县域内乡镇污水处理厂集约化管理的实践

2019-12-11欧飞虎

资源节约与环保 2019年11期

汪滨欧飞虎

（湖南博世科环保科技有限公司湖南长沙 410000）

引言

随着我国经济社会快速发展，乡镇污水处理设施建设将成为我国污水处理设施建设的重点领域[1]。2013 年10 月，李克强总理签署了国务院令，发布《城镇排水与污水处理条例》，2015 年4月国务院正式发布《水污染防治计划》（简称“水十条”），积极推进乡镇污水处理设施建设。为补齐农村生态环境的短板，加快推进生态文明建设，湖北拟全面推进实施乡镇污水治理工程，计划三年以内实现乡镇生活污水治理全覆盖[2]。

受到地域及经济发展不均衡发展的限制，乡镇污水处理厂的建设及运营和城市污水处理厂相比，有着极大的不同。乡镇污水处理项目分散，地域限制明显，其管理模式不能照搬城市污水处理厂[3]。根据《财政部关于在公共服务领域深入推进政府和社会资本合作工作的通知》的要求，未来乡镇污水处理设施新建项目要“强制”应用PPP 模式，中央财政将逐步减少并取消专项建设资金补助，PPP 模式将成为乡镇污水处理项目建设及运营的新出路[4]。本文以湖北省某县域内乡镇污水处理厂为研究对象，分别从建设、运营、成本效益等方面深入实践，探索PPP 模式下分散性污水处理厂集约化管理的新模式。

1 乡镇污水处理厂建设及运营管理现状

1.1 进水水量小、负荷低、水质波动大

受镇区人口数量的限制，乡镇污水处理厂进水水量偏小，规模一般在300～3000m3/d 之间，COD 浓度一般小于200mg/L[5]。镇区工业污水少，收集的几乎全部为镇区居民的生活污水，水质成分单一，氮磷含量高。另外，乡镇居民多数从事同一生产活动，生活规律和用水时间大致相同，污水排放相对集中，导致污水量随时间的变化较大，一天中早、晚的污水量大[6]。

1.2 污水收集率低，配套管网缺乏维护，雨污未分流

乡镇的市政基础设施缺乏科学地规划，污染源比较分散，污水管道建设不完善，收集率低。污水该管道主要为老管网污水、雨污合流，长期缺乏维护和维修，堵塞严重，年久失效[7]。另外，镇区街道狭窄，地形复杂，新建管道施工难度大，建设成本高，多数政府在高额的建设费用上都是望而却步，排水管网的建设长期滞后于乡镇生活污水处理厂的建设。

1.3 厂站分散，管理力量薄弱，运营成本高

受乡镇经济发展水平、地域限制、外部环境等因素的影响，目前乡镇污水处理厂的管理力量薄弱。首先，管理人员多为当地居民，普遍学历低，缺乏专业知识和相关经验。其次，很多污水处理厂虽然配备齐全，但未真正投入使用，设备及仪表缺乏有效维护、维修及重置，时间一长，基本无法正常运行。再次，各乡镇污水处理厂地点分散，运营管理成本高，加之技术力量薄弱，多数乡镇难以维持正常运行[8]。

2 PPP 模式下全域污水处理厂的集约化管理

湖北省某县域污水处理厂共11 座，设计总规模8700m3/d，单厂规模500～1000m3/d 不等，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A 标准，配套管网同步建设。项目采用PPP 模式，项目合作期为30 年，其中建设期1 年，运营期为29 年。

2.1 建设集约化管理

11 座污水处理厂均采用生物转盘一体化设备处理工艺，末端以人工湿地作为深度处理，项目采用标准化设计，不同的厂站均采用同一工艺和设计参数，设备类型保持一致，处理规模仅影响设备数量和占地面积，工艺流程见图1 所示。

图1 工艺流程图

通过2 个月的系统及工艺调试，各厂区出水水质趋于稳定，取个各厂一个月内水质的平均值，如表1 所示。

表1 污水处理厂运营效果

污水处理厂进水NH3-N 和TP 变化较大，COD 在150mg/L以内，负荷并不高，符合小型乡镇生活污水的典型特点。稳定运行后COD、NH3-N 和TP 的去除效果明显，各厂站平均去除率分别达到75.24%、69.03%、83.88%以上，出水水质可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A 标准。

2.2 运营集约化管理

根据区域及资源优势，在11 座污水处理厂选取一个作为中心厂，设厂长办公室和生产部，生产部设化验员、设备工程师、电仪工程师、工艺工程师各1 名，全面负责项目的运营管理。

（1）厂区运营管理：项目的运营通过智能化控制系统实现集约化管理，11 座污水处理厂分别设置完善的自动运行控制系统、视频监控系统、在线监测系统，实现远程监控、集约化管理和无人值守，如图2 所示。

图2 污水处理厂集约化管理示意图

各厂运行数据及视频通过网络上传至运营控制中心（设在中心厂），生产部运营管理人员可远程监控污水处理厂运行状况，调整控制运行参数及设备运转，有效提高科学管理水平，节省劳务用工成本。此外，制定设备台账管理制度，对出厂、安装、验收、运转、检修、重置等情况详细记录；制定水质分析台账管理制度，定期对各厂站进出水、各工艺段进出水进行取样分析，做详细记录。据此制定下一步运营管理计划，及时调整工艺参数，降低生产成本，提高整体的生产效率。

（2）污泥处置：11 座污水处理厂分别设置污泥浓缩池，中心厂配备吸污车和板框压滤污泥脱水系统，污泥脱水至含水率低于60%。生物转盘具有产泥量低、泥质无公害等特点，各厂按月定期排泥一次，吸污车运输至中心厂集中处理，既降低建设投资，又便于集中管理，控制运营成本。经测算，11 座厂站合计每天产泥量为1.3t（60%含水率），污泥处置成本为150 元/t（含处理费及运费），污泥外运至堆肥车间制作有机肥料。

（3）管网维护区域化管理：项目新建配套主管网75km，入户管40km，镇区原有老管网44km。受镇区居民生活习惯及素质的影响，乡镇污水管网容易堵塞，垃圾和清淤工作量大。根据各污水处理厂站的区域位置，划分A、B、C、D 四个片区，每个片区设1名维保人员，每个污水检查井进行定位编号，录入管理系统，每周对管网进行一次全线巡查、清堵工作，制作维护台账。对于年久失修、损坏严重的管道制定大修和重置方案，纳入年度运营管理计划。

2.3 运营成本分析

运营费用主要由电费、人工费、药剂费和污泥处置费组成。按照11 座污水处理水量8700m3/d 计算，目前实际进水量约为设计水量的75%，即6525m3/d，一个月按30d 计算，项目运营成本如表2 所示：

表2 污水处理厂运营成本

直接运营费用合计0.58 元/m3，电费和人工费是主要运营成本，与同类污水的其他处理工艺相比较为经济，同时和单个乡镇污水处理厂的运营成本相比较，集约化控制在成本控制方面优势明显[9]。但与城市污水处理厂相比，运营成本仍然较高[10]，这是由于乡镇污水处理厂规模小，厂站分散，管理投入高，规模效应难以发挥所致。随着实际进水量逐步增加至设计水量，人工费和电费并不会同比例增加，因此运营成本还可以进一步降低。