浙江經(jīng)驗農(nóng)村生活污水治理技術(shù)應用發(fā)展方向研究
【無錫純水設備http://www.www.thmhw.com】本研究總結(jié)了自2003年以來,浙江省農(nóng)村污水處理技術(shù)開發(fā)經(jīng)驗,和530多個終端的研究農(nóng)村污水處理研究、評價研究結(jié)果,從浙江省農(nóng)村生活污水的水質(zhì)特征,總結(jié)了管理技術(shù)應用等,并選擇代表性案例作了詳細的分析;同時，本研究還結(jié)合當前浙江省農(nóng)村生活污水“運行維護管理”的重點進行梳理，從大數(shù)據(jù)監(jiān)測、分析和反饋指導下一階段運行維護的優(yōu)化方向提出建議。
一、浙江省農(nóng)村生活污水治理的背景與進展
浙江省農(nóng)村污水處理工作一直是國家的龍頭企業(yè)之一,從2003年到現(xiàn)在,已經(jīng)經(jīng)歷了16年的旅程,“千”示范村莊,村莊整治工程為主抓手,開展“健康供應商”,“數(shù)以百萬計的農(nóng)民凈化池”、“五改造提高”,“中央農(nóng)村環(huán)境綜合整治”,“農(nóng)村污水五水工作三年行動”和一系列的項目,積累了豐富的實踐經(jīng)驗的農(nóng)村環(huán)境治理、鉚接美麗的農(nóng)村建設,浙江的項目“示范和成千上萬的村莊改造”贏得了“地球衛(wèi)士獎”2018年9月聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署[1]。
然而，全國仍有近80%的農(nóng)村污水沒有得到處理。其次，全國農(nóng)村污水治理是國家農(nóng)村振興戰(zhàn)略的重點任務。2018年4月無錫純水設備，習近平總書記發(fā)出重要指示，“要把實施《農(nóng)村人居環(huán)境改善三年行動計劃》和實施農(nóng)村振興戰(zhàn)略結(jié)合起來，進一步推廣浙江的良好經(jīng)驗和做法，建設美麗宜居的農(nóng)村”。因此，盡快總結(jié)浙江農(nóng)村污水處理積累的豐富經(jīng)驗是十分必要和迫切的。揭示浙江省農(nóng)村生活污水處理的經(jīng)驗,研究主要從技術(shù)規(guī)范,設計和評價,操作維護的角度等等許多年的研究和項目結(jié)果[2 - 6]總結(jié),并為國家農(nóng)村生活污水處理分析,希望從浙江經(jīng)驗和對下一步工作梳理可以優(yōu)化的方向。二、浙江省農(nóng)村生活污水水質(zhì)特征、治理技術(shù)及排放標準研究
2.1 浙江省農(nóng)村生活污水進水水質(zhì)特征分析
課題組于2017年對浙江省全省的農(nóng)村生活污水治理工作進行了較大樣本容量的調(diào)研和評估。通過對浙江省530個不同技術(shù)類型的工程（包括A/O、一體化微動力技術(shù)、生物濾床、人工濕地等技術(shù)）進水濃度的調(diào)研可知，全省農(nóng)村生活污水的CODCr 濃度范圍為96.57 mg/L~343.67mg/L，NH4+-N濃度范圍為17.32 mg/L~41.27mg/L，TP濃度范圍為2.00 mg/L~5.40 mg/L。如圖2-1所示，進水CODCr、NH4+-N和TP的平均濃度分別為186.35 mg/L、30.33 mg/L和4.06 mg/L，而出水平均COD Cr、NH4+-N和TP濃度分別為：35.62 mg/L、10.90 mg/L和1.55 mg/L。從圖2-1中還可看出，各城市之間的主要進水水質(zhì)指標存在著顯著性差異（P<0.05）。溫州、嘉興、臺州、湖州、舟山、金華等地進水COD Cr平均濃度較高，臺州、舟山、杭州、湖州等地NH4+-N濃度較高，而臺州、紹興、溫州、湖州則是進水TP濃度較高，這與這些地區(qū)的海鮮食品加工等生活習慣有關(guān)。而麗水、衢州等地的進水濃度相對較低，是因為這些地區(qū)的農(nóng)村處于山區(qū)或半山區(qū)較多，其供水和用水習慣導致污染物濃度得到稀釋從而較低無錫純水設備，同時也與調(diào)研時雨、污分流不徹底導致的雨水匯入管網(wǎng)以及與化糞池新/改建不到位所導致的進水成分以洗滌水等為主有關(guān)。
通過對數(shù)據(jù)的分析還可知，本次調(diào)研所獲得全省農(nóng)村生活污水進水的平均C/N為6.14，與馮華軍等[7]調(diào)研得出的年均6.10的C/N值一致。同時發(fā)現(xiàn)，調(diào)研中C/N最高的地區(qū)為溫州市（C/N=12.95），最低為衢州市（C/N=4.18），相較于江蘇省的情況[8]（C/N=3.90）則更有利于生物脫氮除磷。
2.2 浙江省農(nóng)村生活污水治理技術(shù)工藝應用研究
2.2.1 浙江省農(nóng)村生活污水治理技術(shù)及工藝調(diào)研
為更好地推進浙江省的“五水共治”工作，課題組于2014年編纂了《浙江省農(nóng)村生活污水治理實用技術(shù)手冊》，對浙江省農(nóng)村生活污水治理的管網(wǎng)、技術(shù)工藝和模式選擇以及建設和運維等各方面做了技術(shù)規(guī)范，并通過省農(nóng)辦和環(huán)保部門面向全省進行發(fā)布?！墩憬∞r(nóng)村生活污水治理實用技術(shù)手冊》在案例分析和技術(shù)總結(jié)的基礎(chǔ)上歸納出浙江省農(nóng)村生活污水治理領(lǐng)域的“十大”實用技術(shù)，包括預處理+生態(tài)濾床技術(shù)、厭氧+A2/O技術(shù)、厭氧+潛流式人工濕地技術(shù)等[9]。
另外，課題組在2015年開展的浙江省農(nóng)村生活污水減排核查中針對工藝技術(shù)進行了問卷調(diào)研[9]，發(fā)現(xiàn)受調(diào)研的農(nóng)村生活污水治理終端所采用的主要工藝50%為厭氧+人工濕地技術(shù)，25%為預處理+A/O技術(shù)，同時處理規(guī)模為10~50噸/天的終端占比64.28%以上。而從課題組2017年所調(diào)研的結(jié)果可知，厭氧、厭氧+生態(tài)處理工藝（包括人工濕地、生態(tài)塘、生物濾床技術(shù)等）所占比例為44.23%，A/O、及A2/O+生態(tài)處理工藝所占比為35.54%，微動力以及微動力+生態(tài)處理工藝所占比例為6.24%。本次調(diào)研結(jié)果與2015年的問卷調(diào)查結(jié)果相比存在一定的差異，這與2015年問卷調(diào)查的樣本量較小不足以全面反映浙江省的技術(shù)工藝選擇有關(guān)，而好氧及微動力工藝的占比增加同時也說明了隨著“五水共治”的深入推進，全省各地對出水水質(zhì)的要求也越來越高，因此對農(nóng)村生活污水治理終端的技術(shù)和工藝要求也逐步提高。
進一步的分析還可以發(fā)現(xiàn)，浙江省主要采用了好氧、好氧+生態(tài)處理工藝的地區(qū)主要有杭州、嘉興、湖州、舟山等，以厭氧、厭氧+生態(tài)處理工藝為主的地區(qū)有溫州、金華、衢州、麗水等，這顯示出農(nóng)村生活污水治理工藝的選擇受到地形、地理位置以及經(jīng)濟發(fā)展的影響比較顯著，浙江省北部較發(fā)達地區(qū)多是平原水網(wǎng)，其污染物濃度相對較高，因此對治理技術(shù)以及處理工藝的要求也較高，而中部和南部因山區(qū)較多，選擇厭氧、厭氧+生態(tài)處理工藝的相對較多。相比較而言，無錫純水設備紹興對各種工藝的選擇更為均衡，還嘗試了土壤滲濾等其它技術(shù)。
2.2.2 典型案例研究1：新型自通風生物濾床-人工濕地層疊耦合技術(shù)
針對傳統(tǒng)農(nóng)村生活污水處理技術(shù)能耗高、占地大、效果不穩(wěn)定、建設及運維費用高等問題，課題組依托于國家“十二五”水專項苕溪課題（2014ZX07101-12）以及浙江省自然科學基金（LY18E080005）等課題開展了針對低耗高效生活污水治理技術(shù)的研發(fā)和工程示范[，獲得了顯著的成果。
所研發(fā)的新型自通風生物濾床-人工濕地層疊耦合的生活污水處理關(guān)鍵技術(shù)，以自通風強化增氧系統(tǒng)提升了去污效果和節(jié)省了運行成本、生物濾床與人工濕地層疊耦合[11]節(jié)省了面積、從填料選擇和級配等方面進行技術(shù)優(yōu)化提升出水水質(zhì)，并開發(fā)了新型布水、防臭氣裝置及低溫強化技術(shù)提升和穩(wěn)定了運行效果。課題組在杭州市余杭區(qū)求是村構(gòu)建了50噸/天規(guī)模的基于新型自通風生物濾床-人工濕地層疊耦合技術(shù)的中試系統(tǒng)，對比了混合過濾石材的原有系統(tǒng)和采用不同填料的改進系統(tǒng)的污染物去除效果[10]。結(jié)果表明，改進系統(tǒng)對CODCr、NH4+-N、TN和TP的去除率分別為74.10%、94.14%、73.57%和69.53%，顯著優(yōu)于原有系統(tǒng)；填料的優(yōu)化配置對中試耦合系統(tǒng)污染物去除效率的提升效果顯著[10,12]。
2018年5月至10月，針對中試示范工程出水連續(xù)6個月的第三方的檢測結(jié)果表明，該技術(shù)對CODCr，NH4+-N，TN和TP的去除率分別為76.60%，88.20%，76.30% 和74.30%，穩(wěn)定達到《農(nóng)村生活污水處理設施水污染物排放標準》（DB33/973-2015）的一級標準。
該技術(shù)目前已獲專利12項，入選了《農(nóng)村生活污水治理技術(shù)手冊》（環(huán)保部）、《浙江省農(nóng)村生活污水治理實用技術(shù)手冊》和2018年度浙江省科技廳水污染防治技術(shù)指導目錄進行全省乃至全國的推廣。該技術(shù)出水主要指標達到或優(yōu)于《農(nóng)村生活污水處理設施水污染物排放標準》（DB33/973-2015）。該技術(shù)已在浙江省杭州、溫州、衢州、麗水等地成功推廣和工程應用160余項，獲浙江省環(huán)境保護科學技術(shù)獎1項，多次獲得人民網(wǎng)、中國環(huán)境報、浙江日報等中央和省市媒體的廣泛報道。該技術(shù)作為浙江省“千村示范，萬村整治”工程的一個技術(shù)實踐和亮點，助力了浙江省2018年的聯(lián)合國“地球衛(wèi)士獎”。以該技術(shù)為縣域主體工藝的衢州市開化縣于2016年被評為全國農(nóng)村生活污水治理示范縣，并連續(xù)3年在全省農(nóng)村生活污水治理設施運維及管理評比中考核優(yōu)秀，為節(jié)能減排、提升區(qū)域人居環(huán)境質(zhì)量、建設美麗鄉(xiāng)村做出重要的貢獻，具有顯著的生態(tài)和社會效益。
2.2.3 典型案例研究2：基于竹纖維填料的一體化脫氮除磷技術(shù)
課題組針對已建成農(nóng)村生活污水治理終端所存在的出水水量及水質(zhì)不穩(wěn)定、占地比較大、投資及運行成本高等問題，無錫純水設備開展了基于竹纖維填料的一體化脫氮除磷技術(shù)研發(fā)和工程示范。
基于竹纖維填料的一體化脫氮除磷技術(shù)將多種水處理工藝、有機及天然高分子填料、曝氣設備、新型布水系統(tǒng)、液位智控系統(tǒng)等技術(shù)進行了集成，對污水進行強化去污。課題組選取了余杭區(qū)的漕橋村橋北（20t/d）、求是村橋北組（10 t/d）、求是村蘇家頭（10 t/d）、求是村渣河墩（10t/d）和前溪百步村（20 t/d）尾水進行了提升改造工程，在原有終端的基礎(chǔ)上采用一體化處理裝置對尾水進行深度處理。2018年5月至10月，針對上述5個示范工程出水連續(xù)6個月的第三方檢測結(jié)果表明，基于竹纖維填料的一體化脫氮除磷技術(shù)對CODCr，NH4+-N，TN和TP的去除率分別在72.00 %，79.00%，72.00 % 和45.00%以上，穩(wěn)定達到《農(nóng)村生活污水處理設施水污染物排放標準》（DB33/973-2015）的一級標準。
綜上，基于竹纖維填料的一體化脫氮除磷技術(shù)具有出水穩(wěn)定、工藝靈活多變、可模塊化組合等特點，不但可用于已建成農(nóng)村生活污水治理終端的提升改造，還可根據(jù)出水水質(zhì)要求作為新建終端的主流工藝，將多個一體化單體進行串聯(lián)、并聯(lián)組合，實現(xiàn)不同的水處理功能，如可選擇第一個一體化單體用作調(diào)節(jié)池或厭氧處理單元，后續(xù)串聯(lián)或并聯(lián)多個用作好氧處理單元的一體化單體，確保出水水質(zhì)達標；同時，還可以將一體化單體按照SBR等工藝操作模式運行，更加節(jié)省空間。
三、浙江省農(nóng)村生活污水治理運維及管理調(diào)研及進展研究
3.1 浙江省農(nóng)村生活污水治理運維及管理調(diào)研
課題組前期在浙江省農(nóng)村生活污水治理的運維方面也做了長期的研究，提出了對策以及長效管理方面的建議[13-15]。課題組在2017年針對浙江省農(nóng)村生活污水治理的調(diào)研和評估工作中也對第三方運維的開展情況做了初步的統(tǒng)計和分析，截止到2018年底，浙江省82個縣（市、區(qū)）的處理設施已委托專業(yè)的運維機構(gòu)運行維護。同時，按照農(nóng)村生活污水運維的主管部門要求，各地區(qū)均已陸續(xù)開展了運維平臺的建設，且取得了初步成效，截至目前，建立了較完善的運維監(jiān)管平臺比例約為65.00 %（溫州、麗水市相對滯后），所調(diào)研農(nóng)村生活污水治理終端安裝在線流量計以及視頻監(jiān)控的比例均為20.00 %左右。無錫水處理設備
2015年以來，浙江省逐步推動農(nóng)村生活污水處理終端移交驗收工作。積極開展農(nóng)村生活污水治理體系政策機制的建立，已經(jīng)發(fā)布和正在起草的政策文件和標準導則已多達十幾項，除了早些年出臺的《農(nóng)村生活污水處理技術(shù)規(guī)范》(DB33-T868-2012)、《浙江省人民政府辦公廳關(guān)于加強農(nóng)村生活污水治理設施運行維護管理的意見》（浙政辦發(fā)[2015]086號）、《農(nóng)村生活污水處理設施水污染物排放標準》（DB33/973-2015）外，后續(xù)密集安排了一系列政策和導則的起草和出臺，包括《關(guān)于推進農(nóng)村生活污水處理設施標準化運維工作的通知》（浙建村發(fā)〔2019〕95號）《農(nóng)村生活污水治理設施運行維護技術(shù)導則》、《農(nóng)村生活污水處理設施水質(zhì)檢測與評價導則》、《農(nóng)村生活污水厭氧-好氧（A/O）處理終端維護導則》、《農(nóng)村生活污水治理設施第三方運維服務機構(gòu)管理導則（試行）》、以及、《浙江省農(nóng)村生活污水企業(yè)水質(zhì)檢測化驗室建設導則》（草案），《浙江省農(nóng)村生活污水處理設施建設和改造技術(shù)指南》（正在起草）等，為建好、用好、管好全省的農(nóng)村生活污水處理設施的運維及管理工作提供充足的依據(jù)。
2019年以來，浙江省在農(nóng)村生活污水治理終端的運維管理方面新的經(jīng)驗和做法不斷涌現(xiàn)。在政府管理上，湖州市擬建立和推廣“縣、鎮(zhèn)、村”三級污水治理終端（處理站）站長制，理清終端站長和第三方運維機構(gòu)的職責邊界；企業(yè)也積極尋求在運維管理上不斷進行技術(shù)創(chuàng)新，采用多種辦法降低運維成本，如在現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)運維技術(shù)的基礎(chǔ)上加入了不同傳感器，可進一步對管網(wǎng)、窨井、化糞池以及各處理單元的液位、溶氧等工況進行實時監(jiān)測和預警，通過大數(shù)據(jù)的積累和分析對未來可能發(fā)生的情況進行有效預測，針對性地對某區(qū)域、某治理終端、某工藝單元、某段管網(wǎng)等的運維精確指導，大大減少了不必要的人力物力和財力的投入。在資金保障方面，針對自然災害多發(fā)、地方財力相對薄弱的現(xiàn)狀，麗水市試點引入保險機制，提高農(nóng)村生活污水處理終端、管網(wǎng)及配套設施財產(chǎn)抗風險能力。
為進一步規(guī)范和推動運維市場健康發(fā)展無錫純水設備，浙江省成立了浙江省農(nóng)村生活污水運維能力評價中心專家委員會，開展農(nóng)村生活污水治理設施標準化運維。課題組主要成員為該專家委員會委員和專家?guī)斐蓡T，對自評合格的浙江省標準化運維申請企業(yè)進行評估和復核。截止到2019年上半年，浙江省已完成983個農(nóng)村生活污水處理設施的標準化運維任務，占年度新增1500個試點任務數(shù)的65.53 %。
3.2 浙江省農(nóng)村生活污水治理運維及管理存在問題研究
雖然浙江省農(nóng)村生活污水治理設施運維及管理工作走在全國前列，但還存在很多問題，將在接下來工作中不斷改進完善。如：農(nóng)村生活污水治理終端的運維平臺分為企業(yè)端和政府端，主要包括終端站點的區(qū)域位置展示、設計和建設資料、水質(zhì)和水量監(jiān)測及分析、工況遠程控制、視頻和圖像采集、突發(fā)事件預警等功能，一般采用平臺管理終端或App終端操作。雖然涌現(xiàn)出了不少企業(yè)運維管理平臺，但平臺間的數(shù)據(jù)存在差異，缺少全省統(tǒng)一的數(shù)據(jù)類型和規(guī)范接口；同時，課題組對企業(yè)調(diào)研和評估時發(fā)現(xiàn)許多企業(yè)的平臺功能不全，缺少數(shù)據(jù)分析、反饋控制等模塊，還有些通病是無法通過所建立的平臺數(shù)據(jù)分析有效地對企業(yè)的運行維護進行指導、預警后不能智能化分析和開展針對性的反控。無錫水處理設備
3.3 浙江省農(nóng)村生活污水治理運維及管理發(fā)展方向淺談
為解決上述問題，課題組主要成員參與了國家“十三五”水專項嘉興課題子課題4“分散生活污水處理設施智慧監(jiān)測控制系統(tǒng)設備與平臺”（2017ZX07206-004）的任務，具體開展“分散式生活污水處理設施運行狀態(tài)的分析判別與智慧控制技術(shù)”的研發(fā)工作和示范。
此外，課題組還針對下一步浙江省農(nóng)村生活污水治理運維及管理的方向也做了一些初步思考和建議。
1） 建立健全農(nóng)村生活污水治理運維及管理平臺，加快企業(yè)平臺與省級平臺數(shù)據(jù)的規(guī)范和接入?yún)R總，通過大數(shù)據(jù)分析指導下階段浙江省農(nóng)村生活污水治理頂層設計工作的開展。同時，通過企業(yè)端農(nóng)村生活污水治理運維及管理平臺功能的構(gòu)建和完善，更好地指導企業(yè)運維和管理的實踐。
2） 積累大數(shù)據(jù)，開展對不同區(qū)域環(huán)境、不同經(jīng)濟條件、不同進水條件以及采用了不同技術(shù)工藝和模式治理終端的數(shù)據(jù)分析，無錫純水設備對不同技術(shù)工藝的運行參數(shù)進行歸納總結(jié)和綜合評估，篩選出不同區(qū)域、經(jīng)濟條件和應用場景下的實用治理技術(shù)，針對其技術(shù)總結(jié)處理效果和達標率，可對該技術(shù)以后全國推廣的適用范圍進行界定，為其他省市及全國在農(nóng)村生活污水治理技術(shù)、運維及管理的需求貢獻浙江經(jīng)驗。
3） 不斷挖掘大數(shù)據(jù)，通過分析溶氧、pH、溫度、水質(zhì)、水力停留時間等不同因素對農(nóng)村生活污水治理技術(shù)、運維及管理效率的影響，找出該技術(shù)工藝的運行規(guī)律，預測出不同節(jié)點所需做出的運維和管理措施，節(jié)約企業(yè)運行成本和提升工作效率。
通過對所積累的大數(shù)據(jù)進行分析，可對在線監(jiān)測系統(tǒng)精準度進行優(yōu)化和調(diào)校，同時還可以結(jié)合人工智能等技術(shù)手段采用新的監(jiān)測方法以降低監(jiān)測設備的成本。無錫純水設備,無錫水處理設備，無錫去離子水設備
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