摘要:呈貢大學城毗鄰滇池,人口集中,生活污水排放量大,但其生活污水排放主體單一,污染物為師生洗漱、洗滌物和排泄物,一般不含有毒物質和重金屬,而富含氮、磷等營養物質。解決好該區域內的污水處理及排放,不僅有利于貫徹落實國家節能減排政策,而且對滇池水污染防治工作將起到至關重要的作用。基于呈貢大學城生活污水排放的實證分析,本文主要探究呈貢大學城實施生活污水分流排放及循環利用的對策。
關鍵詞:呈貢大學城;證券化;生活污水;分流排放;循環利用;沼氣經濟
一、引言
昆明是全國14個水資源嚴重短缺的城市之一,滇池流域年人均占有水資源量302米,僅為全國人均占有量的11%,與天津、北京、銀川等城市相當。解決昆明未來較長時間內的城市供水問題,將直接關系到昆明21世紀經濟社會可持續發展。
二、呈貢大學城生活污水處理現狀
(一)分流排放意識不到位
分流排放直接關系到生活污水分類處理的成敗,但呈貢大學城的生活污水排放并沒有實現污水的分流排放。就云南民族大學呈貢校區排水體制而言,沒有將生活污水中的沖廁污水和洗澡、洗衣服等洗漱污水分類排放。其設計的排水體制:雨、污水分流制。即只考慮到了生活污水與雨水的分流排放,沒有做到根據生活污水的不同污染程度及其特性進行分類分流排放。
(二)生活污水資源化過程效率低
呈貢新區已建成或在建撈魚河污水處理廠、洛龍河污水處理廠等污水處理設施,并將處理后的中水用作城市綠化用水及部分建筑用水,但這些污水處理廠的生活污水處理方案仍是將各類生活污水統一集中后進行處理。這既加大了污水處理的難度和成本,也使得各種有利用價值的資源在污水集中及集中處理過程中浪費掉,如沖廁污水富含有機物,我們可利用其發展沼氣經濟。
(三)生活污水資源化意識在高校中逐步加強,個別高校污水資源化成果顯著
云南師范大學呈貢校區中水回用實現資源循環利用,基本實現污水零排放。云南師范大學投資690余萬元建設呈貢校區中水處理站并于2009年7月正式通過驗收投入使用。至2010年4月底,全校已回用中水12萬余噸,基本滿足了校區內的綠化、沖廁用水。
(四)污水處理項目運作采用BT方式,即建設-轉讓
以呈貢新區洛龍河污水處理廠來說,其企業性質為國有,招標人為昆明新都投資有限公司。該污水處理項目運作采用BT方式,即建設-轉讓,工程竣工、驗收合格后,BT項目公司將工程移交給招標人,招標人按合同約定分期回購BT項目公司的股權(初步回購計劃為:到項目竣工驗收合格后的第12、24、36個月內分別回購40%、30%、30%)。
(五)污水處理采用A2/0處理工藝
撈魚河污水處理廠和洛龍河污水處理廠均采用A2/0處理工藝。A2/0工藝是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫,它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。
三、呈貢大學城加快推進生活污水循環利用的有利條件
(一)生活污水來源主體單一,為各大高校
呈貢大學城內生活污水的排放主體為各高校,這有利于生活污水分流排放的統一規劃、統一管理并保證落實到位。同時,高校區內具有宿舍集中度高等特點,使得生活污水的產生源較為集中,可以節約鋪設管道網的成本,更便于維護。
(二)相對廉價的土地資源
呈貢大學城地址在呈貢區洛羊鎮,坐落于吳家營、朗家營、繆家營自然村地界內。這里土地資源廉價,并且附近是農業用地,這為發展沼氣經濟提供了有利的土地條件。
(三)生活污水經過處理并達標后的中水消費市場廣闊
呈貢大學城綠化面積大,對綠化用水需求量巨大。經處理達標后的中水消費主體仍為生活污水產生源地——各大高校。只要給中水一個合理的定價,推行就地消化的策略,呈貢大學城綠化用水將成為中水的需求主體。
(四)易于實現對生活污水的規模化集中、處理以實現規模經濟效益
呈貢大學城各高校聚集度很高,便于統一規劃,降低管道鋪設成本;中水的就地吸收消化大大降低了中水運送成本。同時,由于接近農業區,為沼渣和沼液的排放提供了合理場所,又可促進周邊農村發展生態農業,為各高校提供生態農產品,推動農業經濟的發展。沼氣可液化出力后供高校食堂用作燃料,也可使用沼氣發電,將電提供給高校及附近村莊使用,也可用于滿足在處理洗滌、洗漱等生活污水中對能源的需求。
(五)有利的“軟件”環境
在呈貢大學城內進行生活污水的處理,可充分利用各高校的研發、人才優勢。有利于推行產、學、研、管相結合的運營模式,加強各高校與社會經濟建設的聯系,推動實踐型人才的培養。
四、呈貢大學城加快推進生活污水循環利用面臨的問題
(一)城市規劃與建設基本完成,排污系統改造難度大、改造工程量大、改造成本高
要實現高效的生活污水循環利用,必須在污水產生的源頭對污水進行分流,能否在污染產生源頭對不同污染程度的污水進行分流排放直接關系到污水的處理效率。但由于呈貢大學城的主體建設基本完工,排污系統已經確定,要對其進行大規模的改造幾乎不可能,并且成本巨大。
(二)綠化主體對使用中水綠化有所顧慮
目前,對中水缺乏統一的檢測標準,也沒有權威的機構對生產的中水提供擔保。由于中水是處理污水的,而處理的結果究竟如何沒有進行說明,綠化主體對生產的中水的成分處理信息不對稱狀態,而其作出的選擇必定是不對稱選擇,即對中水采取謹慎態度或是干脆不用。
(三)大型沼氣發電和厭氧發酵技術的不成熟,中水的運輸成本較高
我國目前沼氣發電的主要應用領域為農村地區,沼氣發電和厭氧發酵的規模都不大,在實踐和科研中積累的成果也主要集中在中小型沼氣發電和厭氧發酵方面,對大型沼氣發電和厭氧發酵的研究不足。同時,污水處理廠的位置一般都低于污水產生主體,而在呈貢大學城,污水產生的主體和中水消費的主體均為各高校。這樣,只有通過高壓管道或汽車將生產的中水運送到需求主體才能實現中水的功能,這無疑會加大中水的使用成本。
(四)政府對污水市場化的推進力度不夠
呈貢新區建成或在建的污水處理廠均采用BT方式,這些污水處理廠的所有權最終歸昆明新都投資有限公司所有。并沒有采用多元化的融資策略,未能充分發揮市場對資源有效配置的功能,容易出現資源使用效率的低下。
五、呈貢大學城加快推進生活污水循環利用的對策建議
(一)根據生活污水污染程度在污染源頭進行分流輸送
大學城內的生活污水主要是師生的洗滌及洗漱污水和沖廁污水。由于洗漱、洗滌污水的污染程度低,而沖廁污水的污染程度高,則可在教學樓衛生間和宿舍(包括學生宿舍、教師宿舍及其他員工宿舍)內將洗滌及洗漱污水和沖廁污的排水管道進行分離安裝,以分類收集、排運生活污水。在將生活污水從污染源輸送到污水處理廠的過程中,仍堅持分流輸送的方式,對洗漱及洗滌污水和沖廁污水分別采用專用的管道輸送。因為管道輸送較溝渠輸送效率更高,還能減低因為污水在輸送過程中因為漏損而造成的對地下水資源的污染。
(二)分類處理,實現資源利用效率的最大化
1、因為洗滌和洗漱污水的污染程度不嚴重,故其凈化成本不高、凈化難度也不大,此類污水的循環再生能力強,能很快實現向中水的轉化。可采用物理過濾、化學處理、生物分解等方式對此類污水進行凈化。
2、將收集的沖廁污水用作沼氣發酵的原料,對生產的沼氣進行開發利用
建立大型地下沼氣池,對收集來的沖廁污水進行厭氧發酵以生產主要成分為CH4和CO2的沼氣。可通過以下方式對生產的沼氣進行有效化配置。
(1)用作燃料,以替代煤、天然氣等燃料
生產的沼氣可直接通過沼氣管道輸送到就近學校食堂,供食堂用作燃料,也可經過深加工處理后將沼氣液化裝入瓶內,在獲得相應機構的檢驗認證后,投放市場。
(2)用于發電,并將生產的電力輸送到高校供其照明使用,也可用于滿足在對洗漱和洗滌污水處理過程中的能源需求。
目前,沼氣發電的主要應用領域為農村地區,但沼氣發電技術已取得了飛速發展,如東莞市康達機電工程有限公司對各類型號的沼氣發電機都有開發。沼氣發電技術的快速發展和設備的有效供給為實現大型沼氣發電提供了可能。
3、無償將沼氣生產過程中產生的沼渣和沼液提供給當地農民以發展生態農業
將富含農作物生長所需的各種有機物和微量元素,如腐殖酸、多種氨基酸、酶類和有益微生物的沼渣和沼氣免費提供給當地農業使用,有利于促進當地農業經濟的發展,為當地高校提供綠色健康的農產品,也為沼氣生產過程產生的“廢棄物”找到了良好的歸屬,實現當地農民與污水處理廠的互惠互利、和諧發展。
(三)加大對大型厭氧發酵系統設計和建造的投入,特別是要充分利用大學城各大高校的科研和人才優勢,積極鼓勵發展產、學、研和管理相互結合的發展模式,充分挖掘呈貢大學城各高校的科研能力
政府可與開發商聯合設立專項研發基金供高校用于大型發酵系統的研發,而研發成果歸開發商所有,待開發商取得一定的經濟效益后轉由開發商自行處理研發費用問題。
(四)集中沖廁污水并完善相關基礎設施,為沼氣開發提供良好環境,將沼氣開發權證券化出售
將沼氣開發權證券化并出售為大力引進和利用國際沼氣開發技術、資金提供了可能,有利于推動沼氣開發的商業化運作。
聯合國開發計劃署(UNDP)的全球環境基金聯同澳大利亞政府、荷蘭政府,于1999年開始無償幫助我國推廣沼氣技術商業化。目前該項目已進入第二階段,第三階段是產業化階段,屆時將力促我國畜禽養殖場污水處理及沼氣開發全面實施商業化和產業化。
(五)針對沖廁污水厭氧發酵產生沼氣所需的溫度特點,充分利用昆明豐富的太陽能資源,采用太陽能集熱管或太陽能集熱板式的供熱方式,為大型地下沼氣池提供熱量,以保證發酵在適度溫度中進行
在不同溫度條件下,甲烷產生速率差異很大。沼氣發酵細菌在8-65這樣一個廣泛的范圍內都能夠活動。沼氣池的溫度條件分為:1、常溫發酵(也稱低溫發酵)10-30,在這個溫度條件下,池容產氣率可達0.15-0.3m3/m3d;2、中溫發酵30-45,在這個溫度條件下,池容產氣率可達1m3/m3d左右;3、高溫發酵45-60,在這個溫度條件下池容產氣率可達2-205m3/m3d左右,沼氣發酵最經濟小額溫度條件是35,即中溫發酵。
因此,通過采用太陽能集熱管或太陽能集熱板式的供熱方式,為大型地下沼氣池提供熱量,以保證發酵在合適溫度中進行顯得十分重要,特別是在冬季,昆明的氣溫較低的時候。
(六)對已有的排污系統進行選擇性的改造
已有的排水系統沒有兼顧污水分流,一般只考慮到了污水和雨水的分流,只要我們對其進行選擇性的改造就能在實現雨水和污水分流的同時也實現污水內部的分流。比如,針對排污溝渠,我們可以在溝渠內砌墻對溝渠進行分隔處理以滿足對污水分流排放的需要。而對污染源頭的分流只需要對安裝的管道進行一定的整改就能實現污水分流。
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(作者單位:云南大學經濟學院)