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探索农村污水治理的中国之路—浅议农村污水治理设施的规划、建设与管理

时间:2018-05-08 09:25

来源:《给水排水》

作者:王洪臣

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第三个原则是选择能耗低的工艺。农村污水处理设施规模小,单位能耗必然高,如果再采用高能耗工艺,数量庞大的农村污水处理设施将造成大量能源消耗。对污水处理能耗影响最大的是曝气环节,城市污水处理普遍采用鼓风曝气,单位电耗在0.2~0.3 kW˙h/m3,如果农村污水处理也采用鼓风曝气,单位电耗将高达1.0~1.5 kW˙h/m3,未来总电耗也将远高于城市污水处理,这种情景显然不具现实可行性。农村污水处理采用鼓风曝气,为什么单位电耗就大大升高?这是由于农村污水处理规模小,曝气池很浅,曝气效率很低,满足同样供氧量需要更多的曝气量,而城市污水处理曝气池水深可达6 m以上,曝气效率很高。另外,规模很小的农村污水处理设施只能采用机械效率很低的容积式气泵,而城市污水处理通常采用机械效率很高的单级高速离心式鼓风机。发达国家城近郊区的分散污水治理领域,日本以户为单位的原位治理几乎都采用鼓风曝气净化槽,能耗很高,成为一个负担;美国原位治理则普遍采用OWTS系统(化粪池串联土壤渗滤),能耗很低;日美分散领域的集中处理设施数量总体不多,美国10 000座,日本3 600座,虽以鼓风曝气为主,但总体能耗可承受,而中国农村污水集中处理设施全部建成后将多达200万座,如采用以鼓风曝气为主的高能耗工艺,电耗将成为一个难以克服的巨大负担。基于以上关于能耗的分析,采用自然曝气的低能耗工艺在中国农村污水处理领域似乎更具优势。

2.3 科学制定农村污水处理排放标准

科学制定排放标准,有利于合理选择工艺。排放标准中的水质指标可主要分成三类:耗氧类指标、无机营养指标和卫生学指标。耗氧物质指标包括COD或BOD等有机污染指标和氨氮,这些指标运行上可不依赖水质监测,即使要求严格,标准可达性也很强,且过运行不存在负效应,为追求高标准而采取的过度曝气对环境无害。无机营养指标和卫生学指标运行上依赖水质监测,而农村污水处理不可能具备日常水质监测条件,加之运行上的“免操作”,即使设计了针对这些指标的功能单元,实际可达性也很差。另外,化学除磷和消毒等单元的过运行存在负效应,除磷药剂和消毒药剂的过量投加对环境有害。基于上述分析,农村污水处理排放标准应主要针对耗氧物质,重点治理卫生和黑臭问题。事实上,西方国家的分散污水治理,一般不要求脱氮除磷,明确要求消毒的也不多见。

2.4 关于农村污水的生态处理

生态处理通常包括人工湿地和生物塘。目前,业内对生态处理存在误区,认为生态处理投资低、运行管理简单、处理效果好,给生态处理赋予了过多的功能,把一个深度处理单元当成了全流程工艺,直接处理原污水。以人工湿地为例,投资低其实是由于人为提高了水力负荷和污染物负荷,国内一些技术规范或手册提出的设计负荷比国外规范高出数倍甚至十倍,占地小了,投资低了,效果也变差了,运行时间不长即被严重堵塞。如果保证处理效果,根据降解机理客观确定设计负荷,则占地很大,绝大部分村庄无法满足。另外,人工湿地运行管理并不简单,除了定期更换滤料,它对配水均匀还有严格要求。总之,在土地资源丰富的地区,生态处理可作为生物处理之后的深度处理单元,进一步降低氮磷等无机营养指标,不能作为全流程工艺,更不是农村污水处理的主流技术。

2.5 农村污水处理工艺的实现方式

在农村污水处理实践中,存在无动力、微动力、一体化、设备化、模块化、智能化、地埋式等技术表述。实际上,这些说法不是工艺,也不是技术,是对工艺或技术实现方式的表述,部分表述虽然具有合理性,但需要基于具体项目的技术经济评价。譬如,为什么非得采用地埋式?日本的净化槽属于地埋式、设备化,但只是用在单户,户用设施叫“槽”,居住区集中处理设施叫“站”,日本分散治理建成的数千座污水处理站没有一座是一体化地埋式,为什么?因为不方便维护管理。为什么要一体化?为什么要设备化?为什么要模块化?这些方式,都需要针对具体项目,站在日后运行维护方便的角度慎重评估,不能只是考虑建设期施工难度等因素。

3 农村污水治理设施管理

农村污水治理设施需要统一规划、统一建设,但管理模式尚存在不同看法,一个流行的观点是专业化统一管理,也就是在一定区域内由专业化公司负责全部设施的运营管理。这种模式可以保证较高的管理质量,但只要细究,200多万个高度分散的污水收集处理系统,要实现专业化管理,将需要非常庞大的专业力量,可行性值得评估。美国的分散污水治理,也是只有在水源地等敏感地区才要求专业化公司统一管理。未来较为现实的主流模式可能是基于行政层级集中与分散相结合的管理模式:“村巡视”,村设专职或兼职的管理员,负责定期检查巡视,及时发现问题;“镇维护”,镇成立规模适当的检修维护队伍,解决各村上报的问题;“县监督”,县设置专门监督管理机构,提出运行质量标准及目标,通过定期与随机抽查,不断提高运行管理水平。少数经济发达的地区,可以委托专业公司实现专业化管理,绝大部分地区,“村巡视、镇维护、县监督”有可能是值得探索的管理模式。

原标题:探索农村污水治理的中国之路—浅议农村污水治理设施的规划、建设与管理

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编辑:汪茵

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