2024中国合肥国际城镇水务及水处理展览会 2024中国南昌国际水处理技术与设备展览会

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未来十年,水务行业亟需解决的三大痛点

水务行业短板明显,管网建设持续提速


我国污水处理中有很多痛点和难点,比如花了大把资金治理的黑臭水体,总是面临反黑反臭的困扰,还有污水收集率低,进水中碳源含量低、污水厂运营效率低等;另外,每年下暴雨,大家都会深受城市内涝积水的影响,环境也受到溢流污染的影响,其核心原因都是排水管网建设不完善。


目前,我国排水管网存在以下三个核心问题,一是排水管网的历史遗留问题,因为早期建设排水管网的时候,所用的设计规范不够先进,以致于不能满足现在的降雨强度,就会导致城市内涝,溢流污染等问题,另外就是在雨污分流制的排水系统中,经常出现混接错接的现象,包括市政混接、住宅小区混接、企事业单位混接以及沿街商铺混接,导致雨水排入污水系统或者污水排入雨水系统,造成城市内涝、进水碳源不足等问题。


二是我国管网覆盖率低,我国大城市的排水管网的覆盖率达到60%,其它一些中小城市达到了40%—60%,这也导致了生活污水收集率与污水处理率的极度不匹配,我国城镇污水处理率高达98.1%,但生活污水集中收集率不到70%,全国平均污水管网缺失率约为50%左右,尤其是入户收集管缺失严重。


三是我国管网的建设质量并不高,管网系统管理运维不到位,很多地方出现缺陷,坍塌、破裂等,导致其不能发挥其正常作用。


今年3月份,住建部、生态环境部等5部门发布关于《关于加强城市生活污水管网建设和运行维护的通知》。通知提出,到2027年,基本消除城市建成区生活污水直排口和设施空白区,城市生活污水集中收集率达到73%以上,并提到要加快实施污水管网改造,管网建设已经进入加速阶段。


而供水管网同样也存在很多问题,比如管网老化、跑、冒、滴、漏、管理粗放等硬件和软件问题。由于供水管网老旧、施工质量差或者开发商使用了质量不好的管材等,就会容易发生爆管问题,一旦发生爆管,不光会导致水资源的浪费,而且有可能造成路面坍塌等一系列问题,对社会经济和人员安全造成不良影响。


目前供水管网的平均漏损率为15%,全国每年漏损量可达83亿立方。2022年,住建部、发改委联合印发《关于加强公共供水管网漏损控制的通知》,明确要求“到2025年,全国城市公共供水管网漏损率力争控制在 9% 以内”。我国是严重缺水的一个国家,在此背景下,降低供水管网漏损成为供水管网的重点整治任务。


另外,供水设施老旧加上管理缺失,会导致水池、水箱不能满足消毒条件,从而滋生细菌,落入异物,造成自来水的污染以及水压不稳定等问题。


要进行漏损率控制以及保障供水安全,就必然涉及管网改造、分区计量、压力调控以及智慧化发展。尤其是利用大数据,人工智能等手段,可及时发现新的漏损点以及对漏算点进行追踪定位,极大的降低了工作难度,并且提升了工作效率,智慧水务成为目前水务行业重点发展的一大领域。


污泥处置路线不通,可持续发展如何进行


随着人口增加以及生活条件变好,污水量也在不断增加,污水处理量越多,产生的污泥也就越多,若是污泥问题得不到妥善解决,那么污水厂的压力将越来越大。


我国城市污水的年处理量已经高达600多亿吨,产生的污泥量按照含水率80%计算,已经超过6000万吨,而加上乡镇等处理数据,含水率80%的湿污泥产量已超过7000万吨。数量如此庞大的污泥,却始终都没有得到一个妥善的去处。目前,我国污泥处置方式主要包括填埋、焚烧、建材利用、土地利用等,在这几种处置方式中,填埋占到了48%。


我国只有57%的市政污泥得到了无害化处置,其中最主要的处置手段仍以填埋为主。一篇发表在中国给水排水的研究显示,有学者对我国重点流域的106座典型污水厂进行了调研,调研结果显示,在这106座典型污水厂中,污泥填埋占比高达54%,仍然是污泥处置的最重要方式,其次是焚烧。


填埋作为一种处置方式,有着成本低廉,操作简单的优势,但是填埋的危害性也显而易见,由于污泥内部性质复杂,很容易造成地下水污染等二次污染的风险。另外,填埋需要占用大量土地资源,污泥处置需求较大的一般是经济发达地区,而经济发达地区的用地却很紧张,所以填埋并不是长久之计。


由于长期以来“重水轻泥”的现象,我国的污泥处理规模和污水处理规模相差悬殊,直到“十三五”时期,我国才提出“泥水并重”的指导方针。


到了“十四五”时期,政策开始向污泥无害化以及资源化方向发展,并且开始优化污泥处置结构,压缩填埋规模。发改委和住建部发布的《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》中明确要限制未经脱水处理达标的污泥在垃圾填埋场填埋,并要求东部地区地级及以上城市、中西部地区大中型城市加快压减污泥填埋规模。未来,填埋的方式将逐渐被淘汰。

我国污泥处理处置的问题主要表现在三个方面:


一是污泥处理处置设施不足,处理能力匮乏。在长期“重水轻泥”的政策下,政府污泥处理处置方面的投入资金太少,导致污泥处理处置设施建设不足,污泥处理处置的水平严重滞后,有大量的污泥没有得到无害化处理,甚至去向不明。


二是泥质差,处理处置难度大。我国污泥有机质含量低,含砂量高,对处理工艺的能耗要求高,处理处置难度大,这跟我国的管网系统有直接关系。


三是污泥出路尚未解决。目前来看,填埋仍是污泥处置的主流方式,但上面我们也说过了,这种方式在未来是行不通的。而建材利用的话,需要对污泥进行焚烧处理,先实现无害化,但是我国污泥含水率高,有机质含量低,热值低,焚烧的年投资运行成本高,且要面临邻避效应等问题,真是全面实施起来难度大。那么土地利用呢?污泥兼具“资源”和“污染”属性,这二者之间,不是天平向哪边倾斜的问题,而是两个都要解决的问题。目前来看,“污染”属性尚未完全解决,我国部分污水厂进水中含有工业废水,导致污泥中重金属含量较多,如果进行土地利用,必定会面临很多未知的风险。


目前我国污泥无害化及资源化的主流技术路线有4条:厌氧消化—土地利用、干化焚烧—灰渣填埋或建材利用、好氧发酵—土地利用、深度脱水—应急填埋。虽然目前污泥资源化还面临很多困境,但是从政策来看,污泥要想可持续发展,必然得走资源化利用的路线。

水资源供需矛盾多,污水资源化意义重大


长期以来,我国不仅存在水污染的问题,而且存在水资源短缺的问题,而污水资源化是同时解决这两个问题的好办法。传统水源的输送受到距离等因素的影响,有很多限制,而污水资源化可就地利用,降低运输成本,还可以减少污染,国家也出台了许多相关政策来支持污水资源化的发展。


2021年十部门联合印发《关于推进污水资源化利用的指导意见》,这是一个关于污水资源化里程碑式的文件,《意见》对污水资源化重点推进领域以及重点工程做出了规定,并且不再是仅提出一个具体的再生水利用指标要求,而是提出要在“2035年形成系统、安全、环保、经济的污水资源化利用格局”,也就是说不光是要简单的提高再生水利用率,而是要打造一个取之不尽用之不竭的供水源头。


污水资源化显然成为我国针对水资源短缺问题的一个重大战略部署。


《意见》中还提到要实施区域再生水循环利用工程。所谓的区域再生水循环利用,是指将达到排放标准的城镇污水,再进一步进行生态净化处理,达到用水水质要求后,就近补给给当地的取水源头,比如地下水或者自然水体。

这些取水源头水量充足之后,通过自然循环净化,就可以在一定区域内再度调配,用于生产和生活。通过这种循环方式就可以将污水有效的利用起来。目前,污水厂正在由传统的末端治理向治污+供水双功能转变。在缺水地区,再生水供应企业和用户可以自主协商定价,“污水”正在转变为“商品资源”。


区域水循环利用的优势在主要有两点,一是传统的再生水生产出来后,面临着究竟是用来生态补水还是生活生产用水的问题,而区域循环利用的方式,则可以轻松解决这个用水矛盾,即先将水储存于生态环境中,后续可作为新水源用于生产和生活中。二是通过用再生水补给生态水再加以循环利用的方式,可以减少再生水输配管网的建设,通过天然水体的流动性,可解决再生水一部分的输送问题,提高经济性。

再生水作为生态补水,通常需要达到三类水或者四类水的标准,而如果作为生活或生产用水,标准则更加严格。要达到如此高的水质要求,就需要对污水进行深度处理,深度处理工艺包物理法,化学法以及生物法。物理法包括吸附法以及紫外线消毒等,化学法包括臭氧氧化法和药剂法等,生物法目前最常用的是膜生物法。膜具有高精度的分离性能,对于分离水中的污染物效率高,效果好,是最适合再生水循环利用的技术。


对市政污水以及工业废水的开发再利用,是我国水资源供需矛盾的根本解决途径。再生水具有可就近使用,水质有保障,且水量比较稳定的特点,可用于生态补水,市政用水、农业灌溉以及工业用水等方面,已经成为“城市第二水源”和“工业第一水源”。



结语


在水务领域,我国重点要解决的两个问题就是水资源短缺和水污染问题,解决水资源短缺的问题,势必就要从源头节水以及非常规水源利用两个方面进行探索和发展;而要解决我国目前面临的水污染问题,就要从顶层设计出发,构建厂、网、河一体化运维模式,强化系统治理。


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