時間: 2018-08-27 09:24
來源:
作者: 王凱軍
另外的不同體現在:國外主要控制的污染物是大腸桿菌,而在我國以環境質量導向為前提下,控制的不僅僅是大腸桿菌,還包括COD、總N、總P。涉及到雨水問題,第一,初期雨水濃度高于排放標準;第二,混合雨水濃度也高于環境質量標準。所以無論是初期雨水還是混合雨水在我國現在的標準體制下其實都是污染。他假設旱流時污水高、中、低情景下,通過測算得出,無論根據《室外排水設計規范》條款中截流倍數宜采用2~5的要求,即便在高達將近10的截留倍數下,溢流污水濃度仍然不能滿足水環境的要求(特別是氮、磷)。對比國際經驗,美國將雨水納入了污染排放控制目標,污染物控制目標是要將雨水處理、溢流總量控制納入污水處理綜合考慮,同時結合綠色基礎設施,在線和離線的儲存,而非單一方式解決。
重廠站、輕管網建設思路的系統性惡果突顯
王凱軍指出,我國管網一直存在滲漏、破損等問題,導致產生低濃度污水的問題。數據顯示,居民區產生的污水污染濃度較高(COD、SS等),而經過泵站之后污水濃度降低了,最后到達污水廠濃度降得更多,這說明我國管網存在很大的問題。對全國環保監督監察的5000多座污水廠進行統計,幾乎60%污水廠COD進水濃度在150mg/L以下,這給后期污水處理帶來了非常大的難題。王凱軍介紹,對比國外做法,新加坡做得很好,它的旱季雨水幾乎一滴不流,分流制建立得非常完善,其污水廠進水COD濃度約500mg/L。目前我國只北京與之濃度接近,而通過計算得出,上海、廣州、天津、北京與新加坡COD 損失率分別為41%、59%、37%和17%。王凱軍指出,這其中隱含兩大問題:第一,雖然住建部統計我國城市達到了80%的污水處理率,而其分母是什么?按照這個統計來講,幾乎50%以上沒有納入管網,因此才產生現在的黑臭水體;第二,考慮我國各地區人均排放相近,那么出現低濃度污水的原因是,大量的地下水和雨水造成了稀釋現象。
王凱軍指出,雨水和污水管網的問題已經到了非解決不可的地步。而解決的方式是什么?建分流制的管網,進行雨污分流,還是其他方式?通過對全國到現有55萬公里管道的統計來看,我國形成了一萬億固定資產,城市處理廠就形成了三千億左右固定資產。從一般經驗來看,污水處理廠投資占管網投資約1/5到1/3,但若要考慮拆遷等問題,可能管網投資在10倍以上。所以我國現在要建分流制的管網,是污水廠的10倍以上,這一條技術路線可行不可行?它的投資效益到底如何?能否解決城市水環境問題?
針對上述問題,首先來看分流制的解決方案。王凱軍介紹,國際上,合流制大部分在19世紀得以解決,黑臭水體是國外一些國家100年前所面臨的問題。其合流制管道截留倍數在10到20以上。此之后,還出現合流制的溢流問題,那么用什么方式解決?美國首先提出了用綠色基礎設施的方式解決,后來綠色基礎設施形成了低影響開發,是解決5%到20%的溢流量。目前的截留制與完善的合流制之間存在很大的差異。下一個問題是綠色基礎設施,即海綿城市方案。
王凱軍指出,《海綿城市建設技術指南》里提到海綿城市要解決70%的雨水問題,統計顯示,海綿城市每平方公里投資額約1.5億~2億,而每平方公里大約能達到處理幾千噸污水的效率。這種工程化的海綿城市飽受爭議,海綿城市設施在某種程度上是背離了習總書記最初提出的“優先考慮更多利用自然力量排水,建設自然積存、自然滲透、自然凈化”方式。王凱軍表示,我國恰恰采取了一種較為不優的策略,即海綿城市方案。對比來看,大、中城市實行分流制分別需要十億至百億的投資,而合流制只需上億至十億的投資額即可得以解決,而相比之下海綿城市卻已達到百億和千億級規模。對比發現,這三種投資序列最優的是合流制雨水處理方案。
并且,我國目前為止仍有相當大部分污水廠的負荷率在50%到60%左右,存在相當大的處理能力沒有發揮。如果能解決沉淀的問題,利用這些富裕能力,當前污水處理廠可以處理現有量4倍的雨污水;有條件的污水廠如果修建雨水存儲池,可控制80-90%的徑流總量。王凱軍表示,合流制改造方案按優先序排列為:一是利用末端雨水儲存池,二是最大程度地利用污水廠改造設施,三是Online雨水儲存換和處理措施,最后是綠色基礎設施措施。而國際上來看,如美國在10%到20%溢流量情況下,采用綠色基礎設施所需投資額最大,其次在線存儲和離線存儲相結合的方式,其所需投資額也相對較低。
借用國際經驗方面,王凱軍介紹,歐洲將執行更加嚴格的標準,該標準下總氮提升至2.2 mg/L、總磷則達到0.1 mg/L,其采用后處理、側流厭氧液化這兩個方式來解決提標問題。面對一級A提標改造,我國采用化學除磷和MBR或反硝化濾池才可達到排放標準,而若要達到地表Ⅳ類水,所需工藝更復雜、投資額將更大。
王凱軍指出,相較國際上的做法,我國污水處理工藝在設計、運行、管理等環節存在系統性缺陷。與此同時,在此基礎上,國外一些國家增加了節能減排的新要求,一些國家即將實行磷回收。歐洲在上述領域已進入設施階段,完成了工業化戰略布局,相比之下我國又落后了十年以上。王凱軍表示,由于污水處理的系統性缺陷,導致我國在節能減排、溫室氣體削減、資源回收等方面差距逐漸拉大,漸行漸遠。
王凱軍進一步提出,如果十年前我們談低碳社會,下一步將發展為推動低氮社會。在整個污水處理的循環過程中,至關重要的一環—氮回收,國際上將其列在十大重大問題的第二條,人類面臨氮磷的問題非常大,而我國在這方面有著非常大的回收潛力。污水中回收氮替代氮肥的潛力占10%,相當于節電500億度,或全國電耗的3%。總回收潛力30%以上,占電耗10%以上。王凱軍表示,正因為關注到這一問題,他的團隊進行了相關氮回收研究工作的部署,成立了氮素去除/回收單元的研究團隊,并取得了初步的氮回收技術突破。
編輯: 趙凡