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美麗鄉村—農村污水治理:把錢花到點子上

2019-10-17 16:12:02 小威環境(北京)科技有限公司 閱讀

如何能夠少花錢,治好水,對于農村污水處理來說是真正的難題。由于農村污水處理不能直接套用城市污水處理技術,所以真正的著力點就需要從污水處理標準上實現突破。一方面要降低經濟成本和技術難度,另一方面要抱有目的性針對解決,才能真正解決農村污水處理問題。

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污水處理涉及建設與運營兩個方面。根據“建得起、用得好、管得了”的目標導向,其難易程度通常體現在特定的邊界條件,如當地社會經濟狀況、環境容量及敏感程度等,需對污水處理項目的技術性與經濟性作出取舍,以確保工程的長效性。

單純就技術而言,目前我國的污水處理技術足以滿足任一預期的處理深度要求。因此,“難”不在技術,而在于需以有限的經濟能力應對無限的處理標準。而更多的情況下,則表現為主觀體驗對客觀現象的一種感受,即排污或治污要從過去的不花錢轉為要花錢、甚至要花很多的錢。

如何“少”花錢,是真正意義上的技術“難點”

在國家強化水環境整治力度的大背景下,關于農村污水處理目前在理念上存在兩類誤判。一是在管理層面,認為污水處理標準越高越好,二是在認知層面,認為城市污水處理技術復雜,“難”用于農村生活污水處理。由此直接導致了農村污水處理的“難”度感,也為各類形形色色的環境偽技術的存在與大行其道提供了一定的社會空間。

那么,農村污水處理究竟“難”在哪里?技術性與經濟性到底該如何取舍?要回答這一問題,不妨從環境污染的成因談起。

污染環境是一個不耗能的自發反應。而作為其逆反應,凈化環境則是一個耗能過程。在無人為干預的自然條件下,當單位時空內接收的太陽能(光合作用產氧)滿足所收納污染物的降解需求時,環境可以通過自身所具有的生化、物化等生態功能得以“自凈”,對應可受納污染物的量即為“環境容量”。否則,環境將會由于污染物累積而受到不同程度的污染。換句話說,環境之所以被污染,是因為自然條件下的生態環境容量有限。

由此可得出三個結論:一是去除污染物是一個耗能的過程,降解單位重量污染物存在一個理論能耗。所謂的“無動力”處理工藝是不存在的。二是環境的自凈能力取決于系統可資利用的時間和空間。環境污染的根本原因在于相對于所收納污染物的量而表現出的時空不足。因此,所謂的純“生態”環境技術也是不存在的。由以上兩條得出的第三個結論是:涉及工程化(效果必須穩定達標)的污水處理項目肯定是耗能(或花錢)的,至于量的多少,則取決于處理的深度與工藝的優劣。因此,“花錢”不是“難”的理由,如何“少”花錢,才是真正意義上的技術“難點”。

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決定難易程度的是污水處理“標準”

生活污水中污染物以有機物為主。工程實踐證明,對于這類污染物,綜合成本最低、應用范圍最廣、且最為成熟可靠、可穩定達標的處理工藝,只能是以活性污泥法或生物膜法為核心的污水生物處理工藝。生活污水生物處理技術的主要工藝原理是人工調控污水凈化系統中的生物保有量和能量的輸入量(曝氣充氧),既師法自然而又超越自然,屬環境自凈過程的加強版,其凈化深度與能量的輸入直接相關。

與污水處理深度度相對應的,是排放標準。農村污水廠(站)的污染物排放標準,通常由當地環保主管部門根據國家法律法規、受納水體重要性、環境容量、污水資源化利用等因素提出排放要求。由于缺乏國家標準,實踐中最常用的做法是參照《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918),其中的污染物基本控制項目主要是化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)和懸浮物(SS)。實現去除這些污染物的技術途徑可分為生化和物化兩個階段,由具有特定功能(降解有碳、除磷脫氮、去除懸浮物等)的處理單元組合形成繁簡程度不同的處理流程,以實現特定的技術目標。而這一特定的技術目標(排放標準),正是決定農村污水處理工程實施難易程度的關鍵所在。由下圖可見,處理標準越高,處理流程越復雜,處理成本越高。

生活污水典型處理流程

以南方某城市污水廠為例,為達到一級A標準中對TN的要求,額外的碳源投加量(可理解為BOD的量)多達60——90mg/L,有時甚至超過進廠原污水的BOD濃度。顯然,這種處理方式在農村是難以保證其長效性的。同樣,對于TP,要穩定達到一級A標準要求,需輔以化學除磷,這在農村也不乏為繼難度。從經濟上分析,污水處理標準所對應的投資邊際效應,隨標準的提高而顯著降低,即為降低單位污染物濃度而增加的投資及運行成本,將隨污染物濃度的降低而陡升。換句話說,在污染物去除總量相同的前提下,與其提高處理標準,還不如提高污水處理普及率(增加污水處理總量)。因此,除觀念上難以接受“排污”還要花錢的現實外,農村污水處理的“難”是相對的“難”,而不是絕對的“難”。決定難易程度的因素不是技術,也不是經濟,而是標準。

綜上所述,相對由于農肥農藥而產生的農村面源污染,農村生活污水對環境的影響究竟有多大?同時考慮到農村污水還田的可能性,農村污水處理是不是一定要執行高的排放標準,尤其是對氮、磷污染物的控制,很值得探討。筆者認為,當不是由于政策要求或受納水體(環境)的敏感性限制,農村污水處理標準的確定,應綜合當地水環境質量、污水排放去向或利用的可能性等關鍵因素,且宜低不宜高(如一級B或更低)。只有降低了技術難度和經濟成本,才能確保農村污水處理項目的可普及性和長效性。簡單套用城市生活污水處理標準的確定原則,只會導致技術上的盲目和項目實施的難度,因為農村污水處理項目的必要性與目標的多樣性和城市污水處理項目是不可同層面而語的。


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