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[摘要]本文根据2003—2010年全国29个省市自治区的面板数据,分析了城市污水处理投资和污水处理厂环境效益之间的关系。研究结果表明,城市污水处理投资与污水处理厂环境效益的关系大小因地而异,具体表现在对西部和东北地区的省份而言,城市污水处理投资对污水处理厂环境效益的作用大;对东部省份而言,城市污水处理投资对污水处理厂环境效益的作用小。最后根据研究结果为政府部门的环保投资提出有针对性的建议。
[关键词]城市污水处理投资;污水处理厂环境效益;面板数据;个体固定效应模型
[中图分类号]F293[文献标识码]A[文章编号]1005-6432(2013)42-0031-03
1问题的提出
改革开放三十多年来,我国经济取得了令世界瞩目的发展,人民生活水平不断提高,但与此同时也产生了较为严峻的环境污染问题,环境污染问题之一的水污染问题与人们的生活息息相关,既是人们所密切关注的污染问题,又是政府投资治理的重点对象。在水污染治理中,污水处理是实现水污染治理的关键,因此城市污水处理投资就自然成为水污染治理的资金投入重点。
城市污水处理投资主要包括与污水处理厂相配套的管网设施建设投资和污水处理厂自身的建设投资,污水处理厂投资额约占30%[1]。与管网设施建设投资相比,尽管污水处理厂的投资小于管网设施建设投资,但污水处理厂是污水净化过程中的最核心环节,同时也是产生效益的最关键环节。
城市污水处理直接关系到经济社会的可持续发展和人们生活环境质量的改善,日益受到社会的广泛关注,也成为各级政府的重要任务,对城市污水处理投资与污水处理厂环境效益的关系进行分析具有重要的现实意义。那么城市污水处理投资与污水处理厂环境效益的关系如何,正是本文将要回答的问题。
2文献综述
笔者发现,国内对城市污水处理投资与污水处理厂环境效益关系的关注度不够,只有一些研究相近问题的文献,王亚菲在《公共财政环保投入对环境污染的影响分析》一文中得出考虑到环境污染治理投资对环境污染影响的区域特征因素,财政环保投入在各省起到的作用差异较大的结论[2]。涂正革在《环境、资源与工业增长的协调性》一文中得出区域间环境工业协调性不平衡的结论[3]。辜子寅等以江苏省为研究对象,探讨了环境效率的影响因素,得出产业结构和经济外向度的作用具有双面性的结论[4]。
3模型的选择与确立
本文先选出影响污水处理厂环境效益的重要因素,以2003—2010年全国29个省市自治区的面板数据为样本,采用聚类与主成分的分析方法,构建了污水处理厂环境效益的综合评价指标,从而为污水处理厂环境效益的评价提供了量化的标准。
求得各省各年污水处理厂环境效益的综合得分后,以此为被解释变量,利用面板数据模型探究城市污水处理投资与污水处理厂环境效益的关系,分别建立三种模型:混合效应模型、个体固定效应模型、个体随机效应模型。
对混合效应模型和个体固定效应模型,利用F统计量检验从中选择效果更好的模型,统计量定义为:
其中SSEr表示混合估计模型的残差平方和,SSEu表示个体固定效应回归模型的残差平方和。N表示个体个数,(N-1)表示约束条件个数,k表示解释变量的个数,算得:
因而拒绝原假设,选择建立个体固定效应模型。
对个体固定效应模型和个体随机效应模型,利用Hausman检验从中选择效果更好的模型,检验结果显示,Hausman统计量的值为247645,相应的P值小于001,因而拒接原假设,选择建立个体固定效应模型。
最终确立的估计模型为个体固定效应模型。
绘制并观察城市污水处理投资与污水处理厂环境效益的散点图,图形显示存在异方差现象,即各省市自治区的城市污水处理投资对污水处理厂环境效益的影响存在差异,且因面板数据截面数(29)大于时期数(8),存在截面异方差,故采用截面加权的方法估计模型,以消除异方差的影响。
对时间序列数据而言,用存在单位根的时间序列变量进行回归,可能会导致伪回归的结果,面板数据也存在着与时间序列数据类似的问题,需要对面板数据进行单位根检验。本文分别对城市污水处理投资和污水处理厂环境效益进行了单位根检验。
城市污水处理投资单位根检验与污水处理厂环境效益单位根检验结果均显示:相同单位根检验LLC,P值小于005的显著性水平,拒绝存在单位根的原假设,不同单位根检验ADF-Fisher检验,P值小于005的显著性水平,拒绝存在单位根的原假设,认为城市污水处理投资和污水处理厂环境效益这两个序列是平稳的。
城市污水处理投资与污水处理厂环境效益序列均为零阶单整序列,说明这两个序列本身都是平稳的,不需进行协整检验。
4模型估计结果及分析
个体固定效应模型估计相应的方程为:
解释变量城市污水处理投资的t值绝对值为341,大于95%置信水平下对应的t值196,对应的P值小于005,说明城市污水处理投资这一变量显著。模型的可决系数R2为07793,拟合程度较高,TZi的系数为-00094, 不能简单地说城市污水处理投资对污水处理厂环境效益的影响是显著或是不显著,因为还有其他因素影响污水处理厂环境效益,例如技术效率[4]、经济发展程度[5]、产权结构[3]、管理水平等。城市污水处理投资对污水处理厂环境效益的影响显著与否取决于城市污水处理投资这一因素与影响污水处理厂环境效益的其他因素的相对关系。
个体固定效应模型的个体固定效应指每一个个体都有一个不同的截距项,而个体固定效应模型的估计方程考察了城市污水处理投资对污水处理厂环境效益的影响,但城市污水处理投资的回归系数较小,可认为各省的个体固定效应的大小实际上反映了影响污水处理厂环境效益的其他因素的作用。
将各省的个体固定效应的大小由大到小进行排序,得知排在前五位的省份分别是江苏、广东、浙江、山东、北京,而排在后五位的省份分别是江西、吉林、甘肃、贵州、青海。且不同地区之间差异显著,东部九省分别排名第一到第七位,第十四位,第十六位,排名大多靠前;中部六省中有五个省排名第十到第十九位,江西排在第二十五位,排名大多居中;东北三省中,辽宁排在第十一位,而黑龙江和吉林分别排在第二十四位和第二十六位,排名比较靠后;而其余的西部省份,排名大多排在第二十位之后,仅有新疆和云南分别排在第八位和第九位,西部各省总体排名靠后。
各省的城市污水处理投资的个体固定效应越小,说明对应省份的影响污水处理厂环境效益的其他因素的作用较小,而影响污水处理厂环境效益的城市污水处理投资这一因素的作用相对较大。城市污水处理投资的个体固定效应较小的省份大多都是西部和东北地区技术效率较低、经济发展较落后的省份。这些省份污水处理厂环境效益的提升受益于城市污水处理投资的增加,而受其他因素诸如技术效率、经济发展程度、产权结构等的作用较小。可知西部和东北地区在提升污水处理厂环境效益方面资金因素对技术等因素的替代作用明显。
相反,各省的城市污水处理投资的个体固定效应越大,说明对应省份的影响污水处理厂环境效益的其他因素的作用较大,而影响污水处理厂环境效益的城市污水处理投资这一因素的作用相对较小。城市污水处理投资的个体固定效应较大的省份大多都是东部技术效率较高、经济发展较先进的省份。这些省份污水处理厂环境效益的提升得益于较高的技术效率、厚实的经济基础、合理的产权结构等因素的拉动,而受城市污水处理投资增加的作用较小。可知东部地区在提升污水处理厂环境效益方面技术等因素对资金因素的替代作用明显。
5结论与建议
本文运用面板数据个体固定效应模型,科学探究了城市污水处理投资与污水处理厂环境效益间的关系,得出以下结论:城市污水处理投资对污水处理厂环境效益的影响作用大小因地而异,对西部和东北地区技术效率较低、经济发展较落后的省份而言,城市污水处理投资对污水处理厂环境效益的影响作用大;对东部技术效率较高、经济发展较先进的省份而言,城市污水处理投资对污水处理厂环境效益的影响作用小。
依据城市污水处理投资与污水处理厂环境效益关系的研究结果,提出以下三点政策建议:
(1)进行城市污水处理投资财政预算时,不能“一刀切”,应因地制宜,实施区域环境保护投资战略。对西部和东北地区的省份,应该保证适当的城市污水处理投资预算投入。
(2)提高污水处理厂环境效益,除城市污水处理投资外,还应该重视技术效率、产权结构、管理水平等因素的影响。
(3)缩小区域环境保护差异化程度,合理确定环境保护的范围和标准,加强区域统筹,健全环境保护体系。
参考文献:
[1]林荣忱排水工程[J].建筑工业,2004(5).
[2]王亚菲公共财政环保投入对环境污染的影响分析[J].财政研究,2011(2).
[3]涂正革环境、资源与工业增长的协调性[J].经济研究,2008(2).
[4]辜子寅,俞逸帆江苏省环境效率的测度及其影响因素实证分析[J].常熟理工学院学报,2013(3).
[5]于海燕,于振英河北省县域经济增长与环境质量变化的个体固定效应分析[J].石家庄经济学院学报,2010(4).
本文应用MUCT工艺, 采用正交方法设计试验方案,通过优化工艺运行条件(水力停留时间、污泥龄及污泥负荷),确定最佳的运行条件。
试验结果表明:影响系统COD去除效率的最重要的因素为水力停留时间HRT;影响TP去除效率的最主要因素是污泥龄SRT;影响系统TN去除效率的最主要的因素是水力停留时间HRT与污泥龄SRT的交互作用。对试验条件下MUCT处理系统处理效果分析表明, HRT=11h、SRT=10d、F/M=0.357 kgBOD5/(kgMLSS・d) 的条件下,MUCT处理系统的运行效果最佳。
关键词城市污水;脱氮除磷;水力停留时间;污泥龄;污泥负荷;正交试验
第1章绪论
1.UCT工艺概述
UCT(University of Capetown)工艺是南非开普敦大学开发类似于A2/O工艺的一种脱氮除磷工艺。
UCT工艺与A2/O工艺不同在于沉淀池污泥回流到缺氧池,而不是回流到厌氧池,这种回流方式可以防止由于硝酸盐氮进入厌氧池,破坏厌氧池的厌氧状态而影响系统的除磷率。增加了从缺氧池到厌氧池的混合液回流,由缺氧池向厌氧池回流的混合液中含有较多的溶解性BOD,而硝酸盐很少,为厌氧段内所进行的有机物水解反应提供了最优的条件。
UCT工艺的典型流程示意图如图1-7:
图1UCT工艺
Fig.1UCT process
2.本试验的研究目的和内容
UCT及其改良工艺在国外的试际运行中证实了具有良好的脱氮除磷效果,在国内应用相对较少,仍需进一步研究与讨论。
本文将对MUCT工艺处理城市污水的最佳工艺条件进行探讨,这对我国现有污水厂的除磷脱氮改造及新的污水处理厂的建设具有重要意义。
主要研究内容:
确定MUCT工艺处理生活污水COD、氨氮、总磷及总氮的最佳工艺运行条件。
研究方法:
以污泥龄(SRT)、水力停留时间(HRT)及污泥负荷(F/M)为主要因素进行中试试验,比较在不同的影响因素条件下MUCT系统的脱氮除磷效果,找出利用MUCT工艺处理生活污水的最佳运行条件。
技术路线:
1)分析生活污水的组成,启动MUCT中试系统。
2)根据因素对系统的影响大小和因素的可控性确定污泥龄(SRT)、水力停留时间(HRT)及污泥负荷(F/M)为的主要因素进行中试试验,采用正交试验的方法比较在不同的影响因素条件下MUCT系统的脱氮除磷效果,找出利用MUCT工艺处理生活污水的最佳运行条件。
3)确定中试条件下MUCT的最佳运行条件,技术参数。
第2章试验方法与过程
2.1试验设备
2.1.1MUCT工艺简介
MUCT脱氮除磷工艺是在原有UCT工艺的基础上,增加一个缺氧池。其工艺流程图见图2-1。
图2-1MUCT工艺流程简图
2.1.2试验装置简介
本试验所有MUCT工艺试验装置见图2-2。
图2-2MUCT工艺及装置示意图
2.2水样的采集及分析
本试验废水取自城市污水井。利用泵将污水井中的污水抽入试验室的集水槽内,在通过蠕动泵泵入系统。
2.2.1水样分析方法
表2-1为本试验主要监测的指标及所采用的分析方法。
表2-1指标及分析方法
项目 方法
流量 容量法
COD 重铬酸钾法
BOD5 OXiTOP
pH 玻璃电极法
TP 过硫酸钾氧化-钼锑抗分光光度法
TN 过硫酸钾-紫外分光光度法
氨氮 纳氏试剂分光光度法
DO 氧表
温度 氧表
MLSS 重量法
2.2.2进水水质
整个试验期间入流污水的水质变化情况见表2-2。
表2-2 基本参数变化范围及平均值
2.3试验方法-正交试验法
本试验采用正交试验法对MUCT系统运行条件进行优化,正交试验法是一种试验设计方法,该方法讲多因素试验与优选法相结合,它不仅符合试验处理的重复、局部控制和随机化等原则,而且能够相对合理地安排多因素试验,并通过对试验结果进行分析,确定影响试验结果的因素的主次、寻求最佳的操作控制条件。优点是可以用较少的试验次数就能比较准确而迅速地找到最佳的试验操作条件。
2.3.1影响因素分析
影响活性污泥增长及处理效果的主要工艺参数及影响因素包括:污泥负荷F/M、污泥龄SRT、回流比R、水力停留时间HRT、溶解氧DO、温度、pH值、有毒物质及污水可生物处理性能等。
2.3.2确定因素水平表
通过对影响因素进行单因素分析并且考虑到因素的可控性,确定本试验主要影响因素为三个,分别是:污泥龄SRT、水力停留时间HRT及污泥负荷F/M。每个因素取三个水平,详见表2-3。
2.3.3确定试验方案
选择三因素三水平正交表为本次试验的正交表,同时考虑了SRT与HRT之间的交互作用。正交表见表2-4。
生物处理系统里的微生物对环境的变化具有一定的适应性、滞后性和抗冲击性。为了更加真试可靠地反应系统的运行情况,每个水平的试验进行14天,前7天对参数进行调节,待系统达到稳定,后7天对参数进行测量。
表2-3因素水平表
2.3.4其它参数条件
本试验其它参数主要控制在:两个内回流的回流比为3,污泥外回流的回流比为1。试验过程中保持其它影响因素相对稳定,变化范围见表2-5。
表2-5 试验条件
项目 好氧池 缺氧池1 缺氧池2 厌氧池 二沉池
溶解氧(mg/l) 4-7 0.09-0.16 0.04-0.10 0.04-0.10 3-6
温度(oC) 13-20
pH 7.0-7.4
第3章MUCT处理城市污水最佳工艺条件的确定
3.1正交试验结果
试验结果见表3-1。
表3-1试验结果数据表
3.2正交试验结果分析与讨论
3.2.1极差分析与讨论
对上述试验数据进行极差分析,得到表3-2、3-3、3-4、3-5。
1、说明表3-2:
1)“Ⅰ”所对应的行是各因素“一水平”对应的COD的去除率之和。
例如:污泥龄(B)的“一水平”所对应的COD的去除率为:62.31+83.76+82.20=228.27。其余依次类推。
2)同理,“Ⅱ”所对应的行为各因素“二水平” 对应的COD的去除率之和;“Ⅲ”所对应的行为各因素“三水平” 对应的COD的去除率之和。
3)上表中每个因素均为三个水平,均出现三次,故表中Ⅰ/3、Ⅱ/3、Ⅲ/3是指COD去除率的平均值。
4)用同一因素各水平下平均提取量的极差R,反映因素的水平变动对试验结果的影响。
极差R=平均提取量的最大值 - 平均提取量的最小值。[40]
极差大,表示该因素的水平变动对试验结果的影因素响较大;极差小则表明该因素的水平变动对试验结果的影响小。上表中R的大小反映因素水平变化对COD去除率的影响。极差R大,说明这种因素的三个水平对COD去除率的影响较大,应该认真考虑该因素水平的选择;极差小,表明该因素的三个水平对COD去除率影响不明显,可以根据其它要求(操作简单、降低成本)来选取。根据极差的大小排列出因素的重要程度。
5)选择因素水平时应该注意区分两类因素:一类为不涉及交互作用的因素,在选取水平时,选择平均值中指标较好的;另一类为有交互作用的因素,它的水平选取无法单独考虑,应对有交互作用的两因素进行比较后选取。因此,本表将交互作用所在列相应的水平平均值和极差分别计算出来,以便比较分析[41]。
表3-2COD去除率正交试验结果表
2、COD去除率分析
比较表3-2中计算出的极差值的大小发现:A因素水力停留时间HRT对COD去除效果的影响最明显,然后依次为:AB即水力停留时间和污泥龄的交互作用、B污泥龄SRT、C污泥负荷F/M。通过极差值的比较不难看出,水力停留时间与污泥龄的交互、污泥龄SRT及污泥负荷F/M对COD去除效果的影响基本接近。
为了更直观的比较分析,取各因素不同水平作横坐标,每个水平下COD的去除率为纵坐标,绘制试验各因素与COD去除率直观图,见图3-1。
3-1三水平下各因素的COD去除率
Fig 3-1The effect of different facters under three levels on the removal efficiency of COD
从图3-1可以看出,较高的水力停留时间HRT、较高的污泥龄SRT有利于系统对COD的去除;较低的污泥负荷F/M使COD去除效果下降。
从正交表3-2中可以看出,本组试验中5号试验条件下即:HRT=11h,SRT=10d,F/M=0.357 kgBOD5/(kgMLSS・d)时,COD的去除效果最佳,去除率可以达到88.32%。
3、NH4+-N去除率分析
比较表3-3中的极差值大小发现,影响NH4+去除效果的最主要因素是水力停留时间HRT,其次是水力停留时间HRT与污泥龄SRT的交互,再次是污泥龄SRT,污泥负荷F/M对NH4+去除效率的影响不明显。试验结果表明,水力停留时间HRT与污泥龄SRT之间存在交互作用,与试验前假设一致。绘制试验各因素与NH4+去除效率直观图,
见图3-2。
从图3-2中可以看出:较高的水力停留时间HRT、污泥龄SRT、水力停留时间HRT与污泥龄SRT之的交互及污泥负荷F/M有利于NH4+去除效果的提高。
从正交表3-3中可以看出,本试验中3号试验条件下,即:HRT=8h,SRT=15d,F/M=0.453 kgBOD5/(kgMLSS・d)时,NH4+-N的去除效果最佳,去除率可以达到99.82%。
表3-3NH4+-N的去除率正交试验结果表
图3-2三水平下各因素的NH4+-N去除率
Fig .3-2 The effect of different facters under three levels on the removal efficiency of NH4+-N
4、TP去除率分析
表3-4TP的去除率正交试验结果表
从表3-4中可以看出,影响TP去除效果的因素依次是:污泥龄SRT、污泥负荷F/M,水力停留时间HTR及对水力停留时间HRT与污泥龄SRT的交互。其中,污泥龄对系统TP的去除效果也较为明显;水力停留时间HRT与污泥龄SRT的交互对TP的去除影响最小。
绘制试验各因素与TP去除效率直观图,见图3-3。
由图3-3中可以看出:较大的污泥负荷F/M、较长的水力停留时间HRT及较长的污泥龄SRT有利于TP的去除。
由正交表3-4中可以看出,本试验中5号试验条件下,即:HRT=11h,SRT=10d,F/M=0.357 kgBOD5/(kgMLSS・d)时,TP的去除效果最佳,去除率可以达到79.24%。
图3-3三水平下各因素的TP去除率
Fig. 3-3The effect of different facters under three levels on the removal efficiency of TP
5、TN去除率分析
表3-5TN的去除率正交试验结果表
据表3-5中极差大小比较可得:影响TN去除效果的最主要因素是水力停留时间HTR和污泥龄SRT的交互作用,其次是污泥龄SRT,再次是水力停留时间HRT,污泥负荷F/M是所有因素中,对TN的去除影响最小。
绘制试验各因素与TN去除效率直观图,见图3-4。
图3-4 三水平下各因素的TN去除率
Fig.3-4 The effect of different facters under three levels on the removal efficiency of TN
从图3-4中可以看出:较小的污泥负荷、较大的污泥龄有利于TN的去除,较小的水力停留时间不利于TN的去除。
从正交表3-5中可以看出,本试验中5号试验条件下,即:HRT=11h,SRT=10d,F/M=0.357 kgBOD5/(kgMLSS・d)时,TN的去除效果最佳,去除率可以达到79.24%。
3.2.2方差分析与讨论
3.1.1中所采用的直观分析法的优势在于简便、直观、计算量小,缺陷在于不能估计试验误差,即不能区分是由各因素的水平变化导致的试验结果差异,还是由试验的随机波动导致。因此,必须对试验结果做方差分析,以解决该问题。
1、方差分析计算说明:
1)试验结果的平均值,:(3-1)
2)偏差平方和S:(3-2)
3)平均偏差平方和(即方差)v:(f=n-1,为s的自由度)。(3-3)
4)若试验结果的差异是由因素A的三水平引起,则用A1、A2、A3条件下试验结果的均值Ⅰ(A)/3、Ⅱ(A)/3和Ⅲ(A)/3与的差值平方和来表示,称为因素A的偏差平方和SA。
(3-4)
SA为三个平方和相加,即自由度fi=3-1=2。
2、显著性分析说明:
偏差平方和可以反映因素对试验结果的影响程度,但是不能反映影响的显著程度。想要明确某种因素对试验结果的影响可以忽略还是不能忽略,是通过F表作显著性检验即F检验来试现。
F检验的步骤如下:
1)计算FA
(3-5)
式中:fA为SA的自由度;fe为误差平方和Se的自由度。
2)根据fA、fe及选定的信度α查F表,得到临界值Fa(fA,fe)。α的选取与试验精度有关,本试验α取α=0.25、α=0.2则对应的F0.25=3、F0.2=4
3)比较FA与Fa,做出显著性判断。若α=0.20有FA> F0.20,则说明该因素水平的改变对试验结果有极为显著的影响,记为##;若F0.2>FA> F0.25,则说明该因素水平有显著影响,记为#。若FA< F0.25,则说明该因素水平影响不显著。
4)F检验只有当误差的自由度较大时,灵敏度才高。固取偏差平方和最小的列作为空白列即误差列。
3、COD去除率方差及显著性分析
依照公式3-1、3-2、3-3及3-4对试验数据进行方差计算,将计算结果记录在表3-6中。根据表3-6计算结果,选择偏差平方和最小的列,B污泥龄SRT对应的列为误差列进行显著性分析计算,并将分析计算结果记录在表3-7中。
表3-7对COD去除率进行显著性分析结果表明,影响系统COD去除效率的最显著因素为水力停留时间HRT,这与前面极差分析的结果是一致的。水力停留时间
对COD去除效果起决定作用,要想提高系统COD的去除效率,应该首先考虑调整水力停留时间HRT。
表3-6COD去除率正交试验结果表(方差分析)
表3-7COD去除率方差分析表(显著性分析)
4、NH4+-N去除率方差及显著性分析
依照公式3-1、3-2、3-3及3-4对数据进行方差计算,将结果记录在表3-8中。
表3-8 NH4+-N去除率正交试验结果表(方差分析)
根据表3-8计算结果,选择C污泥负荷F/M对应的列为误差列进行显著性分析计算,并将计算结果记录在表3-9中。
表3-9的显著性检验结果表明,各个因素对NH4+-N的去除效率的影响极差分析和显著性检验的结果是一致的。水力停留时间、水力停留时间与污泥龄的交互作用及污泥龄对的NH4+-N去除效率有显著的影响。要想提高NH4+-N的去除率首先考虑水力停留时间和水力停留时间与污泥龄的交互作用。
表3-9NH4+-N去除率方差分析表(显著性分析)
表3-10 TP去除率正交试验结果表(方差分析)
5、TP去除率方差及显著性分析
依照公式3-1、3-2、3-3及3-4对试验数据进行方差计算,将计算结果记录在表3-10中。
根据表3-10计算结果,选择AB水力停留时间与污泥龄的交互对应的列为误差列进行显著性分析计算,并将分析计算结果记录在表3-11中。
表3-11 TP去除率方差分析表(显著性分析)
表3-11的显著性检验结果表明,B列对应的污泥龄SRT对系统TP的去除效果有显著性影响,要想提高系统TP的去除率,必须选择一个适宜的污泥龄SRT。而A列对应的水力停留时间及C列对应的污泥负荷对系统TP的去除效果无显著影响。
6、TN去除率方差及显著性分析
依照公式3-1、3-2、3-3及3-4对试验数据进行方差计算,将计算结果记录在表3-12中。
根据表3-12计算结果,选择C污泥负荷F/M对应的列为误差列进行计算,并将计算结果记录在表3-13中。
表3-13的显著性检验结果表明,B列对应的污泥龄SRT及AB列对应的水力停留时间HRT与污泥龄SRT的交互作用对系统TN的去除效果存在极为显著的影响,A列对应的水力停留时间HRT对系统TN去除效果也存在显著影响。而C列对应的污泥负荷对TN去除效果的影响不显著。要想取得较高的TN去除效率,首选污泥龄和水力停留时间。
表3-12 TN去除率正交试验结果表(方差分析)
表3-13 TN去除率方差分析表(显著性分析)
3.3结论
试验数据表明,本组试验9个试验条件,对COD的去除效果均比较良好,其中以5号试验条件即:HRT=11h,SRT=10d,F/M=0.357 kgBOD5/(kgMLSS・d)时,COD的去除效果最佳,去除率可以达到88.32%。极差分析与讨论的结果表明,影响COD去除效果的主要因素为水力停留时间HRT。方差及显著性分析结果与极差分析的结果一致。
在所有的试验中,除了7号及9号试验条件外,氨氮的去除效率均在98%以上,整个试验期间氨氮的出水水质都非常好,远高于《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB18918-2002)规定的氨氮的排放标准5mg/L。说明本试验选取的三个因素水力停留时间、污泥龄及污泥负荷的变化对氨氮的去除效果没有造成很大的影响。所有的试验条件中,3号试验条件下,即:HRT=8h,SRT=15d,F/M=0.357 kgBOD5/(kgMLSS・d)时,氨氮的去除效果最佳,去除率可以达到99.82%。
在数据分析的过程中不难发现,TP的去除效果随污泥龄和污泥负荷的变化波动较大。其中1号试验条件下TP的去除效果最差,仅为46.21%,5号试验条件下TP的去除效果最好为73.24%。极差分析与讨论的结果表明,影响TP去除效果的主要因素为污泥龄SRT。方差及显著性分析结果与极差分析的结果是一致。要想提高系统TP的去除效率必须选取合适的污泥龄。
9个试验条件下TN的去除效果在46%~67%之间,污泥龄SRT对系统TN去除效果的影响显著。所有试验条件中5号试验条件下TN的去除效果最佳。
【关键词】污水处理;项目组织;管理模式
引 言
城市是工业、社会不断发展的重要产物,具有浓重的人为色彩,是人们意志的体现。当今社会,随着科技以及社会的不断发展、城市人口的递增,越来越多的城市问题凸显出来,特别是其中的工业废水、生活污水的排量不断增多的问题更是得到了人们的广泛关注。对于生活在城市中的人们以及国家、政府而言,如何更好的处理城市中产生的污水已成为了一项迫切需要解决的重大课题。
1. 污水处理工程项目组织实施管理的可行性研究
对于城市污水处理工程而言,首要的前提就是工程建设的内容必须要严格的按照国家规定的程序进行,只有这样才能保障城市污水处理工程项目组织实施的成功、有效。因此,在进行具体的污水处理工程建设之前,必须要对项目建议书以及可行性研究报告等内容进行详细的研究。
1.1 项目建议书
首先需要着重解决的问题就是污水处理工程的项目建议书,项目建议书指的是承包项目的建设单位呈交的关于污水处理工程的建设问题的文件。污水处理项目的建议书是施工单位对于如何进行污水的处理建设的总体设计,它是整个污水处理项目正常进行的基础。项目建议书是一种整体的设想,包括了污水处理工程建设的必要性说明、技术工艺和设备的选择、工程的规模、投资估算、建设进度等各方面的内容。项目建议书是基于现实情形的前瞻、估算,其中涉及的内容要做到实事求是,这样才能全面地反映污水处理工程建设的整体思想、投资估算和效益结果。
1.2 可行性研究报告
污水处理工程项目组织实施管理的另一项重要工作就是可行性研究报告的撰写,它在建设污水处理项目过程中具有核心的地位。一旦污水处理工程建设的可行性研究报告出现问题,那么将直接对项目的成立与否构成影响。污水处理工程可行性研究报告的编写必须要做到客观、真实、科学,在报告完成之后,还需要依据项目具体情况的变化进行修改。
在进行污水处理工程项目的可行性研究报告编制的时候,需要遵循一定的原则:严格按照国家的相关方针、政策进行;依据项目的建议书、有关合同的要求;实事求是,查询的资料务必真实可靠;认真地对项目的技术、经济方案进行估算;充分考虑影响工程项目的各种因素,进行合理、科学地规划。
2.城市污水处理工程项目组织实施管理模式
城市污水问题的出现是一个循序渐进的过程,从其成为一个严峻问题开始,它也逐渐的得到人们以及政府的重视。污水处理工程项目管理的主要参与者是政府,其管理模式的特点也随着时代的变迁出现了新特征,主要采用的管理模式包括自营模式、三方承包模式、指挥部模式以及代建制等,现具体阐述如下:
2.1自营的方式
首先介绍的一种管理模式出现的时间较早,它最大的特点就是以建设项目的承包单位自营为主。这一管理模式主要是项目的承包单位进行设计人员、施工人员、购置施工机械、采购材料等工作的组织, 承包单位自营管理模式最大的弊端就是项目的设计、施工的力量十分得薄弱。
2.2 三方承包方式
因为承包单位的自营管理模式存在许多不足,因此,污水处理工程项目管理模式借鉴国外成功经验,实行了一种在建设单位主导下的甲、乙、丙三方形式的管理模式。其中,承包单位(甲方)由政府主导,乙方(设计单位)、丙方(施工单位)则各自由所属组织管理。
2.3指挥部方式
之后,项目工程的组织管理模式又迈进了一步,主要在工程指挥部方式的模式下进行。项目建设的指挥部方式的最大特点就是把建设项目的管理职能和生产职能分开,由建设指挥部对项目的设计、采购、施工进行管理,当污水处理项目建成之后该机构也将不复存在。这种管理模式的成员大都是身兼数职,这一特征也就决定了该管理模式的效率低下的劣势。
2.4 代建制
现今最常用的项目组织管理模式是代建制 ,这种管理模式主要是市场经济的影响下的产物。代建制运用招标等竞争方式选择最优的项目管理单位进行项目的建设,这大大增强了项目投资、质量和工期的保障。代建制具有自身独特的优势,该管理模式的的实行把污水处理工程项目的“投资、建设、管理和使用”等四个环节进行了分化,使得各个环节进行相互牵制,对于我国工程项目建设出现的超投资、超规模、超标准等现象具有良好的改善作用。
3.EPC模式在污水处理中的应用
EPC模式,也就是工程项目总承包的管理模式,在我国的污水处理工程项目管理中具有重要的作用。不同于传统的“设计――招标――建设”的要求业主需要较高管理水平的管理模式,EPC模式大大简化了工程管理的工作任务,并且能够把工程项目建设的大部分风险转加到总承包商身上,业主只要进行资金的投入的控制、竣工验收即可。并且,EPC模式的合同不同于一般管理模式的合同所在就是其总价的固定性,在实际的应用中,该管理模式适用的工程类型具有工程规模较大、工期较长的特点。
在我国,在污水处理工程项目中应用EPC模式具有显著优势,因其管理任务简化的特点,业主不需要高水平的管理能力同样能够保证工程项目的正常运行。而且,运用该种管理模式的风险相对于其他的管理模式也小得多。但是,就污水处理工程项目而言,它和建筑行业最大的不同就是其具有延续性、多变性和长期性的特点。在一般建筑行业的工程建设中,一旦项目完工总承包商就没有完成了任务,但是对于污水处理工程项目来说,当建设单位完成了工程之后,还需要为了保障业主对于污水处理的技术特点以及操作有整体的了解、正确操作等对业主进行必要的培训。因此,该种管理模式在污水处理工程项目中的使用还需要进一步的改进。
结束语
当前,城市水资源浪费以及污水大量随意排放成为困扰地方政府、当地居民的一大问题,尤其是城市污水未经处理随意大量排放的情况更是随处可见。因此,城市污水处理工作迫在眉睫、刻不容缓。城市污水处理工程建设是水质的重要保障,能够为建设循环经济、和谐的城市做出巨大的贡献。城市污水的高效率处理对于城市的发展、人们的正常生活以及国家的和谐发展具有重要的意义,使用合理的、科学的管理模式将十分有利于污水处理项目的顺利、高效完成。
参考文献
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关键词:污水处理;问题;措施
在全球经济快速发展的今天,环保问题,特别是城市污水处理已成为各国研究的热点。城市污水的治理对改善城市水环境,保障城市经济发展起着关键的作用。现就我国城市污水的处理现状、存在的问题、对策和建议作如下分析。
1城市排污的现状
自从20世纪80年代,我国城市污水处理已经在各方面有了很大的进展,但是其形势仍然极其严峻。我国目前淡水资源相当短缺,人均拥有量2300m3,列世界100多位,等同于世界人均水平的1/4。由此来看,我国目前的水污染形势较严峻,特别是城市污水的排放对地表水和地下水水质的影响非常突出。
我国的经济体制从计划经济转型过来。在这种经济体制下,我国城市污水处理的管理机构和管理方式等方面一直沿袭旧的经营管理模式,对污水处理设施方面的建造、设备运行和价费行使统一管理、分级领导的体制,给城市污水处理相关行业导致了很多弊端。
我国污水处理面临着水污染严重,污水处理起步较晚、基础较差、要求高的严峻形势。近年来,我国城市污水处理方面有了很大发展。但绝大多数城市的污水处理能力满足不了实际需要,全国还有297个城市没有建成污水处理厂,全国5万多个城镇,370多万个村庄,9亿多人口居住地尚无污水处理设施。
2目前存在的问题
①我国近些年社会经济持续高速发展给环境带来越来越大的压力。到今天为止,我国城市排放污水每年达到约500多亿吨,处理的污水占排放不到1/5。这个数字相对发达国家来说少得可怜。而发达国家的污水处理率都在80%以上。除此以外,很多污水处理车间乃至厂家处理后的污水也没有达到环保要求,还会对环境产生很多危害。
②管网收集系统建设滞后,特别是一些城市中心区雨污分流还没有实现,污水处理设施难以充分发挥效益。目前我国处理设施严重不足,城市排水管网普及率及管道收集率较低,许多厂管网不能配套,一些城市污水处理厂不能满负荷运作。现有的处理设备还存在着设计水平低、设备质量低、运行稳定性较差等诸多问题,而且更新改造和达标改造资金短缺、运行费用不足。
③各级政府筹集资金或借债资金方式等组建的污水处理厂,很多时候被各级政府委托排水厂机构管理,各种运行费用的来源都靠政府,政府财政状况的好坏决定了各种运营费用的多少。这就容积导致因为财政资金缺乏有效监控,产生浪费现象。在这种情况下,各级政府筹集资金污水处理厂的管理者缺乏成本的意识,将导致人浮于事、陈旧的管理方式、工作不讲究效率等现象的重复发生。
3对策和建议
①污水处理要形成产业化,并且加大宣传是各级管理机构能够充分认清污水处理的重要性和紧迫性。使各级政府明确城市污水的处理水平和环境承载能力对各地城市的经济发展的可持续性能提供主要保证和强大推动作用。是各级政府和管理机构要把污水处理工作的好坏多为年中绩效考核的主要指标,干部的提升、任免也要考核环境保护工作的开展情况。只有这样,能使环境保护工作不至于被污水处理拖住后腿。才能使我国的天更蓝,水更绿,经济发展更健康,人民生活跟幸福。
②加大科技、人才和资金投入。目前,影响我国城市污水回用的一个重要因素是资金投入短缺、技术落后。为了有效发展城市污水回用,在借鉴、汲取和总结国内外城市污水经验和成果的基础上,因地制宜,加大科技投入、人才投入和资金投入的力度,紧紧围绕提高城市污水处理率和利用率,建立专门的研究和开发机构,提高技术水平,加快城市污水回用技术和设备的改造,积极开发、研制和应用城市污水回用新技术和新设备,提高城市污水处理和回用的能力。
③城市污水回收利用应纳入节能减排计划中。城市污水是可利用的水资源,增加一些技术使城市污水就近处理就近回收利用,不仅可回收水资源,而且还可节省管道投资和运输消耗,因此污水的再生回收利用应作为节能减排的组成部分纳入总体规划。
我国的城市污水处理正逐步兴起,回收用于工业及市政清扫、绿化,是解决水资源短缺的一条有效措施。相信经过努力,全国各大城市将会相继建立更大规模的污水处理厂,进一步提高城市污水的处理能力。
参考文献:
【关键词】城市污水;污水问题;污水处理
1. 引言
(1)随着我国社会经济的飞速发展,城市污水处理的技术和工艺得到了相当程度的发展。但与此同时,由于我国城市化的发展同样迅速,人口和产业密度集中向城市空间转移,人们生活水平和工业活动强度也在不断提高,城市的水需求量也正在飞速增长,这使得许多城市的供水问题逐渐凸显,城市水污染及水供需矛盾十分尖锐,已经严重制约了城市经济的发展,并对城市居民生活和社会造成一定的影响。当前我国城市污水量大概保持着约每年百分之七的增长速度,然而,由于资金、能源等方面的限制,城市污水处理率却并不高。一直以来,我国水环境仍旧在不断的恶化,而且水资源也出现了短缺问题,因此,污水处理问题已经成为一个刻不容缓的关键问题,它对城市和社会的发展有着重要的作用。2013 年3 月国家发改委提出。
(2)了该年度我国城市污水处理率要达到86% 的目标,为了更好地实现这一目标,更好地解决城市污水处理所面临的问题,本文从转变观念、统筹规划、开发新技术等方面提出了自己的几点建议,以期使污水处理工作更上一个台阶。
2. 我国城市污水处理面临的主要问题
(1)投入较少。城市污水处理系统作为城市基础设施,它对优化城市水环境、提高城市的水质量都有着十分重要的作用。但是,由于当前人们对污水处理的认识不够、过度追求经济发展等多方面原因的影响,很多城市对其污水处理的投入较少,用于治理城市污水的资金十分紧张。因而在我国城市建设中极少有大规模的城市污水处理基地,城市的水环境也难以实现显著改善的;与此同时,由于投入少,我国城市污水处理的设备也存在诸多问题,2011 年笔者通过对所在城市的调查发现,该年我市污水处理设备能够有效运行的不到50%,城市污水处理厂的实际运转率也不足2/3。通过调查也不难看出,尽管近年来,我国各级政府对城市的污水处理问题十分重视,2011 年我国提出:整个“十二五”期间,污水处理累计投入将达到1.06万亿元,但投资的力度仍然不能满足现实要求,城市污水处理系统的投入力度仍有待进一步加强。
(2)污水处理技术滞后。城市污水处理技术的重要性不言而喻,它是城市污水处理工作顺利展开的基础,也是进行污水处理的关键因素。一直以来,我国采用的污水处理技术是在借鉴欧美近一个世纪的基础上发展起来的。但是由于我国城市污水处理的起步晚,对污水处理技术的重视与研究不够,其技术路线与欧美发达国家相比,仍不够完善、不够成熟,其主要表现为污水处理效率低、成本高,导致我国城市污水处理工作的有效度不高。
(3)与发达国家相比,当前我国城市污水处理的管理水平较低。由于城市污水处理技术比较复杂,而导致很多污水处理人员与管理人员的工作能力和水平不能很好的与其适应,这也是很多已建成的污水厂无法正常运转的重要原因。本文认为城市污水处理管理水平低是影响我国城市污水处理工作质量的关键因素。
3. 解决我国城市污水处理问题的建议
(1)转变观念,变废为宝。随着环境问题日益凸显,我国提出了建设生态型社会的目标,污水处理的主导目标与人们对城市污水的认识都在转变:以前,我国城市污水的处理十分简单,80% 以上是当作“废水”直接的排掉或倒掉,对水资源的浪费十分严重,但随着我国城市化的不断发展,许多城市的水资源压力愈来越大,现在越来越多的人认识到了水资源的可持续利用。本文认为,对城市污的处理,只有充分利用水循环原理,科学、合理地规划水资源,才能促进我国城市水资源的综合循环利用。要实现这目标,我们就必须转变污水处理观念与用水观念,从“取水输水用户排放”的单向开放型的用水模式转变为“节制地取水输水用户再生水”的反馈式循环流程,提高水的利用效率。当然,要提高城市污水的再生利用率,一方面要减少污染物排放,另一方面要有效节约有限的水资源。
(2)加强污水处理技术的研究,创新污水处理工艺。目前,我国大多数城市污水处理系统,通常的处理方式是利用一级处理或一级强化处理来对城市污水进行简单净化,这种处理工艺中基本上没有考虑除磷脱氮功能,对处理的污水也没有进行消毒,因而,这些经过处理的污水根本无法达到城市污水再利用的标准。本文认为,要将城市污水处理成能够再利用的水资源,我们就必须研究污水处理技术,创新污水处理工艺。整体来说,对于城市污水处理与再利用,我们应该遵循“最大、最优化”利用原则,根据当地的具体情况,在现有污水处理工艺的基础上,加大投入力度,进一步完善污水的净化工艺。即从单一工艺变为综合处理工艺:在对污水进行一级处理的基础上,通过膜分离技术、臭氧氧化技术以及安全消毒技术的综合应用,改善城市污水处理工艺,提高污水处理水平,使经过综合处理后的再生水能够达到再利用的标准。同时在对脱水后的污泥,我们也应该努力创新工艺,使其达到无害化,并实现可持续与资源化利用。
(3)合理布局,加强城市污水处理系统的统筹规划。由于以前我们对城市污水处理的认识存在一定的偏差,多年来我国城市污水处理厂一般都是建设在城市下游,应该说这种利用网
管等进行污水拦截,并在处理后将污水排放的模式,为我国城市污水处理做出了重要贡献。但是,随着我国生态型社会建设的逐步实施,一种将城市污水处理后再利用的模式必将成为城市水资源综合系统的重要组成部分。因而,我们在规划城市污水处理系统时,要合理布局,科学的拟定城市污水处理系统的建设方案,加强统筹规划,进一步促进城市污水再利用工作的进行。
(4)推进政企合作,改变现有以政府为主的城市污水处理模式,积极探索一套政府引导,社会力量为主力的城市污水处理新模式。以前政府为主的模式,一方面,其资金投入有限,资本的效率也不高;另一方面,其管网投资不配套,一些地方的资金浪费问题较为严重。虽然保护城市水环境,对城市污水进行处理是政府的职责之一,但是这不仅仅只是政府的职责,也需要全社会的共同努力。随着市场经济的发展,我们应该将城市水污染的处理问题由政府包办上升到政企联合的角度上来,凡是企业能够做的,都应该让市场和企业去做。本文认为,需要在加大政府的重视程度和投入的前提下,加强城市污水处理的产业化进程,促进社会力量逐渐成为城市污水处理项目的中流砥柱,现在,有些城市已经开始实行“社会建厂,政府配网,加强监管,按处理量付费”的政企合作污水处理模式,这对城市污水处理工作具有很大的促进作用。
(5)此外,还应该加强政府监管和考核,将临时性监管转变为常态性监管政府的监管对于城市污水处理工作有着重要的意义。对于政府来说,需要建立全套的监管体系,全面开展监管工作,提高监管人员的素质和监管水平,实现政府24 小时的管理和监控,形成高效快捷的监管体制。与此同时,还要加强城市污水处理厂的水量和出水水质监测,要重质重量,以保证城市污水处理的高效率。
参考文献
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关键词:污泥处理处置 管理 污水处理
污泥是污水处理的副产物。在污水处理过程中产生的污泥含有重金属、致病菌和寄生虫(卵)等有毒有害成分,处理处置不当存在对生态环境和人类健康构成威胁的隐患。长久以来,实现污泥处理处置的减量化、稳定化、无害化成为城镇污水处理和污泥处理处置管理的重要目标之一。[1]近年来,学者和管理者试图从技术、政策、管理几个角度引导污泥处理处置的规范化管理,然而大部分建议仍停留在宏观层面或理论层面,欠缺具体的优化建议及实践验证。
1.城镇污水处理厂污泥处理处置管理现状
1.1管理思路及主体单位任责不清
城镇污水处理厂污泥处理处置是污水处理事业的重要组成部分。污泥处理处置管理涉及污水处理厂、污泥运输单位、污泥处置单位等主体。在我国城镇污水处理厂管理运营模式多样化发展的背景下,污泥处理处置管理总体思路不清晰、不规范等问题凸显。目前,污泥运输、储存、处置等不同环节的实施和管理办法存在较大差异;主体单位责任与职责划分不够明确。
1.2管理重水轻泥、处置能力不足
近年来,“节约用水”、“污水处理与回用”等理念已逐渐深入人心,这得益于国家及相关部门的高度重视与有力宣传。然而,政府及相关部门却没有给予污泥处理处置足够的重视和准确的定位。以北方某城市为例,2010年全市污泥产量127万t,而污泥处理厂或无害化处理设施仅6座,年处理量不足污泥总量的50%。长期以来,受“重水轻泥”倾向的影响,许多城市存在污泥处理处置设施相对滞后且严重不足等问题。[2]
1.3欠缺过程化管理
众多管理者将防治污泥污染的监测重心放在污泥处置及应用环节。然而目前,各污水处理厂污泥产生量测量方法及周期不尽相同,甚至有些水厂仍在采用估算方法确定泥量;从污泥运输单位的招、投标,到污泥的联运都欠缺有效的管理及规范的制度;污泥产生、运输、处置等不同环节的管理相对独立;不能准确收集各环节的信息,无从考察产生泥量与处理处置量的平衡关系。污泥处理处置是一个过程性、连续性的问题,应对其全过程进行管理,尤其是问题集中存在的环节,更应加倍地投入监管力度。
1.4泥、水管理脱节
污水和污泥是对解决城市水污染问题同等重要又密切关联的两个系统。为规范管理,相关部门逐年加大对城镇污水处理厂运行监管力度,然而,污泥处理处置却没有成为监管的重点。污泥是污水处理的副产物,其属性与污水处理厂进水及运行有着千丝万缕的关系。目前,大多城市污泥处理处置管理呈现了泥、水管理脱节的现象。研究单位及高校开展的相关研究也多以污泥处理处置管理作为一个独立的研究对象,欠缺与污水处理厂运行状况的相关性研究。
2.污泥处理处置管理优化
污泥处理处置是一个涉及多承担主体和环节的复杂问题。建立清晰的管理路径和有效的管理模式,实现对污泥产生、运输、处理处置全过程的管理是污泥处理处置有效管理的必然要求。
2.1污泥处理处置全过程链式管理模式
结合污泥处理处置流程具有相对固定的特点,以其为依据,建立全过程链式管理模式实现管理最为有效和便捷。所谓链式管理模式,是指在理清企业内部各考评单元的基础上,建立考评单元之间相互关联、相互监督、相互激励的企业管理运行机制。即采用一条“无形”的链将各考评单元连接在一起,使企业管理实现真正意义上的人人参与。[3]
如图1所示,污泥处理处置全过程链式管理模式将管理全过程划分为污水处理、污泥运输、污泥处理处置三个阶段,每个阶段均与其承担主体相对应,且包含主体在该阶段负责的主要工作。利用污泥联运单使三个独立的管理阶段形成连贯、完整的管理链条。污泥联运单涉及信息包括污水处理厂污泥处置方式、污泥产生量、污泥含水率,污泥运输量、运输去向、运输车辆信息,污泥处理处置方式、最终处理处置污泥量等。在管理模式执行过程中,承担主体有义务和责任对产生数据进行备案,对其他相关主体的操作与管理进行监督与指正,定期对备案数据进行核查,并按规定将数据信息上报。 [4-6] 全过程链式管理模式具有清晰便捷性、连贯完整性、责权明确性、监督互查性等特点。
2.2建立污泥处理处置数据平台
以污泥联运单为抓手,全过程链式管理模式同时具有对各阶段、环节数据进行收集的功能,以满足信息上报制度的要求。因此,有必要建立污泥处理处置数据平台配合全过程链式管理模式执行,收集数据信息。从近期管理角度出发,这对于准确分析污泥处理处置现状,查找、追踪问题等具有重要意义;从长远管理角度看,它能够实现利用累积数据信息为管理方向提供参考依据,进一步实现污泥处理处置优化管理。
如图2所示,污泥处理处置数据平台收集从污水处理厂进水到污泥处理处置最终环节的各项数据,其中包括水厂预测、产生、运输、处理处置泥量等。预测泥量是根据污水厂进水水质、处理工艺等预测的,可实现公式计算。作为产生污泥量的考察比较对象及污泥处置能力考察、调整的一项重要指标,预测泥量成功将泥、水管理有效结合,摆脱管理脱节问题。
依托全过程链式管理模式,利用数据平台收集的信息,可实现对污泥处理处置全过程管理及调节。如将水厂预测泥量与产生泥量相互验证,得到结果一致或趋于一致则说明处理工艺相对合理,相差甚远则需要对工艺进行推敲或调整。同理,将产生泥量与运输泥量,运输泥量与处理处置泥量相互验证,亦可对管理工作进行核查,查找、追踪问题原因,并依托链式管理模式问责对应承担主体。同时,长期积累数据可用以验证城市污泥处理处置能力是否满足产生需求,指导优化污泥处理处置管理。待条件成熟,污泥处理处置数据平台应定期向公众进行公开,成为社会监管污泥处理处置管理的有效载体,从根本上促进污泥处理处置的减量化、稳定化、无害化目标实现。
3.结论
3.1污泥处理处置全过程链式管理模式可以实现对污水处理厂污泥产生、运输、处理处置全过程的管理,具有清晰便捷性、连贯完整性、责权明确性、监督互查性等特点。
3.2污泥处理处置数据平台收集从污水处理厂进水环节到污泥处理处置最终环节的各项数据,包括污水厂预测、产生、运输、处理处置泥量等信息,是一个短期可以用于管理运行,查找、追踪问题,长期可以用于指导规划、调整能力的有效途径。
参考文献:
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【关键词】污水处理;贵州省;治污减排
1.贵州省城镇污水处理项目概况
1998年以前,贵州省只有贵阳市花溪区建有一座处理能力为2000立方米/日的污水处理厂,全省污水处理率几乎为零。随着国家西部大开发战略的实施,西部环境保护事业也提上了重要议事日程。从1998年到2007年底,我省共安排了贵阳市小河污水处理厂等40个污水处理项目的建设,该批项目的建设在一定程度上缓解了我省中心城市和长江三峡库区影响区城市生活污水对环境的污染问题,但减排成效任不容乐观。
2007年,国家环保总局在节能减排专项组织检查中提出,若不能完成治污减排任务,国家将对我省进行区域限批、问责,这将对我省这样一个欠发达地区的经济发展造成严重的影响。我省在充分认识到加快城镇污水处理设施建设是实现节能减排任务的迫切需要前提下,2008年,贵州省政府办公厅转发了《省节能减排领导小组减排办公室贵州省主要污染物总量减排攻坚战行动方案》,承诺将在2010年6月底全面完成全省县级以上城镇污水处理设施建设。
截止2010年4月,全省共建成污水处理项目92个,比2008年末增加了71个,建成污水处理厂的设计处理能力总计163.35万立方米/日,污水处理率达到56.9%,比2008年提高了25.72%个百分点,2009年全省COD排放总量为21.16万吨,比2008年减排了1.02万吨。这些数据显示我省城镇污水处理建设取得了一定成效。
2.贵州省城镇污水处理项目工程中存在的主要问题
在各有关部门的大力配合下,贵州省城镇污水处理项目的建设得到了积极的推进,但由于各方面因素,我省城镇污水处理项目在建设和营运方面还存在一些困难和问题,具体有以下几个主要方面:
2.1城市规划修编工作滞后于城市的发展需要
城市总规的修编滞后于城市的发展问题较为突出,城镇污水处理项目与城市规划密切相关,如人口规模的预测数据、城市功能区的划分、城市的拓展方向、路网的规划布局等因素,将直接影响着污水处理项目的建设规模、厂址选择、污水收集管网等重要指标的确定,而我省大部分城镇的城市总体规划尚未修编,其现行规划的相关内容已不能适应城镇的拓展要求,其数据、图纸等都不能作为污水处理项目方案设计的可靠依据,这就带来了项目在可行性研究阶段时没有规划主管部门批复的最新城市总规作为依据,设计参数不能真实体现目前及今后城镇发展的需要。
2.2立项阶段论证深度不够
由于污水处理项目申报时间仓促,可行性报告阶段研究深度不足,但在刚性政策的要求下,许多项目的可行性研究都流于形式,还没有做到真正意义上的充分论证项目的可行性。存在污水厂以及污水收集系统建设规模的确定论证不充分与当地经济社会发展速度不匹配(规模偏大或偏小)的问题。
2.3污水收集系统建设与路网脱节
污水管网系统的布置方案与规划路网脱节,在由于受资金额度的限制,污水支管未考虑在项目管网建设规模中,造成管网收集率偏低,进厂污水水质达不到预期设计浓度。
2.4建设及配套资金投入不足
目前污水处理设施的建设资金大部分主要依靠国家投资,虽然中央已加大了对污水处理项目的资金投入,但由于该类项目建设资金需求量较大,而国家对此类项目的资金投入是有限的,还需地方政府弥补建设目的资金缺口。在项目实际建设过程中,地方财政自筹匹配资金不能足额按时到位,加上项目实施过程中专项资金监管力度不到位,在初设阶段超概现象尤为突出。
2.5市场化运作效果不佳
我省污水处理在实施特许经营管理方式的项目,由于在选择特许经营商时,没有有效的机构审查机制,无法评估引进的特许经营商的真实资金运营实力、管理能力、技术力量、企业信誉等级等重要因素,在实际项目建设中,存在其项目资金投入严重不足,随意变更污水处理工艺方案,且工艺技术方案未经相关主管部门汇集有关专家进行讨论,可靠性有待论证,致使污水处理厂迟迟不能建成,或建成未能通水运行(只建厂不建网,厂网不匹配)。
2.6再生水利用有待推进
我省成功建成运行的污水处理项目,其再生水利用率低,处理后的水资源没有得到充分利用,造成水资源的严重浪费。原因之一是再生水利用按照相关规范及环保部门有关规定,其达到再生利用的相关标准大多需要经过深度处理,这就带来了需新征用地,新上深度处理工艺,以及今后的运行费用等经费问题,其初始投入和建成运行后的经费如何解决是能否提高再生水利用率的关键问题。
2.7运营管理技术力量薄弱
污水处理运营管理及相关专业技术人员匮乏,在项目运营管理中缺乏专业技术知识。导致污水处理设施运行和维护管理困难,部分城镇污水没有按相关规定进行有效的处理
3.贵州省城镇污水处理项目工程改革建议
3.1加快城市规划的修编制定
科学合理的修编城市总体规划,对于城市功能的定位、发展方向、空间结构、区域开发、产业结构、路网建设及其相关的市政配套设施建设等具有重要的指导意义。根据当地经济、社会发展要求、自然地理环境及区域优势、产业特色等加快对相关规划内容修编制定,以便科学合理的指导城市市政基础的配套建设进程。
3.2加强项目前期论证合理确定建设规模
【关键词】农村社区;污水处理;运营模式
Study on Construction and Operation Mode of Rural Community Sewage Treatment Facilities
Qiao Liang
(Shandong Province Construction and Development Research InstituteJinanShandong250001)
【Abstract】With the development of economy and social progress, the problem of rural pollution is increasing, especially in rural sewage, there are many problems in handling and operation and management. This paper points out the problems existing in the operation of rural sewage treatment technology and sewage facilities, and puts forward some measures and suggestions.
【Key words】Rural community;Sewage treatment;Operating mode
1. 前言
统计,我国农村每年产生生活污水超过80亿m3,但大部分地区都没有相应完善的水处理系统,生活污水未经处理直接外排,对农村环境造成了严重的污染。已经建成的农村污水处理方式和运营管理模式也存在诸多问题,或建成闲置或间歇运行,造成了较大的资源和资金浪费。
2. 农村社区污水处理模式
2.1农村生活污水的主要来源有厨房、沐浴、洗涤和冲厕等。其数量、成分、污染物浓度与镇村居民的生活习惯、生活水平和用水量有关。因其含有大量的营养盐及细菌、病毒,容易造成地表水及地下水的污染。
2.2通过调研了解到,能够接入乡镇污水管网的农村社区污水,直接排入乡镇污水厂集中处理;不能接入污水管网的农村社区污水,主要采取小型污水处理设施对每个农村社区的生活污水进行处理。农村新型社区污水处理工艺主要采用地埋式生物集成处理法。主要处理工艺为:
(1)污水――格栅――水解酸化――接触氧化――消毒――达标排放。
该处理工艺具有操作简便、自动化程度较高、出水水质稳定等有点,但是也存在着污水处理费用较高等问题。通过调研,由于农村社区污水产生量小(一个人口为3000人的社区,污水产生量约为200m3/日),吨水处理费用为0.5~0.8元之间,污水处理费用较高,直接影响到了污水处理设施的持续运行。
(2)生活污水――厌氧池――接触氧化塘――人工湿地――出水。
该处理工艺适用于居住地附近有闲置荒地、废弃河塘的农村社区,尤其适合于有地势差、有乡村旅游产业基础或对氮磷去除要求较高的社区,处理规模不宜超过200吨/天。该处理工艺占地面积大,出水水质季节性变化大,但是运行成本较低。
3. 农村社区建设运营模式
考虑到不同社区经济条件、地理位置、村庄布局等条件的差异性,农村新型社区污水处理设施运营管理模式主要有以下几种,这几种管理模式内部具有一定的关联性。
3.1社区居民自主管理模式。
社区居民自主管理模式是一种以污水处理收益社区居民为管理主体,主要依托社区居民的自觉性进行污水处理设施的运营管理。这种运营管理模式需要满足以下几个条件:
(1)社区建设起步较早,建设条件比较成熟,当地社区居民的环保意识污水处理意识较强;
(2)污水处理设施对环境的敏感程度较低;
(3)社区居民文化程度相对较高,有一定的污水处理技术管理水平;
(4)污水处理设施运营管理简单。
该种运营模式的运营管理费用主要收取社区居民污水处理费。
3.2社区维修、保养合约管理模式。
社区保养合约管理模式是指社区通过与取得一定资格的技术保养工人签订合约,将污水处理设施的保养与运营管理工作交由技术工人管理,由合格的技工对污水处理设施进行日常的修理与养护工作,此运营管理模式适用于较适合社区自觉管理模式的系统复杂的处理系统且集体经济较好的社区。
该种运营模式的运营管理费用主要社区从集体经济收入中列支污水设施运营管理费用。
3.3负责管理的实体所有权管理模式。
这种管理模式和BOT模式相近,即将社区污水处理设施的运营权交给具有相应资质的专业污水处理公司进行管理。但是这种模式与BOT模式的区别是,前者的建设权为当地政府部门,不需要交给运营管理公司进行建设。该种模式的收益群体为运营管理公司,可以最大程度上保证污水处理设施正常运营。
4. 运营管理存在的问题和建议
(1)运营管理模式单一。农村已建成社区污水运营模式主要采用的是“社区居民自觉管理模式”。
(2)运营维护人员专业水平不一。运营人员的技术水平,直接影响到设施运行。大部分社区污水设施运营人员水平不高,导致污水处理设施运行不稳定、出水不达标等问题。
(3)运行管理费用不足。大部分农村社区污水处理设施运营管理费用大都由社区自己承担,集体经济实力不强的社区,存在后续运行管理费用不足等问题。
因此,不同的运营管理模式,在应用的过程中适用范围也不相同,各地区要根据自己社区的经济发展水平、管理人员的管理能力选择适合本地区的运营管理模式,保证社区污水处理设施的完好率与运转率。
5. 针对农村社区污水处理存在的问题,建议如下:
5.1创新“建设运营一体、区域连片治理”模式。
农村社区数量多、规模小、布局分散,单个农村社区建设污水处理设施成本高,也难以吸引市场化融资。建议发挥省级、市级或县级行业主管部T的统筹协调作用,将县域、市域或省域范围内独立建设的所有污水处理项目整体打包,并把项目建设和运营权权捆绑起来,集中招标采购,并采用统一处理技术(省域范围内采用3~5种适宜技术),建立区域化运营控制平台,实行“建设运营一体化推进、区域连片治理”的方式,发挥规模化项目群的优势,一方面弥补单个项目规模小的劣势,增强市场化融资能力,并大大降低设施建设成本;另一方面也使日常运营操作更加简单,通过区域控制平台,每个厂(站)最多只需要配备一名日常维护人员,其他技术人员均集中到总控平台,监控中出现了问题再到厂(站)检查维修,即可大大降低人力成本,又能增强设施的技术保障能力。
5.2完善农村社区污水处理长效机制。
(1)一是研究出台《关于加强农村新型社区污水处理设施建设的意见》,以县域为单位统筹编制农村社区污水处理设施建设规划,进一步明确当前和今后一个时期村镇污水处理设施建设的主要目标、工作任务、建设时序和支持政策,并明确将农村社区污水管网建设纳入财政资金支持范围。
(2)二是建立农村社区污水处理收费机制。加强水污染治理的宣传力度,不断提高农村居民的缴费意识,按照“谁污染谁治理、谁受益谁交费”的原则,并考虑居民的承受能力,适时征收村镇污水处理费。建议省里尽快研究制订村镇污水处理收费政策,以此带动村镇污水处理设施产业化发展,确保设施正常运行;对村镇污水处理费标准达不到保本微利水平的,政府财政适当给予补贴,以更好地吸引社会资本投入到村镇污水处理设施建设运营。
(3)三是完善污水处理责任追究制度。明确农村新型社区污水处理工作责任主体和责任人,省、市、县层层签订农村社区污水处理设施建设目标责任书,对没有按期完成建设任务、收费不到位、工作措施不得力,造成严重污染后果或经济损失的,按照国家法律法规和有关规定,追究相关单位和个人的责任。农村社区污水处理成效与园林城市、人居环境奖、节水型城市创建、城镇化“提质加速、城乡一体”考核、城乡环境综合整治考核挂钩,实行一票否决。
(4)四是完善农村社区污水处理监管体系。加大对农村社区污水处理设施及配套管网建设维护、提升泵站建设运行的动态监管,进一步规范基本建设程序,规范资金使用,完善污水项目建设、运营全过程绩效评估制度,积极运用现代信息化技术手段提升监管效能。建立污水处理设施的定期督查、社会监督制度,确保设施高效运转。
5.3加强污水处理技术指导。
(1)一是研究制定《农村社区污水处理设施建设运营技术指南》。根据农村社区污水处理特点,筛选技术先进、经济适用、环境友好的污水处理工艺流程和技术路线,进一步明确村镇污水处理设施相关技术规范、标准和运营管理办法,加强对村镇污水处理设施建设运行的指导监督。
(2)二是研究编制《农村社区污水处理设施(产品)推荐目录》。积极推动污水处理工艺的研发、示范和推广。严格小型污水处理技术和设备准入条件,省住房城乡建设主管部门应对有关小型污水处理技术和设备组织专家审查,符合条件的技术和设备,列入省厅推荐目录后,优先在全省推广使用。
(3)三是加快配套建设农村社区污水管网,与污水处理设施同步建设、同步投入使用。合理运用重力流技术,降低输送成本,增强形成自然汇水能力,确保污水处理设施负荷运转率不低于75%。
(4)四是积极推广太阳能光伏发电技术,推动污水处理设施规划、设计、建设阶段同步建设太阳能光伏发电设施,利用光伏发电为污水处理设备提供部分电源,降低污水处理设施日常运营成本,并达到节能减排的目的。
(5)五是加强污水处理设施建设维护人员的技术培训,整体提升技术人员的业务水平。开展群众性污水处理知识宣传工作,定期举办污水处理知识讲座,提升群众环境保护意识。
6. 结语
农村污水处理工作任总道远,污水处理技术日渐成熟,但运营管理和相关配套政策还有待出台,需要工程技术和各级管理人员继续努力,创造一个完美的农村生产和生活环境。
参考文献
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关键词:城市污水处理;问题;方法
1当前城市污水处理面临的问题
1.1城市污水处理技术滞后
城市污水处理的基础是污水处理技术。这种技术也是保证污水处理工作能够顺利进行的关键因素。我国在借鉴国外的污水处理技术的基础上,发展出一条自己的污水处理技术。但是和国外的技术相比,我国的污水处理技术仍然比较落后。污水处理效率很低、并且影响污水处理的工作效率。
1.2城市污水处理厂过于集中
我国城市污水处理厂由于比较集中,因此,再生水的回收利用难度很大。并且,我国城市的那些老城区的排水系统大部分都是合流制系统。为了治理城市污水,就要将这些排水系统改造为分流制系统,或者建立一个污水截流系统,但是这在已经布满各种管道的城市道路上布置再生水管线,难度很大。
1.3资金投入力度不够
对于城市来说,城市的污水处理系统有着至关重要的作用。作为城市的重要基础设施,城市污水处理系统对防止水污染以及提高城市水质量有着非常重要的影响。然而,受经济水平的影响,我国在城市污水处理过程中的投入往往比较少,用来治理水污染的资金也非常紧张。因此,就不能够建设一些大规模的城市污水处理系统治理水污染。我国的污水处理设备也同样存在着问题。据不完全统计,我国现行的污水处理设备能够正常运行的只有三分之一左右。而且污水处理厂的运转率实际上只有二分之一左右。现阶段,尽管我国政府对现有的污水处理工程逐渐重视起来,但是,这些远远不能满足现阶段的要求。
1.4管理水平低下
大部分工作人员的能力和水平与城市污水处理技术的复杂性相适应,这就会使得我国大多数已经建立好的城市污水处理厂不能够进行正常工作,这样将会严重的影响我国的城市污水处理工作。我国要求城市污水处理率不能低于60%,鉴于这个要求,我国许多城市污水处理厂就要加强城市污水处理管理方式,并对控制污水处理工作。
1.5设备磨损、老化
我国的污水处理设备大部分是从国外进口的,这些设备在经过几年的运行之后,都会出现不同程度的磨损、老化现象。尤其是在保修期后的维修以及正常的大修问题。
2.我国城市污水处理的建议及措施
一直以来,我国的城市污水处理问题对我国的发展有着很重要的意义。针对上述的种种问题,采取了一系列的相关建议及措施。
2.1变废水为资源
在以前,城市污水往往被当作“废水”,对这些“废水”的处理,往往只是利用简单的排放方式来处理。随着城市化的快速发展,水资源的浪费现象也越来越严重。因此,只有充分认识到水的循环原理,并能够合理的运用水资源,才能促进水资源的有效的利用。因此,人们要转变自身的用水观念和污水观念。提高水资源的利用率。最大程度的利用水资源,并提高城市污水的再生利用率。
2.2排水合理分区对城市污水的排水范围的规划,不仅要考虑规模,还要考虑其对污水再生利用的方便程度。同时,还要分析当地的地形、气候等。城市污水处理厂要适度集中,对排水分区进行合理划分。
2.3合理布局
对城市污水处理,要进行统筹规划,并进行合理布局,并对城市污水处理厂的建设地址与方案进行合理规划,以便促使城市污水处理工作的顺利进行。2.4创新并优化污水处理工艺现阶段,大部分的污水处理厂都是利用一级处理方式,出水并没有进行消毒,这些已经无法适应现阶段城市污水的回收再利用。所以,在城市的污水处理上,要从实际情况出发,通过各种分离技术、氧化技术以及消毒技术等的应用,以期改善城市的污水处理水平,提高水资源的重复利用率。
2.5加强政府的监管与考核政府的监管与考核
对城市污水处理工作有着非常重要的意义,但是政府在监管力度和体系上面仍存在着一些问题。同时,政府的监管手段还十分落后,监管工作一般都是采用临时抽查的模式,这样往往就会使得监管力度不够。所以,政府要建立一整套的监管体系,全方位地展开监管工作,提高监管人员的监管水平与监管素质,并对城市污水处理厂进行全天的监管。同时,在监管过程中,要重视质量,提高城市污水处理效率。
2.6加速建设污泥处理处置与利用设施
污泥含有病原体、重金属和持久性有机物等有毒有害物质,未经有效处理处置,极易对地下水、土壤等造成二次污染,直接威胁环境安全和公众健康,使污水处理设施的环境效益大大降低。因此,加速污泥处理处置与利用设施的建设势在必行。关于污泥处理处置的技术路线,目前虽有争论,但经厌氧消化或好氧发酵后进行规范化土地利用已经成为主流方向,这也与国际经验一致。例如,北美地区虽然土地资源充足,但卫生填埋总体较少,污泥处理处置的技术路线一直是农用为主,且为污泥农用做了大量安全性评价工作。目前,美国16000座污水处理厂年产710万吨污泥(干重)中约60%经厌氧消化或好氧发酵处理成生物固体用做农田肥料,另外有17%填埋,20%焚烧,3%用于矿山恢复的覆盖。欧美国家目前比较明确地将土地利用作为污泥处置的主要方式和鼓励方向。污泥的厌氧消化或好氧发酵为污泥的土地利用尤其是农用提供了较好的基础。
3分散式生态处理技术的应用
随着环保技术的不断提高,以及人们对生活污水处理认识的不断提高,相关研究人员针对城市生活污水排放特点,创新性地提出了分散式生态处理技术,以不同的处理方法清除、降解污水中的污染物,以达到净化的目的。
我国城市生活污水处理技术已经得到了很好的发展,并且还在不断地改进与创新之中。当前,城市生活污水处理过程中主要包括以下几种分散式生态处理技术。(1)厌氧沼气处理技术:这是应用范围较广,应用效果较好的分散式处理技术之一,它主要的特点是建立生活污水净化沼气池,将生活污水收集到一起,采用二级厌氧消化加后处理措施,将不同通道的污水进行合流制处理与分流制处理。这种处理技术的关键是厌氧沼气池装置,这种装置深埋地下,无动力要求,而且操作简单,对生活污水的处理效果也很好;(2)土壤渗滤处理技术:这种技术是在操作人员有效控制下,有选择地将生活污水排放到土壤中,通过土壤中的微生物作用,使污水中的污染物能够被土壤以及植物过滤、吸附,将被渗滤之后的污水用于农田浇灌,使生活污水能得到回收利用。这种处理技术最大的优势在于资金投入少、操作简便,土壤吸收力强,污水处理效果较好,比较实用;(3)人工湿地处理技术:这种技术主要是利用微生物对污染物的降解作用,来达到净化生活污水的目的。另外,人工湿地处理技术中还会根据实际情况应用到一些化学、物理处理技术,以提高生活污水处理效果。近几年来,我国一些城市在发展经济的同时,也在不断建设人工湿地处理场,利用人工湿地处理技术的低成本、高效率的特点,长期处理城市生活污水;(4)蚯蚓生态滤池处理技术:这是一种新型的生态处理技术,利用蚯蚓与微生物对生活污水中污染物的分解、降解作用,建立蚯蚓生态滤池,以城市生活污水排放、化粪池初步处理、强化沟加强处理、沉淀池沉淀、蚯蚓生态滤池再次降解净化的处理流程,有效处理生活污水,再将处理后的生活污水用于农田灌溉或者排入河流,以达到净化生活污水、保护环境的目的。
3.结束语
总而言之,城市生活污水的处理关系到城市环境的保护,也关系到城市经济的发展,因此,政府与环境保护部门必须加强联系,针对城市生活污水的排放特点,全面思考城市生活污水应用分散式生态处理技术的相关问题,尽量做到降低成本花费、提高污水处理效果、操作维护简单等。经过相关工作人员的不断研究与实践得出,分散式生态处理技术可以很好地结合城市社会环境与生态环境的特点,有效地处理生活污水,还城市居民一个良好的生活环境。
参考文献: