“垃圾靠風刮,污水靠蒸發”是目前我國農村環境治理的總體景象。5月25日,在2017(第三屆)環境施治論壇上,中國人民大學環境學院副院長、低碳水環境技術研究中心主任王洪臣直言:“農村的污水處理沒有做好,中國的水環境治理好是不可能的。”
目前,農村水污染物排放量維持高位,占全國水污染物排放量超過50%。前瞻產業研究院發布的《2017—2022年中國農村污水處理行業發展前景預測與投資戰略規劃分析報告》顯示:2016年我國農村污水排放量達到202萬噸,2010~2016年復合增速超過10%,預測到2020年可達到接近300萬噸。由此可見,農村污水排放體量著實驚人。
我國農村污水處理主要應用的技術包括生物膜技術、活性污泥處理技術、生態處理技術、土地處理技術、生物與生態組合處理技術等。雖然成功案例不少,但推廣起來卻面臨各種適應性問題。
當前中國農村的特點是廣、散、碎、亂、空。在這種農村特點的背景下,注定不能簡單地搬用城市的模式,也不能完全搬用國外的模式,技術如何創新、模式如何突破,是業界一直思考的問題。
處理技術存在分歧
“我國250萬個自然村、6.7億農村人口,處理率不到10%,大量農村生活污水未經處理直接排放,嚴重影響當地的飲用水安全和水生態環境。”王洪臣指出,農村生活污水已成為重要的污染源之一。
曾考察過一百多個村莊的污水處理情況的王洪臣,對我國農村污水處理現狀十分清楚。他指出,目前,在農村污水處理領域,關于設施規劃、建設與管理等方面,行業內還存在截然不同的看法和觀點,這在一定程度上阻礙了農村污水處理的推進。尤其是處理技術的選擇,是目前農村污水行業的最大分歧點。
王洪臣指出,任何技術的選擇一定與規模高度相關,規模越大的污水處理廠對技術路線的選擇爭論越小。相反,規模越小的污水處理廠,對技術的爭論越大。一個日處理幾十萬噸的污水處理廠,一旦穩定運行起來,慣性很大,想讓它不達標都難。但必須清楚認識到,一個日處理只有幾十噸的農村污水處理設施,要實現穩定運行,對工藝是要有嚴格要求的。
在王洪臣看來,農村污水處理技術的選擇應該滿足三個邊界條件。由于農村地區技術、管理力量薄弱,要求處理工藝盡量簡單,便于維護管理;水量晝夜變化大,污水排放呈不連續狀態,水量變化系數遠大于城市,因此要求污水處理工藝需抗水量負荷的沖擊。
另外,農村污水處理設施往往處理規模較小,導致單位運行能耗較高,產生“建得起,運行不起”的問題。對此,王洪臣指出,要按照質量守恒和能量守恒基本原理、人工曝氣的好氧處理技術,村級規模的噸水電耗一定超過1度電。
“關于技術邊界條件,個人觀點一定要免運行、低維護,抗水量、水質負荷的沖擊,一定要能耗低。”王洪臣說。
技術創新需捕捉真正痛點
在北京安力斯環境科技股份有限公司(以下簡稱“安力斯”)董事長蔡曉涌看來,污水處理還需要真正抓住痛點,用效果說話,做到技術的突破與創新。
憑借多年從業經驗,蔡曉涌總結了農村污水處理面臨的九大痛點:施工周期長、土建費用高、技術可靠性低、技術可推廣性差、工藝復雜、運維費用高、需專業運維人員值守、整廠重復利用率低、地質條件對污水廠的建設費用影響大。
針對這些痛點,安力斯在2010年推出了第Ⅰ代小城鎮污水連片治理技術。“這種工藝的核心是不需要額外的鼓風曝氣。”據蔡曉涌介紹,該工藝的核心技術包括泥膜工藝——活性污泥+生物膜反應,微生物自適應能力強,脫氮除磷效果更優;自曝氣攪拌系統——氣量調節范圍可以在30%~200%之間,攪拌能力及溶解氧控制能力強;可根據系統實際水質情況調節轉輪速度,控制溶解氧濃度;設備簡單化——無水下設備,維護簡單,省去傳統鼓風機房;云控制技術——區域連片治理,集中控制數十個污水處理廠,廠內實現無人值守。
面對未解決的痛點,安力斯也從未停止技術優化的腳步。蔡曉涌指出,在探索的過程中,安力斯又推出了第Ⅱ代模塊化污水處理技術,針對第Ⅰ代未解決的鄉鎮污水治理痛點,做到了較好的突破。例如,標準化工藝設備,從預處理模塊到賽博拼裝式生化模塊再到固液分離模塊,最后到紫外消毒模塊,整體的管理運營優勢顯著,一個池子、一批罐子、一個箱子、一間房子、一位門衛各個環節都可以很好地進行管理。
另外,蔡曉涌指出,第Ⅱ代工藝還應用了生物強化技術。通過顆粒填料和仿生纖維束填料的投加,強化出水效果,個別指標(COD、BOD、氨氮)可穩定達到地表Ⅳ類水標準。
而針對農村污水治理需求,江西蓋亞環保科技有限公司則提出了“分散+小集中”的治理模式。該公司創始人柴喜林表示,上述治理模式的設計思路是結合農村地廣人稀、居住分散、戶與戶高差大、村與村距離遠的特點,按照環境敏感程度,篩選最經濟可行的處理工藝,實現超低排放;同時做好改水改廁,建好化糞池及收集管網,設置好分散與集中相結合的處理站,采用全自動PLC微電腦控制實現規范化治理。
“我們的技術原理是根據同位硝化反硝化的原理,以篩選培養后的‘多生物相菌膠團’為基質,依靠其超大的陽離子交換容量和微生物親和性,形成適合多生物相菌種生存的微生態環境,結合‘生物濾床多床層結構’,形成好氧、兼氧、厭氧多個床層,達到同位高效去除廢水中COD、氨氮等有機污染物的目的。”柴喜林介紹說。
針對目前農村污水治理存在的相關問題,東南大學能源與環境學院副院長朱光燦也發表了自己的見解。他認為,在治理理念上,應建立生態低碳的農村生活污水治理體系,以糞尿資源化利用、尾水灌溉、盡量選用耗電低的處理工藝為實現路徑;治理模式上,應推行接管優先、集中與分散治理相結合的技術治理模式,建立政府主導的市場化商業模式;收集系統上,應建立分類收集、合理設計、規范施工、應收盡收的農村生活污水收集體系;處理工藝上,應因地制宜,優選具有低碳節能、效果穩定的處理技術;標準規范上,應制定、編制適宜工藝(裝備)的建設制造標準、技術規程、運行維護規程;排放標準上,應制定與環境承載力相一致、可執行性強的排放標準;運維管理上,應推動村莊污水治理系統由粗放型向精細化專業管理轉變。
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