集中式和分散式:汙水治理的有益互補

2020-12-01 中國水網

核心提示

在水汙染治理方面,汙水處理可分為集中式、分散式。前者是絕大多數城市的選擇,用於收集和處理大流量汙水,能夠可靠地、高效地管理和控制汙水處理的運行;而後者最大的好處是適用於不同程度的現場條件,可便捷、快速地實現汙水處理,並且投資和維護費用都不大。孰優孰劣,兩種處理模式的爭論一直存在,但在江西、廣東等國內省份城市以至國外城市中,積極實施並發揮顯著效益的兩種汙水處理模式,已使得二者的互補取得了相得益彰的良好社會和經濟效果。

水汙染之痛

國務院促發展保增長的「十大措施」中,將加大環保投入作為4萬億元投資的重點之一,包括加大汙水處理和固體廢物處理等環保項目的投資。國家環保部部長周生賢表示,今後3年,還將籌資1萬億元用於水汙染治理等環保重點工程項目。

2月19日,住房和城鄉建設部副部長仇保興指出,未來2-3年,中央將投入900億元用於汙水管網設施建設、再生水利用、汙泥處理設施和飲用水安全保障方面,由此可帶動社會投資3000億元以上。

據住房和城鄉建設部城建司一位負責人介紹,地方政府曾在5天內申報了500座汙水廠。今年,多個省份又提出了「縣縣有汙水廠」的建設計劃。

而據上海濟邦諮詢公司一位研究員分析,由於建廠容易、管網配套難,汙水收集難、運行成本高等因素影響,目前全國1400多座汙水處理廠中,有一半處於半開工狀態,有些地方甚至出現一年投入幾億甚至幾十億,汙水治理難見成效,同時,還造就了許多「曬太陽工程」甚至抽河水處理的怪現象。比如,南昌市的象湖汙水處理廠設計處理規模為20萬噸/日,但目前實際日處理汙水量僅為4-7萬噸。

一方面是汙水廠越建越多(全國現有1400多座汙水廠中,近3年建設的近1000座)、而已建成的汙水處理厂部分卻被閒置「曬太陽」,一方面是水環境仍在惡化、水汙染狀況日益嚴重。

深圳水資源緊缺,存在水質型缺水和水源性缺水的嚴峻局面,保護水環境和有限的水資源顯得尤其珍貴。但不容樂觀的是,隨著經濟的高速發展,深圳市水環境汙染卻日趨嚴重。主要飲用水源地汙水沒有得到全面、徹底、有效根治,同時,全市310條大小河流中大多數河流汙染比較嚴重,觀瀾河、茅洲河、新洲河、布吉河、龍崗河、坪山河等一些流經城區的河流中下遊發黑髮臭,水質劣於國家地表水5類標準;各街道辦及社區(村)地域汙染源呈現分散布局、規模小、隨機性等特點,難以監管或監管成本高,呈現面源汙染嚴重。

汙水治理模式之爭

有專家認為,問題的癥結就在於我們現行的集中式汙水處理這種治汙總體思路不能全面有效地解決問題。當前,應該將汙水處理廠「化整為零」。

事實上,在推動中國水汙染治理方面,集中式汙水處理模式和分散式汙水處理模式的優劣,不論在政府決策層面,還是在民間的專家學者層面,交鋒一直就沒有停止過,雖然中國主流的汙水處理大多採用管網集中收集、汙水廠集中處理的集中式汙水處理。

從大的概念上看,汙水處理可以分為集中式汙水處理和分散式汙水處理處理。集中式汙水處理系統一直是市政工程中的標準管理系統,也是絕大多數城市的選擇,用於收集和處理大流量廢水,而分散式概念在上個世紀末才開始受到人們的注意和研究。

分別鍵入集中式、分散式汙水處理模式,搜索百度和谷歌網頁,分別得到兩組數據:15800項、6440項,168000項、52300項。

贊成集中式汙水處理模式的觀點認為:汙水集中處理的優點較多,除了可以收集和處理大流量的汙水外,最重要的是處理廠能夠可靠地、高效地管理和控制汙水處理的運行。而且,許多人也認為大規模處理廠與大量的小型處理廠相比,基建投資和運行費用也少。而目前多數城市再生水推廣力度不夠,沒有一個利益機製作為引導,再生水用途不廣,這使得分散式處理設施失去了最大的賣點。

贊成分散式汙水處理模式的觀點認為:分散式汙水處理設施最大的好處是適用於不同程度的現場條件,能夠就地實現汙水處理,出來可以使用的中水,並且投資和維護費用都不大。而集中式汙水處理存在汙水收集難、管網投資高、佔地面積大和施工不便等突出問題,治理成本高、周期長,從而嚴重製約了汙水處理率和COD減排量。

治汙思路之變

今年初,南昌市向環保部和城鄉建設部申請「採用集中和分散相結合方式收集處理生活汙水」,此舉意味著分散式治汙在我國正式破題。如能獲批,將是中國首個試點城市。

那麼,在汙水處理模式上,集中式和分散式,二者之間是互相排斥還是互為補充呢?

倡導「助推節能減排,締造綠色家園」的深圳金達萊環保股份有限公司認為:分散式汙水處理及回用集成技術已經成為集中處理方式的一種有益而必需的補充措施。

全美資企業阿科蔓控股有限公司CEO麥何暉認為:總體來說,短期的汙水分散治理,以及未來汙水集中處理的長短期兼容思想,應該被寫進一個區域的汙水處理廠建設長遠規劃裡。具體而言,在汙水廠建設規劃裡,對未來集中式汙水處理廠的工藝選擇,應選擇與分散式模式可以兼容的工藝,以便暫時用在分散式治理工藝裡(如穩定塘)的人工「基質」,可以被用作集中式汙水處理廠的填料,以最大限度地減少重複建設的資源浪費。

自荷蘭留學歸來的北京建築工程學院可持續環境生物技術研發中心教授郝曉地認為:分散式汙水處理技術絕對不是對集中式汙水處理技術的否定,而是一個補充。對於類似北京這樣的大城市,採用集中式明顯優於分散式處理技術,但對於那些鄉鎮一級的地區,尤其是小城鎮、廣大農村地區更適合發展分散式汙水處理技術。

深圳市水質檢測中心的宗棟良認為:汙水的分散處理和集中處理是汙水處理的兩種不可缺少又不能替代的形式,兩者之間存在互補關係。堅持分散處理和集中處理相結合的原則,構建中心城區以集中處理外排為主,郊區以分散處理排放為主的方式,可能將成為深圳提高汙水處理率甚至河流綜合治理效率的發展趨勢。

事實上,南昌市4座汙水處理廠足以完成南昌市汙水處理。但由於建成設備運行效益不高,南昌已建成的汙水處理廠存在管網收集汙水不足、汙水濃度不高等普遍性問題。為此,南昌市決定以集中式汙水處理為主,配以分散式的汙水處理裝置,對汙水難以收集、收集率不高的地區進行改造。據了解,南昌市初期準備投資2.46億元,建成日處理5.11萬噸的分散式汙水處理裝置。

在日本和德國等發達國家,50%的汙水處理,採用了分散處理模式,而整個國家的汙水治理,則採用分散式與集中式治理模式互補的模式,並將汙水治理由單一的達標向水資源綜合利用轉變,有效緩解了「水危機」。這之於我們當前正著力推行的節能減排工程、實現水資源可持續利用目標,應該有很大的借鑑意義。

一種不可或缺的互補

目前,深圳市主要依靠建設集中式汙水處理廠來處理城市生活汙水,截至2007年底,我市建成集中式汙水處理廠17座,處理能力251萬噸/日,汙水管道2245公裡。為徹底、全面治理城市水汙染,我市規劃到2010年底,全市要建成28座汙水處理廠,總規模422萬噸/日;汙水管網總長要達到4000公裡以上,汙水管網覆蓋率達到70%;城市汙水處理率達80%,其中中心城區達到95%,發展中區域達到80%;汙水再生利用率達到20%以上,水環境達到根本性改變。

針對集中式汙水處理模式中的汙水難以全面收集、不易進行中水回用、長距離輸送存在管網滲漏等問題,有關專家學者提出,在集中式處理為主的同時,採用分散式處理進行補充,完善我市汙水治理思路。

專家認為,採用分散式與集中式治理模式相互補充、汙水治理由單一的達標處理向水資源綜合利用方向轉變。分散式汙水治理模式,即汙水就地收集、就地處理和就地回用,無需新建排水管網和中水回用管網,減少了投資。採用分散式和集中式相結合的模式,是實現「全收集,全處理」的有效解決方案,有利於提高深圳汙水處理率、加快城區水環境的改善。若進一步將處理後的中用作為市政用水,可解決本市20%的供水需求,大大減少水供應緊張的局面。

目前國內出現了多種形式的分散式汙水處理技術,如人工溼地、生物濾池、土地滲濾和生態塘等,但由於這些方法大都存在著佔地面積大、管理不方便、處理效果不佳、缺乏標準化生產、質量不穩定等缺點而無法大範圍推廣。因此,專家建議,選擇性能穩定、品質可靠的分散式汙水處理及回用技術,並在全市分散排汙點大力推廣。

深圳觀瀾的有益創新

最近,在觀瀾版畫村工作生活的藝術家們不用再聞版畫作坊後面那條小河道的臭水味了。清澈的河水、水池中自由自在的小魚兒,讓勞作一天的藝術家們和參觀的遊人欣賞到版畫村的另一種風景。

這是觀瀾街道辦在推進分散式治理模式上作的有益探索和嘗試,而帶來小河道水環境變化的就是位於版畫作坊後面的一個汙水處理設備——「金牌中水器」。

這個金牌中水器由該街道建設工程事務中心與深圳市金達萊環保股份有限公司合作建設的分散式汙水處理及回用試點,這個佔地只要20平方米的罐體中水器可以解決觀瀾版畫原創基地每天100多噸的生活汙水處理難題。

在這個充滿藝術氣息、交織著版畫現代美與老客家村落古典美的地方,採用半埋地方式安裝、閃亮著環保綠與自然綠交疊的「金牌中水器」也是一個現代汙水處理高新技術與美的結合,它是一個汙水處理的高度集成化設備,而一體化的密封設計也使它在工作時幾乎聽不到一點噪音,保持著版畫村中的那份唯美與寧靜。

「這個設備佔地小,只需要20平方米土地就行,而且是GPRS遠程監控,不需要人看守,出水COD小於20mg/L,可完全回用來灌溉或養殖等。」金達萊公司業務負責人說,最重要的是,這種新型分散式中水器成本小,噸水投資只要4000元左右,相比建汙水廠和管網的投資(噸水約1萬元),可謂省之又省。

這位負責人稱,金牌中水器是處理高效、能耗低、操作管理簡便、效果穩定的一體化汙水處理及回用設備,進水直接取自版畫村農田邊的汙水溝,僅在半個月內處理達回用標準,出水非常清澈,還養著金魚。該設備的使用有效改善農田邊汙水溝的水質狀況,改變了版畫村附近的農民用汙水灌溉的現狀,給他們帶來了更加安全的農業用水。據了解該設備佔地小(為集中式的10~20%)、比同類產品節能(30%)、運行費用低(0.3-0.5元/噸水)、上馬快(1-2個月)、出水效果好(COD低於20mg/L)、利用GPRS遠程監控(無人值守)。

觀瀾街道建設工程事務中心主任鬱向東說,該設備在版畫村等地的成功應用得到當地政府的高度認可,並已在觀瀾街道辦進行實質性的推廣和應用。他表示,這種新型的分散式汙水處理及回用設備可以使沒有汙水管網或者地下管網年久失修的地區實現汙水分散化處理。

據悉,這是深圳市第一處使用此新型分散式汙水處理及回用設備的地方。鬱向東表示,這種新型設備的使用,可以大大緩解觀瀾地區的居民分散汙水難以集中收集處理的難題。更重要的是,這種新型分散式汙水處理及回用設備對目前深圳市全面開展的治汙工程有著特殊的意義。

事實上,怎樣從源頭上堵截和治理遍布沿河流域的眾多而散亂的汙水排放點,是深圳市河流汙染治理工程的重點。目前,我市河流治理採取的是綜合整治的方案,在河床上建設沿河截汙幹管,集中收集沿河汙水後,再將汙水送到汙水處理廠集中治理。

此外,深圳市還在沿岸的大小汙水點源頭上建設一些分散式汙水處理設施,以實現源頭治汙。比如觀瀾河人工溼地以及其他新型汙水處理及回用設備等一些分散式治汙設施開始建設。這種點面結合、集中與分散互補的辦法,相信可以取得前幾年治汙工作所難以達到的效果,而一直致力於能耗要更少、佔地要更小,投資要更省、出水要更優,施工要更快、操作要更簡,效益要更大、運轉要更強的金達萊環保股份有限公司及其金牌中水器,相信在深圳、在全國的汙水治理中,在更有效推進水環境好轉中,也能更好地助上一臂之力。

日前,深圳金達萊環保股份有限公司又傳出了喜訊,其全資子公司江西金達萊環保研發中心有限公司開發的「低耗能高效城鎮汙水汙泥同步處理技術4S-MBR」(膜生物反應器簡稱MBR)項目日前通過了江西省科技廳組織的專家驗收。該項目依託原創的特性菌MBR工藝,實現了「汙水汙泥同步、處理回用同步、脫氮除磷同步、節能高效同步」。與常規MBR技術相比,在投資相當的情況下,4S-MBR技術基本不排放有機剩餘汙泥,並且處理效率高、佔地面積減少50%左右,節能50%以上,出水可直接回用。

據了解,「十一五」末,我國將新增建設1000座汙水處理廠,新增汙水處理規模3000萬噸/日,新增外排汙泥量約10萬噸/日,亟需一種汙泥產量少、運行能耗低的汙水處理新工藝。

金達萊公司研發的該技術契合了這種技術需求。來自中科院、清華大學等專家組成的鑑定委員會認為,該技術先進、成熟、創新點突出,達到國際領先水平,具有廣泛的推廣應用前景。目前,該技術已成功應用於50餘項城鎮集中或分散式汙水處理與回用工程,出水水質優於國家排放標準,在實現水資源循環利用上打造金達萊的金牌夢想。

編輯:張倩

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