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王洪臣:能简单地天天正常运行着的,才是农村污水处理的主流技术

时间:2018-06-20作者:李晓佳

谈到农村污水处理,关于技术选择的讨论一直很受关注。什么样的技术更适合我国农村污水处理现状?在2018(第四届)环境施治论坛现场,中国人民大学环境学院副院长、中国人民大学低碳水环境技术研究中心主任王洪臣提出,目前中国农村污水治理还没有主流技术。他强调,这个问题还需要不断探讨,不断创新,但必须坚持一个原则,即,能简单地天天正常运行着的,才是农村污水处理的主流技术。

                   

中国人民大学环境学院副院长、中国人民大学低碳水环境技术研究中心主任 王洪臣

以下为王洪臣老师现场分享内容:(根据现场速记整理,未经本人审阅)

主流技术还没有,需要探究和分析

关于中国农村污水治理的主流技术,目前还没有达成共识。什么是主流技术?就是业内大部分人都在用的技术,是用的有成效的技术。

城市污水治理的主流技术应该是传统的活性污泥法,全世界6万多座污水处理厂基本都采用活性污泥处理法。但王洪臣指出,农村污水治理的主流技术,可能很多人都说不出来,因为农村污水治理才刚刚开始 。

他认为,污水处理设施规模越大,技术也相对越单一。如50万吨以上的污水处理厂,一定会建初次沉淀池,但5万吨甚至10万吨的污水处理厂就多元了很多。而规模越小的污水处理,关于技术选择的探讨就会更多。

王洪臣指出,目前很多省市要求农村污水治理要“一村一策”,但中国有200多万个自然村,60多万个行政村,不可能有两、三百万种治理技术。因此,一定要有主流技术,200多万个自然村,如果有60%以上采用的技术,就是主流技术。

当然,目前农村污水治理还没有所谓的主流技术产生,还需要讨论和分析。

在相当长的时间内,活性污泥法不会是农村污水治理的主流技术

因为中国农村的现实情况,在国际上基本找不到可以借鉴的案例和经验,所以中国农村污水治理要拿出来被讨论和分析,需要找到具有中国特色的农村污水治理技术。

王洪臣强调,在探讨农村污水治理的时候,一定要将改厕,收集,处理放到一起考虑。在论坛现场,他主要分析了处理环节。

农村污水治理也是污水治理,离不开污水治理的基本概念。因此,探讨农村污水治理,首先要回到污水治理的本质。

王洪臣介绍,污水处理强调的是,去除污水中的污染物,使之达到排放或回用水质要求的净化过程。物理处理指的是,通过物理作用分离去除污染物的过程;化学处理指的是,通过化学反应分离去除污染物的过程;物化处理指的是,通过传质作用分离去除污染物的过程;生物处理指的是,通过微生物代谢作用分离去除污染物的过程;生态处理则强调通过植物代谢作用分离去除污染物。

在顶层分类基础上,王洪臣也介绍了污水处理技术大类及其组合流程(如下图)。

王洪臣预测,未来物理处理可能不再是简单的预处理,而是有可能发挥更关键的作用,其与物理化学处理耦合,有可能实现新的突破。

在农村污水处理领域,生物处理仍然会发挥着去除污染物的关键作用。生物处理有好氧生物处理和厌氧生物处理,王洪臣指出,农村污水浓度不会太高,厌氧处理恐怕不会是主流技术。王洪臣指出,全世界6万多座城镇污水处理厂,基本都采用如下以好氧生物处理为核心的基本工艺流程。

论坛现场,王洪臣与现场嘉宾互动提出,我国有200多万个自然村,未来的主流技术是什么?

桑德国际有限公司总裁助理兼村镇环境集团总经理 王俊安现场参与互动

桑德国际有限公司总裁助理兼村镇环境集团总经理王俊安在交流中提到,在农村污水治理中,按技术可以分为三大类:生物膜法、活性污泥法以及自然生态法,农村适宜的技术方向应该是这三种方法的结合。但可能更多偏重于生物膜法工艺,然后根据不同的用途和排放标准,与活性污泥法和自然生态法结合使用。

王洪臣表示,如果站在污水治理基本知识的角度,将生物膜法和活性污泥法进行比较,利弊就会看得很清楚,活性污泥工艺运行很复杂,生物膜法则不需很高水平的运行,日本把生物膜法冠以“设施依赖型技术”,活性污泥法则被冠以“运行依赖型技术”。生物膜法管理简单,但由于其混合不充分以及生物活性低等原因,出水水质差。

美国乡村地区的集中处理设施基本是采用活性污泥法,韩国起步晚,采用的也基本是活性污泥法。日本乡村地区分散治理起步较早,全国3600座污水处理站绝大部分都采用生物膜法,少部分采用活性污泥法。美国主流是活性污泥法,韩国主流也是活性污泥法,日本的主流目前是生物膜法,但有改造成活性污泥法的趋势。那么,中国主流技术是什么?王洪臣认为,美国全部只有1万左右座设施,日本全国只有3600座,韩国更少,而中国是200万座!小困难放大1万倍,或许仍然不是困难,放大200万则可能会变成无法克服的困难。

因此,生物膜法未来会有更大的发挥空间,活性污泥法似难以成为主流技术。

生物膜法又分为两大类:自然曝气生物膜工艺和人工曝气生物膜工艺。人工曝气生物膜工艺可以细分为移动膜和固定膜,自然曝气生物膜工艺也可以再细分。那么,自然曝气生物膜工艺和人工曝气生物膜工艺,谁会是更主流的技术?人工曝气生物膜工艺虽然对工艺运行要求不高,但由于需要一套由数百个曝气器和风机组成的鼓风曝气系统,一个曝气头撕裂,就需要停产检修,对维护水平仍有较高要求,而中国农村现实运行维护力量极度缺乏,或者是缺失,面对农村污水处理设施如此大规模、大批量快速建设,对工艺运行和维护管理要求极低的自然曝气生物膜工艺,似乎更有可能成为主流技术,这类技术能够让处理设施简单地天天实现正常运行。下图是西方乡村地区运行了近百年的一个自然曝气的生物滴滤池,目前还在运行着。

当然,自然曝气生物膜工艺需要改良,需要提高出水质量,几年的研发及应用实践,发现这类工艺存在许多潜力有待挖掘。

王洪臣介绍,他自己团队将普通生物滤池优化成循环生物滤池(WRBF®)(ZL201310007074.3),出水水质较传统生物滤池大大提高,且全部设备就是一台水泵,工艺运行简单,设施维护管理也极其简单,可以实现“让处理设施简单地天天正常运行着”。

王洪臣预测,自然曝气生物膜工艺还有很多优化方向,还有很多潜力可以开发,他相信,通过行业的共同努力,自然曝气生物膜工艺有望发展成为适应中国农村特点的主流农村污水处理技术,满足绝大部分农村污水治理的实际需求。

最后,王洪臣表示,中国农村污水处理技术的研究开发和工艺选择,应遵循:一切以运行为中心,以能在农村运行为中心,以能在农村天天正常运行着为中心,只有能简单地天天运行着的,才是农村污水处理的主流技术。

附现场互动

提问:您刚才提到中国农村污水治理没有主流技术的问题,以及没有相应的考核标准的问题。考核标准其实对农村污水处理技术的选择来说影响非常大。我国农村发展水平参差不齐,比如浙江地区和其他偏远地区的农村可能经济发展水平就相差很多,您认为在我国农村污水处理,真的需要或者说适合出台一个统一的考核标准吗?这个考核标准的方向应该是怎样的?

王洪臣:很多技术的选择与标准高度相关,考核标准确实是困扰农村污水治理的一个难题。一个标准可能推动和促进一个行业的发展,但一个标准也可能把一个行业捆死,所以标准很关键。关于农村污水治理的考核标准,政府部门在积极研究探索。我认为,从我国的实际情况出发,全国没有必要出台一个统一的一刀切的农村污水治理考核标准。标准需要因地制宜,所以我觉得可能需要各个地区根据实际情况,来制定本地的考核标准,但切记跑偏了,有些省份制定的排放标准,过于严格,甚至远超技术可达,这就走偏了。

其次,农村污水治理排放标准以耗氧指标类指标为主就可以,把黑臭变清就够了,过多过严的指标,一是没必要,关键是实际不可达。   韩国的农村污水治理标准,总氮是40毫克升,总磷是4毫克升,实际就是不要求脱氮除磷。对COD、BOD、氨氮这类消耗氧的指标则较严。


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