我国城市污水处理发展趋势
摘要:针对谈我国城市污水处理发展趋势进行了论述。
关键词:污水处理;技术;水污染控制
水污染控制技术涉及到有关水处理技术研究开发、工程设计、工程实施、设备加工和运营管理等各个方面。但是,从水处理技术市场化和产业化的观点,特别是从投资结构的划分,水处理技术 产业可以分为:a.工艺技术;b.工程和设备产业化;c. 设施运营产业化等三个部分。我国下一步主要任务是在以上三个方面进行重点发展。
1.大力发展先进的水处理工艺技术
对于我国这样一个污染严重、资源短缺,并且社会主义初级阶段的国家,先进的水处理工艺 的标准应该是适合我国国情、高效、低耗和低成本的污水处理技术。各类效率高、投入低、可达到一 定治理深度的城市污水处理新技术,对经济尚不够发达而污染亟待治理的我国,尤其是绝大多数 没有污水处理设施的17000多个建制镇,在一段 时期内都将具有重要意义。因此,迫切需要一批能 满足排放要求、处理效果好、基建和运行费用低的 污水处理新技术和新工艺。因此,国家环保总局提 出需要建立与我国现阶段国情相适应的、经济实用的先进工艺技术的示范工程,示范工程应该满足:a.吨水投资低,吨水造价应该控制在800元;b. 运行费用低,吨水运行费应该控制在0.3元以下;c. 在工程中采用国产化的设备,并且采用总承包和实施运营的机制。
达到上述目标,需要在新工艺、新材料和高新技术的应用和示范上加大力度。众所周知高效工艺可以大幅度降低污水处理的基建投资,比如目前国内延时曝气的氧化沟和SBR工艺一般在 0.05-0.07kgBOD/m3.d,与中、高曝气池负荷 (0.3-0.5kgBOD/m3.d)相差几倍甚至到十倍,这样曝气池的投资也相应增加几倍甚至到十倍。从新工 艺角度讲现有的物化-生化工艺、水解-好氧工艺、曝气生物滤池和高、中负荷的好氧工艺以及厌氧-好氧处理技术等工艺都是有希望的新工艺, 但需进一步完善。要在短期内提高污水处理率,除了制定合理可行的产业技术经济政策、加大建设城市污水处理厂的投资力度外,必须依赖技术进 步,尽快开展一些先进的污水处理工艺示范推广工作。
同样,新材料和新施工方法的利用可以降低工程造价。比如德国国外百乐卡(Biolack)技术,采用高密度聚乙烯作水处理的构筑物的防渗材料, 降低了水处理构筑物的造价。在污水处理构筑物 方面可以推广国外先进的制罐技术,如拼装式反应器。将处理构筑物设备化,以快速低耗的设备型式,成套提供城市污水处理的单元反应器设备;提高水处理设备的成套化和设备化,将完整工艺技 术、成熟自控技术、以及严格的制造技术结合为一体,设计生产具有高科技含量的的废水处理成套设备。
2 大力推进水处理技术和设备的产业化
水污染控制的实施是通过工程设施和技术装备来实现。当前水处理工程有以下特点:首先, 工程中设备和施工技术含量及投资比例不断提 高,从而反映了水处理工程技术的设备化、产业化 和市场化的趋势。我国需要建立污水处理成套设 备产业基地,建立污水处理成套设备产业基地,水 污染控制的实施是通过工程设施和技术装备来实 现,我国需要建立污水处理成套设备产业基地;其次,工程市场已由传统的承发包方式引入了国际 通用的“Turnkey”总承包的运作方式。参与这种工 程和设备总承包的“工程公司”在国际已是一个跨 行业的产业。工程公司一般是具有系统设计、工程 管理、设备集成、安装调试和运行培训的综合能力 的大型公司,我国目前还缺乏这样具有综合能力 的大型专业工程公司。
水污染控制的实施是通过工程设施和技术装备来实现。我国需要建立污水处理成套设备产业基地。对于不同规模和类型城市污水处理厂,产业化发展目标是不一样的。
2.1超大型城市污水处理厂建设
污水量≥20万m3/d这一类的城市污水处理厂在全国总共不超过100个,但是占污水排放总量的30%~50%。虽然在20世纪90年代初期和 目前正在建设的超大型项目已有一部分,由于项目的重要性和资金来源有保障,近期建设的重点 仍然是这一类的污水处理厂。根据国内外的经验 对于超大型城市污水处理厂采用的工艺大多是比 较成熟的传统活性污泥工艺,因此相关设备发展重点是大型污水处理厂的单项技术设备(特别是二 级处理相关设备)。其中包括:a.大型自动格栅除污 设备;b.各种成套除砂、洗砂设备;c.大型沉淀池刮 吸泥设备;d.高效曝气设备;e.大型污水通用机械设 备,如离心风机、污水泵等;f.大型浓缩、脱水一体化 设备;g.污泥消化成套设备;h.沼气利用成套设备;i. 配套的自控系统和仪器仪表等;j.污泥处理和处置成套设备,如堆肥、造粒装置等等。
2.2大、中型城市污水处理厂建设
由于城市污水厂污泥采用厌氧消化处理技术,污泥厌氧消化的投资占污水处理厂投资的30%~40%,并且污泥厌氧消化处理技术较复杂。这一问题一直没有达到很好的解决,我国的污泥 处理处置与利用起步晚,不论是科研开发,还是工 程实践,均远远落后于发达国家和国内需求。因此根据大、中型城市污水处理厂的特点,近期众多城市采用低负荷氧化沟和SBR工艺采用好氧稳定污泥的方法。对于中型污水处理厂的发展重点是对已基本掌握的氧化沟法和SBR等处理工艺技 术加速推广,同时要加快这几种工艺的专用设备 的国产化、规模化生产,形成从设计、设备制造、项目建设到运行管理的总体能力。形成如下设备的生产能力:a.氧化沟的曝气设备:如转刷、转盘和表曝机;b.污泥浓缩、脱水一体化设备;c.SBR工艺中的滗水器;d.SBR专用曝气设备;e.SBR自控设备。
2.3 中、小城镇污水处理厂建设
对于我国大量的中、小城镇产生的污水量≤ 5万m3/d的小型城市污水处理厂,是我国水污染 控制的重点和难点。由于我国目前还处于社会主 义发展的初级阶段。大多数中小城镇处于不太发 达的农村地区,但是其造成污染的是量大面广,是我国下一阶段三湖三河治理的重点。根据这一特点必须开发中小城镇适用的简易高效污水处理成 套技术,重点要解决城市污水处理厂的三高问题, 即投资高、电耗高和运行费用高。以水解-好氧生 物处理工艺、曝气生物滤池等为代表的低耗、高效 工艺可以满足这一需求。因此对于小型城市污水 处理厂需要作如下工作:a.适用的简易、高效城市 污水处理装置成套化;b.简易高效城市污水处理装 置的全自动化;c.污泥堆肥、造粒制肥技术成套化。 3.大力鼓励水处理设施运营产业化
根据污水处理厂建设投资估算,今后城市污水处理厂的运营费用逐年增加到2010年可以达 到40亿元/a。污水处理设施的运营产业化涉及两 个层次的问题,其一是传统的技术服务的范围不断扩展。由于环境法规健全和执法力度的加强,对于水处理设备运行的达标率和完好率要求更高, 因此技术要求的时效性不断加强;同时随着社会主义市场经济的发展,BOT方式的引入在水处理 领域也会逐步打破传统甲、乙方概念,产生甲、乙 方角色互换,导致了类似于物业管理型的技术服务需求。这对技术服务提出了更高层次的要求。因此,技术服务范围的扩展、要求的加强和形式的更新等一系列变化,导致技术服务市场内涵的扩大。
其二是随着甲、乙方角色互换,资金筹措方 式的发生了改变。计划经济导致目前绝大多数污水处理厂的现状是:由政府投入巨额资金或利用 外国政府贷款建设,建成后多为事业单位编制,运行经费由政府有关部门核定拨给,相当一部分污 水处理厂运行费用严重不足。这使污水处理厂的良好运行、投资回收、资金还贷等没有保证,甚至出现了即使“有钱建”也“无钱养”的局面。
采用BOT投资方式有利于降低工程投资,提高污水处理厂的运行管理水平,同时还能大大减轻地方政府的经济压力,并加快基础设施建设步伐,满足全社会对公共工程和基础设施的需求。金融业也进入了水污染控制市场,今后各种基金、上市公司、投资公司和银行将加速投入这一市场,在将加剧这一市场的竞争,但是同时无疑会促进水 污染控制市场的成熟和发展。因此,水污染控制市 场具有设备化、专业化、资本化和开放性的特点,从事水污染控制的研究、设计和生产部门要适应这种产业化形式。
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