分散式與集中式村鎮(zhèn)污水治理各有何優(yōu)劣?
鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水采用集中處理或是分散處理,對于管網(wǎng)的建設投資和污水處理系統(tǒng)的運行費用都有相當大的影響。探索適合鄉(xiāng)鎮(zhèn)的污水處理模式,對于節(jié)約投資節(jié)省運行維護費用具有重要意義。本文簡要介紹了集中式污水處理和分散式污水處理的優(yōu)缺點,并以官橋鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)為例,通過介紹分散式污水處理在官橋鎮(zhèn)應用的效果,討論了分散式污水處理相對于集中式污水處理在鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理中的優(yōu)勢。
一、集中式污水處理簡介
集中式污水處理是指建立大型污水處理廠,將較大范圍內的污水統(tǒng)一收集再處理。其主要特征是:統(tǒng)一收集、統(tǒng)一輸送、統(tǒng)一處理。目前,集中式污水處理已從局部的、特殊的污水處理,發(fā)展為系統(tǒng)化、規(guī);奈鬯幚砟J。
集中式污水處理的主要優(yōu)點:①能對水廠或污水處理廠進行可靠且有效的管理和控制。②在為人口數(shù)量大且污水管網(wǎng)發(fā)達的區(qū)域提供同樣的服務時,大型污水處理廠在單位水量投資(不包括管網(wǎng)投資)和運行費方面(不包括泵站運行費用)較小型污水處理廠有明顯的優(yōu)勢。
集中式污水處理的主要缺點:①需要較大的工程費用來建立復雜的排水管網(wǎng)。在人口密度低的地區(qū),這項投資將比整個污水處理廠的總投資高出一個數(shù)量級。特別是在農村地區(qū),居住群比較分散,這項費用將更高;②從長遠和全局角度看,集中式處理必然會造成能量和物質損耗,即使是最有效的污水處理廠,也存在超過20%的氮、5%的磷以及超過90%的鉀流失;③產生的污泥污染很嚴重,多與致病生物、家用化學物、藥物和重金屬等有害物質混雜,難以轉化為有用產品。④污水處理廠建設與城市新區(qū)的環(huán)保配套建設不能同步進行,特別是在城郊結合部,因市政管網(wǎng)不能到達,給污水集中處理造成困難,甚至造成新的污染。
二、分散式污水處理簡介
分散式污水處理是一種新型的、經濟環(huán)保的污水處理模式。通常情況下,同一類型的排水工程,水量越小,單位水量的工程造價越大。因而,在規(guī)劃時應考慮大范圍或區(qū)域集中處理。但集中式污水處理需相當數(shù)量的管道和泵站,其建設周期長,造價高。對于居住比較分散的中小城市(鎮(zhèn))、廣大農村及偏遠地區(qū),由于受到地理條件和經濟因素制約,可能不適宜進行生活污水的集中處理,此時應因地制宜地選擇和發(fā)展生活污水分散式和就地處理技術。
分散式污水處理的主要優(yōu)點:①所有污水管道無需穿越大的河流,管網(wǎng)建設速度快,施工難度較低,提升泵站相對較少,污水收集系統(tǒng)投資及運行管理費用較低;②建設方式較靈活,每個小區(qū)域一個污水處理廠,有利于污水處理廠的分期、分批建設;③污廢水自成系統(tǒng),可以對不同水質進行分類處理,減少了污水處理難度;④有利于污水就地回用,回用投資少,回用方式靈活,回用范圍廣、成本低;⑤分散排水,對當?shù)氐姆篮橛绊懶?⑥近期投資少,可操作性強;⑦污水處理廠占地面積小,選址容易。
分散式污水處理的主要缺點:①污水廠數(shù)量多,總運行成本較高,總占地面積較大,難以形成規(guī)模效益;②所有污水廠的總投資總和較大;③有些污水廠設在居民區(qū)附近,可能導致衛(wèi)生條件較差;④各個分散的污水廠各自為主,容易引起環(huán)境問題糾紛,不利于徹底解決水體污染問題。
三、工程實例—南安市官橋鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)
泉州市政府投資項目評審中心受南安市發(fā)改局委托于2014至2015年對南安市四個鎮(zhèn)的污水處理廠及其污水收集管網(wǎng)的可行性研究報告進行評估。該四鎮(zhèn)污水處理廠設計遠期總處理能力從6400m3/d至40000m3/d的不等,設計近期處理能力分別為1600m近期處、2000m近期處、6000m近期處和10000m期處理。出水水質執(zhí)行一級A排放標準。
可行性研究報告編制單位推薦四鎮(zhèn)污水處理廠采用相同工藝方案,如下:采用以A2O生化池+二沉池為主體的二級處理工藝;三級處理采用活性砂濾池;出水采用紫外消毒;污泥脫水采用帶式濃縮脫水一體機,脫水后泥餅外運制磚;廠區(qū)除臭采用生物除臭工藝,處理后廢氣采取無組織排放。
項目業(yè)主和設計單位根據(jù)項目所在鎮(zhèn)地形特點,采用分散式污水處理模式。在重新對該項目處理工藝進行比選之后,最終確定本項目的核心處理工藝為:“預處理+OCO式MBRO的處理工藝。該工藝主要特點是工藝流程短,處理效果穩(wěn)定高效。高度的設備集成化,不需為中期建設預留閑置土建設置。
該鎮(zhèn)污水處理項目主體處理工藝分別采用“鎮(zhèn)污水生化池+二沉池”(集中式處理)和“預處理+OCO式MBRO(分散式處理)的對比見表。
通過對比,可以發(fā)現(xiàn):在鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理系統(tǒng)中,選用同樣的進水水質和一級A的出水標準,采用分散集中處理相對于傳統(tǒng)的集中處理有很大的優(yōu)越性。不僅能靈活土地的使用,減少土地資源的浪費,更重要的是可以大大節(jié)省工程總投資(包括污水廠和管網(wǎng)且工藝設備的檢修維護不需要停產。
四、集中式污水處理和分散式污水處理的對比討論
投資成本:分散式污水處理系統(tǒng)的建設投資顯著遠低于集中式系統(tǒng)。集中式系統(tǒng)需要建設大規(guī)模的污水收集管網(wǎng),其投資成本占據(jù)了總成本的80%。管網(wǎng)的平均設計使用壽命為50年。集中式系統(tǒng)的日常維護和到期更換都更需要大量投資。
運行成本:雖然在人口密集且市政污水管網(wǎng)發(fā)達的區(qū)域,集中式污水處理系統(tǒng)在單位污水處理費用方面有優(yōu)勢,但其設計考慮的峰值流量會導致系統(tǒng)容量的增加,降低處理效率;地下水人侵管網(wǎng)造成廢水稀釋,也會增加處理費用;長距離輸水需建設能耗更高的泵站。這些因素直接導致運營成本的增加,在鄉(xiāng)鎮(zhèn)具體情況下,其單位污水處理費用并不比分散式污水處理系統(tǒng)有優(yōu)勢。
水質安全:集中式污水處理系統(tǒng)集中排放水量較大,可能引起受納水域的富營養(yǎng)化。而分散式系統(tǒng)由于排水量小,將降低富營養(yǎng)化概率。
監(jiān)測與管理:隨著遠程監(jiān)控技術的進步,使用遠程控制設備,已經可以輕松實現(xiàn)運行維護,大大減少了駐場人員。在管理方面,分散式污水處理系統(tǒng)比集中式系統(tǒng)更具有“可見性”使當?shù)鼐用衲芨玫貐⑴c同時也促進群眾節(jié)水和環(huán)保意識提高。
發(fā)展角度:分散式污水處理的基礎設施投資可以逐步進行,無需一次到位,相較于集中式系統(tǒng),更適應我國目前基礎設施仍然相對落后的農村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)。
實現(xiàn)源分離:集中式污水處理很難做到污水源分離,但分散式系統(tǒng)比較容易實現(xiàn)。例如生活污水的黑水與灰水分離。這些廢水流量雖然小,但是含有大部分的COD和營養(yǎng)物質,以及幾乎全部的病原體和微量污染物。就近集中處理減少了環(huán)境中微量污染物的分布并提高了本地系統(tǒng)的資源回收潛力。