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农村污水处理该从何处发力?

(来源:环境工程 原文标题:政策所向丨市场规模预计超2817亿!农村污水处理该从何处发力?)
文章导读:
1、行业发展历程
2、历年重点政策汇总
3、工艺技术介绍
4、典型案例分享
5、全国乡村污水处理前10企业榜单
 
        近年来,随着国家重点逐步转移至农村,百姓生化方式发生了巨大变化,农村城镇不分家成为常态化。
        从污水处理的角度来看,自来水的普及,卫生洁具、洗衣机、沐浴等设施也走进平常百姓家,导致农村人均生活用水量和污水排放量增加。
        传统农家肥料的“失宠”、大量化肥的使用,导致农村生活污水失去重要消化途径。
        若生活污水处理追不上城镇化进程,将会对生态环境及农村居民生活产生严重威胁。因此,农村污水合理处理备受国家关注
        在最新的《关于加快农房和村庄建设现代化的指导意见》中,住房和城乡建设部、农业农村部、国家乡村振兴局明确提出,我国应当因地制宜推进农村生活污水处理。乡村宜采用小型化、生态化、分散化的污水处理模式和处理工艺,合理确定排放标准,推动农村生活污水就近就地资源化利用。
 
01
农村污水处理行业发展历程
        2008年起,我国农村污水处理初步发展。主要围绕政策探讨、资金配套和示范建设三个方面来开展,具体表现为21个省、直辖市及自治区的“全国农村环境连片整治示范”及相关政策配套。
 
        发展至2015年后,我国农村污水处理进入快速发展阶段。在这一阶段中,政策及机制不断完善、大力推进国内农村污水处理设施建设。
        目前,虽然我国农村污水处理发展迅速,但农村污水处理渗透率依旧较低,未达到国家在“十三五”期间对农村污水处理的规划目标(生活污水处理率≥60%)。
        由国家生态环境部批准、发布的《农村生活污水处理项目建设与投资指南》指出,平均一个农村污水集中式污水处理厂(站)总投资金额约为3500元/吨/日,运行费用为0.8元/吨水;农村分散式污水处理厂(站)总投资金额为3000元/吨/日,运行费用为0.2元/吨。
        在管网费用方面,一般农村污水集中式污水处理厂(站)的管网费用为污水处理厂(站)的2.5倍,而农村污水分散式污水处理厂(站)的管网费用为污水处理厂(站)的2倍。
        据前瞻数据显示,结合我国农村居民整体居住较广且分散的特点,以及目前农村污水处理渗透率、污水处理厂数量等情况,截止“十四五”末,全国农村污水处理市场空间约为2817亿元。
 
02
历年农村污水处理相关政策
 
        2014年5月《国务院办公厅关于改善农村人居住环境的指导意见》:推行县城农村垃圾和污水治理的统一规划,统一建设,统一管理,有条件的地方推进城镇垃圾污水处理设施和服务向农村延伸。离城镇较远且人口较多的村庄,可建设村级污水集中处理设施,人口较少的村庄可建设户用污水处理设施。
        2016年10月《培育发展农业面源污染治理、农村污水垃圾处理市场主体方案》:农村污水垃圾收集装置,注重以整县或区域为单元整体推进,采取ppp模式实施建管一体,加强建设和运维,鼓励城乡统筹、推行互联网+环境治理模式等;畜禽养殖废弃物资源化,主要采取第三方治理、按量补贴的方式吸引市场主体参与,强调构建生态农业循环模式,鼓励种养结合和资源化利用;农业废弃物综合利用,按照“废弃物垃圾化、垃圾资源化”原则。
        2017年2月《全国农村环境综合整治“十三五”规划》:到2020年,新增完成环境综合整治的建制村13万个,累计达到全国建制村总数的三分之一以上,在污水处理方面提出:重点造村庄密集度较高,人口较多的地区,开展农村生活垃圾和污水污染治理。主要建设内容包括:1、生活垃圾分类、收集、转运和处理设施建设,包括垃圾箱、垃圾池等收集设施,垃圾转运站、运输车辆等转运设施,以及生活垃圾无害化处理设施。2、生活污水处理设施建设包括污水收集管网、集中式污水处理设施或人工湿地,氧化塘等分散式处理设施。经过整治的村庄,生活垃圾定点存放清运率达到100%,生活垃圾无害化处理率≥70%,生活污水处理率≥60%。
        2018年2月《农村人居环境整治三年行动方案》:1、梯次推进农村生活污水治理。根据农村不同区位条件、村庄人口聚集程度、污水产生规模,因地制宜采用污染治理与资源利用相结合、工程措施与生态措施相结合、集中与分散相结合的建设模式和处理工艺。推动城镇污水管网向周边村庄延伸覆盖。积极推广低成本、低能耗、易维护、高效率的污水处理技术,鼓励采用生态处理工艺。加强生活污水源头减量和尾水回收利用。以房前屋后河塘沟渠为重点实施清淤疏浚,采取综合措施恢复水生态,逐步消除农村黑臭水体。将农村水环境治理纳入河长制、湖长制管理。2、鼓励专业化、市场化建设和运行管护,有条件的地区推行城乡垃圾污水处理统一规划、统一建设、统一运行、统一管理。推行环境治理依效付费制度,健全服务绩效评价考核机制。鼓励有条件的地区探索建立垃圾污水处理农户付费制度,完善财政补贴和农户付费合理分担机制。
        2018年9月《关于加快制定地方农村生活污水排放标准的通知》:1、因地制宜采用污染治理与资源利用相结合、工程措施与生态措施相结合、集中与分散相结合的建设模式和处理工艺。推动城镇污水管网向周边村庄延伸覆盖。积极推广易维护、低成本、低能耗的污水处理技术,鼓励采用生态处理工艺。加强生活污水源头减量和尾水回收利用。充分利用现有的沼气池等污粪处理设施,强化改厕与农村生活污水治理的有效衔接,采取适当方式对厕所粪污进行无害化处理或资源化利用,严禁未经处理的厕所粪污直排环境。2、农村生活污水就近纳入城镇污水管网的,执行《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T 31962-2015)。500立方米/天(m3/d)以上规模(含500m/d)的农村生活污水处理设施可参照执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)。农村生活污水处理排放标准原则上适用于处理规模在500m3/d以下的农村生活污水处理设施污染物排放管理,各地可根据实际情况进一步
确定具体处理规模标准。
        2018年11月《关于印发农业农村污染治理攻坚行动计划的通知》:1、梯次推进农村生活污水治理。各省(区、市)要区分排水方式、排放去向等,加快制修订农村生活污水处理排放标准,筛选农村生活污水治理实用技术和设施设备,采用适合本地区的污水治理技术和模式。以县级行政区域为单位,实行农村生活污水处理统一规划、统一建设、统一管理,优先整治南水北调东线中线水源地及其输水沿线、京津冀、长江经济带、环渤海区域及水质需改善的控制单元范围内的村庄。到2020年,确保新增完成13万个建制村的环境综合整治任务。开展协同治理,推动城镇污水处理设施和服务向农村延伸,加强改厕与农村生活污水治理的有效衔接,将农村水环境治理纳入河长制、湖长制管理。到2020年,东部地区、中西部城市近郊区的农村生活污水治理率明显提高;中西部有较好基础、基本具备条件的地区,生活污水乱排乱放得到管控。2、建农业农村生态环境监测体系,结合现有环境监测网络和农村环境质量试点监测工作,加强对农村集中式饮用水水源、日处理能力20吨及以上的农村生活污水处理设施出水和畜禽规模养殖场排污口的水质监测。
        2019年11月《关于引发<农村黑臭水体治理工作指南(运行)>的通知》:
充分考虑城乡发展、经济社会状况,生态环境功能区划和农村人口分布等因素,因地制宜采用污染治理与资源利用相结合、工程措施与生态措施相结合、集中与分散相结合的建设模式和处理工艺。有条件的地区推进城镇污水处理设施和服务向城镇近郊的农村延申。离城镇生活污水管网较远、人口密集且不具备利用条件的村庄,可建设集中处理设施实现达标排放。人口较少、地形地势复杂的村庄,以卫生厕所改造为重点开展农村生活污水治理。
 
03
农村污水处理工艺技术介绍
 
        本文依据《关于加快农房和村庄建设现代化的指导意见》中的生态化、分散化,有针对性的介绍部分农村污水处理方式,欢迎留言区补充。
 
        我国农村地区的特点是面广分散,同时各地村貌各不相同、复杂程度高。如果进行统一处理不仅施工难度较大,同时还会造成更多的资源浪费及资金浪费,因此采用分散化的方式来处理农村污水是一项兼具现实意义与经济价值的科学方法。
        1、人工湿地处理系统 
        所谓“人工湿地污水处理”指将污水、污泥等有序地投入到由人工建造和控制运行的与沼泽地相似的地面上,利用土壤、人工介质、植物、微生物等的物理、化学、生物作用,对污水、污泥进行处理的一种技术。
        该系统可以分为自由水面人工湿地处理系统、人工潜流湿地处理系统、垂直水流型人工湿地处理系统。一般包括污水的输配水工程、预处理设施、污水调蓄系统、生物利用系统和统一管理与监测系统,其核心为自然生态净化。贴合农村污水分散性强、水量不固定等需求。适合经济水平较低、气候比较湿润的农村地区。
 
        2、土地渗滤法
        快速渗滤土地处理系统主要通过建立起一个未消渗滤层并将污水分散的污水收集在一起进行统一的定量处理。 
        该项技术需要建立起一个由各种具有吸附性能的成分及生物、化学物组成的污水渗滤体系,这要求土质上能够满足污水快速渗透的要求,所以对区域性的土质要求比较高,只有在透水性高的地区才能够选择这种处理方式。
        但有一说一,这种方法特别适用于农村地区,成本低、技术要求低、易于实现将分散的农村污水进行高效处理。
 
        3、一体化氧化沟 
        氧化沟是活性污泥法的发展,属于活性污泥改良法的延时曝气范畴。
        一体化氧化沟则将生物处理和固废分离液合二为一,无需单独建造哦二次沉淀池,集曝气、沉淀、泥水分离及污泥回流功能为一体,是一种农村生活污水分散处理的主要方法之一。 
        该项工艺一般需要简单的设备、很少的占地面积就能够实现,同时操作管理简单,能够被广泛应用,针对农村分散居住的情况建立多个处理体系,有效处理生活污水,只是这种处理系统的建立需要足够的技术支持。
 
        4、生物接触氧化处理 
        生产接触氧化由于运用了生物膜工艺,因此是最为绿色和环保的污水处理方式。
        该技术主要依赖于一套生物膜工艺组成的处理体系,这种体系的建立通过处理容器内设计生物膜,通过污水与生物膜的接触来实现污水的净化作用,污染物被生物作用利用能够减少污泥量。
        在农村分散化的污水排放情况下,这种处理技术能够非常易于污水处理目的的实现,虽然技术性要求比较高,但污水处理效果也最好。
 
04
农村污水处理典型案例介绍
        1、集中式处理A/O工艺法
        项目概况:
        徐埠前村常驻人口共1480人,四季分明光照充足,主要地形为沭河洪积平原,周边无生态环境敏感区。
        污水处理站采取“村级污水处理站集中处理模式”,设计处理规模为150t/d,实际处理规模33t/d。通过A/O工艺法,除去废水中的有机污染物以及氮、磷等杂志,对于高浓度有机废水及难降解废水,在好氧段前设置水解酸化段,显著提高废水可生化性。
        工艺原理及技术环节:
        A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起,A段DO不大于0.2mg/L、O段DO=2~4mg/L。
 
        在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机物,当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时,可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段,异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化游离出氨,在充足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-N氧化为NO3-。通过回流控制返回至A池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮完成C、N、O在生态中的循环,实现污水无害化处理。
        项目效果:
        出水水质达到《农村生活污水处理处置设施水污染排放标准》二级标准要求。徐埠前村污水处理站进水水质为:化学需氧量111mg/L、氨氮48.80mg/L。经一体化污水处理站处理后,排水水质为:化学需氧量24mg/L、氨氮3.83mg/L、悬浮物7mg/L。徐埠前村污水处理设施建成后,实际处理规模33t/d,共削减化学需氧量1.05t/a、氨氮0.54t/a。
 
        2、分散式处理地下渗滤工艺法
        项目概况:
        西单村常驻人口1220人,土地广阔平坦,质地良好,气候变化具有明显的季节性。
        第一阶段设计处理量50m³/d、实际处理量40m³/d。第二阶段利用雨污立体分流、高负荷地下渗滤污水处理复合技术进行工艺改造。
        工艺原理及技术环节:
        该项目采用高负荷地下渗滤污水处理复合技术污水处理工艺,该技术工艺的高负荷地下渗滤单元是技术的核心所在。污水经过沉淀预处理后进入水量调节池,然后通过提升泵投配到高负荷地下渗滤单元,使污水在人工滤料中横向运移和竖向渗滤,其中的污染物被不同功能-结构层的滤料拦截、吸附,并最终通过微生物分解转化。
 
        生活污水中COD、BOD主要通过有机物的分解而去除,NH4+-N则通过硝化作用变成NO3-N,这些过程都需要消耗氧气。厌氧系统可以提高有机物的可生化性,同时通过产甲烷和少量CO2使COD有所降低,但效率很低;NH4+-N含量反而有所增加。充足的氧气供给是生活污水和各类有机废水处理的必要条件。如果对总氮排放有限制,则还需要增加反硝化(兼性厌氧)过程。
        项目效果:
        该项目项目水质达到《农村生活污水处理处置设施水污染物排放标准》中一级A排放标准,系统运行正常,出水达标。平均日处理量40m³;,年处理能力14600m³;,预计年降解COD4200Kg、降解氨氮591Kg、降解总氮677.5 Kg。
 
05
全国农村污水处理前10企业
 
        按农村污水处理规模≥18万立方米/日,排名不分先后。
        1、北京碧水源科技股份有限公司。业务类型:环境保护及水处理。
        2、浙江双良商达环保有限公司。业务类型:农村污水处理综合服务。
        3、北京桑德环境工程有限公司。业务类型:水生态服务。
        4、四川中测环境技术有限公司。业务类型:污水处理项目建设、工程调试、运营管理、环保设备代理及相关技术咨询。
        5、宁波正清环保工程有限公司。业务类型:环保投资、设计、施工建设、运行维护管理。
        6、江西金达莱环保股份有限公司。业务类型:水环境整体解决方案、水污染治理装备、水污染治理项目运营。
        7、浙江爱迪曼环保科技股份有限公司。业务类型:农村污水处理综合治理服务。
        8、中车环境科技有限公司。业务类型:工业企业节能环保业务、区域环境综合治理服务。
        9、深圳市深港产学研环保工程技术股份有限公司。业务类型:环境咨询服务、环境污染治理设施设计、投资、建设和运营以及高端环保设备制造。
        10、湖南航天凯天水务有限公司。业务类型:污水处理综合服务。
 
来源:土壤处、前瞻产业、环保水圈