小城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)存在的問題及發(fā)展趨勢

劉江國

(重慶市合川區(qū)人民政府投資項目評審中心, 重慶 410520)

小城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)存在的問題及發(fā)展趨勢

劉江國

(重慶市合川區(qū)人民政府投資項目評審中心, 重慶 410520)

本文概述了當(dāng)前小城鎮(zhèn)污水處理廠存在的問題，重點從項目決策、選址、設(shè)計、處理工藝的選擇及建設(shè)融資模式等方面對小城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)的發(fā)展趨勢進行了探討，對今后的發(fā)展方向進行了展望，為今后小城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)提供參考。

小城鎮(zhèn)；污水處理廠；建設(shè)；問題；發(fā)展趨勢

隨著經(jīng)濟的快速增長和城鎮(zhèn)化建設(shè)的加快，土地資源短缺、水環(huán)境污染的問題日益突出。目前，雖然我國小城鎮(zhèn)污水集中處理設(shè)施建設(shè)呈現(xiàn)出高速增長的態(tài)勢，但是根據(jù)環(huán)境保護部公告(2015年第35號)，國內(nèi)投運的城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施不到5000座，平均日處理水量1.35億m3[1]，跟實際需要還有很大的差距。探索能與當(dāng)前經(jīng)濟、人類環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的污水處理廠建設(shè)模式成了當(dāng)前迫在眉睫的任務(wù)之一。

1 當(dāng)前小城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)存在的問題

(1) 污水處理廠設(shè)計不夠科學(xué)合理

從目前已建的污水處理廠來看，主要存在選址不夠科學(xué)合理、建設(shè)規(guī)模與當(dāng)?shù)亟?jīng)濟及環(huán)境容量不匹配、設(shè)計規(guī)模超前、占地面積大、處理工藝落后及基建投資高等問題。部分污水處理廠直接照搬大中型的污水處理廠建設(shè)模式，未結(jié)合當(dāng)?shù)丨h(huán)境、氣候及水質(zhì)情況進行設(shè)計，導(dǎo)致建設(shè)和運行費用高、處理效率低下。另外污水收集管網(wǎng)設(shè)計、建設(shè)及使用分離，導(dǎo)致污水處理廠不能如期達到滿負荷運行、形成使用效率低、維護成本高。污水收集管網(wǎng)不配套，雨污合流制管網(wǎng)設(shè)計較普遍，致使進入污水處理廠的進水BOD、COD偏低，而氮、磷等指標則等于或高于設(shè)計值，增加處理難度。同時由于設(shè)計市場競爭加劇及參建各方監(jiān)管不到位的影響，設(shè)計資質(zhì)掛靠嚴重及隨意降低設(shè)計標準和等級等導(dǎo)致設(shè)計質(zhì)量不高，給后續(xù)的建設(shè)、運營管理帶來了一系列的問題。

(2)污水處理廠分布不均勻，城市及農(nóng)村分布差異大目前我國污水處理廠的設(shè)施建設(shè)不平衡，大多數(shù)污水處理廠主要建設(shè)在經(jīng)濟相對發(fā)達及基礎(chǔ)設(shè)施相對完善的大城市。相對于大中城市而言，小城鎮(zhèn)或農(nóng)村由于人口少、污染源分散、水質(zhì)及水量變化系數(shù)大，導(dǎo)致污水收集、處理難度大。再者有些小城鎮(zhèn)管網(wǎng)建設(shè)不到位、布局不合理、管網(wǎng)老化、堵塞及雨水污水混用管道等導(dǎo)致污水收集系統(tǒng)不健全或超負荷運行。西部地區(qū)、東北地區(qū)污水處理率距離東部地區(qū)、中部地區(qū)尚有一定差距。西部地區(qū)運行負荷率偏低，全國目前投運的污水處理廠中平均運行負荷率為77.48%。同時污水處理廠耗電量普遍較高,全國城鎮(zhèn)污水處理廠耗電量約為0.307 kW·h/m3，西部地區(qū)及東北地區(qū)耗電量較高[2]。

(3)環(huán)保意識淡薄及投入大、產(chǎn)出小，見效慢，社會參與度低

我國運營的大多數(shù)污水處理廠主要是依靠政府主導(dǎo)支持的，由于污水處理廠前期投入高，污水處理技術(shù)的研發(fā)短期內(nèi)很難得到相應(yīng)的經(jīng)濟回報，所以在一定程度上阻礙了社會資本的加入，而僅僅依靠政府相關(guān)的政策支持和財政支出是遠遠不夠的，這直接制約著污水處理技術(shù)的發(fā)展。資金不足，投資力度不夠已成為當(dāng)前制約我國小城鎮(zhèn)污水處理技術(shù)發(fā)展過程中存在的一個最為主要的因素。

(4)工藝技術(shù)落后，部分終端污染物可能造成二次污染

目前我國大多數(shù)污水處理廠都是建設(shè)在地面上的，這將占用更多寶貴的土地資源，處理工藝還停留在老式的落后工藝，部分傳統(tǒng)工藝運行中的噪聲及氣味均會對周邊居民的生活、健康產(chǎn)生一定的危害[3]。同時產(chǎn)生的污泥一般含有大量的有機物、氮、磷、鉀和微量元素等，這些污泥易腐化、不穩(wěn)定且含有大量病原物質(zhì)，若沒有進行最終有效利用或處理容易造成二次環(huán)境污染。此外管理人員素質(zhì)差、環(huán)保意識不到位、自動化程度低、運行及維護管理人員經(jīng)驗嚴重缺乏等也在一定程度上增加了小城鎮(zhèn)污水處理的難度。

2 小城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)發(fā)展方向

(1)科學(xué)制定小城鎮(zhèn)污水處理與水污染防治規(guī)劃

小城鎮(zhèn)水環(huán)境污染根本原因是污染源沒有得到有效控制，而小城鎮(zhèn)污水處理的技術(shù)規(guī)范、標準、法規(guī)及政策等，基本上是處于空白狀態(tài)。面對日益嚴峻的水污染形式，小城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)應(yīng)從制定水污染防治規(guī)劃著手。一是要結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況科學(xué)合理地確定水環(huán)境和水資源保護目標；二要有針對性地制定本地區(qū)總量控制規(guī)劃，采用以污染物排放總量為目標的質(zhì)量控制方法，合理分配水污染負荷控制目標；三要擬訂污水再生利用規(guī)劃，確定用水水質(zhì)要求和用水去向；四要根據(jù)水質(zhì)總量控制的規(guī)劃要求，確定工程控制措施和管理控制措施；五要加大宣傳力度，爭取相關(guān)的政策支持。

(2)科學(xué)規(guī)劃布局，因地制宜

在規(guī)劃選址方面，應(yīng)充分利用當(dāng)?shù)赜欣淖匀坏匦螚l件進行建設(shè)，綜合考慮規(guī)模的大、中、小之間的結(jié)合，廠址的上、中、下游相結(jié)合，集中與分散相結(jié)合，處理與利用相結(jié)合，排放與回用相結(jié)合[4]。由于地面空間利用的局限性，地上污水處理廠建設(shè)成本提高，地下污水處理廠布局將成為今后發(fā)展的一個趨勢。地下污水處理廠具有集約化程度高、節(jié)省土地資源，防止周邊土地貶值、降低噪音、抗震性能佳、對周邊環(huán)境影響小等特點，在一定程度上解決了在土地資源高度緊張、經(jīng)濟發(fā)達及環(huán)境要求高的地區(qū)建設(shè)污水處理廠的難題，從長遠來看也符合資源節(jié)約、人與自然和諧發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀的要求[5]。例如法國巴黎將城市下水道建成一座博物館，英國倫敦將市內(nèi)污水引入大海及日本東京的地下排水系統(tǒng)建設(shè)成深達60米的“地下神殿”等均是污水處理廠因地制宜的典范[6]。

(3)重視設(shè)計質(zhì)量，做到一廠一設(shè)計

設(shè)計階段是污水處理廠建設(shè)的關(guān)鍵，一般設(shè)計費僅占總投資的1%～3%，但對整個項目投資的影響達75%～90%，若設(shè)計不合理，可能會導(dǎo)致整座污水處理設(shè)施閑置，甚至?xí)斐烧麄€建設(shè)資源的浪費，因此提高設(shè)計質(zhì)量成為發(fā)展的必然趨勢之一。首先，在污水處理廠設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厮h(huán)境保護目標的要求和出水的去向和用途，進行科學(xué)論證，確定處理目標。其次，方案設(shè)計是整個設(shè)計工作的基礎(chǔ)，應(yīng)該要求設(shè)計者分別從科學(xué)協(xié)調(diào)、功能完善、安全適用及經(jīng)濟合理等方面對處理工藝進行多方案比選，從源頭提高設(shè)計質(zhì)量。再次，應(yīng)進行設(shè)計招標，引入競爭機制，科學(xué)運用價值工程，分別對設(shè)計標準、等級、投資及實用性進行全面優(yōu)化，從根本上提高設(shè)計的性價比。最后，應(yīng)加強對設(shè)計階段的管理，杜絕先入為主，照抄、照搬大城市污水處理的經(jīng)驗，應(yīng)當(dāng)做到一廠一設(shè)計。

(4)加大設(shè)計創(chuàng)新力度，提高處理工藝的經(jīng)濟適用性

隨著《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的出臺及國務(wù)院在2013年10月發(fā)布的《城鎮(zhèn)排水與污水處理條例》，說明在污水處理以及排放限制上愈加嚴格，同時在對污水處理行業(yè)的管理以及法律規(guī)范上也越來越嚴格，因此創(chuàng)新工藝、提高工藝適用性及運行管理水平顯得極為關(guān)鍵。一般比較常用的小城鎮(zhèn)污水處理工藝有常規(guī)活性污泥法、AB法、SBR法、CASS工藝、A2/O法及人工濕地等。根據(jù)國外先進技術(shù)和經(jīng)驗，結(jié)合我國實際情況，小城鎮(zhèn)污水處理廠工藝設(shè)計應(yīng)有總投資省、運行費用低、自動化程度高、占地省、脫氮除磷效果明顯的發(fā)展趨勢，因此設(shè)計者需要在傳統(tǒng)處理工藝的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化和創(chuàng)新。在我國隨著人口紅利的消失及自控技術(shù)的發(fā)展與提高，CASS工藝在新建污水處理設(shè)施中的應(yīng)用逐漸增加[7]，SBR改良型工藝在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用[8]。在國外如高效藻類塘系統(tǒng)具有施工工程量少、投資及運行費用少、便于維護和管理等因素，已經(jīng)在以色列、摩洛哥、法國、美國、南非、巴西、比利時、德國、新西蘭等國有較好的推廣。新型的生物膜反應(yīng)器和固定化微生物技術(shù)由于設(shè)備簡單、運行成本較低，處理效率高及操作簡單的特點，日本污水處理協(xié)會根據(jù)污水水質(zhì)處理需要，對JARUS模式設(shè)計了15種不同型號污水處理裝置。針對小城鎮(zhèn)污水中BOD和TN難以進行深度處理的難題，歐洲許多國家開發(fā)了以SBR、生物轉(zhuǎn)盤和滴濾池及移動床生物膜反應(yīng)器技術(shù)為主，結(jié)合化學(xué)除磷的小型污水處理集成裝置[9]。綜上所述，應(yīng)充分結(jié)合當(dāng)?shù)貜U水特點和需要解決的問題進行一對一設(shè)計，方能最大限度提高設(shè)計的實用性與經(jīng)濟性。

(5)考慮資源化利用，防止二次污染

污水和污泥是污水處理的兩大產(chǎn)物，若處理不當(dāng)極易造成二次污染，若結(jié)合二者的特性加以利用，能在一定程度上將其變廢為寶。污水處理回用對緩解水污染、改善生態(tài)環(huán)境和水資源短缺具有重要意義[10]。再生水由于其水質(zhì)和水量相對穩(wěn)定，可作為城市可靠的第二水源[11]。通常污水處理廠污泥含有大量的有機物和病毒，處置費用較高，應(yīng)結(jié)合污泥特性分類處置。對于處理后含水率較高污泥，可根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況選用農(nóng)用綠化、焚燒、或?qū)⑵渲谱鞒山ㄖ牧霞右岳玫龋瓤山档屠盥駡鎏幚韷毫Γ帜苁刮勰噘Y源化再利用，使污水處理廠污泥得到有效的減容、減量、穩(wěn)定及無害化處理[12]。

(6)改變靠政府主導(dǎo)的單一融資模式，探索小城鎮(zhèn)污水處理市場化機制

當(dāng)前污水處理仍然是經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸，同時關(guān)系到我們每個人的切身利益，一方面政府應(yīng)加大對污水處理的投資力度，尤其是經(jīng)濟相對落后的西部及污水相對分散的區(qū)域；另一方面應(yīng)全面推進污水處理的市場化運行，引入社會資本，鼓勵具有污水處理資質(zhì)的專業(yè)運營公司、企業(yè)參與到污水處理設(shè)施的運營管理中來。結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r，可選取BOT、BT、TOT、PPP、國債托管、基金投資、直接投資、融資租賃等多種投融資方式投入污水治理事業(yè)中去。加快小城鎮(zhèn)污水處理項目建設(shè)、運營的市場化改革步伐，實現(xiàn)投資主體多元化、運營主體企業(yè)化、運行管理市場化，是加快我國小城鎮(zhèn)污水處理發(fā)展的必由之路。

3 結(jié)論及展望

(1)小城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)應(yīng)當(dāng)科學(xué)謀劃，合理布局，因地制宜。重視設(shè)計質(zhì)量，提高工藝自主創(chuàng)新能力和水平，做到一廠一設(shè)計。

(2)投資少、占地省、環(huán)境污染小、治理效率及自動化程度高，并能與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)的建設(shè)模式將成為我國小城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)的趨勢和發(fā)展方向。

(3)政府應(yīng)加大對污水處理事業(yè)的投資力度，同時應(yīng)引導(dǎo)和鼓勵更多的人、企業(yè)參與到污水處理事業(yè)中來，探索多種融資模式，引入社會資本，促進污水處理事業(yè)與環(huán)境、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

[1] 環(huán)境保護部.關(guān)于公布2014年全國城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施名單的公告(2015年第35號)[EB/OL].(2015-05-26)[2017-03-11].http://www.zhb.gov.cn/gkml/hbb/bgg/201506/t20150609_303209.htm.

[2] 宋連朋,魏連雨,趙樂軍,等.我國城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)運行現(xiàn)狀及存在問題分析[J].給水排水,2013,(39)3:39-43.

[3] 周建忠,張學(xué)兵,靳云輝.地下式污水處理廠建設(shè)發(fā)展趨勢[J].西南給排水,2012,34(1):24-26.

[4] 周敏.淺析城市污水處理廠建設(shè)的布局規(guī)劃[J].山西建筑,2011,37(25):17-19.

[5] 萬玉生,葉雅麗,王長詳,等.某全地下式污水處理廠結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)及相關(guān)問題[J].特種結(jié)構(gòu),2014,31(2):34-36.

[6] 高峰.發(fā)達國家如何處理城市污水?[J].城鎮(zhèn)供水,2013(02):89-90.

[7] 易建婷,張成,徐楓,等.全國投運城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析[J].環(huán)境化學(xué),2015,34(9):1655-1660.

[8] 丁德才.三峽庫區(qū)小城鎮(zhèn)污水處理工藝的比較研究[D].武漢:武漢科技大學(xué),2008.

[9] 中國水網(wǎng).發(fā)達國家6大技術(shù)處理農(nóng)村生活污水值得借鑒[EB/OL].(2016-9-21)[2017-02-16].http://www.h2o-china.com/news/246569.html.

[10] 張文超,張建新，白宇,等.國內(nèi)外污水再生利用發(fā)展分析[J].水工業(yè)市場,2010(8):32-34.

[11] 李強,韓煜,夏寶坤.城市再生水利用系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計研究—以鄂爾多斯市東勝區(qū)再生水利用工程為例[J].科技展望,2016(19):98-99.

[12] 李保建,詹健,盧辛宇,等.南昌市城市污水廠污泥處理處置方案探討[J].環(huán)境工程,2016(05):104-107.

A discussion on the problems and trend of development of small town sewage treatment plants

Liu Jiangguo

(The Assessment Center of The People's Government of Chongqing Hechuan Investment Projects, Chongqing 401520)

this paper summarizes the problems existed in current development of small town sewage treatment plant, focusing on the trend regarding decision-making for project, site selection, design, selection of treatment techniques and process as well as financing models etc.,the prospective is then proposed for serving as an reference for the future development of a small town sewage treatment plant projects.

small town; sewage treatment plant; development; problem; trend of development

2016-12-06;2017-02-04修回

劉江國 (1984-)，男，工程師，研究方向：市政給排水。E-mail:ljg200401@163.com

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