業(yè)務(wù)交流

行業(yè)熱點(diǎn)

國(guó)際交流

黃河流域建制鎮(zhèn)污水處理可持續(xù)發(fā)展策略
發(fā)布日期:

欄目導(dǎo)讀
  “水務(wù)看點(diǎn)”為您提供水務(wù)最新資訊與科技動(dòng)態(tài),追蹤國(guó)內(nèi)外水務(wù)發(fā)展進(jìn)程,分享前沿、創(chuàng)新的水務(wù)技術(shù),以期引發(fā)水務(wù)同行的共同討論!
  摘要:近年來,黃河流域建制鎮(zhèn)生活污水處理仍存在發(fā)展不平衡、不充分、設(shè)施效能不高、污水直排亂排等現(xiàn)象。文章通過數(shù)據(jù)分析與實(shí)地調(diào)研結(jié)合發(fā)現(xiàn),污水處理設(shè)施盲目建設(shè)、配套不足、管養(yǎng)缺失等問題突出。建議因地制宜、分類施策,科學(xué)規(guī)劃設(shè)施布局、加快配套設(shè)施建設(shè)、提高運(yùn)行管理水平,提升存量、做優(yōu)增量,推進(jìn)黃河流域建制鎮(zhèn)污水處理設(shè)施高質(zhì)量建設(shè)和高水平運(yùn)維,推動(dòng)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展。
  黃河是中華民族的母親河,黃河流域在我國(guó)生態(tài)安全和社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)全局中具有舉足輕重的戰(zhàn)略地位。加強(qiáng)黃河流域城鎮(zhèn)污水處理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),是深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)、推進(jìn)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展的重要舉措。目前,城鎮(zhèn)污水處理補(bǔ)短板、提質(zhì)增效等方面研究多集中于城 市和縣城,建制鎮(zhèn)是連接城市、輻射鄉(xiāng)村的重要節(jié)點(diǎn),亟待進(jìn)一步聚焦建制鎮(zhèn)污水處理現(xiàn)狀特征,突出問題導(dǎo)向,堅(jiān)持系統(tǒng)觀念,科學(xué)推進(jìn)設(shè)施建設(shè)和可持續(xù)運(yùn)行。因此,本文從動(dòng)態(tài)發(fā)展的視角分析了黃河流域9省(區(qū))建制鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀,并對(duì)部分建制鎮(zhèn)設(shè)施實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)研,科學(xué)研判現(xiàn)存問題及主要原因,為提升黃河流域建制鎮(zhèn)污水收集處理水平提出措施建議。
  01現(xiàn)狀和特征
  1.1 污水處理規(guī)模
  截至2019年底,沿黃9省(區(qū))共有建制鎮(zhèn)6683個(gè),建成區(qū)常住人口 0.51 億,供水普及率為87. 62%?!笆濉逼陂g,在西部大開發(fā)、中部崛起、黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展等國(guó)家重大戰(zhàn)略引導(dǎo)下,黃河流域建制鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)快速推進(jìn)。污水處理廠個(gè)數(shù)、對(duì)生活污水處理的建制鎮(zhèn) 比例、 污水處理總能力等較2015年大幅提升(表1)。
  2023-11-02T08:48:06.png
  隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化快速發(fā)展,建制鎮(zhèn)污水排放量 逐年增加,雖然遠(yuǎn)小于城市污水排放量,但已接近縣 城污水排放規(guī)模。然而,與流域內(nèi)縣城相比,黃 河流域建制鎮(zhèn)污水處理短板明顯(圖1)。2019 年,沿黃9省(區(qū))建制鎮(zhèn)污水處理和管網(wǎng)建設(shè)投資僅占建制鎮(zhèn)市政基礎(chǔ)設(shè)施總投資的16.3%,僅為縣城的60%。截至2019年底,沿黃9省(區(qū))約40%的建制鎮(zhèn)不具備污水處理能力,其中,黃河上、中游地區(qū),青海、內(nèi)蒙古、山西等省(區(qū))對(duì)生活污水進(jìn)行處理的建制鎮(zhèn)不足30%。設(shè)施總量不足,仍是黃河流域建制鎮(zhèn)污水處理的突出特征。
  2023-11-02T08:48:14.png
  

圖 1 2019 年黃河流域縣城和建制鎮(zhèn)污水處理能力

  1. 2 設(shè)施分布
  受上、中、下游自然地理?xiàng)l件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、治理需求和財(cái)政能力等差異影響,黃河流域建制鎮(zhèn)污水處理廠及配套管網(wǎng)等設(shè)施分布具有不均衡性。
  1. 2. 1 已建污水處理設(shè)施分布
  在設(shè)施數(shù)量分布方面,沿黃9省(區(qū))建制鎮(zhèn)污水處理廠平均分布密度為0.53 個(gè)/ (萬人),低于全國(guó)平均水平,最高為四川[1.37 個(gè)/(萬人)],最低為青海[0. 09個(gè)/(萬人)];在處理能力建設(shè)方面,沿黃9省(區(qū))建制鎮(zhèn)人均污水處理能力為159.5 L/(人·d),遠(yuǎn)低于全國(guó)建制鎮(zhèn)平均水平[238 L/(人·d)],最高為山東[314. 1 L/(人·d)],最低為甘肅[77. 1 L/(人·d)],不足全國(guó)平均水平的1/3。建制鎮(zhèn)污水處理設(shè)施數(shù)量和能力分布存在十分明顯的地區(qū)差異性,中、下游地區(qū)優(yōu)于上游地區(qū)(圖2)。
  2023-11-02T08:48:27.png
  
圖 2 2019 年黃河流域建制鎮(zhèn)污水處理設(shè)施分布

  1. 2. 2 已建排水管道暗渠分布
  在設(shè)施總量方面,沿黃9省(區(qū))建制鎮(zhèn)排水管道和暗渠總長(zhǎng)度位居前3的是山東、河南、四川,均為黃河流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)較好的省份。2019 年,全國(guó)建制鎮(zhèn)排水管道暗渠密度為6. 95 km/ km2,黃河流域僅4省超過全國(guó)平均水平(圖3)。流域內(nèi)9省(區(qū))排水管道暗渠密度排序與人均污水處理能力排序差距較大,說明污水收集設(shè)施與處理設(shè)施建設(shè)不匹配現(xiàn)象突出。
2023-11-02T08:48:51.png
  
圖 3 2019年黃河流域建制鎮(zhèn)排水管網(wǎng)建設(shè)

  1. 3污水處理成效
  近年來,黃河流域建制鎮(zhèn)污水處理規(guī)模顯著增長(zhǎng),但污水收集處理效率普遍不高。2019 年,沿黃9省(區(qū)) 建制鎮(zhèn)污水處理率僅為 47. 8%,同期全國(guó)建制鎮(zhèn)污水處理率為54. 4%、縣城為93. 5%、城市為96. 8%。2015 年—2019 年,除個(gè)別省份外,各省(區(qū))建制鎮(zhèn)污水處理率增幅不大(圖4)。污染物不能被有效收集處理,對(duì)黃河流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)造成較大壓力。
  2023-11-02T08:49:08.png
  
圖 4 2015 年、2019 年黃河流域建制鎮(zhèn)污水處理率

  02突出問題
  基于黃河流域建制鎮(zhèn)污水處理現(xiàn)狀和特征分析,本研究結(jié)合自然地理?xiàng)l件和區(qū)域水環(huán)境狀況,選取34個(gè)建制鎮(zhèn),圍繞污水收集和處理設(shè)施建設(shè)水平、運(yùn)行效果、投資和成本等方面, 開展實(shí)地調(diào)研。其中,上游地區(qū)8個(gè)鎮(zhèn),中游地區(qū)11個(gè)鎮(zhèn),下游地區(qū)15個(gè)鎮(zhèn)(圖5)。以總體分析與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研相結(jié)合方式,進(jìn)一步識(shí)別黃河流域建制鎮(zhèn)污水處理的問題和難點(diǎn)。
  2. 1盲目建設(shè)問題頻現(xiàn)
  2. 1. 1 缺乏系統(tǒng)規(guī)劃
  調(diào)研發(fā)現(xiàn),在近年多重政策利好形勢(shì)下,不少建制鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)盲目貪大,設(shè)計(jì)污水處理能力和空間格局、產(chǎn)業(yè)布局脫節(jié),造成能力閑置和資源浪費(fèi)。例如:黃河下游某建制鎮(zhèn),污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為 2 萬 m3/ d,但實(shí)際人口增長(zhǎng)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展遠(yuǎn)低于預(yù)期,運(yùn)行規(guī)模不足 0. 2 萬 m3/ d;黃河中游某建制鎮(zhèn),常住人口約 7. 3 萬,污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為6 萬 m3/ d,超過實(shí)際需求 3 ~ 4 倍。
  2023-11-02T08:49:20.png
  
圖 5 黃河流域?qū)嵉卣{(diào)研建制鎮(zhèn)分布

  2. 1. 2 工藝選擇慣性復(fù)制
  目前,黃河流域建制鎮(zhèn)污水處理工藝以活性污泥法為主,占 80% 以上。調(diào)研發(fā)現(xiàn),設(shè)施工藝選擇具有較強(qiáng)的慣性復(fù)制特點(diǎn)。黃河上、中、下游自然地理?xiàng)l件差異性大,尤其是上游高海拔地區(qū),更需要強(qiáng)化工藝的適用性,不能簡(jiǎn)單套用常用工藝。黃河上游某建制鎮(zhèn),采用 AAO 處理工藝,低溫高寒缺氧氣候嚴(yán)重影響污水處理系統(tǒng)中微生物的活性,已建污水處理設(shè)施無法正常有效運(yùn)行。黃河下游某縣,整體推進(jìn)建制鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè),同批建設(shè)多個(gè)污水處理廠,均采用 AO 處理工藝。其中,某建制鎮(zhèn)建有多家化工、印染等企業(yè),污水處理廠同步處理達(dá)標(biāo)排放的工業(yè)廢水和收集的生活污水,進(jìn)水成分復(fù)雜,現(xiàn)狀工藝難以滿足同步脫氮除磷需求,不能確保出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
  2. 1. 3 排放標(biāo)準(zhǔn)“ 一刀切”
  提供出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的受調(diào)研建制鎮(zhèn)中,80% 以上執(zhí)行《 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 ( GB 18918—2002) 一級(jí) A 排放標(biāo)準(zhǔn),僅 2個(gè)鎮(zhèn)執(zhí)行一級(jí)B 排放標(biāo)準(zhǔn),4個(gè)鎮(zhèn)執(zhí)行二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。此外,個(gè)別建制鎮(zhèn)執(zhí)行《 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》( GB 3838— 2002) IV 類水標(biāo)準(zhǔn)。總體而言,鎮(zhèn)級(jí)污水廠執(zhí)行 GB18918—2002 一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)居多,普遍存在“ 一刀切” 現(xiàn)象,個(gè)別建制鎮(zhèn)要求污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)和地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)接軌,從經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)水平來看有待進(jìn)一步研究。
  2. 2 管網(wǎng)建設(shè)短板明顯
  2. 2. 1“ 重水廠輕管網(wǎng)” 意識(shí)嚴(yán)重
  建制鎮(zhèn)低層獨(dú)院住宅居多,污水源頭較分散,收集難度大 ,需要建設(shè)較長(zhǎng)的支狀管線,并提高敷設(shè)密度。但是,受認(rèn)識(shí)不足、資金缺乏等因素影響,大部分建制鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)“重廠輕網(wǎng)”,優(yōu)先建設(shè)污水集中處理設(shè)施,導(dǎo)致收集管網(wǎng)建設(shè)嚴(yán)重滯后,存在大量污水收集空白區(qū)。據(jù)統(tǒng)計(jì),2019 年,沿黃 9 省(區(qū))建制鎮(zhèn)排水管道暗渠密度遠(yuǎn)低于當(dāng)?shù)爻鞘泻涂h城水平,比長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶建制鎮(zhèn)低 13%(圖 6)。
  2023-11-02T08:49:44.png
  2. 2. 2 投資強(qiáng)度亟待提升
  污水處理設(shè)施建設(shè)中,管網(wǎng)建設(shè)投資一般為處理廠建設(shè)投資的3倍左右。2019 年,沿黃 9 省(區(qū))建制鎮(zhèn)排水設(shè)施建設(shè)投資為 82. 5 億元 ,其中,管網(wǎng)建設(shè)投資為 29 億元,僅為污水處理廠建設(shè)投資的54. 3%,管網(wǎng)建設(shè)存在較大的資金缺口(圖7)。在建制鎮(zhèn)建設(shè)資金來源中,中央、省級(jí)和市縣 財(cái)政資金投入超過一半,融資方式單一、資金投入不 足是造成管網(wǎng)建設(shè)滯后的關(guān)鍵因素。
  2023-11-02T08:49:51.png
  2. 2. 3 污水處理廠運(yùn)行效率低
  (1)運(yùn)行負(fù)荷普遍偏低
  污水管網(wǎng)的建設(shè)完備程度是決定生活污水能否有效收集的關(guān)鍵因素。污水管網(wǎng)建設(shè)與處理設(shè)施規(guī)模不匹配,直接影響污水收集量和污染物收集率。調(diào)研發(fā)現(xiàn),調(diào)研鎮(zhèn)中1 / 3 以上的污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷不足 50%(圖 8),黃河中游某建制鎮(zhèn)污水廠運(yùn)行負(fù)荷率僅為 6%。
  2023-11-02T08:50:00.png
  (2)污水處理廠進(jìn)水可生化降解有機(jī)物濃度低
  部分建制鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水 CODCr 高于 600 mg / L,均為同步處理工業(yè)廢水和生活污水的處理廠,但該類型污水可生化性差,難降解有機(jī)物成分較多,影響脫氮除磷效果。只處理生活污水的處理廠,通常進(jìn)水CODCr不足100 mg / L。
  2. 3 重建設(shè)輕管理
  2. 3. 1 缺乏專業(yè)運(yùn)維
  調(diào)研發(fā)現(xiàn),黃河流域超過60%的建制鎮(zhèn)污水處理設(shè)施不具備遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)行能力,絕大多數(shù)污水處理設(shè)施存在專業(yè)維護(hù)不到位、技術(shù)人員配備不足、運(yùn)行管理粗放等問題,致使故障多發(fā),難以保障設(shè)施穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí),不少設(shè)施未安裝在線監(jiān)測(cè)設(shè)備,日常監(jiān)管真空,難以確保穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
  2. 3. 2 運(yùn)行難以持續(xù)
  據(jù)了解,黃河流域建制鎮(zhèn)污水處理設(shè)施運(yùn)行費(fèi)用大部分依靠地方財(cái)政,由于運(yùn)行成本相對(duì)較高,收益性差,社會(huì)資本投入意愿不強(qiáng)。單個(gè)污水處理廠設(shè)施規(guī)模小、運(yùn)行負(fù)荷低,難以形成規(guī)模效應(yīng),且由于處理廠進(jìn)水 COD 低,部分設(shè)施需外加碳源和藥物,增加運(yùn)行成本。同時(shí),受到諸如間歇供水、供水無法計(jì)量、用戶支付意愿不足等現(xiàn)實(shí)因素影響,多數(shù)建制鎮(zhèn)難以按時(shí)收繳污水處理費(fèi)。據(jù)調(diào)研,已投入運(yùn)行的污水處理設(shè)施t水平均處理成本一般為2~4 元/m3,是城市污水處理廠的 3 ~ 5 倍。黃河上游某建制鎮(zhèn),屬于剛脫貧的欠發(fā)達(dá)地區(qū),新建污水處理廠規(guī)模為 0. 5 萬 m3 / d,投資為 6530 萬元,污 水處理成本達(dá) 6 元/ m3 ,財(cái)政每年需補(bǔ)貼運(yùn)行費(fèi)用 為 160 多萬元。
  03建議
  3. 1 科學(xué)規(guī)劃布局
  強(qiáng)化技術(shù)支撐進(jìn)一步強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)。國(guó)家層面出臺(tái)黃河流域城鎮(zhèn)污水處理實(shí)施方案,完善由城市向建制鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村延伸覆蓋的污水處理基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)。省級(jí)部署、市縣負(fù)責(zé),按照“ 城旁接管、就近聯(lián)建、獨(dú)建補(bǔ)全”原則,統(tǒng)籌考慮周邊市縣或相鄰村鎮(zhèn),研判把握本地城鎮(zhèn)化發(fā)展趨勢(shì),合理布局建制鎮(zhèn)污水處理設(shè)施,核定設(shè)計(jì)處理規(guī)模。同時(shí),結(jié)合污水處理設(shè)施布局,實(shí)施“以用促治”,推進(jìn)黃河流域污水 資源化利用??茖W(xué)選擇處理工藝、處理模式和處理水平。積極探索適合本地特點(diǎn)的低成本、低能耗、易維護(hù)、高效率的污水處理技術(shù)。上游高海拔地區(qū)選取適用于低溫高寒缺氧氣候的污水處理工藝和處理模式。以黃河干流和汾河、渭河、湟水河、涑水河等支流為重點(diǎn),推進(jìn)建制鎮(zhèn)污水處理能力全覆蓋和差別化精準(zhǔn)提標(biāo),其他地區(qū)科學(xué)合理確定排放標(biāo)準(zhǔn),不搞 “一刀切”。人口少、相對(duì)分散、短期內(nèi)集中處理設(shè)施難以覆蓋的地區(qū),合理建設(shè)分布式、小型化污水處理設(shè)施。
  3. 2 提高資金效益,重點(diǎn)關(guān)注管網(wǎng)建設(shè)
  加快黃河流域建制鎮(zhèn)配套管網(wǎng)建設(shè),確保污水收集管網(wǎng)與處理設(shè)施同步設(shè)計(jì)、同步建設(shè)、同步使用,并注重推動(dòng)支線管網(wǎng)和出戶管的連接建設(shè)。加 大對(duì)黃河流域污水處理配套管網(wǎng)的投資力度,加強(qiáng)管網(wǎng)設(shè)施建設(shè)全過程質(zhì)量管控,同步實(shí)施污水管網(wǎng)修復(fù)更新。以黃河干流和汾河、渭河、湟水河、涑水 河等支流沿線建制鎮(zhèn)為重點(diǎn),推動(dòng)污水管網(wǎng)排查,推進(jìn)管網(wǎng)混接、錯(cuò)接、漏接改造,有效提升污水收集率,提高污水處理設(shè)施運(yùn)行負(fù)荷。建制鎮(zhèn)污泥處置宜與縣城統(tǒng)籌考慮,或與臨近市縣聯(lián)合處置。
  3. 3 強(qiáng)化運(yùn)行維護(hù),提升市場(chǎng)化水平
  推行建制鎮(zhèn)污水處理設(shè)施常態(tài)化、專業(yè)化運(yùn)行 維護(hù)。建立立足本地、人員穩(wěn)定的專業(yè)化隊(duì)伍,嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)定額實(shí)施運(yùn)行維護(hù)。鼓勵(lì)通過市場(chǎng)化競(jìng)爭(zhēng)方式選擇運(yùn)行維護(hù)主體,堅(jiān)持系統(tǒng)觀念,推行污水“廠-網(wǎng)-河(湖)”一體化運(yùn)行維護(hù)。鼓勵(lì)以市縣為主體,構(gòu)建覆蓋建制鎮(zhèn)的污水治理信息管理平臺(tái),實(shí)現(xiàn)信息化、智慧化管理,提高運(yùn)營(yíng)管理效率。推動(dòng)社會(huì)資本參與,完善費(fèi)用收繳機(jī)制。建立整縣推進(jìn)機(jī)制,鼓勵(lì)綜合打包區(qū)域內(nèi)不同規(guī)模、不同盈利水平項(xiàng)目,授予特許經(jīng)營(yíng)權(quán)。規(guī)范有序地推廣政府和社會(huì)資本合作(PPP)模式,引導(dǎo)社會(huì)資本積 極參與建設(shè)運(yùn)營(yíng)。根據(jù)當(dāng)?shù)毓┧?、?cái)政收入、居民生活水平等情況,健全建制鎮(zhèn)污水處理費(fèi)用有效收繳機(jī)制,分步實(shí)施,逐步到位。
  04小結(jié)
  當(dāng)前,應(yīng)緊緊抓住生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵期、提供更多優(yōu)質(zhì)生態(tài)產(chǎn)品的攻堅(jiān)期、有條件有能力解決生態(tài)環(huán)境突出問題的窗口期,立足服務(wù)民生,加快補(bǔ)齊黃河流域建制鎮(zhèn)污水收集處理設(shè)施短,重點(diǎn)加強(qiáng)體制建設(shè),扎實(shí)推進(jìn)污水處理設(shè)施高質(zhì)量建設(shè)和高水平運(yùn)維,推動(dòng)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展。
  2023-11-02T08:50:12.png
  作者簡(jiǎn)介
  陶相婉,中國(guó)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院水務(wù)院助理研究員,博士,從事城鎮(zhèn)供排水規(guī)劃相關(guān)研究,負(fù)責(zé)國(guó)家發(fā)改委委托的“‘十四五’黃河流域污水垃圾處理實(shí)施方案”“黃河流域水資源節(jié)約集約利用實(shí)施方案”研究,主持住建部 2021 年科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目“建制鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)研究”。