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廖志民:什么技术适合中国村镇污水处理?

中宜环科环保产业研究 2020-03-25 16:54:18


廖志民
江西金达莱环保股份有限公司董事长


大家好!
非常高兴,也非常荣幸参加此次聚焦村镇污水处理——清华大学工程博士高峰论坛。我是30年前从清华走出去的,在市场上奋战30年,也有很多的心得体会,希望借助工程博士平台,系统梳理自己三十年的心路历程。我今天报告的题目是:村镇污水处理探索,主要围绕村镇污水处理现状、村镇污水处理技术、FMBR污水处理技术及应用案例展开。


一、 村镇污水处理现状
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村镇污水处理特点
首先,村镇污水点多、面广、量大。住建部的数据显示,我国4万多个乡镇,60万个行政村和250万个自然村。其次,村镇污水负荷非常高,而且村镇污水水质受生活习惯,食品加工、旅游、养殖、屠宰 等产业影响,浓度波动大。金达莱从10年之前就开始关注村镇污水及各种分散的污水处理。原来有一种观点认为村镇污水比较简单,浓度比较低。经过多年的探索发现,这个观点是不对的。村镇污水是特别应该引起注意的污水。截至目前,金达莱承接了上千个村镇污水的项目,总结发现村镇污水的COD波动可以从几十、一百一直到一千左右。其他的氮磷指标都差不多,总氮经常100左右,磷经常在10左右,也有很低的时候,低时只有1-2。它的变化受到村镇所在区域工业或生活习惯影响比较大,所以说村镇污水该值得注意。

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村镇污水处理现状


住建部统计的资料显示,建制镇大概到今年完成了30%左右,村庄大概8%左右,建成率是比较低的。虽然统计表上写的是处理率,我改成了建成率,那是因为很多建成的设施没有发挥真正的作用。农村污水“建得了用不好”,这是大家的共识,这里列举报刊上刊登出来的实际状况。


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原因分析
原因有很多种说法,归纳起来,我想主要有三种:

原因1:是处理费用高,主题不明确。农村生活污水处理由于水量小,吨水费用较高(几元/吨); 收费机制基本没有建立,支付主体不明确; 目前运行费用以财政补贴为主,资金不到位。

原因2::管网不配套。传统污水厂一般远离人群建设,需配套长距离输送管网,往往存在: 1、建设难度大,经常需穿越农田耕地; 2、投资大,建设滞后。一般来讲,目前常用的很多污水处理技术,基本上都是大型污水处理厂的缩小版,对专业人员的依赖度比较大。我们也有很多做成设备不用人员管理的,出水水质是不是稳定,还值得探讨。

原因3:技术不实用。污水处理厂对周边环境的影响比较大,导致一般村镇污水处理厂跟大型污水处理厂一样,尽可能建到远离人群居住的地方。整个输送距离非常远,尤其是农村,建输送干管非常麻烦。城市建一条管道挖开的是公用路面,而农村一条污水管要穿过农田,村民非常反感,且阻力很大。这就导致了虽然有钱建,却无法建。这两方面的原因跟技术的不实用有相当的关系。

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技术分类
一类是人工生态型。此类型基本上依赖于土地的方法演变出了多种工艺,包括80年代的氧化塘与现在的人工湿地等等。这些技术不是说不好,但是同中国现在农村村镇污水的现状是不匹配的。1、负荷低:处理方法较原始、仅适合于微污染场合 2、占地太大:建设选址难 3、抗冲击能力弱:受季节和恶劣天气影响大、处理效果不能保证。例如在北方地区或者南方下暴雨的时候,容易受到这些因素的干扰。所以,大面积将人工生态型的方法作为村镇污水的主方法,还值得商榷。


一类是人工强化型的,从这个工艺可以演变出很多种。然而,不管名称有多少,用于农村污水治理,也有一定的问题。

第一个问题是流程比较长,单元比较多,控制点多,操作难度大,用不好。这种情况下,操作难度一定很大。所以说很多污水处理厂,实际投了很多钱下去,运行费用也到位,管网也到位的情况下还没用好,包括发达地区如江苏、浙江、山东这样的地区,同样有这个问题。第二个问题是对周边环境影响比较大,居民难接受,用不顺。不排泥,磷怎么处理?一排泥,居民心里很难受,所以在推广的时候,很难建在比较近的地方。第三个问题是人力和资源消耗比较大,用不起。


二、什么技术适合村镇污水处理?
到底什么样的技术适合中国村镇污水处理?我在此抛砖引玉。刚才讲到,村镇污水处理存在这样那样的问题,但在国外,尤其是欧美国家却仍然做的很好。由于文化等方面的差异,中国确实有自己的特色与特点。大量现实证明,技术不实用,导致大量已建设施闲置,很有可能引起国家战略性失误!实用的技术——是村镇水环境保护当务之急!我们认为,实用的技术必须同时具备三大要素。
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第一要素——装备化:类似汽车、批量生产、大众可用
不容易装备化的技术很难大众化普及。如汽车的概念,每个人都可以开汽车,却并没多少人可以了解汽车里面的原理。村镇污水处理也是如此,因为在农村,很难找到合适的专业人员去维护。因此,村镇污水处理技术一定要装备花,能适应点多面广的建设需要,且让非专业人员能干很专业的事。

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第二要素——环境友好:日常运行过程中不外排有机污泥
在环境友好里有很多因素,包括噪音,但其中有一个最主要的因素就是污泥的外排问题,这是很多工艺绕不过的问题。污泥不排怎么保证水质达标?人工强化工艺是围绕不过的,保证优良的水质肯定是第一位的,其他的都是附属。不排污泥,最起码在日常运行当中不排污泥,而一年甚至更长时间排一次,这是可以接受的。就像以前的化粪池,建在每栋楼下面是可以接受的。

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第三要素——四两拨千斤:低消耗、高标准


千斤是什么?千斤就是我们国家的排放水质要求。我国的排放水质要求跟国外很多国家相比,包括美国、欧盟、澳大利亚、日本等,是比较严格的。刚才韩国教授列了一个标准,跟他们的标准相比,我们的一级A标准都已经非常严格了。最近又提出四类水体、三类水体等标准,我觉得这个不一定很合适。谁都希望水质好,但是如果花的代价太大了,肯定不合适。

从我们接触到的各省的实际状况来看,绝大部分省基本按一级A或一级B执行,最低是一级B执行。达到这么严格的标准,还不能用太多的资源消耗,我表示为四两,四两我也列了一些参数,我不想定性,我把它定量化。

村镇项目投资:费用在三千到五千元左右|吨水,前提是配套的管网不能太多。通常管网和污水处理厂的建设,基本上是3:1左右,我们提出1.5:1左右,因为这个要考虑,光谈实施造价是不合适的。

化学药剂的使用:如果是生活污水,不应该用化学药剂进行化学处理。化学除磷除去1是没有意义的,因为形成磷的固体物还要处置,生产过程还要零排放。

电的消耗:一般来说只需要0.1度电就可以了。关于电消耗问题,我们给的是0.5度左右,或者以下。为什么这么说呢?太高了肯定也不合适。太低了,一味追求指标的低,是不是有必要? 0.5度电,相当于一千个人的污水用了一户人家的电,如果再减一半,等于少了半户人家,这个意义是有的,但是不是有那么大的意义?如果为了这点意义,牺牲了很多的土地,或者再加大药剂,是否有必要?这个问题值得探讨。

占地:占地确实是一个非常重要的指标,因为农村的土地其实是很紧张的。尤其是很多场合要用到耕地,土地非常难寻找。

归纳起来,我们认为村镇污水治理必须要同时具备综合性的因素,具备某一个或者某两个因素是不合适的。


三、FMBR污水处理技术介绍


下面介绍一下FMBR污水处理技术。该技术是金达莱2008年研发出来的,后来在2010年开始推广应用。有一些思路跟常规不太一样,总体来讲利用了高效的特性菌,同步去除污水中C、N、P污染物质,日常运行过程中不外排有机剩余污泥。


FMBR 技术高度集成、大大缩短了工艺流程。它的特征,可以把串级污水处理工艺变成单级的污水处理工艺,究竟为什么能这样?今天就不细谈,大家姑且就相信一下。如果要详细探讨的话,我们另外找时间。这样做的好处,就是特别容易装备化,把多级工艺变成单级工艺。工艺都想追求装备化,就像我们做联合国的项目一样,欧洲的工艺也是装备化,做在集装箱里面,但集装箱里面都是瓶瓶罐罐的,实际上跟我们不是一个概念。我们各方面的指标还是比较好的。


从运维模式来讲,因为FMBR 技术太简单化了,很容易做到无人值守。目前我们设定的是3个月管一次,这有点像运行汽车的管理模式。按照互联网技术的套路,建一个总站,两个人管50台设备,有什么问题直接反馈到总站,同时也会发到流动站管理员手机上,然后就可以到现场处理一些问题,解决了人无人值守带来的问题。


这个工艺还有不少的荣誉,去年这获得了IWA亚太区创新奖。


四、FMBR应用案例
最后,我简单说几个典型案例,第一个是北京市水务局给我们一个机会做的测试。为解决生活污水处理带来的污泥处置困难问题,北京市水务局委托某县水务局建设了一个600吨/日的生活污水FMBR处理工艺污泥减量化试验项目,采用2台FMBR设备就地处理,处理过程不排放污泥,出水基本达到北京市地方一级标准要求。

在污水处理厂边上做两台这样的设备,他们请第三方做了监测报告,我综合了一下。包括环科院、北京水科所都测了好几个月时间。总体来说,进水的指标,基本上和生活污水相当,出水的指标基本能够接近北京一级B。这个指标要达到也不困难,任何一个工艺都可以达到。特点在哪里呢?达到这个指标的同时,消耗是很低的,没有用化学药剂,也没有排泥,电耗也不高,这还是比较有特色的。

第二个案例是湖泊流域水体保护,典型案例是云南大理洱海,我们有幸中标,这是2013年做的。这个变化肯定不全是我们设备引起的,但是起码这个设备应该起到了很重要的作用,包括前后他们自己测的数据。


第三个案例是城市黑臭水体应用,应用在大连高新区一个技术学院。大连高新区截流了凌水河上游的4000吨/日生活污水,采用FMBR技术建 于高校区内红凌路旁的休闲广场,部分作为市政用水、剩余部分引入凌水河, 使凌水河的大连高级经理学院段由原来的“臭水沟”,变成了一河清水。


再一个案例是江西的案例,高安市八景镇生活污水处理项目于2014 年6月建设,处理规模为2000吨/天,采 用4套500吨/天FMBR设备并联半地埋式 建设于居民小区内,地上覆盖景观绿化 带,美观且节省建设用地 。出水优于《 城市污水再生利用》(GB/T18920-2002 )和《城镇污水处理厂污染物排放标准 》(GB18918-2002)一级A标准。这个技术目前在全国很多乡镇村得到了比较广泛的应用。


在国际应用上,2010年,国际维和部队全球招标污水处理装备,37家企业在纽 约竞标,最终金达莱FMBR技术排名第一中标。供货期2011-2015共5年时间,现已出口500余套。

我们2010年向外正式推广该设备的时候,运气非常好。当年联合国在纽约总部向全球招标,全球大概30多家企业投标,标评了10个月的时间,评到3-4个月的时候我觉得没戏,因为没有想过能中,到第9个月的时候,通知我们技术入围,技术取得前三名入围,不分先后,然后再评商务标,最后我们如愿以偿,以综合排名第一中了标。到现在为止差不多5年时间了,已经出去500多套。目前有500多个维和部队的点用了我们的设备,这点我还是有点小自豪感。

这是澳大利亚的一家公司,类似我国北控这样的企业,运行污水量是很大的,他们对我们技术比较感兴趣,但是不太相信我们的参数,我们就送他们一套设备,目前正在测试,测试完了以后,很有可能在那边得到蛮多的应用。


五、总结
虽然FMBR技术基本上能够同时具备村镇污水处理装备化、环境友好、四两拨千斤三大要素,但是应用过程当中还是发现有很多问题,同时也有很大的提升空间,非常值得进一步的研究。我工程博士的论文想从这方面开展,包括膜的堵塞问题。特别希望我们同行们有更多的符合村镇污水三大要素的技术不断涌现,使村污水处理设施“建得了用得好”,使中国的水环境问题真正得到解决,使我们国家的水环境状况得到更好的越来越快的改善。

谢谢大家!


(本文根据嘉宾发言整理,未经发言人审阅。)