濟(jì)南市城市污水分散式處理現(xiàn)狀及前景研究

濟(jì)南市排水服務(wù)中心 李靜，米文敏

一、前言

污水處理廠（站）在改善城市水環(huán)境質(zhì)量方面發(fā)揮著核心作用，按照城市污水處理廠（站）的布局方式，一般可分為集中布局和分散布局。污水處理廠（站）集中式或分散式布局不僅直接影響城市排水系統(tǒng)的投資效果，而且與污水資源化利用密切相關(guān)。

住建部“十三五”期間明確要求污水處理應(yīng)堅(jiān)持集中與分散處理相結(jié)合的原則，推進(jìn)分散式污水處理設(shè)施建設(shè)。“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃中明確提出人口密集、污水排放量大的地區(qū)宜以集中處理方式為主，人口少、相對(duì)分散以及短期內(nèi)集中處理設(shè)施難以覆蓋的地區(qū)，應(yīng)合理建設(shè)分布式、小型化污水處理設(shè)施。在已有完備污水排放系統(tǒng)的城市，分散式處理方式也成為一種重要而有益的補(bǔ)充。

近年來(lái)，關(guān)于污水分散式處理設(shè)施的系統(tǒng)研究和應(yīng)用日益增多，討論較多的是建筑小區(qū)污水的處理技術(shù)，或者在居住比較分散的中小城鎮(zhèn)和廣大農(nóng)村等不易建設(shè)污水收集管網(wǎng)地區(qū)的污水處理技術(shù)。本文在分析濟(jì)南市中心城區(qū)生活污水分散式處理現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)分散式污水處理廠（站）建設(shè)運(yùn)行管理的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)進(jìn)行分析，并對(duì)發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

二、濟(jì)南市生活污水處理現(xiàn)狀

濟(jì)南市城區(qū)東西長(zhǎng)、南北窄，地勢(shì)南高北低。特殊的地形造就了城市排水系統(tǒng)呈單邊梳齒狀分布，中心城自西向東共有六大污水收集系統(tǒng)，以重力流的方式將污水輸送至城區(qū)北邊的大型污水處理廠。

目前濟(jì)南市中心城區(qū)已投運(yùn)污水處理設(shè)施31座，總設(shè)計(jì)處理能力約155萬(wàn)噸/日。中型、大型集中式污水處理廠分布在城區(qū)中北部，處理城區(qū)大約91%的污水。分散式處理為補(bǔ)充方式，處理城區(qū)大約9%的污水。分散式處理方式有兩種，一種是為緩解管網(wǎng)壓力，在市政污水管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)上沿河建設(shè)的污水處理廠站，為主要補(bǔ)充方式，另一種是符合《濟(jì)南市節(jié)約用水條例》配建標(biāo)準(zhǔn)的建筑小區(qū)、企事業(yè)單位以節(jié)水回用為目的建設(shè)的中水設(shè)施，處理規(guī)模較小，不在本文討論范圍內(nèi)。

表1為濟(jì)南市主要污水處理設(shè)施一覽表。

表1 濟(jì)南市主要污水處理設(shè)施一覽表

市政分散式污水處理廠（站）的出水水質(zhì)與集中式污水處理廠一致，全部遵照《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)滿(mǎn)足《濟(jì)南市人民政府辦公廳關(guān)于提高部分排污企業(yè)水污染物排放執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的通知》要求，執(zhí)行化學(xué)需氧量45毫克/升、氨氮4.5毫克/升的水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。為進(jìn)一步改善小清河水質(zhì)，濟(jì)南市自2018年1月開(kāi)始，提出了嚴(yán)于國(guó)家和省污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域排放限值，進(jìn)一步提高小清河流域氨氮和總磷2項(xiàng)指標(biāo)區(qū)域排放限值：設(shè)計(jì)規(guī)模≥1000m3/d，出水排入Ⅲ、Ⅳ類(lèi)水體的執(zhí)行A排放限值，氨氮、總磷分別為1.5（3.0）毫克/升、0.4毫克/升；排入Ⅴ類(lèi)或未劃定水環(huán)境功能區(qū)水體的執(zhí)行B排放限值，氨氮、總磷分別為2.0（3.5）毫克/升、0.4毫克/升；設(shè)計(jì)規(guī)模<1000m3/d的，執(zhí)行C排放限值，氨氮、總磷分別為4.5（8）毫克/升、0.5毫克/升。

三、污水分散式處理的優(yōu)勢(shì)分析

（一）建設(shè)實(shí)施優(yōu)勢(shì)

在建設(shè)選址方面，分散式處理設(shè)施的布局相對(duì)靈活，選址較少受環(huán)境條件的制約。在建設(shè)資金籌集上，相對(duì)集中式污水處理廠一次投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)、見(jiàn)效慢，分散式中水站一次性投入較低，建設(shè)資金壓力較小，建設(shè)周期短、見(jiàn)效快。在建設(shè)難度上，分散式處理的建設(shè)難度亦小于大型集中式污水處理廠，同步建設(shè)排水收集管網(wǎng)的適配度較好，尤其是可以在已建成管網(wǎng)系統(tǒng)中選擇建設(shè)節(jié)點(diǎn)。在處理技術(shù)的選擇上，分散式處理有較多的選擇余地，濟(jì)南市分散式污水處理工藝有改良氧化溝、兩級(jí)生物濾池、AAO法、SBR法等[1]，小型靈活的工藝控制有利于污水處理技術(shù)的產(chǎn)學(xué)研實(shí)踐探索。

（二）環(huán)境效益優(yōu)勢(shì)

濟(jì)南市地勢(shì)南高北低、南北高差約130米，中下游管網(wǎng)壓力大，發(fā)生污水冒溢的風(fēng)險(xiǎn)也大。分散式污水處理減少了污水長(zhǎng)距離輸送過(guò)程中的管網(wǎng)堵塞、污水冒溢等環(huán)境污染問(wèn)題。在城區(qū)建設(shè)污水處理設(shè)施最值得關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題是污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的臭氣、噪音對(duì)周邊環(huán)境帶來(lái)的不良影響。濟(jì)南市分散式污水處理站一般采用“地下處理、地上綠化”的方式，主體處理結(jié)構(gòu)位于地下，污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的噪音、臭氣通過(guò)消音和除臭設(shè)施進(jìn)行消除，地上部分進(jìn)行綠化美化，可建成開(kāi)放式公園，融入周?chē)坝^環(huán)境。

（三）資源化利用優(yōu)勢(shì)

污水分散式處理的最大優(yōu)勢(shì)就在于生活污水就近處理后能就近回用。集中式污水處理廠位于城市中地勢(shì)比較低的地方，如果對(duì)出水進(jìn)行回用，必須增加中水回用管網(wǎng)建設(shè)和動(dòng)力提升的費(fèi)用。污水分散式處理設(shè)施位于城區(qū)內(nèi)部，易于就近回用，能節(jié)省后續(xù)中水回用管網(wǎng)建設(shè)成本，也更容易進(jìn)入和形成中水回用市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)水資源更合理的利用。濟(jì)南市最初建設(shè)分散式污水處理站是“十一五”期間結(jié)合河道綜合整治開(kāi)展的，大多建于河道周邊，主要目的是為斷流的季節(jié)性泄洪河道提供補(bǔ)水水源，使城區(qū)河道有清水流淌，改善河道生態(tài)景觀。城區(qū)內(nèi)的中水回用途徑一直在擴(kuò)展，除作為河道補(bǔ)水水源外，還用于城市道路灑洗、綠化灌溉、熱泵取暖等。

（四）風(fēng)險(xiǎn)管控優(yōu)勢(shì)

污水集中式處理因配套長(zhǎng)距離的污水收集管網(wǎng)，污水冒溢、管網(wǎng)堵塞、污水滲漏污染地下水等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和安全事故的發(fā)生率增加。由于管網(wǎng)長(zhǎng)，回用水水質(zhì)也易受污染，分散式污水處理設(shè)施的布局會(huì)降低上述風(fēng)險(xiǎn)，減少環(huán)境污染問(wèn)題的發(fā)生。此外，若遇突發(fā)緊急狀況，污水集中式處理廠的突然停運(yùn)將導(dǎo)致大量污水來(lái)不及處理而外排進(jìn)入環(huán)境，造成惡劣影響。而分散式處理設(shè)施因其規(guī)模不大，若遇突然停運(yùn)，污水將隨污水干管流入其他分散處理設(shè)施或集中處理設(shè)施，對(duì)環(huán)境的影響小。

由以上分析可以看到，分散式污水處理設(shè)施的突出優(yōu)勢(shì)是適用于不同的現(xiàn)場(chǎng)條件，能夠就地實(shí)現(xiàn)污水處理、中水就近回用，對(duì)環(huán)境更具親和性和可持續(xù)性，更有利于資源的高效利用，更符合建設(shè)資源節(jié)約型城市的目標(biāo)。

四、污水分散式處理的制約因素

（一）建設(shè)成本相對(duì)較高

分散式污水處理設(shè)施建設(shè)成本偏高體現(xiàn)在：一是處理規(guī)模小，規(guī)模越小，建設(shè)成本就越高。二是布局大多位于城區(qū)內(nèi)部，土地價(jià)格高；三是因位于城區(qū)內(nèi)部，建設(shè)規(guī)格高，環(huán)保措施及綠化措施的投入拉升了建設(shè)成本。四是處理構(gòu)筑物位于地下，施工難度大，成本加大。

（二）運(yùn)行管理成本較高

與污水集中處理管理成熟高效、具有規(guī)模效益相比，分散式處理設(shè)施要達(dá)到相同的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)增加單位運(yùn)行成本。以污泥處理處置為例，濟(jì)南市所有污水處理產(chǎn)生的污泥在脫水處理后外運(yùn)至第三方污泥處置單位規(guī)范處置，因污水分散式處理設(shè)施多位于城市內(nèi)部，規(guī)模小、產(chǎn)泥量少，站內(nèi)不能長(zhǎng)期儲(chǔ)存，只能用小車(chē)多次運(yùn)輸，污泥外運(yùn)處置成本增加。

（三）中水回用設(shè)施配套不足

目前濟(jì)南市再生水回用率在30%左右，中水回用基礎(chǔ)設(shè)施配套欠缺，回用量小，還沒(méi)有形成一個(gè)完善的中水回用制度體系，中水回用市場(chǎng)機(jī)制尚未健全。沒(méi)有一個(gè)利益機(jī)制作為引導(dǎo)，中水用途不廣，這使得分散式污水處理方式失去其最大的賣(mài)點(diǎn)。

五、污水分散式處理發(fā)展前景及建議

濟(jì)南是嚴(yán)重的缺水城市，人均水資源占有量?jī)H為290立方米，約為全國(guó)平均水平的七分之一。《濟(jì)南市“十四五”水務(wù)發(fā)展規(guī)劃》中將節(jié)水放到了優(yōu)先位置，提出了全域節(jié)水目標(biāo)，城市再生水利用率到2025年提高到50%。水循環(huán)利用是建設(shè)節(jié)水典范城市的重要舉措，是城市水行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

在污水治理由單一的水質(zhì)達(dá)標(biāo)向水資源綜合利用轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)下，污水的分散式處理因其在水資源利用方面的優(yōu)勢(shì)，占據(jù)越來(lái)越重要的位置。同時(shí)，考慮濟(jì)南地勢(shì)特點(diǎn)和季節(jié)性斷流河道補(bǔ)水需求，分散式污水處理因其布局靈活性，將在提供河道補(bǔ)水水源、恢復(fù)河道水生態(tài)方面發(fā)揮重要作用。城市污水分散式處理方式將會(huì)成為集中處理方式的一種重要且有益的補(bǔ)充。采用分散式與集中式治理互補(bǔ)的模式，完善污水治理思路，對(duì)于實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的目標(biāo)有很大的借鑒意義。

（一）科學(xué)規(guī)劃，合理布局污水處理設(shè)施

城市污水的輸送、治理、回用是一個(gè)整體，從可持續(xù)的資源能源理念出發(fā)，對(duì)城市排水、污水治理、中水回用整個(gè)城市水行業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行整體規(guī)劃十分必要。為增強(qiáng)城市污水處理效能，降低建設(shè)運(yùn)行成本，應(yīng)統(tǒng)一構(gòu)建分布合理的污水處理體系。根據(jù)區(qū)域地勢(shì)特點(diǎn)，結(jié)合整個(gè)城市排水管網(wǎng)現(xiàn)狀，在管網(wǎng)負(fù)荷重或者管網(wǎng)設(shè)施薄弱等易發(fā)生環(huán)境問(wèn)題的地點(diǎn)、方便中水回用或中水回用需求量高的地點(diǎn)、密度集中的多個(gè)居民社區(qū)，合理布置區(qū)域型分散式污水處理設(shè)施，實(shí)現(xiàn)集中與分散相結(jié)合、再生利用與排放相結(jié)合。

（二）制度引導(dǎo)，提高中水回用率

提高中水回用率可最大化發(fā)揮污水分散式處理的優(yōu)勢(shì)。一是完善中水回用制度。明確對(duì)中水回用的個(gè)體責(zé)任、社團(tuán)責(zé)任，鼓勵(lì)發(fā)展中水回用技術(shù)，推廣多途徑中水回用方式，對(duì)城市管理、綠化等市政用水優(yōu)先使用中水，逐漸杜絕使用泉水或地下水。二是建立中水回用利益引導(dǎo)機(jī)制。開(kāi)放中水使用市場(chǎng)，污水處理運(yùn)營(yíng)方對(duì)達(dá)標(biāo)中水可按照政府指導(dǎo)價(jià)自主買(mǎi)賣(mài)，以激發(fā)市場(chǎng)對(duì)中水回用的響應(yīng)。三是制定中水回用優(yōu)惠政策。制定科學(xué)合理的中水收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)和收費(fèi)方式，在供排水一張網(wǎng)的改革背景下，可相應(yīng)減少中水使用單位的自來(lái)水費(fèi)。

（三）建立更完善的污水處理監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)

目前，濟(jì)南市污水集中式處理設(shè)施與分散式處理設(shè)施執(zhí)行統(tǒng)一的運(yùn)行監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，忽視了分散式污水處理設(shè)施運(yùn)行中規(guī)模小、運(yùn)行成本高、分布廣、中水回用率高等特殊性，對(duì)分散式污水處理設(shè)施的運(yùn)行提出超出了其固有能力的要求。濟(jì)南市自2018年提高水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)后，有部分運(yùn)行良好的分散式污水處理設(shè)施因未能改造達(dá)標(biāo)而退出運(yùn)營(yíng)，政府主管部門(mén)有必要建立更完善的污水處理監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)，分類(lèi)分級(jí)管理，發(fā)揮已建各類(lèi)污水處理設(shè)施的效能。建議在項(xiàng)目立項(xiàng)時(shí)明確污水分散式處理設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，后續(xù)運(yùn)行監(jiān)管以建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。

（四）依賴(lài)科技手段，探索集成式管理

為提高管理效率，降低運(yùn)行管理成本，對(duì)數(shù)量多、規(guī)模小的污水分散式處理設(shè)施發(fā)展集成化管理技術(shù)和手段，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)化管理。建立專(zhuān)業(yè)化的維護(hù)管理隊(duì)伍，應(yīng)用先進(jìn)的信息技術(shù)手段，通過(guò)信息網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)等方式，探索多個(gè)污水處理設(shè)施之間的聯(lián)合高級(jí)控制，實(shí)現(xiàn)污水處理設(shè)施運(yùn)行和管理的信息化、系統(tǒng)化、高效化，降低污水分散式處理的運(yùn)行成本。

六、結(jié)論

污水分散處理模式在建設(shè)實(shí)施、環(huán)境效益、資源利用和風(fēng)險(xiǎn)管控方面具有優(yōu)勢(shì)，但也存在建設(shè)成本較高、運(yùn)行管理成本高、中水回用設(shè)施配套不足等問(wèn)題。在城市污水集中式處理的基礎(chǔ)上，發(fā)展分散式處理方式是建設(shè)節(jié)水典范城市、實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的重要且有利的舉措。