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| 集中式污水處理廠提標(biāo)改造問題的“臨床診斷”及新型模式 |
| （時間:2018-8-31 10:37:01） |
摘要：隨著環(huán)境質(zhì)量的社會關(guān)注度不斷加大、相關(guān)法規(guī)對污水排放的標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格以及新環(huán)保法對區(qū)域水環(huán)境問責(zé)制度的建立，污水處理廠的提標(biāo)改造勢在必行。本文通過分析提標(biāo)改造實際推進(jìn)過程中面臨的水質(zhì)水量波動大、用地受限、運(yùn)行成本增加以及資金缺乏等一系列問題提出相應(yīng)建議，并從商業(yè)模式創(chuàng)新角度以知合環(huán)境發(fā)展有限公司(以下簡稱:知合環(huán)境)的生態(tài)商業(yè)開發(fā)模式為例進(jìn)行闡述，助力真正實現(xiàn)污水處理廠在我們城市建設(shè)發(fā)展過程中保護(hù)水環(huán)境的生態(tài)目標(biāo)。
隨著國家和民眾對環(huán)境質(zhì)量整體提升訴求的日漸強(qiáng)烈，以及“水十條”等一系列政策的加持，現(xiàn)行針對集中式污水處理廠出水水質(zhì)的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級A標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用的越來越廣泛，勢不可擋。甚至有些地區(qū)的集中式污水處理廠出水水質(zhì)按照更加嚴(yán)格的《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）Ⅳ類水執(zhí)行，隨之而來的污水處理廠全面提標(biāo)改造也迎來了轟轟烈烈的大發(fā)展。除此之外，需求側(cè)政策的不斷加碼，勢必帶來市場加速釋放。不難發(fā)現(xiàn)，不管“提標(biāo)”政策是否最終落地，“改造”已經(jīng)成為既定事實，但是提標(biāo)改造是牽一發(fā)而動全身的系統(tǒng)工程，涉及眾多管理部門和學(xué)科，也與上下游設(shè)施的建設(shè)息息相關(guān)，需要全盤考慮。集中式污水處理廠提標(biāo)改造工程的密集實施，與水處理先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用、工藝優(yōu)化、工程施工以及運(yùn)行管理等方面不能很好的相匹配，導(dǎo)致集中式污水處理廠提標(biāo)后的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放存在問題。目前只有著力解決好這些問題，才能發(fā)揮好集中式污水處理廠的真正作用，實現(xiàn)我國污水處理事業(yè)更好地發(fā)展。
一、提標(biāo)改造過程中面臨的困境
（1）提標(biāo)改造工程的建設(shè)資金缺乏
關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)改革的討論，無論是接近嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)，還是為達(dá)標(biāo)而投入的追加處理工藝，最終的落腳點均在“成本”二字。已有數(shù)據(jù)表明，一個污水處理廠從一級B排放標(biāo)準(zhǔn)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)的追加投資等于該處理廠原始投資成本的50%-70%。若以一座平均處理能力為40，000m3/d的污水處理廠為例，一級B污水處理廠基礎(chǔ)建設(shè)投資約為6000-8000萬元，其升至一級A需要的追加投資為3000-5600萬元。此外，由于我國大部分污水處理廠目前執(zhí)行的還是一級B或二級標(biāo)準(zhǔn)，因此升級標(biāo)準(zhǔn)所帶來的新舊設(shè)備的更換成本，特別是提標(biāo)過后，更高要求的膜技術(shù)廣泛使用所產(chǎn)生的高額運(yùn)行費用，無疑將是一筆不菲的開支。比如一級B標(biāo)準(zhǔn)要求COD從350mg/L處理至60mg/L，而一級A則把標(biāo)準(zhǔn)升至50mg/L，這不惜成本的10mg/L削減量對于環(huán)境敏感的重點封閉湖泊或許有其意義，但對于局部環(huán)境容量較大的非敏感區(qū)域，“一刀切”的大規(guī)模投入的意義值得商榷。因此，有不少業(yè)內(nèi)人士從“成本高”的角度認(rèn)為這是一項具有“市場風(fēng)險”的政策行為。由于市場前景仍不明朗，原有的生產(chǎn)線將被大量的資金投入所取代，相當(dāng)于增加了污水處理企業(yè)擴(kuò)大再生產(chǎn)的時間成本。
與高成本的生產(chǎn)投入相對應(yīng)的另一個負(fù)重前行的因素，是歷史欠賬問題長期以來，不少污水處理廠存有處理工藝上的缺陷，甚至在建廠選擇工藝時并沒有根據(jù)自身水質(zhì)情況選擇相匹配的處理工藝，而是采用直接復(fù)制模版的方式，使得污水處理歷史欠賬問題突出。因此，“改造”需要因地制宜地改造污水處理全流程生產(chǎn)線，因地制宜地治理原先不達(dá)標(biāo)污水排放而造成的水體環(huán)境污染，這將又是一筆造價不菲的成本投入。
（2）提標(biāo)改造用地受限
污水處理廠規(guī)劃用地多按照二級標(biāo)準(zhǔn)預(yù)留，規(guī)劃時污水廠大多只考慮遠(yuǎn)期需擴(kuò)建的用地，很少會同時規(guī)劃提標(biāo)改造的用地。隨著各項處理要求和處理標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，提標(biāo)改造需要的用地也十分緊張。加上污水處理廠選址時，還需要考慮周邊一定范圍的環(huán)保防護(hù)距離，設(shè)置綠化、環(huán)衛(wèi)或其他公共設(shè)施，從而導(dǎo)致污水處理廠被城市中各種建筑包圍，而提標(biāo)改造工程一般都需要在原污水處理廠的紅線范圍內(nèi)進(jìn)行建設(shè)，這給提標(biāo)改造項目的設(shè)計和施工都增加了很大的難度。特別是對于以前設(shè)計就很緊湊的集中式污水處理廠，很可能由于建設(shè)用地不足而不能采用最經(jīng)濟(jì)有效的方案，只能選擇膜處理設(shè)施這類占地小但投資高、運(yùn)行費用也高的工藝單元。
（3）污水處理廠負(fù)荷率低且受進(jìn)水水質(zhì)沖擊嚴(yán)重
相對于匹配快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程而高速發(fā)展的城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)速度，我國對于污水的來源和收集缺少詳細(xì)的規(guī)劃和充分的論證，管網(wǎng)和泵站等輔助設(shè)施的建設(shè)相對滯后，導(dǎo)致污水處理設(shè)施的設(shè)計和處理能力遠(yuǎn)高于實際運(yùn)營后的污水量�，F(xiàn)有污水處理廠的年均負(fù)荷率低于75%的還占較大比例。而考慮到目前的管網(wǎng)中，雨污分流制的管網(wǎng)長度僅占到管網(wǎng)總量的40%，在我國的南方地區(qū)，尤其在豐水期，有大量的雨水、河水進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，實際污水處理設(shè)施的負(fù)荷率可能更低。此外，現(xiàn)有的城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施還接納了部分工業(yè)污水，如果將這部分污水的負(fù)荷扣除，則現(xiàn)有負(fù)荷率勢必還要更低，已建成污水處理廠利用率明顯不足。
此外，雖然原則上工業(yè)廢水必須經(jīng)過處理達(dá)到《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》，然后才能納入城市管網(wǎng)，進(jìn)入集中式的污水處理廠。但是，由于中國目前的點源污染管理制度和手段尚未完善，工業(yè)廢水私自排放的現(xiàn)象頻繁發(fā)生。加上我國很多工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)裝置工藝較為粗放，沒有采用清潔生產(chǎn)工藝進(jìn)行精細(xì)化管理，產(chǎn)生的廢水存在濃度高、水質(zhì)不穩(wěn)定、組成復(fù)雜以及含有毒性或生物抑制性物質(zhì)等情況，很容易影響城市集中式污水處理廠的正常運(yùn)行。城市污水處理廠污水處理過程的核心是微生物的生化作用，而微生物的培養(yǎng)是一個復(fù)雜的過程，在溫度和其他適應(yīng)條件下，微生物的培養(yǎng)至少需要半個月以上的時間，所以一旦城市污水處理廠受到進(jìn)水嚴(yán)重影響，微生物會大量死亡，直接導(dǎo)致城市集中式污水處理廠運(yùn)行癱瘓。因此，如果不加強(qiáng)污染源的源控制或者集中式污水處理廠的預(yù)處理，污水處理廠提標(biāo)改造升級后，也很難達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。此外，在中國生活污水處理廠的升級改造過程中，進(jìn)水碳源的短缺已成為一個普遍問題。
（4）污水再生處理能力及回用率不高，污泥處理處置率偏低
據(jù)《2016年城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計公報》顯示，2016年我國城市再生水生產(chǎn)能力2762萬m3/d，再生水利用量45.3億m3。按城市污水處理廠1.49億m3/d的處理能力，年均負(fù)荷率70%估算，再生水處理率及利用率分別為26.5%和11.9%，而縣城污水處理廠這一比率肯定會更低。相比國外城市較高的污水處理回用率，如以色列1997年生活污水回用率就達(dá)100%，我國城鎮(zhèn)污水處理廠在該方面的表現(xiàn)差距較大。此外，全國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥總產(chǎn)量（以含水率80%計）已突破3000萬t/a。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，我國污泥綜合利用率僅有20%；在污泥處置方式中，土地填埋占比60%左右，還有相當(dāng)一部分采用的是露天堆放和簡單外運(yùn)填埋，帶來了很大的環(huán)境隱患。而且，一些城鎮(zhèn)污水處理廠要主動和被動接收工業(yè)廢水，污泥性質(zhì)可能會改變，使得污泥處理處置難度進(jìn)一步增加，風(fēng)險進(jìn)一步升級。許多媒體甚至認(rèn)為，中國投資1000億元的污水處理是為了換取“污染轉(zhuǎn)移”，80%污泥尚未得到安全處理處置。
二、應(yīng)對污水處理廠提標(biāo)改造工程困難的策略及建議
（1）科學(xué)合理地制定排放標(biāo)準(zhǔn)及其他相關(guān)政策
政府應(yīng)承擔(dān)起更大的責(zé)任及需要明確政府、企業(yè)、公眾三者在“提標(biāo)改造”過程中的角色職責(zé)，制訂出臺更加人性化的、科學(xué)的、具有實操意義的配套措施，以彌補(bǔ)我國城鎮(zhèn)污水排放處理的技術(shù)短板、資金短板和發(fā)展短板。國外關(guān)于排放標(biāo)準(zhǔn)的定義及判定方法則相對更嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)。以歐盟為例，歐盟組織形式有點類似中國的中央集權(quán)組織形式，1991年歐盟就頒布了《城鎮(zhèn)污水處理指令》（91/271/EEC），就城鎮(zhèn)污水（包括工業(yè)部門排放的可生物降解的廢水）的收集、處理、排放均做出了相應(yīng)規(guī)定。該指令除了規(guī)定年均值的限值外，還對BOD5、COD及TSS指標(biāo)規(guī)定了采樣允許不合格標(biāo)準(zhǔn)。同時，對采樣檢測不合格的項目做出了限定，BOD5、COD不合格指標(biāo)數(shù)值偏離標(biāo)準(zhǔn)不得超過100，不合格的TSS偏離不超過150，TN及TP采用年均值判定是否合格的標(biāo)準(zhǔn)�？梢钥闯鰵W盟是結(jié)合了年均值與合格率來判定污水處理廠出水是否合格的標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)制定的出發(fā)點是考慮到了城市污水的波動特性、成本收益原則以及不同指標(biāo)對環(huán)境的不同影響，清晰明確，便于執(zhí)行，值得借鑒。
（2）加強(qiáng)上游來水監(jiān)測預(yù)警
污水處理廠提標(biāo)改造以后，對于管理人員、操作人員的要求會比以前更高。一要加強(qiáng)監(jiān)測。對于進(jìn)水沖擊問題要加強(qiáng)對上游的監(jiān)測，排水管理部門必須對進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行有效的控制，防止工業(yè)企業(yè)未經(jīng)處理直接偷排，也可增加一些水質(zhì)預(yù)警裝置，盡量讓上游來水水質(zhì)水量可控。同時設(shè)計人員在進(jìn)行污水處理廠提標(biāo)改造設(shè)計工作時，也要充分考慮可能的負(fù)荷沖擊情況；二要及時發(fā)現(xiàn)及時報告。當(dāng)發(fā)現(xiàn)進(jìn)水異常時，須密切關(guān)注，停止進(jìn)水并積極調(diào)整工藝，同時及時報告上級部門，配合排水管理部門進(jìn)行排查，及時制止工礦企業(yè)異常廢水的再次排入；三要制定預(yù)案積極解決。根據(jù)區(qū)域內(nèi)各種復(fù)雜進(jìn)水情況制定計劃，并采取必要措施調(diào)整工藝和操作設(shè)備，根據(jù)預(yù)案進(jìn)行減少進(jìn)水、調(diào)整工藝參數(shù)、投加碳源、悶曝、減少曝氣量或者調(diào)整循環(huán)時間等方法進(jìn)行工藝調(diào)整，盡可能減少損失。
（3）因地制宜進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計，并從多維度吸納創(chuàng)新思維
設(shè)計單位應(yīng)在制定設(shè)計方案之前對原污水處理廠做切實的實地調(diào)研，對污水處理廠的原始資料特別是管網(wǎng)、工藝設(shè)備信息、歷史運(yùn)行狀況和數(shù)據(jù)都應(yīng)該做深入了解，根據(jù)原有用地情況進(jìn)行科學(xué)布局，尤其需要對污水廠的進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的分析調(diào)查和統(tǒng)計，對于總氮、氨氮和總磷等指標(biāo)應(yīng)充分考慮，必要時還需要在工程前期進(jìn)行試驗研究，在此基礎(chǔ)上才能形成有針對性的提標(biāo)設(shè)計方案。方案中設(shè)備選型時建議盡量選擇高效、節(jié)能、易維護(hù)的設(shè)備。設(shè)計時還需要注意的部分細(xì)節(jié)，例如遵循“順勢而為”的原則、減少治理過程水處理藥劑的添加、最大程度減少水體提升次數(shù)等。在設(shè)計提標(biāo)改造工程的同時應(yīng)配套污泥處理處置設(shè)施，確保污泥的無害化、減量化或資源化處理處置。
提標(biāo)改造不能只停留在單一的數(shù)字上，要堅持把改善污水排放的生態(tài)環(huán)境作為基本原則，改變原有低效的污水處理工藝，改變原有難以滿足巨額污水處理體量的方式方法。同時要創(chuàng)新技術(shù)手段，例如本世紀(jì)初有兩個重大的水處理技術(shù)創(chuàng)新——厭氧氨氧化和好氧顆粒污泥，它們?yōu)槲鬯幚淼倪M(jìn)一步發(fā)展提供了無限的可能性。厭氧氨氧化推翻了傳統(tǒng)的反硝化工藝?yán)碚�，可以降低能耗和碳源消耗，開辟了將廢水處理從耗能轉(zhuǎn)化為產(chǎn)能的可能性; 而具有易沉降和高生物量優(yōu)勢的好氧顆粒污泥可有效減少污水處理廠工程占地。未來廢水處理的最終目標(biāo)應(yīng)該是充分回收和利用廢水中的資源和能源。此外，應(yīng)當(dāng)發(fā)力于提升運(yùn)營效率和污水處理能力、降低投資及運(yùn)營成本，從而在驅(qū)動國內(nèi)集中式污水處理服務(wù)更好發(fā)展的同時，吸引社會各生產(chǎn)部門委托水處理服務(wù)商提供專業(yè)的環(huán)境服務(wù)，提升行業(yè)的專業(yè)生產(chǎn)盈利能力。
（4）知合環(huán)境新型的污水處理廠提標(biāo)改造模式——生態(tài)商業(yè)開發(fā)模式
知合環(huán)境是知合控股的環(huán)境投融資平臺，專注于生態(tài)、市政和工業(yè)領(lǐng)域的環(huán)境治理。知合環(huán)境具備全生命周期環(huán)保產(chǎn)業(yè)整合的服務(wù)能力及系統(tǒng)化、社會化、生態(tài)化的新思路及新模式，在生態(tài)文明的大邏輯下，挖掘生態(tài)產(chǎn)品的衍生價值，才可以實現(xiàn)它真正的價值。其中，知合環(huán)境在集中式污水處理廠的提標(biāo)改造服務(wù)方面探索了可行的技術(shù)創(chuàng)新及商業(yè)模式。
知合環(huán)境建議在區(qū)域?qū)用鏄?gòu)建內(nèi)部縱向閉合的“企業(yè)小循環(huán)”，服務(wù)對象拓展至集中式污水處理廠上游企業(yè)，為企業(yè)提供污廢水處理的源頭統(tǒng)籌治理服務(wù)，幫助企業(yè)實現(xiàn)水污染物的達(dá)標(biāo)預(yù)處理。同時，采用節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)及先進(jìn)的廢水處理技術(shù)和工藝，改進(jìn)和優(yōu)化集中式污水處理廠的整體工藝設(shè)計，構(gòu)建廢水處理動態(tài)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)源頭削減污染、過程優(yōu)化管控、資源綜合利用以及末端達(dá)標(biāo)控制等。
此外，還建議把產(chǎn)業(yè)新城集中式污水處理廠的提標(biāo)改造和區(qū)域的商業(yè)開發(fā)結(jié)合起來，打造新型的產(chǎn)業(yè)新城生態(tài)商業(yè)開發(fā)模式：通過投資治理產(chǎn)業(yè)新城區(qū)的環(huán)境質(zhì)量，尤其是集中式污水處理廠的提標(biāo)改造，全面改善環(huán)境質(zhì)量后，周邊的土地開發(fā)也由其來負(fù)責(zé)，將生態(tài)價值嫁接到土地價值，當(dāng)負(fù)面資產(chǎn)轉(zhuǎn)為正面資產(chǎn)，有收益的時候，可以用收益來反哺集中式污水處理廠的提標(biāo)改造治理費用。產(chǎn)業(yè)新城集中式污水處理廠的整治完成不僅改善了產(chǎn)業(yè)新城的環(huán)境質(zhì)量，還會推動城市轉(zhuǎn)型發(fā)展，實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)與城市發(fā)展共贏。
結(jié)語
從全局來看，由于我國的環(huán)境容量、治污基礎(chǔ)、排放量、自然水體納污能力等都不容樂觀，污水處理廠提標(biāo)改造是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，因此，一方面需要搞清需求，摸清家底，因地制宜，系統(tǒng)規(guī)劃、精細(xì)管理，不能盲目提標(biāo)改造；另一方面，也需要在國家統(tǒng)籌的前提下強(qiáng)化地方責(zé)任，加強(qiáng)地方的重視和財力支持，保障污水處理廠得到良好的建設(shè)、運(yùn)營，完成提標(biāo)升級改造；與此同時，還需要對復(fù)雜技術(shù)方案、專業(yè)化運(yùn)營更加專業(yè)的第三方治理服務(wù)主體和資本參與進(jìn)來，通過市場化提高提標(biāo)改造效率，才能真正實現(xiàn)集中式污水處理廠在城市建設(shè)發(fā)展過程中保護(hù)水環(huán)境的生態(tài)目標(biāo)。(來源:知合環(huán)境 環(huán)境研究院 劉牡 喬瑞平)
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