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改造管网比单纯将污水处理厂提标改造到准Ⅳ类更高效

北极星环保网来源:给水排水 陈玮等2018/7/11 8:56:24我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:污水处理 提标改造 城镇污水处理

2.2投资效益分析

基于前述研究结果,对改造污水处理厂和改造建设污水管网的资金投入情况进行简单估算,估算投入不包括征地、拆迁等相关费用。

对于城镇污水处理厂从一级A提标到准Ⅳ类,按照平均单位水量投入500元估算;从一级B提升到准Ⅳ类,按照单位水量投入1 000元估算;从二级及其他排放标准提升到准Ⅳ类,按照单位水量投入1 500元估算。

对于改造管网的费用从几个方面考虑:一是对现有的合流制管网采取雨污分流、合流制溢流污染调蓄与处理控制措施,按照《2016年中国城市建设统计年鉴》,对现有城市、县的159 735 km合流制管网进行改造,按照《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》确定的合流制管网改造单位投资175万元/km进行估计;二是对建成时间超过30年的老旧管网进行改造,包括原位修复、局部更换等,这部分任务量和投资在《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》已有体现,总长度27 708 km、单位投资约180万元;三是现有雨污分流管网的查缺补漏、质量提升,针对正在服役的管网进行查缺补漏,封堵漏点、改造错接等,由于缺少管网质量情况的统计数据,暂按《2016年中国城市建设统计年鉴》城市、县的312 112 km雨污分流管网的30%需要改造考虑,主要以原位修复为主,按100万元/km估算。

理想情况下的城镇污水处理提质增效投入分析结果如表6所示。

污水处理厂提标改造

根据估算结果,不考虑工程可行性和实施期限的前提下,污水处理厂全面提标到准Ⅳ类,投资需1 557.5亿元,折合污染物削减能力费效比(提升单位污染物削减能力的投资额)为,COD 33.0亿元/(万t/年),氨氮242.2亿元/(万t/年)。改造污水管网、提升收集效能的总投资是4 230亿元,折合成COD削减能力费效比是5.85亿元/(万t/年),氨氮19.8亿元/(万t/年)。

技术路线选择的思考

尽管许多地方也都认识到水环境改善必须要抓好“控源截污”这个关键环节,“控源截污”的核心在于做好污水收集,但污水处理厂提标改造到地表Ⅳ类仍然愈演愈烈,甚至连财力较为薄弱的部分西北地区都要以准Ⅳ类作为污水处理的排放标准。之所以产生这样的现象,笔者认为有以下几个原因:

一是没有抓住问题的关键环节。水环境治理是系统工程,系统工程不能用单一的工程思维和末端治理思维去考虑问题。污水处理的最终目的是水环境质量的改善,如果不能把污水产生、收集、处理、回用从全系统、全环节考虑,并和最终水环境质量挂钩,就可能过分强调某一个环节从而走向极端,高投入最后很可能会导致“就水论水、事倍功半”。

二是想当然地看待城镇污水收集、处理工程体系。理论上,传统的城镇污水收集、处理模式如图2所示。然而在现实中,特别是地下水位高、河网丰富且管网系统质量不高的地区,污水收集处理体系是“四水合一、首尾联通”的,原本“一夫当关万夫莫开”的污水处理厂往往被“短路”(如图3所示),发挥的作用大打折扣。加之管网属于地下工程,渗漏、混接、倒灌等问题难以及时发现。如果把资金投入和技术重点都关注在污水处理厂,无疑是“只见树木、不见森林”。

污水处理厂提标改造

三是标准的导向值得商榷。我国的污水处理标准随着经济社会发展不断提升是必要的,过去的排放强度导向也发挥了重要作用,但随着经济社会发展、污水处理水平已经到了新的阶段,标准提升的思路不应再重复排放强度导向、全国“一刀切”,更应注重“分类分区指导、环境质量倒逼”的思路,例如可借鉴美国采用的最大日负荷量TMDLs(Total Maximum Daily Loads),按照水环境可接纳的最大日污染负荷总量,反推各类工程措施的治理要求、确定排放标准。

对策和建议

4.1建立水环境治理的系统思维

当前水环境治理的复杂性、艰巨性,都决定了工程技术人员要尽快从传统的“末端治理”转向“源头减排、过程控制、系统治理”。在源头减排上,应运用海绵城市理念,从建筑小区、道路等雨水产汇流入手,一方面,尽可能将雨水原地消纳、滞蓄、利用,减少雨水进入合流制管网的水量,就能降低合流制管网溢流频次,减少污染;另一方面,将雨水带来的大气湿沉降、冲刷路面等城市面源污染,尽可能在源头消纳,减少进入水体。

在过程控制上,应把管网质量的改善作为重中之重,持之以恒地推进,既要防止污水“跑冒滴漏”进入环境,也要防止外水倒灌“鸠占鹊巢”。在系统治理上,应紧紧把握水环境改善这个“初心”,多专业协同、全环节考虑,从城市规划时就要保护好城市生态本底,先“梳山理水”,再“造地营城”;城市建设中要统筹考虑建筑、道路、园林绿地、污水收集处理、河流水体等,系统建设,避免“头疼医头、脚疼医脚”;在管理上要提升精细化水平,推动水环境治理从“工程导向、简单粗暴”向“效果导向、精雕细琢”转变,从高速度发展向高质量发展转变。

4.2管网改造应作为污水处理提质增效的核心内容

管网的改造是长期性的,难以一蹴而就,但要充分认识到管网对于污水收集的重要意义,并作为水环境治理的核心工作常抓不懈。对于南方河网地区,管网改造的重点是防地下水渗漏、防河水倒灌,特别是要谨慎采用沿河敷设大规模截流干管的方式;对于北方缺水地区,管网改造的重点是堵漏,防止污水外漏污染土壤和地下水。

此外,一些城市热衷于造坝拦水、抬高城市内河水位以营造景观,在制定排水与污水处理技术方案时,要认真分析人为抬高河道水位可能造成的污水管网倒灌等问题。

4.3污水处理厂提标应因地制宜

城镇污水处理厂的标准不能盲目提高,要认真分析水环境治理的目标和需求,逐步建立以水环境容量倒推污水处理排放标准的思路。对于具有土地空间、具备建设人工湿地等自然生态处理方式的地区,应鼓励将污水处理厂尾水经自然生态处理后达到准Ⅳ类,并作为生态景观用水加以利用;对于经济发达、干旱缺水、环境容量低、技术力量强的地区,可将污水处理厂排放标准直接提升到准Ⅳ类,并用于河道景观、生态补水、市政杂用、工业用水等;对于经济实力强、水资源丰富、水质型缺水地区,可在综合分析污水处理厂提标、管网系统改造的技术经济性基础上,多管齐下,“厂、网、河”全方位提升;对于经济实力薄弱地区,应把近期工作放在污水管网“控源截污、查缺补漏”上,全面摸清污水管网状况,而不应盲目地把污水处理厂提标到准Ⅳ类放在优先位置。

微信对原文有删减。原文标题:基于产污系数法测算城镇污水处理系统的主要污染物削减效能提升潜力;原文作者:陈玮、徐慧纬、高伟、赵晔、程彩霞、张晓亮、梁雨雯;作者单位: 住房和城乡建设部城乡规划管理中心、中科院地理科学与资源研究所、住房和城乡建设部信息中心、中国市政工程华北设计研究总院北京分院。刊登在《给水排水》2018年第7期。

延伸阅读:

【干货】污水处理厂类IV、类III水提标改造工艺技术路线大讨论

达到地表水四类回用要求 AA/O工艺该如何提标改造?

MBBR在准IV类提标改造中的应用与思考

城市污水处理提标改造工程中两种常用的反硝化滤池介绍

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