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    国内首创“生态能”污水处理技术

    可用于全国城市生活污水厂升级改造


          一、升级改造课题提出

          截至2014年3月,我国共建成污水处理厂3622座,污水处理能力1.53亿立方米/天,但大多采用传统工艺,出水水质普遍为劣五类。按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》的规定,即使其最高水准的一级A排放标准,如对照《地表水环境质量标准》,一级A标准仅相当于地表水劣五类,属于实实在在的不能与人体接触的污水。而实际上,中国尚存近60%的污水处理厂还无法达到一级A的水质(即劣五类),70%的城镇污水厂产生污泥不能够无害化处理,80%多城镇污水厂的中水不能回用,这正是中国都市污水处理的现状和困境。

          2013年9月6日国务院2013(36号)文件提出:2015年底全国36个重点城市城区(31省会加5个计划单列市)必须达到的指标要求:消除劣五类水体排放、中水回用20%以上和污泥无害化处理70%左右,并有对主管官员的严肃问责和污水厂法人代表入刑的严格追责。


          二、产生问题主要原因

          目前我国水资源问题十分严峻,全国人均拥有量是全球平均水平的四分之一,世界排名121位,是全球水资源最贫乏的13个国家之一。全国50%的城市缺水,25%的城市严重缺水,水荒制约经济和社会发展。国内四大流域整体污染已成常态,7大水系的26%和9大湖泊的78%均为连农业用水都不能使用的五类和劣五类水质,70%水污染是城镇污水造成的。

          据国内权威统计,全国氧化沟法、A2/O和SBR法占比60%以上,已成为业内三大传统主流工艺,但这些低负荷、高碳源工艺不适应国内高负荷、低碳源和不规范的现状,存在许多难解问题:其一是对污水处理后的水质很难达到无毒标准,难以有效循环利用;其二是大量污泥采用沉淀、脱水、填埋或焚烧的方法处理, 对地下水和大气环境产生二次污染的恶果,目前尚未找到一种行之有效的解决方法,大量污泥弃置成为新的污染源;其三污水处理过程中产生周期性臭气带来厂区和周边的空气污染;其四是污水处理效率低、成本高和效益差。

          我国污水处理行业长期以来,产生上述问题的主要原因有以下四个方面。

          1、标准过低、未能改进

          十几年前制定的污水排放国家标准受到业内人士的普遍质疑,国家现行的三级四个标准,最高级别的两个标准一级B属低毒和一级A属微毒排放。中国工程院院士、中国环境科学研究院院长孟伟公开表示:“由于中国的污水排放标准过低,污水处理厂已经成了新的污染源。同时,大量所谓达标排放的污水造成城市环境和周边水体二次污染,严重影响人民群众的生产生活。”

          2、盲目引进、错误导向

          在污水处理高速发展期,中国污水处理界错误地选择了欧美低负荷、高投资、高能耗的延时曝气工艺的技术路线,是技术界很大的一个失误,与国内高负荷、低碳源、难规范现状产生的冲突至今无法消除;污泥走向高干脱水路线,而不是以无害化处理为目的,是对污泥处理产业的又一个误导;国家环境保护技术管理与评估工程技术中心主任、清华大学环境学院副院长王凯军呼吁:“这个问题必须引起技术界的认识,呼吁政府改变这种错误的方式。”

          3、投资滞后、管理落后

          中国城镇化水平快速提升,投资滞后导致至今仍有相当比例的城镇生活污水不加处理直接排放;而另一方面全国已经投资的污水厂因费用过低、管网配套不全、设计不合理等多种因素影响,设备负荷率仅在七成左右;已经投产的污水处理厂功能有限、效率低下,相当比例成为新的污水源头地;长期重水轻泥政策,导致污水厂产生的污泥,至今没有明确由谁出资进行处理和处置。

          4、收费不足、入不敷出

          面对中国城镇污水高负荷和高耗能现状,达到一级A排放标准的吨水直接处理成本在1.2元左右,加之污泥处置费用0.3元左右,而长期以来各地污水收费在0.6-0.7元,几年前国家要求调升到0.8元,即便全部到位差距也有50%左右;2014年9月1日,国家发改委、财政部、环保部联合下发《关于调整排污费征收标准等有关问题的通知》,将排污费征收标准上调到1.2-1.4元。


          三、解决问题根本渠道

          解决我国城镇生活污水污染问题,需要国家高端设计和技术创新。

          1、近年国家高端设计的组合政策频现,从修订后环保法的出台,到污水处理新标准文件的下发,从国家生物产业发展规划,到政府采购环境服务的实施,从升级改造和管网建设的专项资金,到鼓励银行信贷和吸纳民间投资,从相关部门的污水处理费提升,到发动民间百姓参与环保监控等等,尽管还有污水处理新标准和技术规范没有出台,但这些新政策、新举措和新变化都为我国城镇生活污水治理和良性发展奠定了重要基础,也是我国水环境生态发展的根本保障。

          2、我国水环境生态发展,需要以结果为导向推进实施,而目前国内主流工艺不适应以环境安全为目标的治理导向,在污水厂升级改造、深度处理和污泥无害化处理过程中,各类传统工艺仍然存在以下弊病:占地太多、功能有限、指标较低、耗能过高、成本攀升、难以调控、经济性差、扩容不易、不耐冲击、稳定性不高和难以控制次生污染等方面问题无法彻底解决;根治污水顽疾,调整政策、规模投资、完善机制、严格管理、强化监督固然重要,但仍需要科技创新做以推动。

          3、无锡市禾木源环保科技有限公司(核心技术持有和运营公司,以下简称公司)自主开发的光化合微生物复合技术系统(以下简称ARES),以其生态化、高效能、低成本、省投资、可兼容和能回用的创新功能和应用效果,全面解决长期困扰中国污水处理业界中水有毒、污泥有害、厂区有味的三有问题,在满足国务院36号文件各项指标要求基础上,杜绝污水污泥的次生污染,创新应用破解了传统工艺难以逾越的技术瓶颈、化解了征地和投资众多难题、突破了投资回报的屏障、实现了污水资源化的回收利用,开创业界先河,实现系统治理的重大突破!是一项企业买得起、使得好、用得住的好技术,更是一项利国、利民、环保、节能,由中国人自己创造的好成果。


          四、应用工程实际效果

          (详见网站创新系统栏目中系统简介部分)


          五、技术工艺比较分析

          详见网站创新系统栏目中比较分析部分


          六、技术系统简要介绍

          (详见网站创新系统栏目中系统简介部分


          七、污水行业发展趋势

          水是人类的生存底线,是经济发展和社会进步的生命线,也是实现可持续发展的重要物质基础;污水处理事业发展至今经历100多年,无数先行者为此贡献了毕生的心血和聪明才智。

          1、国外发达国家生活污水处理行业发展概况

          (1) 发达国家都经历了水环境“先污染、后治理”的过程,生活污水处理于上世纪七十年代后迅速发展,到上世纪九十年代末,发达国家平均生活污水处理率已达到 80%以上的较高水平。其中新西兰,新加坡,北欧等国家,已经基本实现了 100%的收集和处理率。

          (2) 污水处理建设投入在各发达国家基础设施建设投入较大。 1991~2005 年,美国非联邦政府投入到水基础设施的金额达 8,410 亿美元。到 2004 年美国的污水处理厂一共有 21,604 个,日处理总量达到 344 亿加仑(约合 1.3 亿吨),服务人口占美国总人口的 78%。

          (3) 在发达国家,污水处理设施以中小规模为主。例如,美国全国范围内的两万多个污水处理厂,平均每个厂的日处理水量约为 6,000 吨,其中 5 万吨/日以下的中小规模污水处理厂约占总数的 85%。

          2、我国未来污水治理行业的发展趋势

          未来中国生活污水处理技术的发展趋势主要体现在五个方面:

          (1) 研发高负荷、不污染、低成本、能回用的高效生物污水处理菌剂、高效污泥生物处理反应器、高效废水深度处理和中水回用成套设备,以适应符合中国国情的社会发展和生态环境的需求(上述内容引自国务院2012年12月29日颁布《生物产业发展规划》)。

          (2) 是随着水质控制类别从常规污染物控制向氮、磷、盐控制再到关注生态安全的发展,以除磷脱氮为核心的二级强化处理技术以及包括各种类型的三级处理工艺将得到大力推广;

          (3) 是随着污染控制程度从"达标排放"向"提标升级排放"到"低端中水或局部回用"再到"高端规模化回用"的发展,使污水处理由单纯净化转变为以污水为生产资料的"再生水制造厂";

          (4) 鉴于中国70%以上的污水处理厂不具有完整的污泥处理工艺,采用产泥量少且污泥稳定的污水处理工艺,从源头上减轻后续污泥处理的负担将是促进生活污水处理事业发展的技术途径。

          (5) 是为降低现有污水处理能耗过高,污水处理运营控制技术将从"工艺的人工/微机定量控制"向"部分处理设备的智能控制"再到"污水厂工艺全程优化与智能调控"方向发展。


          八、创新、实用、高效、超越

          禾木源的ARES系统,不仅在解决城镇生活污水处理过程中,对中水有毒、污泥有害、厂区有味的历史课题中具有独特的功效和应用价值,在利用生物技术解决适应中国国情城镇生活污水的水源高负荷、水质低碳源、管理不规范的历史进程中也将发挥积极作用。

          禾木源ARES系统已经系统完成国家生物产业发展规划中,研发高效生物污水处理菌剂、高效污泥生物处理反应器、高效废水深度处理和中水回用成套设备的三高成套课题,并已运用其发明专利技术构筑的处理系统,取得日处理20万吨规模污水厂两年以上的成功应用。

          实践证明禾木源ARES系统应用效果能够达到利国、利民、节能、环保的重要目标和实际成效,其推广具有重要现实和深远历史意义。