般按如下原则:

1)符合国家和地方环境保护政策和相关法律法规、标准及规范,因地制宜;

2)工艺技术先进、高效节能,处理效率高,出水稳定达标;

3)处理设施安全、成熟,并尽量减少工程投资成本,降低运行费用;

4)最大限度地降低操作管理和维修技术难度;

5)污水处理设施具有较强的抗水量、水质冲击负荷能力;

6)污水处理设施运行时不产生臭气及噪声等二次污染;

7)采用可靠的控制系统,提高污水处理站的自动化水平;

8)优先选择国内先进、可靠、高效、成熟的污水处理专用设备。

1.预处理工艺选择

当前分散式污水处理预处理工艺选择出户化粪池结合格栅调节池。

出户化粪池,内部设有隔板,隔板上的孔上下错位,不易形成短流,并将整下罐体分成三部分,一级厌氧室、二级厌氧室和澄清室,是利用沉淀和厌氧发酵原理去除生活污水中悬浮性有机物的处理设备。

格栅调节池,这是污水处理站的必备工艺段。格栅用于截留大块的呈悬浮状态的污染物,对后续构筑物或水泵机组具有保护作用,同时可降低后续工艺污堵的风险。生活污水,其水量波动性较大,应选用足够停留时间的调节池(6-8小时)作为前级处理单元保证后续工艺连续运行和出水要求。

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