济南市城市污水分散式处理现状及前景研究

2022-04-22济南市排水服务中心李静米文敏

区域治理 2022年20期

济南市排水服务中心李静，米文敏

一、前言

污水处理厂（站）在改善城市水环境质量方面发挥着核心作用，按照城市污水处理厂（站）的布局方式，一般可分为集中布局和分散布局。污水处理厂（站）集中式或分散式布局不仅直接影响城市排水系统的投资效果，而且与污水资源化利用密切相关。

住建部“十三五”期间明确要求污水处理应坚持集中与分散处理相结合的原则，推进分散式污水处理设施建设。“十四五”城镇污水处理及资源化利用发展规划中明确提出人口密集、污水排放量大的地区宜以集中处理方式为主，人口少、相对分散以及短期内集中处理设施难以覆盖的地区，应合理建设分布式、小型化污水处理设施。在已有完备污水排放系统的城市，分散式处理方式也成为一种重要而有益的补充。

近年来，关于污水分散式处理设施的系统研究和应用日益增多，讨论较多的是建筑小区污水的处理技术，或者在居住比较分散的中小城镇和广大农村等不易建设污水收集管网地区的污水处理技术。本文在分析济南市中心城区生活污水分散式处理现状的基础上，对分散式污水处理厂（站）建设运行管理的优势与劣势进行分析，并对发展前景进行了展望。

二、济南市生活污水处理现状

济南市城区东西长、南北窄，地势南高北低。特殊的地形造就了城市排水系统呈单边梳齿状分布，中心城自西向东共有六大污水收集系统，以重力流的方式将污水输送至城区北边的大型污水处理厂。

目前济南市中心城区已投运污水处理设施31座，总设计处理能力约155万吨/日。中型、大型集中式污水处理厂分布在城区中北部，处理城区大约91%的污水。分散式处理为补充方式，处理城区大约9%的污水。分散式处理方式有两种，一种是为缓解管网压力，在市政污水管网节点上沿河建设的污水处理厂站，为主要补充方式，另一种是符合《济南市节约用水条例》配建标准的建筑小区、企事业单位以节水回用为目的建设的中水设施，处理规模较小，不在本文讨论范围内。

表1为济南市主要污水处理设施一览表。

表1 济南市主要污水处理设施一览表

市政分散式污水处理厂（站）的出水水质与集中式污水处理厂一致，全部遵照《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准，同时满足《济南市人民政府办公厅关于提高部分排污企业水污染物排放执行标准的通知》要求，执行化学需氧量45毫克/升、氨氮4.5毫克/升的水污染物排放标准。为进一步改善小清河水质，济南市自2018年1月开始，提出了严于国家和省污染物排放标准的区域排放限值，进一步提高小清河流域氨氮和总磷2项指标区域排放限值：设计规模≥1000m3/d，出水排入Ⅲ、Ⅳ类水体的执行A排放限值，氨氮、总磷分别为1.5（3.0）毫克/升、0.4毫克/升；排入Ⅴ类或未划定水环境功能区水体的执行B排放限值，氨氮、总磷分别为2.0（3.5）毫克/升、0.4毫克/升；设计规模<1000m3/d的，执行C排放限值，氨氮、总磷分别为4.5（8）毫克/升、0.5毫克/升。

三、污水分散式处理的优势分析

（一）建设实施优势

在建设选址方面，分散式处理设施的布局相对灵活，选址较少受环境条件的制约。在建设资金筹集上，相对集中式污水处理厂一次投资大、建设周期长、见效慢，分散式中水站一次性投入较低，建设资金压力较小，建设周期短、见效快。在建设难度上，分散式处理的建设难度亦小于大型集中式污水处理厂，同步建设排水收集管网的适配度较好，尤其是可以在已建成管网系统中选择建设节点。在处理技术的选择上，分散式处理有较多的选择余地，济南市分散式污水处理工艺有改良氧化沟、两级生物滤池、AAO法、SBR法等[1]，小型灵活的工艺控制有利于污水处理技术的产学研实践探索。

（二）环境效益优势

济南市地势南高北低、南北高差约130米，中下游管网压力大，发生污水冒溢的风险也大。分散式污水处理减少了污水长距离输送过程中的管网堵塞、污水冒溢等环境污染问题。在城区建设污水处理设施最值得关注的环境问题是污水处理过程中产生的臭气、噪音对周边环境带来的不良影响。济南市分散式污水处理站一般采用“地下处理、地上绿化”的方式，主体处理结构位于地下，污水处理过程中产生的噪音、臭气通过消音和除臭设施进行消除，地上部分进行绿化美化，可建成开放式公园，融入周围景观环境。

（三）资源化利用优势

污水分散式处理的最大优势就在于生活污水就近处理后能就近回用。集中式污水处理厂位于城市中地势比较低的地方，如果对出水进行回用，必须增加中水回用管网建设和动力提升的费用。污水分散式处理设施位于城区内部，易于就近回用，能节省后续中水回用管网建设成本，也更容易进入和形成中水回用市场，实现水资源更合理的利用。济南市最初建设分散式污水处理站是“十一五”期间结合河道综合整治开展的，大多建于河道周边，主要目的是为断流的季节性泄洪河道提供补水水源，使城区河道有清水流淌，改善河道生态景观。城区内的中水回用途径一直在扩展，除作为河道补水水源外，还用于城市道路洒洗、绿化灌溉、热泵取暖等。

（四）风险管控优势

污水集中式处理因配套长距离的污水收集管网，污水冒溢、管网堵塞、污水渗漏污染地下水等环境风险和安全事故的发生率增加。由于管网长，回用水水质也易受污染，分散式污水处理设施的布局会降低上述风险，减少环境污染问题的发生。此外，若遇突发紧急状况，污水集中式处理厂的突然停运将导致大量污水来不及处理而外排进入环境，造成恶劣影响。而分散式处理设施因其规模不大，若遇突然停运，污水将随污水干管流入其他分散处理设施或集中处理设施，对环境的影响小。

由以上分析可以看到，分散式污水处理设施的突出优势是适用于不同的现场条件，能够就地实现污水处理、中水就近回用，对环境更具亲和性和可持续性，更有利于资源的高效利用，更符合建设资源节约型城市的目标。

四、污水分散式处理的制约因素

（一）建设成本相对较高

分散式污水处理设施建设成本偏高体现在：一是处理规模小，规模越小，建设成本就越高。二是布局大多位于城区内部，土地价格高；三是因位于城区内部，建设规格高，环保措施及绿化措施的投入拉升了建设成本。四是处理构筑物位于地下，施工难度大，成本加大。

（二）运行管理成本较高

与污水集中处理管理成熟高效、具有规模效益相比，分散式处理设施要达到相同的运行标准，会增加单位运行成本。以污泥处理处置为例，济南市所有污水处理产生的污泥在脱水处理后外运至第三方污泥处置单位规范处置，因污水分散式处理设施多位于城市内部，规模小、产泥量少，站内不能长期储存，只能用小车多次运输，污泥外运处置成本增加。

（三）中水回用设施配套不足

目前济南市再生水回用率在30%左右，中水回用基础设施配套欠缺，回用量小，还没有形成一个完善的中水回用制度体系，中水回用市场机制尚未健全。没有一个利益机制作为引导，中水用途不广，这使得分散式污水处理方式失去其最大的卖点。

五、污水分散式处理发展前景及建议

济南是严重的缺水城市，人均水资源占有量仅为290立方米，约为全国平均水平的七分之一。《济南市“十四五”水务发展规划》中将节水放到了优先位置，提出了全域节水目标，城市再生水利用率到2025年提高到50%。水循环利用是建设节水典范城市的重要举措，是城市水行业可持续发展的必然趋势。

在污水治理由单一的水质达标向水资源综合利用转变的趋势下，污水的分散式处理因其在水资源利用方面的优势，占据越来越重要的位置。同时，考虑济南地势特点和季节性断流河道补水需求，分散式污水处理因其布局灵活性，将在提供河道补水水源、恢复河道水生态方面发挥重要作用。城市污水分散式处理方式将会成为集中处理方式的一种重要且有益的补充。采用分散式与集中式治理互补的模式，完善污水治理思路，对于实现水资源可持续利用的目标有很大的借鉴意义。

（一）科学规划，合理布局污水处理设施

城市污水的输送、治理、回用是一个整体，从可持续的资源能源理念出发，对城市排水、污水治理、中水回用整个城市水行业系统进行整体规划十分必要。为增强城市污水处理效能，降低建设运行成本，应统一构建分布合理的污水处理体系。根据区域地势特点，结合整个城市排水管网现状，在管网负荷重或者管网设施薄弱等易发生环境问题的地点、方便中水回用或中水回用需求量高的地点、密度集中的多个居民社区，合理布置区域型分散式污水处理设施，实现集中与分散相结合、再生利用与排放相结合。

（二）制度引导，提高中水回用率

提高中水回用率可最大化发挥污水分散式处理的优势。一是完善中水回用制度。明确对中水回用的个体责任、社团责任，鼓励发展中水回用技术，推广多途径中水回用方式，对城市管理、绿化等市政用水优先使用中水，逐渐杜绝使用泉水或地下水。二是建立中水回用利益引导机制。开放中水使用市场，污水处理运营方对达标中水可按照政府指导价自主买卖，以激发市场对中水回用的响应。三是制定中水回用优惠政策。制定科学合理的中水收费标准和收费方式，在供排水一张网的改革背景下，可相应减少中水使用单位的自来水费。

（三）建立更完善的污水处理监管标准

目前，济南市污水集中式处理设施与分散式处理设施执行统一的运行监管标准，忽视了分散式污水处理设施运行中规模小、运行成本高、分布广、中水回用率高等特殊性，对分散式污水处理设施的运行提出超出了其固有能力的要求。济南市自2018年提高水污染物排放标准后，有部分运行良好的分散式污水处理设施因未能改造达标而退出运营，政府主管部门有必要建立更完善的污水处理监管标准，分类分级管理，发挥已建各类污水处理设施的效能。建议在项目立项时明确污水分散式处理设施建设标准，后续运行监管以建设标准为依据。

（四）依赖科技手段，探索集成式管理

为提高管理效率，降低运行管理成本，对数量多、规模小的污水分散式处理设施发展集成化管理技术和手段，实现集团化管理。建立专业化的维护管理队伍，应用先进的信息技术手段，通过信息网络、物联网等方式，探索多个污水处理设施之间的联合高级控制，实现污水处理设施运行和管理的信息化、系统化、高效化，降低污水分散式处理的运行成本。