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中国水污染治理解决方案(二)
--灵活应用多种生态技术,追求最优性价比(最高"削减系数")
要做到"一厂多点"或者实现农村的小规模污水处理单元,就必须应用"单位投资成本"和"单位运行成本"不受规模效应影响的技术。而这种技术体系,是存在的。这方面的技术实际上已经是十分成熟的,其中涵盖了:接触氧化法,人工湿地,泛氧化塘(稳定塘)等等。
依据各地污水自然汇集形态,因地制宜,选择:小型的接触氧化,人工湿地,或者稳定塘等不同模式,再通过添加高效的人工"基质"的办法极大地提高这些成熟工艺的处理效率。这种将水体自净能力极大提升的生态技术思路,最大限度减少污水汇集土建成本,依据不同的污水承载水体,添加不同量的"基质"就行。因此,完全突破了"规模效应"的束缚,单位投资成本和营运成本,甚至比号称拥有规模效应的各种活性污泥法还要低得多。
评判一项技术是否适合中国国情,我们认为,最重要的一个指标就是性价比,也就是说单位投资成本每天削减的有机污染量。我们用一个公式描述:
其中:
C = 每天系统削减的COD总量
A = 系统总投资(包含土地、管网、污水厂)按照8年折旧计算出的"每天投资总额"
B = 系统每天营运总费用
α(削减系数)= 系统单位投资加营运的削减总量
削减系数公式为:α(削减系数)=C/(A+B)
其中:C = 每天系统削减的COD总量;A = 系统总投资(包含土地、管网、污水厂)按照8年折旧计算出的"每天投资总额";B = 系统每天营运总费用;α(削减系数)= 系统单位投资加营运的削减总量(* 削减系数,应依据污染源污染浓度,横向比较应用。)
举例计算说明:
某A污水处理厂:
集中式处理,活性污泥法处理工艺,日处理量为1万吨,COD进水300mg/l,出水COD≤50 mg/l。投资费用管网3500万+污水厂建设1000万,工程占地15亩(按均价15万/亩计)营运能耗0.6元/吨。
置换削减系数公式为:
C=(300 mg/l -50 mg/l)=250 mg/l·d×10000吨/天=2500000 mg/l
A=(管网3500万+污水厂建设1000万+土地费用225万)÷8年折旧÷365天=16182元/天
2500000 mg/l
则α(削减系数)=-------------- = 113 mg/l·元
22182元
如进水量在5000d/t的话,则该系数公式为:
C=(300 mg/l -50 mg/l)=250 mg/l·d×5000吨/天=1250000 mg/l
A=(管网3500万+污水厂建设1000万+土地费用225万)÷8年折旧÷365天=16182元/天
B=(0.6元/吨×5000吨/天)=3000元/天
1250000 mg/l
则α(削减系数)=-------------- = 65 mg/l·元
19182元
某B污水处理厂:
分散式就地处理,"一厂多点,节省管网"阿科蔓处理工艺,日处理量为1万吨,COD进水300mg/l,出水COD≤50 mg/l)。投资费用管网"零"+污水厂建设合共800万,工程占地10亩(直接利用暗涵、地埋式兼容绿化用地等等,节省用地,按均价15万/亩计)营运能耗0.3元/吨。
置换削减系数公式为:
C=一半达标(300 mg/l -50 mg/l)=250 mg/l·d×5000吨/天=1250000 mg/l
一半削减70%(300*0.70)=210 mg/l·d×5000吨/天=1050000 mg/l
合计:C=1250000+1050000=2250000 mg/l
A=(管网0+污水厂建设1000万+土地费用150万)÷8年折旧÷365天=3938元/天
B=(0.3元/吨×10000吨/天)=3000元/天
2250000 mg/l
则α(削减系数)=------------ = 324 mg/l·元
6938元
如进水量在5000d/t的话,则该系数公式为:
C=一半达标(300 mg/l -50 mg/l)=250 mg/l·d×2500吨/天=625000 mg/l
一半削减70%(300*0.70)=210 mg/l·d×2500吨/天=525000 mg/l
合计:C=625000+525000=1150000 mg/l
A=(管网0万+污水厂建设500万+土地费用75万)÷8年折旧÷365天=1969元/天
B=(0.3元/吨×5000吨/天)=1500元/天
1150000 mg/l
则α(削减系数)=-------------- = 332 mg/l·元
3469元
332 vs 65,分散治理削减系数是传统污水处理模式的5倍。
而实际情况会令这个差距更加大,因为,很多地方实际污水量要比规划少得多,在"规模效应"之下,污水厂建设通常远远大于实际污水收集量。这样一来,实际的投资削减系数就会下降到60-70。只有分散式的"一厂多点"的15%左右,优劣更加明显。
--达标与削减结合,完成总量削减目标
在"集中式治理"模式之下,污水厂达标似乎成为了环保各界唯一的目标。而忘记了,总量削减才是我们国家总控的目标,点上的达标是实现总量削减的手段。
手段与目标不清,产生了很多奇怪的现象。
例如,南方某城镇,全镇污水自然汇集到"城东"流入一个饮用水源。省里环保局要求镇政府将污水引导到"城西"建一个污水厂,然后排入另外的水系,以此保护城东的饮用水源。初衷是好的。
但是,镇里财政困难,无力承担数千万元的管网和污水厂建设。镇里提出首先在"城东"投资数十万元建一个泛氧化塘,用人工基质提升处理能力,使污水大幅削减进入饮用水源;第二步,在省里拨下管网钱之后,再在城西建污水厂。这样分两步走,既是镇里力所能及的,又有效保护了饮用水源。
结果,省里环保部门与建设部门扯皮,以镇里的这个方案不符合污水厂建设规范,不符合饮用水源保护条例为由,否决了。于是,镇里污水继续"合法地"流入饮用水源。
这是一个多么悲哀的结局,我们的应用水源被各部门"依法"污染着。这就是手段与目标错位之下的政策悖论。
因此,环保部门和建设部门应该解放思想,理清手段与目标的关系,不能做出以"手段"为由阻碍了目标的达成。
这一点,与上述第2点的"削减系数"息息相关。假如目标清晰,则会鼓励各级政府量力而行,选择地方政府负担得起的"削减系数"最高的技术工艺,完成总量削减的任务。而假如各职能部门机械地围绕"手段"工作,则会领到地方政府停工待料,等待上级政府拨款,而因为我们本文第一章节提到的国力原因,这个等待将会遥遥无期,污水继续"依法"直排!
另外,流域总量削减总体目标的监控应该是"流域断面"。这是另外一个问题,以后另文讨论。
4,科学规划,长短兼容
--提高污水处理单元的兼容性,减少污水厂重复建设
"集中式治理"模式并非不可行,而仅仅是与中国目前的国力所不相符而已。那么,我们在提倡以"分散式治理"思路解决目前中国总体国力之下的污水治理问题的同时,还需要考虑的是未来的发展,也就是说,当我们的国力强大到一定程度,或者某些地方经济发展到可以支持建设大规模集中式污水处理厂的时候,该如何操作?
这里涉及到的是一个"未雨绸缪"的超前规划问题。
我们认为,这个短期污水分散治理,未来污水集中处理的长短期兼容思想,应该被制订到一个区域的长远建设规划里。
具体而言,我们建议在建设规划里,对未来集中式污水处理厂的工艺选择,应选择与分散式模式可以兼容的工艺,以便暂时用在分散式治理工艺里(如稳定塘)的人工"基质",可以被用作集中式污水处理厂的填料。这样就可以最大限度地减少重复建设的资源浪费。诸如此类。
那么,这种思路之下,也许生物固着法(接触氧化法)应该是较优的选择,而不是活性污泥法。
5,保护生态,发展循环经济
--最大限度的保持水态原貌
"水是城市活的灵魂,如果我们进行错误的城市水系改造,必将导致城市特色流失,功能萎缩,影响城市可持续发展和人对环境的友好。"这是建设部副部长仇保兴在2005年5月30日举行的首届"城市水景观建设和水环境治理国际研讨会"上阐述的观点。
集中式的污水处理思路,实际上很大程度改变了一个流域原有的水态,城内河网历史上往往都有纳污功能,将污水截走,也就使之失去了补水。很多城市的内河干涸都是来自于污水被截走。
"分散治理"的思路,基本上不改变原有水态,只是实现污水削减净化后排回内河,甚至在 "河中治污",这样就最大程度地保持了水态原貌,从而保护了原有生态,起码不至于以保护环境之名破坏生态。
从循环经济的角度出发,分散式治理思路比起集中式处理思路更加具有可操作性。以集中式之理思路处理完的污水,应该处在整个流域的下游,要实现中水回用,就需要再建回用管网以输送回城。从经济的角度来讲,建管网收集污水尚且不是我国国力所能承受得起的,更遑论建设回用管网?
而分散式治理要发展水资源循环经济就容易实现得多,污水经过就地处理,就能实现就地回用,所需要的,无非是在稳定塘或者人工湿地或者接触氧化池里,多放点人工基质,令它们的处理能力再深度提升而已。
总结而言,我们认为,中国目前应当在中国现有国力条件下,量力而行,在经济欠发达地区推行分散式污水治理模式,实现全国水污染"总量削减"的根本目标。本文权当抛砖引玉,引起各界对此问题的关注,以推动中国水资源治理思路的良性变革。
(作者:麦何晖 作者是阿科蔓控股有限公司CEO,阿科蔓技术是世界领先的水资源治理生态技术,阿科蔓公司由世界著名风险投资基金软银-赛富投资组建,旨在为中国提供水资源治理相关的性价比最优的解决方案。)
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