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中国农村污水现状分析

发表时间:2020-05-12 09:47作者:青岛善水生态科学研究院股份有限公司来源:原创

1.1 农村污水收集与处理现状:收集处理率较低,亟待提高


(1)农村污水整体收集处理率不足10%。据住建部《2016城乡建设统计年鉴》数据,我国有镇1.81万个,乡1.09万个,户籍人数1.9亿;村庄261.7万,户籍人数7.63亿。农村污水量大、点多且分散,收集处理难度大。2016年,我国有5071个建制镇对生活污水进行了处理,占比达28.02%,污水处理能力达3464万吨/天,有984个乡对污水进行了处理,占比为9.04%,污水处理能力达63.8万吨/天,村庄污水处理的数据没有进行完整披露,但必定远远低于镇和乡的污水处理率,因此,农村污水整体收集处理率应当不足10%。

(2)排水管网建设不完善,严重滞后。农村生活污水收集系统(排水管网)包括3部分:农户庭院污水收集系统、庭院外的村庄污水收集系统、污水处理出水排放系统。排水管线由2007年的87550千米上升至2015年的158288千米,增长约81%。对比发现,排水管网的建成速度要低于污水处理厂建成速度,由于投资过大(管网投资是污水处理构筑物投资的大约2.5倍)并且维护管理困难,考虑到政府财政和运维管理等负担,很多污水处理设施“建而不用”晒太阳。

1.2 农村污水处理模式:可分为三种,需因地制宜选取


(1)分户污水处理。单户或多户的污水进行就地处理的方式。即将一户或者是附近几户的生活污水分片收集之后,进行就地处理。一般采用小型的污水处理设备或者是化粪池、坑塘等自然处理模式进行处理。这种处理模式具有节省管网投资、操作管理简单、运用灵活等特点,适用于村庄分布比较分散、人口密度较低、地形较为复杂不宜铺设管网的地区。

(2)村庄集中污水处理。村庄或一定范围内的农户的污水经管网收集就近接入污水处理设施的处理方式。即将一个村庄或是相连的多个村庄的生活污水铺设污水管道进行集中收集,通过建设统一的污水处理设施或是污水处理站进行统一处理,一般采用常规的生物处理与生态处理组合的工艺。这种处理模式具有运行稳定、处理效率高、占地面积小等优点,适用于村庄分布密集、人口密度较大、污水排放量较大,经济条件较好的远离城镇的地区。

(3)纳入城镇污水管网。指位于城镇内及其周边的村庄的污水经污水支管收集后直接纳入城镇污水干管中,由城镇污水处理厂统一处理的方式。即村庄的生活污水经过污水管网收集之后排入附近的城镇污水处理厂进行处理。这种模式具有管理方便、投资省、见效快等优点,适用于城镇郊区的经济条件较好的村庄,或者距离污水处理厂、市政管网比较近的村庄。



1.3 农村污水处理工艺技术:种类繁多,应选取出水水质好、投资运行成本低、便于维护管理的工艺技术


(1)活性污泥法。常见的有A2O工艺、A/O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺、MBR工艺以及基于以上工艺的改进工艺如倒置A2O工艺、改良A2O工艺、UCT工艺、多级AO工艺、分段进水工艺、CASS工艺、ICEAS工艺、MSBR工艺、卡罗塞尔和奥贝尔氧化沟等。

活性污泥法的优点是出水水质好,能够达到较高的排放标准,但工艺过于复杂,运营维护要求高,尤其是需要合理控制曝气、污泥龄以及内外回流,适合中等规模污水处理(几十吨到几百吨)。

(2)生物膜法(一体化设备常用)。常见的有厌氧滤池、生物接触氧化工艺(BCO)、曝气生物滤池(BAF)、反硝化滤池、生物转盘、移动床生物膜反应器(MBBR)等。

生物膜法的优点是①固着于固体表面上的生物膜对废水水质、水量的变化有较强的适应性,操作稳定性好。②不会发生污泥膨胀,运转管理较方便。 ③由于微生物固着于固体表面,即使增殖速度慢的微生物也能生长繁殖。④同高营养级的微生物存在,有机物代谢对较多的转移为能量,合成新细胞即剩余污泥量较少。

缺点①活性生物难以人为控制,因而在运行方面灵活性较差。②由于载体材料的比表面积小,故设备容积负荷有限,空间效率较低。而且需要较多的载体填料和支撑结构,通常基建投资超过活性污泥法。③处理出水往往含有较大的脱落的生物膜片,使得出水澄清度降低。




(3)生态处理法。常见的有人工湿地、微生态滤床、人工快渗、土地处理法等。优点是生态可持续,能耗低。具有景观效果,缺点是污染物去除负荷较低,需要大片土地。

(4)其他方法。常见的有化粪池、稳定塘、沼气池等。这类方法的污染物去除能力有限,效果较差。一般用在经济较差的偏远地区或者作为预处理措施。


1.4 农村污水处理排放标准:没有统一标准,造成设计、建设、运营和监管多种问题


由于没有统一的排放标准,造成工艺和建设标准困难等问题。对工程的设计、施工、评价、验收、运营、监管也缺乏统一的技术标准规范,有的地方照搬城市标准,导致成本高、无法正常运行等问题。

标准和规范的制定首先需要统筹考虑村镇的地域性差异,针对不同地区、不同地形地势、不同地理气候条件以及经济发展水平,作对应的设计调整。其次,优先考虑资源化利用。我国水资源匮乏,应优先考虑村镇污水的处理及就地资源化利用,尤其是对于我国北方和东部的缺水干旱地区。再者,经济高效,村镇污水处理系统要投资省、运行能耗低,与村镇的经济发展水平,村民的经济承受能力相适应。工艺设计可靠稳定,出水满足排放标准要求。

考虑到农村的经济能力和运维情况,排放标准不可过于严苛。农村污水标准的制定首先要考虑的是有机物和SS,有效治理水体黑臭,不应过分的苛责TN和TP标准,实际上很多西方发达国家的农村污水处理并没有氮磷要求,排放标准制定应当因地制宜,要兼顾环境容量(受纳水体自净能力)和排放去路,以及当地社会经济等综合情况考虑。

  

1.5 农村污水处理设施运营维护水平低


(1)缺乏运维资金和管理制度,重建设轻运营。由于缺乏运维资金和有效的运行管理考核制度,监管缺位,对污水处理设施的落实情况、管理效果的好坏、水质检测和排放尚缺乏有效的考核手段,导致部分污水处理设施闲置或不正常运行。

(2)缺乏运营维护技术和人才。目前农村生活污水处理设施运营技术缺乏,管理人员多以当地村民为主,缺乏环保相关知识以及设备操作管理的相关技能,仅能负责设备的日常看护工作,难以胜任专业水平的系统维护,导致污水处理效果波动以及出水水质不达标等问题。

1.6农村污水处理建造和运营成本:投资和运营成本大,吨水电耗较高

根据生态环境部发布的《农村生活污水处理项目建设与投资指南》,因为水量偏小,同等情况下,农村污水的吨水投资和电耗、运营费用略高于市政污水厂。

      

1.7 商业模式需要创新:多种模式并举,政府、社会资本方、村民三方积极参与,解决投融资和运维难题。


污水处理作为一项长期的工程,需要投入大量资金,大多数地区的乡镇政府难以承受建设及运行费用,并没有市场化融资渠道。此外,部分地区仅靠政府财政投入,存在一定程度的重投资、轻效益现象。

发挥政府投资的引导和撬动作用,采取直接投资、投资补助、资本金注入、财政贴息、以奖代补、先建后补、无偿提供建筑材料等多种方式支持农村基础设施建设。鼓励地方政府和社会资本设立农村基础设施建设投资基金。建立规范的地方政府举债融资机制,推动地方融资平台转型改制和市场化融资,规范推广政府和社会资本合作(PPP)模式,通过特许经营等方式吸引社会资本参与农村污水处理项目,通过绩效考核支付运营费可大大提高治理效果。

加快农村污水处理设施产权制度改革。以政府投入为主兴建、规模较大的农村集中供水基础设施,由县级人民政府或其授权部门根据国家有关规定确定产权归属;以政府投入为主兴建、规模较小的农村供水基础设施,资产交由农村集体经济组织或农民用水合作组织所有;单户或联户农村供水基础设施,国家补助资金所形成的资产归受益农户所有;社会资本投资兴建的农村供水基础设施,所形成的资产归投资者所有,或依据投资者意愿确定产权归属。由产权所有者建立管护制度,落实管护责任。积极探索创新付费制度,鼓励先行先试,在有条件的地区实行污水处理农户缴费制度,保障运营单位获得合理收益,并建立财政补贴与农户缴费合理分摊机制。



1.8 农村水质水量特点


(1)由于排水卫生器具完善情况,气候降雨、用水习惯、经济条件等,各地人均排放水量差异较大。

(2)由于村民生活习惯,昼夜水量相差较大,夜间断水现象明显。其次也存在季节性、气候性及地区性差异。

(3)黑水灰水是否分开收集导致水质差别大。

(4)雨污是否分离导致水质差异。

(5)水质特点:农村生活污水浓度低,变化大;含一定量的氮、磷,水质波动大,可生化性强;不同时段的水质不同;

(6)水量特征:①一般农村的生活污水量都比较小,除小城镇外,农村人口居住分散,水量相对较少,相应地产生的生活污水量也较小;②变化系数大,农村生活污水排放量早晚比白天大,夜间排水量小,甚至可能断流,水量变化明显;③收集困难。农村生活污水一般呈粗放型排放。很多农村尚无完善的污水排放系统,污水沿道路边沟或路面排放至就近的水体。


总结

根据《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》,我国60多万个建制村中,截至2015年底,仅有22%的建制村污水得到了整治。到2020年,计划新增完成环境综合整治的建制村13万个,累计达到全国建制村总数的三分之一以上,经过整治的村庄,生活污水处理率不低于60%。中办、国办联合印发《农村人居环境整治三年行动方案》进一步提出,积极推广低成本、低能耗、易维护、高效率的污水处理技术,鼓励采用生态处理工艺。

现有已建设农村污水处理设施各式各样,地上式、地埋式、半地埋式等等样式各异。这些污水处理设备工艺各异,如MBR工艺设备、MBBR工艺设备、A2O工艺设备、SBR工艺设备等等,产品质量参差不齐。同时由于运维资金、产品质量、管理控制不到位、缺乏技术人员、无人看管等原因,已建污水处理设施正常运行,出水稳定达标的较少,大部分处于瘫痪状态。地埋式污水处理设备如设备出现故障后,不方便检修与更换。甚至设备检修时的危险性很大,易出现安全隐患;雨季易发生设备漂浮及设备间进水问题;并且长期埋在地下容易被腐蚀,寿命较短。


青岛善水生态科学研究院股份有限公司一体化污水处理设备


模块式一体化污水处理设备设计日处理污水量30-100吨,并联可处理100-1000吨污水。拥有中国船级社认证、ISO9001\ISO14001\OHSAS18001和CCC认证,达到国际一流水平。



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2、产泥量低,无需设置污泥脱水单元,剩余污泥经自然沉降压缩后可外运或堆肥处理。

3、使用寿命长:设备通体使用碳钢防腐结构,采用美国壳牌石油天然气储运罐防腐保温和绝缘技术,安全放心、使用寿命长。

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6、出水洁净:内置标配紫外线杀菌装置,处理后水质达到国家1级排放标准,且无有害菌排放,处理后实现中水回用,可用于园林绿化、灌溉等等。

7、永久运行:配置一流机电及零部件,核心机电一用一备,全自动切换,运行永不停歇,便于维护管理。

8、节能环保:设备零耗材,不用膜、不用填料、只需根据进水水质投放少量微生物。处理每吨水仅需0.6度电,并且可加装太阳能模块,动力自给自足。










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