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國內水處理五大領域的發展現狀:黑臭水體、農村污水、污泥、水廠提標改造、工業聚集區水處理

2017-08-21 14:13
2017-08-20 環境工程

環保面前,沒有旁觀者

中國環境保護產業協會水污染治理委員會就黑臭水體污染治理、農村污水治理、污泥的無害化處置、城鎮污水處理廠提標改造、工業聚集區污水治理五領域的治理目標及其完成情況,以及治理技術發展情況進行了評述。

1 黑臭水體污染治理領域

1.1 黑臭水體污染治理目標及完成情況


《水污染防治行動計劃》要求,直轄市、省會城市、計劃單列市建成區于2017年年底前基本消除黑臭水體,地級及以上城市建成區于2020年年底前基本消除黑臭水體的目標。

截至2017年2月,全國城市黑臭水體整治監管平臺發布的黑臭水體認定總數2082個,其中完成治理的726個,正在治理中的592個,方案制定的718個,未啟動的46個,治理工作取得階段性進展。各地區黑臭水體治理的完成情況見下圖。由于歷史原因,我國黑臭水體存量巨大,離《水污染防治行動計劃》的要求還有很大的差距,治理工作仍很嚴峻。


1.2 黑臭水體污染治理技術


“十三五”以來,黑臭水體污染治理是水污染治理行業的一個難點,總的來說,黑臭水體污染治理是一項長期任務,水體污染成因較多、情況各異,控制難度較大,加上沒有一套成熟的行之有效的技術,所以成效不是十分顯著。同時,黑臭水體污染治理涉及政府部門較多,建設投資和運行費用巨大,經濟回報甚微,政府積極性易下降,易造成重建設、輕運行、黑臭水體反彈的現象。

《城市黑臭水體整治工作指南》提出,黑臭水體整治在技術選擇上,應該按照“控源截污、內源治理;活水循環、清水補給;水質凈化、生態修復”的基本技術路線具體實施。

(1)控源截污和內源治理是黑臭水體治理的基礎和前提。控源截污主要是通過建設和改造水體沿岸的污水管道,將污水截流納入污水收集和處理系統,或者通過面源污染控制技術,從源頭上削減污染物直接排放水體,這也是黑臭水體治理的重點和難點。內源治理技術目前大多是采用人工/機械清淤的方式消除污染。

(2)活水循環和清水補給,主要是通過城市再生水、清潔的地表水等作為治理水體的補充水源等方式,增加水體流動性。這種處理技術效果明顯,但需要設置泵站、鋪設管道等,施工難度較大,工程建設和運行較大,同時在調水的過程中要防止引入新的污染源。

(3)水質凈化是水體治理的階段性治理措施,生態修復是水體水質長效保持的措施。水質凈化技術大多借鑒污水處理技術進行水體修復,如A2O、絮凝沉淀、生物濾池、人工濕地、生態浮島、穩定塘等在實際工程中都有應用,但還沒有形成一套針對黑臭水體水質凈化成熟可行的具體技術路線,這也是目前黑臭水體治理過程遇到的一個問題。

黑臭水體污染治理工作,要結合每個黑臭水體的實際情況,根據污染成因和治理目標選擇技術可行、經濟合理的技術具體實施,不宜采用統一的標準選擇技術,而應該強調“一水一方案”。此外,為了保證黑臭水體污染治理的系統性和有效性,還需要統籌綜合考慮周邊污水處理廠、供排水管網、流域水環境等方面,協同治理好城市水體環境,保持水體水質的長效達標。


2 農村污水治理領域



2.1 農村污水治理目標與完成情況


近些年,農村水污染治理得到了政府的高度重視,各省市、自治區農村環境治理的政策環境越來越好,關注度持續走高。

《水污染防治行動計劃》明確,

2020年新增完成環境綜合整治的建制村13萬個;

2017年年初,環境保護部、財政部聯合印發的《全國農村環境綜合整治“十三五”規劃》再次強調,2020年新增完成環境綜合整治的建制村13萬個;

結合水質改善要求和國家重大戰略部署,“十三五”期間,我國農村環境綜合整治重點為“好水”和“差水”周邊的村莊,涉及1805個縣(市、區)12.82萬個建制村,約占我國整治任務的92%。


截至2 0 1 5年年底,農村污水處理設施共24 . 8萬套;2016年,我國22%的建制村的生活污水得到處理,一批農村生活污水污染問題得到解決,但仍有78%的建制村的生活污水沒有得到解決。


2.2 農村污水治理技術


農村污水治理由于技術原因或資金原因或管理原因,步履維艱。近幾年,農村污水治理取得了一定進展,但是仍然存在一些問題,比如技術和設備類型眾多、質量良莠不齊;農村環保機制不完善、監管環節薄弱;缺乏有效的農村污水處理設施長效運營機制等,這都需要在日后的工作中逐步推進和完善。

在技術選擇上,農村污水治理有別于城鎮生活污水治理,更依賴于技術本身。農村污水治理應盡量采用成熟可靠的工藝,能夠抗沖擊負荷,實現穩定達標;在運行上面要低能耗、低成本、低運行、低維護,甚至是免維護;在管理上面,能夠實現遠程自動監控及預警。

近幾年,裝備化、一體化的工藝設備因占地小、建設投資少、運行維護簡單等優點很受農村污水治理市場歡迎,如FMBR、MBR、MBBR為主體工藝的一體化設備在市場上應用相對成熟。但是,這些技術裝備的工藝參數仍有進一步提高的空間,在保證出水水質穩定達標的基礎上,進一步地節能、降耗、提高自動化程度,使之與農村污水治理需求更匹配。針對目前一些農村使用的簡易化污水處理設施,急需提高設施管理人員的運行水平,保證設施發揮作用。

此外,2017年年初,國務院辦公廳印發了《關于創新農村基礎設施投融資體制機制的指導意見》,提出優先保障財政對農業農村的投入,鼓勵社會資本和農民的參與,充分調動農民參與的積極性。國家從政策上面給予農村設施建設和運行資金支持。


3 污泥的無害化處置領域


3.1 污泥無害化處置目標與現狀


我國在污泥方面的相關政策建設步伐起步相對較晚,“重水輕泥”現象一直存在,導致我國的污泥處置率普遍不高,非法傾倒污泥的事件時有發生,一些生活污泥去向不明,給環境造成了很大風險。

《“十三五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》要求:

到2020年年底,地級及以上城市污泥無害化處置率達到90%,

其他城市達到75%;

縣城力爭達到6 0%,

重點鎮提高5個百分點,

初步實現建制鎮污泥統籌集中處理處置。

與“十二五”目標相比,“十三五”期間污泥無害化處理率分別增加了22%、35.7%、5%,新增污泥(以含水8 0%濕污泥計)無害化處置規模6.01萬噸/日(其中設市城市4.56萬噸/日,縣城0.92萬噸/日,建制鎮0.53萬噸/日)。


3.2 污泥無害化處置技術


污泥的處理處置一般需要經過污泥調理、污泥脫水、污泥無害化處置三個主要環節。我國污泥調理和脫水使用的方法眾多,但技術路線尚不明確;污泥無害化處置也處于多種技術并行的局面。近年來,很多企業、科研院所一直致力于研究污泥的處理處置技術,尋找污泥的最佳處置方式。據了解,污泥脫水、厭氧處理、好氧堆肥等技術都有了實質性的進展和突破。2016年,一些城市、大型污水污泥處理企業已經根據自身特點,制定了污泥處理處置路線,開始著手建設污泥集中式處理處置站,在選用的無害化處置方案中,污泥焚燒和厭氧消化占比較大。

目前,污泥無害化處置方案主要有土地填埋、干化焚燒、厭氧消化、好氧發酵以及其它資源化技術等。從目前來看,土地填埋工藝簡單易行、處理工序少、處理效率高,是很多城市的首選,但是由于二次污染嚴重、占地面積大,面臨的阻力也不斷增大,這種處置方法正在逐漸減少,相信以后會被取代。污泥干化焚燒具有減量化程度高、無害化徹底的優點,是較為理想的方案。但隨著煙氣治理趨嚴,加上設備投資、運行費用較高等因素,成為該技術的主要阻礙,不過污泥焚燒依然會是短期內發展最快的技術。從長期來看,綜合建設投入、運營效果、資源利用等方面,厭氧消化、好氧發酵技術具有運行成本低、資源回收率高等優勢,相信會越來越受到青睞。

值得注意的是,《“十三五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》中提出了污水處理“收費標準要補償污水處理和污泥無害化處置的成本和合理盈利”,明確了污水處理收費需覆蓋污泥處理成本,解決污泥處理費支付方不明確的痛點。相信在“十三五”期間將有效推進污泥處理處置行業的發展,污泥無害化處置將得到實質性進展,“重水輕泥”現象會得到改善。


4 城鎮污水處理廠提標改造領域

4.1 城鎮污水處理廠提標改造現狀與目標


近年來,我國城鎮污水處理廠數量、處理能力快速增長,截至2016年9月底,我國累計建成污水處理廠3976座,污水處理能力達1.7億立方米/日,城鎮污水處理廠采用的工藝主要是氧化溝、A2O、SBR、A/O、生物膜法等。由于環保要求的不斷提高,我國城鎮污水處理廠提標改造工作一直在進行。

2015年,《水污染防治行動計劃》及《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(征求意見稿)的發布,對污水處理設施實行一級A 標準提出了時間要求,這意味著污水處理廠提標改造已經成為必然。《“十三五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》要求,“十三五”期間我國提標改造污水處理設施規模4220.1萬立方米/日。


4.2 城鎮污水處理廠提標改造技術


傳統處理技術的改良、新技術裝備的研發和應用使得污水處理廠的工藝水平和處理效率顯著提高。

對城鎮污水處理廠而言,出水標準從《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)二級提升為一級B的難度較低,一般通過調整工藝參數即可達到要求。

從一級B提高到一級A,建議盡量利用原有構筑物和設備,對單元技術進行優化,提高各個單元的處理效率,不建議對工藝做較大的調整。

鼓勵采用生物強化方式,如MBR、MBBR等技術,提高生物段的處理效果;鼓勵加強深度處理單元的優化,如選用濾布過濾等高效過濾方法代替傳統砂濾等;鼓勵使用新型、高效的藥劑和污水處理設備代替傳統藥劑和設備。

一些城市和地區對污水處理廠的出水水質要求較高,需要從一級A提高到地表水IV類水體標準。這樣的改造難度較大,一般需要對處理工藝進行調整,根據實際工程需要增加高級氧化、膜分離等處理技術。一般來說,高級氧化技術,常用的有臭氧高級氧化、光催化氧化、電解催化氧化、類芬頓等技術,污水處理廠應根據自身特點,因地制宜,合理選擇工藝技術。

目前,污水治理標準的趨勢在不斷提升,各地要根據自己的實際情況,結合排水用途和受納水體的環境質量,制定排放要求,切忌盲目追求高標準而造成投資和能源的浪費。城鎮污水處理廠也要結合自身的實際情況,如土地資源、經濟能力、管理水平等,選擇經濟可行、技術達標的提標改造方法。


5 工業聚集區污水治理領域


5.1 工業聚集區污水治理目標與現狀


根據《水污染防治行動計劃》的要求,京津冀、長三角、珠三角等區域落實2016年年底前完成工業集聚區建設污水集中治理設施、安裝自動在線監測裝置任務。

根據環境保護部通報,截至2016年年底,3個區域經濟技術開發區、高新技術產業開發區、出口加工區等省級以上工業集聚區共597家,已有570家按規定建成污水集中處理設施,完成率96%;有559家安裝有自動在線監控裝置,完成率94%。

5.2 工業聚集區污水集中治理技術


目前,工業聚集區污水治理一般采用“企業預處理+園區集中處理”的方式。已建的園區集中式污水處理廠普遍存在集中污水處理廠處理工藝與實際情況不匹配、企業預處理與污水處理廠污水處理技術重復設置銜接不當等問題,造成很多工業聚集區的集中式污水處理廠無法穩定達標排放。


工業聚集區污水集中治理,前提是做好水質管控工作。


明確每家企業產生的特征污染物質和生物毒性,嚴控園區集中式污水處理廠的進水水質。

在技術選擇上,建議采用“物化+生化+物化”的工藝。

尤其是難生物降解的綜合廢水,一般先進行一級物化處理,提高廢水的可生化性;生化處理單元,建議采用生物強化手段,提高生化處理單元效率;

然后再進行二級物化處理,進一步降低污染物濃度。

常采用的物化方法包括吸附、混凝、離子交換、高級氧化、膜分離、電解等。

總體來說,即便采用這種流程長、投資大、運行費用高的處理工藝,園區集中式污水處理廠依然存在排水不穩定的特點,不能保證廢水的穩定達標。因此,研發高效、低耗的難處理廢水技術和裝備一直是工業廢水處理發展的重點和方向。

來源:中國環境保護產業協會水污染治理委員會


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