我國黑臭水體治理起步于2015年，政策加碼之下，城市黑臭水體治理“十三五”期間取得明顯成效，累計完成城市黑臭水體治理2862條，消除率98.2%，現(xiàn)已進入尾聲。展望“十四五”，我國黑臭水體治理的主戰(zhàn)場將逐步轉(zhuǎn)向農(nóng)村，預(yù)計未來五年這一市場將保持36.1%的年復(fù)合增長，到2025年達(dá)到724億元的收入規(guī)模。
底數(shù)不清、成因復(fù)雜、協(xié)調(diào)困難等三大難題，我國農(nóng)村黑臭水體治理模式尚需探索，建議相關(guān)企業(yè)謹(jǐn)慎樂觀，首先關(guān)注示范項目，并能夠結(jié)合農(nóng)村地區(qū)自然地理、社會經(jīng)濟、人文風(fēng)俗等，探索符合區(qū)域?qū)嶋H條件、體現(xiàn)區(qū)域特征的農(nóng)村黑臭水體治理模式、方法和工藝技術(shù)路線，以及能復(fù)制、易推廣的建設(shè)和運行管護模式，并將農(nóng)村黑臭水體治理和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村生態(tài)建設(shè)相結(jié)合。
自2015年4月國務(wù)院發(fā)布實施《水污染防治行動計劃》將“整治城市黑臭水體”作為重要內(nèi)容，到2016年《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》明確要求“大力整治城市黑臭水體”，再到2017年《“十三五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》對全國黑臭水體治理項目做出具體規(guī)劃，以及2018年《城市黑臭水體治理攻堅戰(zhàn)實施方案》明確治理目標(biāo)、工作原則和主要措施，我國城市黑臭水體治理在“十三五”期間取得了明顯成效，現(xiàn)已接近尾聲。截至2020年底，我國累計完成城市黑臭水體治理2862條，消除率98.2%(見圖1)。
黑臭水體治理一般包括排查識別、方案制定、工程實施、監(jiān)測評估、長效管理五個階段工作，通常采用EPC和PPP兩種模式，其中EPC模式占主流，項目數(shù)占比約70%，部分大項目則更多采用PPP模式。據(jù)觀察，這一類項目的毛利率通常在30-40%之間，例如南寧市城市內(nèi)河黑臭水體治理工程PPP項目、界首市城區(qū)黑臭水體治理PPP項目的毛利率分別為38.3% 和31.4%。
當(dāng)前，很多城市治理黑臭水體的主要思路仍是末端治理，主要措施是將黑臭水體和直排污水?dāng)r截后抽走，再排入市政管網(wǎng)進行處理，這有可能在短期內(nèi)解決看得見的黑臭水體，但卻無法從根本上杜絕復(fù)發(fā)。為此，我們看到越來越多的黑臭水體項目打包進了水環(huán)境綜合治理項目(見圖2)。由于水環(huán)境綜合治理項目通常包含城鎮(zhèn)污水處理、城鎮(zhèn)垃圾處理等污染源頭和智慧系統(tǒng)等后期運維項目，能從源頭減排、過程控制和末端治理三方面發(fā)力，有助于解決治理后復(fù)發(fā)等問題;此外，項目打包后有較為穩(wěn)定的污水處理費、垃圾處理費等收入，經(jīng)營性更強、規(guī)模更大，對企業(yè)而言也更具吸引力。
隨著城市黑臭水體治理進入尾聲，農(nóng)村黑臭水體治理開始起步。2019年7月，生態(tài)環(huán)境部會同水利部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布了《關(guān)于推進農(nóng)村黑臭水體治理工作的指導(dǎo)意見》，要求到2020年完成排查啟動試點示范，到2025年形成一批可復(fù)制、可推廣的農(nóng)村黑臭水體治理模式，到2035年基本消除我國農(nóng)村黑臭水體。目前，各省市正紛紛開展農(nóng)村黑臭治理排查工作，進展迅速：截至2021年6月底，已有5省市發(fā)布農(nóng)村黑臭水體治理清單，發(fā)現(xiàn)農(nóng)村黑臭水體1989條，12省市發(fā)布了相關(guān)政策文件，制定了農(nóng)村黑臭水體消除目標(biāo)，另外還有7省市正在籌備中。據(jù)辰于測算，如能按期達(dá)到上述目標(biāo)，“十四五”期間我國農(nóng)村黑臭水體治理市場將保持36.1%的年復(fù)合增長，到2025年達(dá)到724億元的收入規(guī)模(見圖3)
農(nóng)村黑臭水體大多為封閉式水域，自凈能力差且季節(jié)性變化明顯，豐水期或雨水充沛的夏季坑塘內(nèi)有水，冬春季又多處于干涸狀態(tài)，這些到底算不算黑臭水體無章可循，需要花費一定時間和精力對現(xiàn)狀進行排查。
盡管農(nóng)村和城市污染源一樣可分為點源污染、面源污染、內(nèi)源污染及其他污染，但涉及的具體污染源卻很不一樣，例如在進行面源污染調(diào)查時，城市包含的是城市降雨徑流、冰雪融水和畜禽養(yǎng)殖廢水，而農(nóng)村包含的是種植業(yè)面源、分散式養(yǎng)殖和垃圾及漂浮物。污染源的復(fù)雜性及差異化，導(dǎo)致農(nóng)村不能完全套用城市的黑臭水體治理模式。
農(nóng)村黑臭水體治理牽涉面廣，涉及縣區(qū)政府及住建、發(fā)改、農(nóng)業(yè)農(nóng)村、生態(tài)環(huán)境、水利和鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府等多部門，倘若部門間缺乏信息共享渠道和機制，協(xié)調(diào)難度大。由于治理后水體長效管理機制不明確，也容易導(dǎo)致治理好的水體復(fù)發(fā)。
根據(jù)生態(tài)環(huán)境部2019年11月印發(fā)的《農(nóng)村黑臭水體治理工作指南(試行)》，我國將分類型、分階段開展農(nóng)村黑臭水體治理試點工作，以縣級行政區(qū)為單元，編制農(nóng)村黑臭水體治理方案，向市級有關(guān)部門申請，經(jīng)初審后報省級有關(guān)部門，省級有關(guān)部門組織對《治理方案》進行評審，擇優(yōu)推薦，并上報生態(tài)環(huán)境部、水利部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部。計劃2019-2020 年根據(jù)各地農(nóng)村自然條件、經(jīng)濟發(fā)展水平、污染成因、前期工作基礎(chǔ)等，篩選試點示范縣30-50個，2021-2025 年則根據(jù)需要再作試點示范安排。
一是政府重視。示范項目往往在地方政府關(guān)于黑臭水體治理的工作推進機制下進行，各部門能夠密切協(xié)作、形成合力，同時明確了牽頭責(zé)任部門和實施主體，能夠提供組織和政策保障，做好監(jiān)督考核，開展試點示范的意愿積極。
三是基礎(chǔ)較好。示范項目所在地區(qū)的農(nóng)村生活污水、垃圾治理具有一定基礎(chǔ)，可結(jié)合鄉(xiāng)村振興、農(nóng)村環(huán)境綜合整治、美麗鄉(xiāng)村建設(shè)等相關(guān)工作統(tǒng)籌考慮。
此外，我們也建議相關(guān)企業(yè)能夠結(jié)合農(nóng)村地區(qū)自然地理、社會經(jīng)濟、人文風(fēng)俗等，探索符合區(qū)域?qū)嶋H條件、體現(xiàn)區(qū)域特征的農(nóng)村黑臭水體治理模式、方法和工藝技術(shù)路線，以及能復(fù)制、易推廣的建設(shè)和運行管護模式，并將農(nóng)村黑臭水體治理和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村生態(tài)建設(shè)相結(jié)合。
安裝污水處理設(shè)施24套，建設(shè)收集池40處，覆蓋43個村九千余戶村民，需治理村莊全部完成，在全市超前完成農(nóng)村生活污水治理，日照高新區(qū)——
全媒體記者 王小寧
“進水氨氮28.9mg/L，出水氨氮0.438mg/L。”7月19日，日照高新區(qū)河山鎮(zhèn)侯家官莊污水處理站，身型小巧的污水處理設(shè)施正在默默運作，工作人員分別從進水口與出水口取出兩瓶水樣，水樣一黑一白對比鮮明，他介紹，這些來自農(nóng)村的生活污水，經(jīng)處理后，排放達(dá)到農(nóng)村生活污水處理處置一級標(biāo)準(zhǔn)。
“這個‘家伙’好，經(jīng)它一處理，黑水全變干凈了，村里污水不再放任自流了。”站在一旁的村民遲令蘭忍不住直夸贊，高興地說著村內(nèi)污水變清水后帶來的欣喜變化。
如遲令蘭所說，在河山鎮(zhèn)，河水變清了，河道變綠了，村子變新了。這些變化皆源于日照高新區(qū)實施的一項攻堅行動——農(nóng)村生活污水治理。
農(nóng)村生活污水治理似乎成為美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的一道“難言之隱”，直觀反映著農(nóng)村人居環(huán)境的成色。2020年6月，日照高新區(qū)河山鎮(zhèn)啟動全域農(nóng)村生活污水治理，全鎮(zhèn)43個村完成污水治理，9200余戶村民共享清潔環(huán)境，成為治理農(nóng)村生活污水的典型。
相對于城鎮(zhèn)污水治理，居住面廣、分散的農(nóng)村，污水治理技術(shù)、工藝和運營模式要求更高、難度更大。
“前期聯(lián)合設(shè)計單位，利用一周時間，對全鎮(zhèn)農(nóng)村進行了實地摸排調(diào)查，科學(xué)選取三種污水治理類型。”日照高新區(qū)建設(shè)局李龍波介紹。
根據(jù)居住人數(shù)、排污量，該區(qū)因地制宜、分類施策，對具備納入城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)條件的村莊，納入市政管網(wǎng)；對居住集中且排放要求較高的大中型單村或聯(lián)村，建設(shè)污水處理站；對居住分散、人數(shù)較少的村莊，則通過收集池———抽拉轉(zhuǎn)運———污水處理站的方式進行處理。
“不管哪種類型，從前端收集到后端處理，施工中每一步都很關(guān)鍵，否則很容易出現(xiàn)管子鋪上了卻收集不到污水的現(xiàn)象。”李龍波說。
綜合各種因素考量，日照高新區(qū)高起點謀劃，利用國有企業(yè)平臺引進歐仁（日照）環(huán)保裝備有限公司，采用專業(yè)污水處理團隊+國企聯(lián)合模式，建立統(tǒng)一設(shè)計、建設(shè)、運營、維護四位一體的建管機制，施工建設(shè)迅速推開。
在工程前端，結(jié)合農(nóng)村改廁和雨污分流工程，系統(tǒng)統(tǒng)籌，從戶到巷到主街道，全部下管鋪設(shè)，建立全鏈條收集體系，實現(xiàn)雨污分流和污水的有效收集；后端污水站、景觀池，一體建設(shè)。經(jīng)過近一年時間施工，河山鎮(zhèn)安裝污水處理設(shè)施24套，建設(shè)收集池40處，在全市超前完成農(nóng)村污水治理。
三分建，七分管，不能讓建好的污水站“曬”太陽。日照高新區(qū)建立區(qū)監(jiān)管、鎮(zhèn)主管、村協(xié)管、專業(yè)運維單位專管的管理運維體制，從區(qū)到鎮(zhèn)到村到企業(yè)，監(jiān)管整治更加精準(zhǔn)，并委托歐仁（日照）環(huán)保裝備有限公司，負(fù)責(zé)設(shè)施巡檢、清理疏通、故障維修等工作。
成本也是后期運維的重要一部分。“針對農(nóng)村污水，我們采用了立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤為工藝主體的污水處理技術(shù)。”歐仁環(huán)保工作人員介紹，該污水處理設(shè)施耗電量少、運行成本低，配套采用歐仁智慧云平臺物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，對污水處理站點進行集中化智能管理。
走進河山鎮(zhèn)污水處理運營中心，全鎮(zhèn)24個安裝污水處理設(shè)施的污水站，在歐仁智慧云平臺上一目了然。
“設(shè)備可由手機或電腦控制，開關(guān)設(shè)備只要在手機上點一下就可以。”工作人員介紹，設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)監(jiān)控、報警監(jiān)控、實時進水量等污水站日常運行信息數(shù)據(jù)實時傳遞，一人就可管理2 0余臺設(shè)備，大大節(jié)省后期運維成本。
“而在沒有安裝污水處理設(shè)備的收集池中，我們正在增設(shè)液位儀，通過液位儀與智慧云平臺相連，同樣實現(xiàn)智慧監(jiān)管。”該公司技術(shù)中心總經(jīng)理高洪貴介紹。
科技助力，農(nóng)村污水實現(xiàn)質(zhì)的轉(zhuǎn)變。村民們享受著污水變清水后的宜居環(huán)境。
“經(jīng)這么一整，污水有了去處，日常生活變得方便又干凈。”申加坡村村民李傳明說，如今，大家都改掉了之前隨地亂排污水亂扔垃圾的不良習(xí)慣，鄉(xiāng)村庭院、巷子變得整潔又好看。農(nóng)村生活污水治理美了環(huán)境，也美了鄉(xiāng)風(fēng)。來源：日照日報
3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)
設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖
3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤處理工藝的特點：
（1）特殊的立體網(wǎng)式轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)，有效增大比表面積，大幅度提高了生物量，同時具備厭氧，好氧，兼氧菌群，系統(tǒng)有機負(fù)荷高、處理效率高，抗沖擊負(fù)荷能力更強。
（2）3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤工藝完全省去了風(fēng)機，不僅降低了噪音，還降低了運行費用。
（3）3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤采用進口電力機械驅(qū)動，較國產(chǎn)設(shè)備更加穩(wěn)定，使用壽命大大增加，極大降低了維護成本。
（4）3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤是一種表面積巨大的生物轉(zhuǎn)盤工藝，占地面積小，剩余污泥產(chǎn)量小，配套過濾一體化設(shè)備，大大簡化了傳統(tǒng)工藝復(fù)雜的污泥后續(xù)處理程序。
（5）整套設(shè)備配備PLC（Programmable Logic Controller）自動控制系統(tǒng)，完全達(dá)到自動化、智能化的目的，操作管理簡單易行。
（6）3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤運行費用合理，主要是轉(zhuǎn)盤緩慢轉(zhuǎn)動所消耗的動力，其功率較小，且運行本身不需要額外添加藥劑，運行費用較一般污水處理方式節(jié)能50%以上。
（7）摒棄了曝氣器、固定式生物填料等易損件，運行更加穩(wěn)定，極大得方便了后續(xù)的維護管理。
3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)
在黑臭河道水質(zhì)提升中的應(yīng)用
高洪貴，盧軍，尚永超
（青島歐仁環(huán)境科技有限公司，青島 266005）
摘 要：針對山東省日照市某鎮(zhèn)域內(nèi)某小型河道黑臭現(xiàn)狀，采用“控源截污、造流增氧、生態(tài)修復(fù)”組合水質(zhì)提升技術(shù)路線，提升該河道水質(zhì)，逐步達(dá)到了不黑不臭的目標(biāo)。該河道治理前CODCr在41.30～89.10mg/L、NH3-N在5.60～20.38 mg/L、溶解氧在0.92～2.23 mg/L、氧化還原電位在10～61mV、透明度在4.50～24.50cm，治理后河道CODCr在12.20-26.70mg/L、NH3-N在0.97～2.00mg/L、溶解氧在4.15～8.86mg/L、氧化還原電位在67～96mV、透明度在25.50～42.00cm，河道水質(zhì)提升效果顯著。該黑臭河道水質(zhì)提升采用3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤一體化設(shè)備，無需風(fēng)機曝氣，生物轉(zhuǎn)盤設(shè)備噸水占地0.02m2/m3污水，噸水電耗為0.05kw•h/m3污水。工程實踐表明，3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)在黑臭河道水質(zhì)提升方面效果顯著，具有占地面積小、運行成本低、操作運行簡便等優(yōu)點。
關(guān)鍵詞：3D-RBC 生物轉(zhuǎn)盤技術(shù) 黑臭河道 水質(zhì)提升
中圖分類號：TU992
Application of Water Quality Improvement in Black and Odorous River with
3D-RBC Rotating Biological Contactor Technology
GAO Hong-gui, LU Jun, SHANG Yong-chao
(Qingdao Ouren Environ-Tech Co.,Ltd., Qingdao 266005, China)
Abstract: In view of the black and odor status of a small river in a town of Rizhao, Shandong Province, a combination of water quality improvement technology routes such as "source control and pollution interception, aeration and ecological restoration" were adopted to improve the water quality of the river, and gradually reached the goal of neither black nor odor. Before treatment, the CODCr, NH3-N, dissolved oxygen, REDOX potential and transparency were in the range of 41.30～89.10mg/L, 5.60～20.38 mg/L, 0.92～2.23 mg/L, 10～61mV and 4.50～24.50cm. After treatment, CODCr, NH3-N, dissolved oxygen, REDOX potential and transparency were 12.20～26.70mg/L, 0.97～2.00 mg/L, 4.15～8.86 mg/L, 67～96mV, and 25.5～30cm, respectively. The water quality of the river was significantly improved. The water quality improvement of the black and odor river adopts 3D-RBC rotating biological contactor integration equipment, without fan aeration. The rotating biological contactor covers an area of 0.02m2/m3 sewage, and the power consumption per ton of water is 0.05 kW •h/m3 sewage. The engineering practice shows that the 3D-RBC rotating biological contactor technology has a remarkable effect in the treatment of black and odorous river, and has the advantages of small occupation area, low operation cost and simple operation.
Keywords: 3D-RBC; rotating biological contactor technology; black and odorous river; water quality improvement
我國農(nóng)村普遍存在著生活污水的收集和處理設(shè)施不健全不完善問題，居民日常生活產(chǎn)生的污水不經(jīng)過收集與處理直接排放，導(dǎo)致行政村或鎮(zhèn)域內(nèi)河道水體受到不同程度的污染，久而久之河水變黑變臭，出現(xiàn)了大量河道水體黑臭現(xiàn)象。2021年是“十四五”計劃的開局之年，日照市某鎮(zhèn)政府領(lǐng)導(dǎo)為了進一步提升農(nóng)村人居環(huán)境水平，一方面加強鎮(zhèn)域內(nèi)污水處理全覆蓋；另一方面加強對鎮(zhèn)域內(nèi)黑臭河道的治理與整頓。河道水體黑臭的主要原因是河道內(nèi)污染物水平超出河道本身的凈化能力，水體在厭氧條件下產(chǎn)生硫化氫、氨氣等帶有惡臭味的物質(zhì)和鐵、錳硫化物等黑色物質(zhì)[1]。河道黑臭嚴(yán)重影響了農(nóng)村人居生活環(huán)境，并且威脅著居民飲用水安全。
目前黑臭河道治理技術(shù)主要分為物理法、化學(xué)法、生態(tài)修復(fù)法等。物理法主要包括人工曝氣增氧、河道底泥清理疏浚、人工或機械除藻等�；瘜W(xué)法是通過向河道水體投加各種絮凝劑、助凝劑等等加速去除水體中懸浮物，讓水體凈化澄清的過程。生態(tài)修復(fù)法是充分利用原有河道，在河道內(nèi)種植沉水植物或仿生水草，同時激活河道內(nèi)土著微生物或投加高效微生物，在治理河道的同時，改善了河道景觀。鄭繼利，潘紅忠，莊華清等采用微孔層流曝氣、微生物強化降解、生態(tài)浮島等技術(shù)進行集成,對該黑臭河道進行治理與生態(tài)修復(fù)。河道水質(zhì)總磷、氨氮和COD的去除率分別達(dá)到84.4%、98.6%和65.3%，治理后達(dá)到地表水Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[2]。李婷,劉紀(jì)成,馬澤宇等采用控源截污、內(nèi)源治理、活水循環(huán)、造流增氧、生態(tài)修復(fù)等組合措施治理黑臭水體。最終各水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到地表Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)[3]。黃志心采用“控源截污、內(nèi)源治理、活水保質(zhì)、生態(tài)修復(fù)、內(nèi)澇整治、景觀改造”的技術(shù)路線，能夠?qū)崿F(xiàn)消除黑臭、恢復(fù)生態(tài)、消除內(nèi)澇、提升景觀的目標(biāo)[4]。
日照市某鎮(zhèn)域內(nèi)某小型河道治理前水體渾濁、漂浮物和藻類較多，感官較差、有惡臭氣味。經(jīng)現(xiàn)場實地考察和技術(shù)分析，決定采用“控源截污、造流增氧、生態(tài)修復(fù)”組合水質(zhì)提升技術(shù)路線對該河道進行治理。
1 項目概況
該河道呈東西走向，正常水流方向為自西向東流，河道上游來水分兩部分，一部分是上游社區(qū)日常生活污水，另一部分是河水，兩部分水混合后經(jīng)河道流入景觀池，河道寬8.00m，景觀池尺寸26.30m×15.60m，治理河段總長1.60km，寬度8.00m，治理河段概況圖見圖1.
7 結(jié)論
黑臭河道水質(zhì)提升系統(tǒng)運行兩個月連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，采用“控源截污、造流增氧、生態(tài)修復(fù)”組合水質(zhì)提升技術(shù)路線進行河道水質(zhì)提升是成功的。首先截污單獨處理大大減輕了后續(xù)河道水質(zhì)提升的壓力。通過黑臭水體專用型3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤一體化設(shè)備進行造流增氧，有效提高了水體溶解氧。再配置沉水植物以及外源高效微生物的投加，最大限度激活了河道內(nèi)土著微生物活性，從而使河道生態(tài)系統(tǒng)逐漸恢復(fù)。該黑臭河道水質(zhì)系統(tǒng)提升采用黑臭水體專用型3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤一體化設(shè)備，無需風(fēng)機曝氣，生物轉(zhuǎn)盤設(shè)備噸水占地0.02m2/m3污水，噸水電耗為0.05kw•h/m3污水。實踐表明，3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)在黑臭河道水質(zhì)提升方面效果顯著，具有占地面積小、運行成本低、操作運行簡便等優(yōu)點。
參考文獻(xiàn)：
[1] 錢嫦萍,王東啟,陳振樓,等.生物修復(fù)技術(shù)在黑臭河道治理中的應(yīng)用.水處理技術(shù),2009,35(4):13-17.
Qian Changping,Wang Dongqi,Chen Zhenlou,et al.Progress of bioremediation for controlling blackening and stink of rivers.Technology of Water Treatment,2009,35(4):13-17(in Chinese)
[2] 鄭繼利,潘紅忠,莊華清. 常州藻港河黑臭河道治理與生態(tài)修復(fù)[J].中國給水排水,2018,34(22):90-95.
ZHENG Ji-li, PAN Hong-zhong, ZHUANG Hua-qing. Treatment and Ecological Restoration of Urban Black-odorous River in Changzhou Zaogang River[J].China Water & Wastewater,2018,34(22):90-95.
[3] 李婷,劉紀(jì)成,馬澤宇,等.北京某小型黑臭水體治理實踐與技術(shù)探索[J].中國給水排水,2020,36(2):98-102.
[4] 黃志心.福州黑臭水體綜合治理——以馬尾君竹河為例[J].中國給水排水,2020,36(10):101-107.
4-高洪貴.pdf
基于3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)的農(nóng)村水環(huán)境連片整治工程案例
摘要：山東省日照市某鎮(zhèn)域內(nèi)行政村存在生活污水橫流、亂排亂倒現(xiàn)象，污染了周邊水體，影響了農(nóng)村人居生活環(huán)境。為解決此問題，該鎮(zhèn)因地制宜、統(tǒng)籌規(guī)劃，對鎮(zhèn)域內(nèi)23個居住相對集中且污水排放量較高的單村或聯(lián)村，采用青島歐仁環(huán)境科技有限公司的3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)建設(shè)污水處理站進行集中處理。該項目采用專業(yè)化污水處理團隊與國企聯(lián)合運營、智慧水務(wù)云平臺遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)運營，實行鎮(zhèn)督導(dǎo)、村落實、運營班組實施的管理運營模式。自2020年10月開始運行至今，3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)處理效果較好，在進水COD、氨氮分別為168.0～387.8、23.1～93.2 mg/L的條件下，出水COD和氨氮分別為16.6～47.5、0.9～4.4 mg/L，達(dá)到了《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)。該項目采用3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤一體化設(shè)備，無需風(fēng)機曝氣，生化部分噸水占地0.12m2/m3污水，生物轉(zhuǎn)盤噸水電耗為0.12kW·h/m3污水。3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)具有占地面積小、運行成本低、操作簡便、運行穩(wěn)定的優(yōu)點；采用智慧水務(wù)云平臺運營系統(tǒng)，可大大提高運營效率。
0 1
項目概況
山東省日照市某鎮(zhèn)域內(nèi)行政村存在生活污水橫流、亂排亂倒現(xiàn)象，污染了周邊水體，影響了農(nóng)村人居生活環(huán)境。為解決農(nóng)村生活污水問題，保證周邊流域水體安全，提升農(nóng)村人居環(huán)境水平，全面助力鄉(xiāng)村振興，青島歐仁環(huán)境科技有限公司采用污水“分離、分流、納管、凈化”（黑水與灰水分離、雨水與污水分流、污水納管、3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤技術(shù)凈化）模式，高效治理“三水”（廁所糞污、廚房污水、洗滌污水）。該項目采用集設(shè)計、建設(shè)、運營、維護“四維一體”的模式，同時引入專業(yè)化污水處理團隊與國企聯(lián)合，對農(nóng)村生活污水進行綜合整治。在運營方面，建設(shè)了農(nóng)村污水運營中心，采用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對鎮(zhèn)域內(nèi)的污水處理站點進行集中化智能管理，遠(yuǎn)程操控，科學(xué)維護。該項目已建成3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤工藝污水處理站23座，近期污水處理總規(guī)模為1500m3/d，主要包括：格柵渠、調(diào)節(jié)池、3D-RBC一體化生物轉(zhuǎn)盤設(shè)備、景觀池、污泥池等構(gòu)筑物。
根據(jù)前期調(diào)研實測進水COD在112.00～392.60mg/L、NH3-N在26.10～66.72mg/L、TP在3.36～5.78mg/L，結(jié)合實測數(shù)據(jù)確定該工程設(shè)計進水水質(zhì)見表1。該工程設(shè)計出水水質(zhì)執(zhí)行山東省《農(nóng)村生活污水處理處置設(shè)施水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB37/3693—2019）中的一級標(biāo)準(zhǔn)，具體見表1。
表1 設(shè)計進水和出水水質(zhì)
|
項目
|
COD(mg/L)
|
NH3-N(mg/L)
|
TP(mg/L)
|
pH值
|
|
進水
|
≤500
|
≤80
|
≤6
|
6～9
|
|
出水
|
≤60
|
≤8（15）
|
≤1.5
|
6～9
|
|
注：括號內(nèi)的數(shù)值為水溫≤12℃時的排放限值。
|
0 2
工藝流程
該項目各個站點比較分散，缺乏相對專業(yè)的技術(shù)運維人員，宜選用施工簡便、運維方便、自動化程度高的一體化設(shè)備。與污水處理市場上常用的生化工藝（常規(guī)活性污泥法、A/O工藝、SBR、MBR等）相比，3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤工藝施工周期短、操作運維簡單、單位運行成本低。結(jié)合該污水站的實際情況，最終確定選用3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤工藝。污水處理工藝流程見下圖。
污水處理工藝流程
3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤一體化設(shè)備
污水從調(diào)節(jié)池經(jīng)潛污泵提升進入3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤中，盤片約有40%的部分浸沒在污水中，驅(qū)動電機帶動軸一起轉(zhuǎn)動，盤片帶動污水與空氣交替接觸從而吸收空氣中的氧氣，并與污水中的有機物接觸，在生物轉(zhuǎn)盤盤片表面附著生長一層生物膜，通過生物膜去除污水中的污染物。
0 3
工程調(diào)試運行
該項目于2020年10月陸續(xù)調(diào)試運行，調(diào)試方案如下：
①各建（構(gòu)）筑物注入清水；
②對潛污泵、3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤設(shè)備進行單機運行調(diào)試，并對三相電機進行正反轉(zhuǎn)檢查與調(diào)整；
③按照先后順序依次運行調(diào)節(jié)池潛污泵、3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤一體化設(shè)備等，對污水處理系統(tǒng)進行聯(lián)動調(diào)試；
④3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤設(shè)備在連續(xù)進水情況下，3 ～5天盤片出現(xiàn)了掛膜跡象；5 ～15天盤片上生物膜逐漸增多增厚，15 ～30天盤片上均勻附著一層生物膜，此時生物轉(zhuǎn)盤設(shè)備的污水處理效果達(dá)到較好狀態(tài)；
⑤出水流經(jīng)景觀池后排放。
經(jīng)過1個月左右的穩(wěn)定運行，系統(tǒng)運行狀態(tài)良好，出水各指標(biāo)均達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，具體見表2。
表2 實際進、出水水質(zhì)
|
項目
|
COD(mg/L)
|
NH3-N(mg/L)
|
TP(mg/L)
|
pH值
|
|
進水
|
385.20
|
65.27
|
3.22
|
7
|
|
出水
|
45.20
|
4.05
|
0.39
|
7
|
|
標(biāo)準(zhǔn)
|
≤60
|
≤8（15）
|
≤1.5
|
6～9
|
0 4
運營模式
該項目針對每個村的實際情況，因地制宜，分類施策，探索出污水治理模式——推廣“分離、分流、納管、凈化”（黑水與灰水分離、雨水與污水分流、污水納管、生物轉(zhuǎn)盤工藝凈化）模式，高效治理“三水”（廁所糞污、廚房污水、洗滌污水）。由政府投資建設(shè)三格式化糞池、污水收集管網(wǎng)、3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤工藝污水站等設(shè)施；配備吸污車輛，設(shè)立長效運維專項資金，采用專業(yè)化污水處理團隊與國企聯(lián)合運維，實行鎮(zhèn)督導(dǎo)、村落實、運維班組實施的管理運維模式。
污水收集管網(wǎng)
3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤污水站
在處理利用方面，廁所糞污即黑水經(jīng)三格式化糞池處理后，部分達(dá)到無害化處理要求的糞液就地就近就農(nóng)利用；其余部分與廚房污水、洗滌污水等其他生活污水匯流，經(jīng)污水管網(wǎng)收集至3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤工藝污水站進行凈化處理，污水處理后達(dá)標(biāo)排放或用于農(nóng)田灌溉。糞渣、糞皮與其他農(nóng)業(yè)農(nóng)村有機廢棄物一起堆泡成農(nóng)家肥，或轉(zhuǎn)運至有機肥企業(yè)用于肥料生產(chǎn)。污水站產(chǎn)生的污泥經(jīng)脫水后運至河山污水處理廠協(xié)同污泥處理，污泥干化后可用于市政綠化用肥料。
在項目運營方面，采用專業(yè)化污水處理團隊與國企聯(lián)合運維，實行鎮(zhèn)督導(dǎo)、村落實、運維班組實施的管理運維模式。運維團隊引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對污水站進行智能化管理，采用物聯(lián)網(wǎng)+智慧云平臺運營管理模式，通過物聯(lián)網(wǎng)和3G/4G/5G技術(shù)，將生活污水處理站點數(shù)據(jù)實時傳遞到監(jiān)控室的集中監(jiān)控中心，以實現(xiàn)對系統(tǒng)的統(tǒng)一監(jiān)控和分布式管理。通過電腦或手機客戶端即可遠(yuǎn)程監(jiān)測和調(diào)控污水處理終端的運行情況，實現(xiàn)各工藝單元設(shè)備運行數(shù)據(jù)的實時采集，保障污水站運行穩(wěn)定性，減少運維人員的日常巡檢工作。該項目的運營示意圖如下。
3D-RBC立體結(jié)構(gòu)生物轉(zhuǎn)盤應(yīng)用示意圖
歐仁智慧云平臺應(yīng)用方式示意圖
歐仁智慧云平臺電腦端操作界面
0 5
運行費用
運行費用主要包括電費、人工費、藥劑費等。主要設(shè)備及能耗見下表（以300m3/d為例）。
表3 主要設(shè)備電耗
|
設(shè)備名稱
|
數(shù)量
|
單機功率/
kW
|
使用功率/
kW
|
運行時間/
(h/d)
|
耗電量/
(kW∙h/d)
|
|
總數(shù)
|
備用
|
|
調(diào)節(jié)池提升泵
|
2
|
1
|
0.25
|
0.20
|
24.00
|
4.80
|
|
3D-RBC生物轉(zhuǎn)盤
|
1
|
0
|
3.52
|
1.54
|
24.00
|
36.96
|
|
加藥系統(tǒng)
|
1
|
0
|
0.80
|
0.64
|
24.00
|
15.36
|
|
總計
|
|
|
|
|
|
57.12
|
|
注：以上未包括路燈、照明等污水站用電。
|
①電費E1：按0.8元計算折合噸水電費，E1=57.12×0.8÷300=0.152元/(噸·水)。
②藥劑費E2：PAC投加量為8L/h，PAC濃度為5%，單價按2000元/噸計算，E2=8L/h×5%×24×21 ÷500=0.013元/(噸·水)。
③人工費E3：該項目總污水量為1500m3/d，由3名運營人員負(fù)責(zé)運營，工資為4000元/月，E3=4000×3人÷30÷1500=0.27元/(噸·水)。
綜上，噸水直接運行費用為：E1+E2+E3=0.435元/(噸·水)。
0 6
項目總結(jié)
（1）農(nóng)村水環(huán)境連片整治項目雨污分流問題
①問題：存在雨污不分流、雨污分流不徹底、雨季時雨水大量混入、旱季時地下水混入或污水外滲造成污水量少、養(yǎng)殖廢水或食品加工廢水等非生活污水混入等問題；
②解決措施：一方面由專業(yè)的施工隊伍進行雨污分流管網(wǎng)鋪設(shè)施工，另一方面管網(wǎng)施工過程中要加強過程監(jiān)督管理，保證施工質(zhì)量，防止非生活污水接入污水收集管網(wǎng)。
（2）農(nóng)村水環(huán)境連片整治項目污水站選址問題
污水站選址盡量選取地勢低洼處，可減少污水提升，節(jié)約能耗；同時應(yīng)當(dāng)考慮減少占地，盡量遠(yuǎn)離居民房屋、便于污水收集管網(wǎng)鋪設(shè)等。
（3）農(nóng)村水環(huán)境連片整治項目建成后，現(xiàn)場缺乏專業(yè)技術(shù)人員，不利于后續(xù)的運營工作。建議采用政府購買運營服務(wù)，聘請專業(yè)的污水處理團隊負(fù)責(zé)運營工作，形成污水治理項目長效運營機制，保證農(nóng)村水環(huán)境連片整治項目長效有序運營。
青島歐仁環(huán)境科技有限公司
地址：青島市市南區(qū)太平路 51號山東國際貿(mào)易大廈 34樓 3401室
