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山地村镇污水处理现状及解决方案

国际节能环保网  来源:水工业市场杂志  日期:2017-10-12
  2017年9月21日,“第七届中国农村和小城镇水环境治理论坛暨首届村镇环境科技产业联盟论坛”在昆明召开。重庆大学城市建设与环境工程学院高级工程师李莉在会上作出题为《山地村镇污水处理现状及解决方案》的报告。报告围绕重庆山地村镇污水处理现状、山地村镇污水处理问题与解析、山地村镇污水处理技术研发与示范、山地村镇污水处理解决方案探讨等内容展开。
 
  一、山地村镇污水处理现状
 
  截至2015年底,全国镇级污水处理能力达2554.8万立方米/日,污水处理率达50.95%,配套排水管渠长度达到241218公里。
 
  截止2016年12月,重庆建制镇污水处理设施建成780座,撤并场镇建成污水处理设施431座,镇污水处理设施覆盖率已达78%以上。另外农村≥10m3/d上规模污水处理设施399座,小于10m3/d规模污水处理设施三十多万座,覆盖率约40%,处于全国先进水平。
 
  统计分析重庆山地地区1610座(≥10m3/d)村镇污水处理厂,设计处理能力达22.72万m3/日,实际处理能力11.9万m3/日,处理负荷率52.5%,服务人口总计390.02万人。其中10-100m3/d设施1047座,占65.03%;100-500m3/d设施481座,占29.88%;≥500m3/d设施82座,占5.09%。10-100m3/d设施处理总规模4.60万吨/日,占总水量的20.24%;100-500m3/d设施处理总规模9.20万m3/d,占总水量的40.50%;≥500m3/d设施设施处理总规模8.92万m3/日,占总水量的39.26%。
 
  重庆山地城市以AO工艺、好氧+人工湿地、接触氧化+人工湿地、人工湿地、接触氧化设备、膜生物处理设备、生物转盘、厌氧处理等八大类处理工艺为主。按照核心工艺单元归类,在主体工艺中人工湿地作为主要处理单元,不仅设施数量多(63.7%),而且类型变化也多,主要体现在人工湿地处理单元的前置单元不同、人工湿地处理单元的级数不同、人工湿地处理单元的布水方式的改变等。
 
  重庆山地地区镇级污水处理厂主要运营管理模式主要有4类:一是由第三方环保公司(含水务水投)负责运营,此类污水处理厂占53%;二是由区级部门、区级国有公司负责运营,占21%;三是由街道、乡镇自行运营,占17%;四是由建设公司代管运营占9.8%。
 
  二、山地村镇污水处理问题
 
  1.污水处理设施配套的污水管网(含泵站)建设严重缺乏或滞后
 
  研究调查统计了重庆780个乡镇污水处理厂配套管网情况,平均每座污水处理厂配套管网约5.07公里,基本只配套建设了排水主干管。镇级污水处理厂二三级管网建设严重滞后、污水收集率低,造成了乡镇污水处理设施的平均负荷率只有52.5%,更是造成了数亿元的投资浪费。目前重庆市已建设的污水处理厂中有近五分之二的乡镇污水厂因管网不配套无法完全正常运行。
 
  2.污水管网(含中途泵站)建设质量差,雨污混接严重
 
  由于污水管网建设质量差,大量地下水渗入管网导致污水厂浓度降低,影响污水厂效益发挥。大量雨污管道系统的混接导致污水未经处理直排水体,造成水体污染。此外,污水管网上的泵站,也存在选址不合理、建设质量差和运行管理不规范等问题,影响了污水厂的稳定运行。
 
  3.尚未形成成熟的排放标准和政策体系
 
  目前,重庆山地地区乡镇污水处理技术、建设标准和排放标准等大都沿用大型城市污水处理厂(GB18918-2002一级B标)的相关要求,没有兼顾乡镇的水质和水量变化大特点,运行达不到设计要求。
 
  4.缺乏有效的监督管理和长效运行机制
 
  村镇污水厂由于没有稳定的运行费用投入,监督管理不到位,没有形成建设管理的长效机制,致使大量投入运行的污水处理设施不能有效发挥其环保功能,2-3年过后就报废或晒太阳,浪费极大。
 
  三、山地村镇污水处理技术研发与示范
 
  1.山地村镇污水现状处理技术解析
 
  (1)采用《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准对重庆山地城市77个污水处理厂的出水进行评价,pH均达标,动植物油有轻微超标。总磷、总氮、悬浮物、氨氮和化学需氧量均超标,超标率分别为57.7%、25.6%、16.9%、16.5%和8.9%。处理工艺污染物处理的难点在于TN、TP。
 
  (2)对全国农村生活污水处理设施的调研情况发现,大量的工艺流程中设置有消毒设施,但是由于运行维护的难度均未运行,粪大肠杆菌指标形同虚设。
 
  (3)适宜于山地高差的村镇污水处理工艺技术应用较少,目前的技术基本属于常规的污水处理工艺,对新技术的推广应用较少。
 
  (4)对于广大的村镇污水处理的巨大需求,简单易于维护的低成本村镇污水处理工艺技术需求大。
 
  2.适宜山地高差的低成本污水处理技术研发
 
  (1)自然跌水曝气下水道处理技术
 
  该技术集污水输送与净化为一体,利用自然地形落差进行无能耗的跌水充氧。跌水曝气式污水输送处理渠道净化效能高,工艺简单、投资低、管理简便。解决了常规污水处理工艺应用于山地小城镇工艺复杂、流程长、投资运行费用高、占地大、管理复杂的问题。单位投资:1000-1600元/m3;单位运行成本:0.04-0.08元/m3。
 
  (2)山地竖向折流式人工湿地处理技术
 
  该技术污水处理效能高,管理简易;占地面积小,堵塞少,布水系统简化,投资及运行费用低;组合工艺对低温城镇污水具有良好的适应性。提高了人工湿地处理效能;为山地低温地区污水处理提供经济适用技术。出水水质达到国家一级B标准,部分指标可达一级A标准。单元运行成本:0.12元/m3。
 
  (3)强化复氧的序批式人工湿地处理技术
 
  技术强化自然复氧能力,处理效能高,脱氮能力强,改善了系统的堵塞,简化了布水系统,布水均匀,占地少、投资运行费用低、管理方便。解决了连续流人工湿地运行负荷低、硝化和脱氮效能低,避免了布水不均、短流、堵塞,以及占地面积大等问题。单位处理水量占地:2-5m2/m3;单位投资:1000-1500元/m3;污水处理运行费用:0.08-0.15元/立方米。
 
  (4)山地小城镇污水生物/生态协同处理技术
 
  生物\生态协同处理效能高,序批式生物膜高效除磷脱氮、出水水质稳定,运行能耗低、剩余污泥量少,工艺流程短、一体化设计、占地少、投资低,生物生态处理为一体,景观效果良好。解决了山地小城镇污水处理设施脱氮除磷效能低、投资运行费高、占地大、管理复杂等问题。出水水质达到国家一级B标准,单位运行费用:0.28元/m3。
 
  (5)山地小城镇污水强化处理技术
 
  功能化填料强化处理技术,改变板结减少让湿地堵塞。蚓粪-土壤协同强化吸附处理技术,蚯蚓生态湿地中的物种丰富,有利于有机物的去除。前段快速降解污染物浓度,并保持稳定出水水质。解决来水水质波动大、营养盐去除效率偏低、填料易板结问题。核算投资成本约1420 元/(吨/日),年运行费用约2000元(人工费为主),折合成本约 0.11元/m3。
 
  四、山地村镇污水处理解决方案探讨
 
  《水污染控制行动计划》、《十三五全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》均提出目标:到2020年底,城镇污水处理全覆盖,建制镇污水处理率达到70%城、“敏感区域城镇污水处理设施应于2017年底前全面达到一级A标准”。
 
  为了实现以上目标,提出5项解决方案:
 
  1.加大对乡镇排水系统建设的投入力度,尤其是污水管网(含中途泵站)
 
  污水管网是整个污水处理工程的重点、难点,也是核心和关键点。对污水管网进行奖补、促进建设,可盘活现有污水处理能力,推动新增污水处理,可达到节省投资、提高处理效率、整体改善环境的效果。
 
  2.全面普查乡镇配套污水管网建设运行情况,科学规划乡镇污水管网建设实施计划
 
  以提高乡镇污水收集率为目标,开展普查,科学编制乡镇污水管网建设规划,明确“十三五”建设目标,分解年度计划,扎实推进乡镇污水管网建设。
 
  3.加强质量监督与控制
 
  管网和污水处理设施建设质量,直接关系到排水系统功能。加强质量监督与控制,杜绝管网混接、乱接、渗漏问题,保障污水收集系统畅通。杜绝污水处理厂质量不过关,保障污水处理系统的正常运转。
 
  4.加强难点重点技术研发,加快新技术的推广应用
 
  对乡镇污水收集系统、处理技术、管网混接改造与溢流污染控制技术等方面的研究,解决量大面广的村镇水污染问题提供技术支持,并加快新技术的推广应用。
 
  5.完善技术标准体系
 
  制定和完善符合乡镇实际的工艺技术、施工建设、运行维护、产品设备、工程验收等标准规范;制定社会资本参与建设运营服务的绩效考核制度;建立完善乡镇污水处理设施及配套管网信息档案系统,加强监管力度。逐步建立乡镇排水许可制度;完善公众参与机制,发挥舆论监督、社会监督和行业自律作用。
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