安全管理网

基于源分离的厕所污水安全处理

  
评论: 更新日期:2024年04月25日

报告从四个方面对厕所污水安全处理处置进行了讲解,首先是前言部分,对我国农村户用厕所以及农村公共厕所的现状、国家针对厕所改革的指导意见以及我国的改厕历程进行了介绍,同时详细介绍了我国农村卫生厕所类型、各类型厕所所具有的特征和适用范围,通过数据分析对比了1990年和2015年中国卫生厕所状况。第二部分从农村厕所改革存在问题进行讲解。分析了六种厕所种类的安装量,各种类型厕所安装、使用以及运维等方面存在的问题。第三部分从基于源分离的粪污资源化处理方面进行讲解,对生活水质源管理、各个源头污水特征定量分析、分地区农村生活污水水质、农村家庭混合污水进水水质、垂直流人工湿地灰水处理出水水质、不同污水水流的处理工艺、源分离资源化处理系统(瑞典模式)进行了讲解。最后一部分是结论和建议,源分离污水处理可以有效解决农村粪污处理的出路问题,可以为节水或缺水地区改厕提供了更好的可行方案。其不仅适合于农村户用系统,也适合于村级粪污及灰水处理系统,同时也适合于城镇污水管理,但是各个单元技术还需要不断发展和逐步迭代完善,新技术的开发应用将会为源分离理念的践行提供更好的机会。

AA.jpg

北京科技大学能源与环境工程学院环境工程系主任、教授李子富

源分离的概念我在中国讲了20年了,2001年第一篇文章介绍源分离概念的时候,是希望整个水系统发生变革,把过去的水处理或者污水处理的理念,变成资源化,当时没有多少人响应。现在源分离不是主要问题,资源化是一个引起大家越来越多重视的问题。如何资源化?什么可以资源化?从源分离的角度来看看,污水处理是末端处理,还是收集以后去怎么解决,我们在前面怎么来处理?从绿色能源角度来讲,能不能在源头、在过程中就来实现资源化,而不是仅仅在末端。

我主要从四个方面来讲,首先前言部分,农村中污染最重的就是厕所问题,越来越引起重视,农村的厕所问题有很多,包括最近从2018年底开始,农村农业部负责推进农村厕所改造,非常重视,从2019年1月份的时候,中央政府八个部委联合发出了这样一个《关于推进农村“厕所革命”专项行动的指导意见》,包括了农办、农业农村部、卫健委、住房和城乡建设部、文旅部、国家发改委、财政和生态环境部,按照这样的意见,提出有序推进、整体提升、建管并重、长效运行的思路,宏观上来说是非常好的指导意见,对于农村厕所的改变能起到非常重要的作用,不仅仅是指导意见,对应的中央政府也有巨大的投资,可能大家知道2019年的时候,我们国家是投了70亿做农村厕所改造的补贴,2020年的时候,现在初步统计是100亿,这只是中央的。根据调研从地方配套,与厕所改造相关的投入大概有900亿,实际上2020年的时候大概就是1000亿了。

从厕所改造过去的发展,可以做一个时间轴,最早是20世纪50年代开展爱国卫生运动的时候,包括厕所的改造,但那时候还没有聚焦到厕所,重点还是控制传染性疾病。有标志性的就是80年代开展了改水改厕,包括健康教育的“三位一体”,90年代开展了农村改厕工作,这里面有一个标志性的,就是现在推荐的六种农村卫生厕所,是2003年颁布的《农村户厕卫生标准》颁布推荐六种典型户厕,到2015年的时候,习总书记就对厕所革命做出了重要指示,当时最早是针对旅游厕所的“厕所革命”,后面对农村的厕所也做出了重要指示,到2017年的时候有一个重要的指示,是在吉林视察的时候提出,后续也有多次针对农村厕所的指示去改进,后面2019年有了进一步的具体推进,而且落实到农业农村部具体推进,2021年又成立了乡村振兴局,专门来做,我们乡村振兴里面有一个核心的,也是把改厕作为一部分工作。

基于卫生户厕的标准,基于当时的情况推荐的是六种:三格化粪池式、双瓮漏斗式、双坑交替式、三联沼气式、粪尿分集式、传统下水道水冲式厕所。据统计,从2005年到2015年卫生厕所覆盖率是从50%多到78.5%,为什么写到2015年,2015年是联合国千年发展目标的统计年,当时全世界的目标是77%,我们刚刚超过世界的平均水平。但是2015年全世界范围内目标并没有实现,最终实现的只有67%,说明当时目标定的太大,也说明了改厕是非常艰巨的。

由于问题没有解决,所以联合国又提出了2015年后的可持续发展目标(SDGs),到2030年要实现全世界范围内人人享有卫生安全的厕所,即要求粪污要得到安全处理,这个目标更难更艰巨。

针对这些问题我们怎么去解决呢?根据我国现状,从推进的六种厕所情况看到,大家的喜好度差距还是很大的,由图1可以看出,这六种增长最快的是最下面三格化粪池和最上面完整下水道水冲式,由图2可以看出,2015年拥有三格化粪池和完整下水道的比较多,统计数据里还有其他类型,就是有别于这六种基本厕所以外,已经超过了20%,比例也很高,虽然三联沼气池的比例比较高,但由于农业部不支持户用的沼气厕所,而且家庭养殖有很多的限制条件,导致这种户外沼气池的使用量是在下降的,之所以比例还很高,是因为当年在农业部的推动下比例很高,目前还有一定的使用比例,但总体趋势上是在稳定下降的。

1.png

图1 2000~2015年中国农村六种无害化卫生厕所年安装量

2.png

图2 2015年中国农村六种无害化卫生厕所及其他卫生厕所安装量

基于此,农业农村部组织编写了用的最多的两种农村厕所类型的国家标准,一个是《农村三格式户厕建设技术规范》(GB/T 38836-2020),另一个是《农村集中下水道收集户厕建设技术规范》(GB/T 38838-2020),第一个是经过储存(原则上60天)以后,然后资源化利用。另一个村镇集中下水道收集系统,实际上采用的是像化粪井的模式,停留时间很短,把液体部分处理,然后沉淀物会根据情况考虑处理、处置,还是回用。

村镇集中的也建了很多,这个案例是我和中科院北方农村中心去调研的(见图3),采用了地埋式的处理系统,普遍存在欠缺长期稳定安全运行和后续维护的措施和费用,单户的情况可以采用化粪池加上污水处理单元,完全可以采用自然的方法,这也是全世界都在推进,但我们的农村区别于欧洲的农村,管理和建设怎样协调和平衡,怎么去解决问题,集中的从处理角度比较好解决,但也存在着管线、管网收集的问题,这也是需要考虑的。

图3 村镇集中下水道收集户厕示意

综合起来,针对目前现状,还面临着很多问题,如

三格化粪池厕所配套设备需要完善;

这些问题对农村环境真正意义上根本性的改善都是挑战。

我们怎么解决这些问题呢?污水是可以分成不同的水流,这些水流的水质是有区别的,如水量和里面的污染物浓度,如果采用分质的收集方式会有很好的效果。建设部《分地区农村生活污水处理技术指南》上面要求的COD是高的是450,至少是300,但是如果是做PPP项目或者是政府签的时候都是按照最高值的,这也导致很多隐性的浪费,因为负荷算的高,实际水没有那么高。如果受困于脱氮除磷,为什么不能从源头进行分流呢?脱氮的问题的试验我也做了很多年,在德国就做了,如果分流的时候,把灰水单独拿出来,这个数据很简单,直接采用垂直流湿地就完全实现氮非常低的浓度,就可以达标,后面的问题就能解决了。灰水解决了,那黑水怎么办,可以采用组合的方式,通过同质化的去处理,类似的污水水流进行综合治理是可以考虑的。

这样的话,可以实现不仅仅是水的回流,现在强调资源化其实是讲了水的资源化,而没有考虑到营养物质的资源化。通过定量分析,如果采用分流饮用水可以节约,资源也可以得到回收。目前联合国也在推进城市全域卫生厕所设施这个概念,希望以城市来带动周边农村实现人人享有卫生厕所的这样一个目标,如果把所有的污水都进去的话,就可以实现水的回用,但是很难实现其他物质的回用,大量的文献表明回用几乎是零,这是我们需要考虑的。从全世界范围内针对这样的资源化处理设施都是缺乏的,粪便怎么清掏处理也都没有形成产业化的方式,未来我们在资源化上怎么样去做我们新的装备,在这方面怎么去开发一些具有创新意义,能够实用的技术,这也许是我们未来的商机,未来希望通过源头的控制实现资源化和环境保护的多重效应。

冲洗水量和冲洗效果的平衡;

水资源短缺地区的管理维护;

村镇集中下水道收集。

这些问题对农村环境真正意义上根本性的改善都是挑战。

我们怎么解决这些问题呢?污水是可以分成不同的水流,这些水流的水质是有区别的,如水量和里面的污染物浓度,如果采用分质的收集方式会有很好的效果。建设部《分地区农村生活污水处理技术指南》上面要求的COD是高的是450,至少是300,但是如果是做PPP项目或者是政府签的时候都是按照最高值的,这也导致很多隐性的浪费,因为负荷算的高,实际水没有那么高。如果受困于脱氮除磷,为什么不能从源头进行分流呢?脱氮的问题的试验我也做了很多年,在德国就做了,如果分流的时候,把灰水单独拿出来,这个数据很简单,直接采用垂直流湿地就完全实现氮非常低的浓度,就可以达标,后面的问题就能解决了。灰水解决了,那黑水怎么办,可以采用组合的方式,通过同质化的去处理,类似的污水水流进行综合治理是可以考虑的。

这样的话,可以实现不仅仅是水的回流,现在强调资源化其实是讲了水的资源化,而没有考虑到营养物质的资源化。通过定量分析,如果采用分流饮用水可以节约,资源也可以得到回收。目前联合国也在推进城市全域卫生厕所设施这个概念,希望以城市来带动周边农村实现人人享有卫生厕所的这样一个目标,如果把所有的污水都进去的话,就可以实现水的回用,但是很难实现其他物质的回用,大量的文献表明回用几乎是零,这是我们需要考虑的。从全世界范围内针对这样的资源化处理设施都是缺乏的,粪便怎么清掏处理也都没有形成产业化的方式,未来我们在资源化上怎么样去做我们新的装备,在这方面怎么去开发一些具有创新意义,能够实用的技术,这也许是我们未来的商机,未来希望通过源头的控制实现资源化和环境保护的多重效应。

网友评论 more
创想安科网站简介会员服务广告服务业务合作提交需求会员中心在线投稿版权声明友情链接联系我们