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中圖分類號:R123.3 文獻識別碼:A 文章編號:1001-828X(2016)012-000-02
一、引言
我國正處于城鎮化發展的加速階段,污水排放量達到了前所未有的高度,這不僅影響了人們的生活生產方式和社會的可持續發展,也對水環境治理提出了嚴峻的挑戰。據《中國城市建設統計年鑒》,近五年江蘇省污水排放總量逐年增加,特別是2010年以來污水排放激增,2014年,江蘇省廢水排放總量達60.12億噸,其中,工業廢水排放占34.08%,生活污水排放占65.87%,垃圾和危險廢物集中式治理設施廢水排放占0.05%。污水排放總量中工業廢水與生活廢水占據了污水排放總量的90%以上,此兩類污水中含有大量氨氮、硝酸鹽等易溶于水化學物質,會造成水體嚴重污染進而對人類生命健康造成威脅。目前,為解決日益突出的水環境污染問題,確保社會與資源可持續發展,中央政府與地方在加快污水處理設施建設進度以及頒布有效措施同時,還必須提高已有污水處理廠的運行效率,而如何客觀評價污水處理廠運行效率是當前研究的重中之重。
當前,學者對污水處理廠運行效率的定量分析方法主要分為兩類。一類是對污水處理廠進行調研獲得數據,簡單地對所得的數據進行描述性分析,通過比較分析得出污水處理廠的相對運行效率。如馬乃毅(2011)和蒙金結(2013)分別調研了河南、廣西污水處理廠的數據進行簡單的描述性分析,從而提出兩個省份污水處理廠存在的問題以及改進的建議。另一類則是通過DEA模型對污水處理廠的多個輸出指標和輸入指標來進行簡單的綜合對比與分析,得出污水處理廠的綜合效率。如王芙蓉(2007)借助DEA方法,構造污水處理廠運行效率定量評價模型,對污水處理廠的運行效率進行分析。吳瓊芳構建新的指標體系運用BC2模型客觀的評價了貴州市21座市級污水處理廠的運行效率。
但前者存在無法解決各個污水處理廠的使用工藝、規模不同、所處環境不同的問題。后者當計算得到的有效決策單元較多時,DEA模型無法進一步對這些有效單元進行排序,這樣得到的測算結果不能為研究者提供更為真實、可靠的對策依據。本文采用超效率DEA模型的分析方法來評價江蘇省污水處理廠運行效率,解決了現有模型不能對大部分有效單元進行排序的問題,并提出了有針對性的對策建議。
二、評價指標的選取與評價對象
(一)評價指標的選取
本文根據以往的研究和數據的可得性,選取不可變投入指標為污水處理廠的實際投資;選取可變成本指標為總耗電率、總運營費用;選取污水處理規模指標為實際日均處理率;選取環境優化效果指標有COD去除率、BOD去除率、AN去除率。其中,污水處理廠的實際投資具有規模經濟效益;總耗電率和總運營費用體現了污水處理廠基本設施的運行效果;實際日均處理量體現了污水處理廠日均處理規模;COD是水質監測中最常規的指標,其去除率反映了污水中有機物的處理效果;BOD去除率和AN去除率的去除率是判斷污水處理中去除BOD脫氮除硫效果的有效指標;COD、BOD、AN都是污水中對環境污染較為嚴重的幾個因素,其去除率高低代表著環境優化效果的優良。
(二)評價對象
本文以江蘇省21座污水處理廠為評價對象,其中南京市2座、無錫市6座、徐州市2座、常州市5座、蘇州市2座、昆山市2座、南通市1座、淮安市1座,覆蓋江蘇省11個地市中的8個,所在城市既有二級城市,又有縣城。污水處理廠的規模大小從0.4到20萬m3/日,基本覆蓋了江蘇省內污水處理廠全部規模大小,較完整體現了江蘇省整體的污水處理廠的綜合情況。其中,21座污水處理廠的出水均達到或超過了排放標準的一級B標。
(三)數據來源及描述
本文的各項指標數據來源如下:1.不可變投入指標:實際投資(萬元)數據來源于住建部污水處理信息系統;2.可變投入指標:耗電率、運營費用數據來源于《城鎮排水統計年鑒》(2013);3.產出指標:實際日均處理量、COD去除率、BOD去除率、AN去除率數據來源于《城鎮排水統計年鑒》(2013)。
描述性統計結果顯示:不可變投入中,江蘇省21座污水處理廠的實際投資的最小值為宜興華琪的2500萬元,最大值為深水城北的83976.6萬元,均值為21179.3萬元;可變投入中,每噸耗電率最高的為無錫梅村的0.529度/噸,最低的為徐州荊馬河的0.15度/噸,均值為0.311度/噸;每噸運營費用最高的為江邊污水處理廠的1.35元/噸,最低的則為宜興華琪的0.32元/噸,均值為0.7638元/噸;產出指標中,實際日均處理量最高的為清源華衍的18.39萬噸/日,最低的是宜興新建的0.36萬噸/日,均值為5.46萬噸/日;COD去除率最高的為深水城北的0.92,最低的為宜興清源的0.71,均值為0.845;BOD去除率最高的為宜興張渚的0.97,最低為徐州荊馬河的0.87,均值為0.92;AN去除率最高的為宜興張渚等的0.89,最低的為南京科學院的0.4,均值為0.685。
三、污水處理廠運行效率評價結果與分析
(一)運行效率分析
污水處理廠運行效率投入產出指標總數為7,而決策單元數為21,符合對決策單元數率至少是投入產出指標數率之和的2倍以及決策單元數率要大于或者等于投入指標數率與產出指標數率的乘積的要求。
本文采用R語言軟件對21座污水處理廠的相關數據進行處理。利用C2R模型、BC2模型、超效率DEA模型計算污水處理廠運行效率,其結果見表1:
利用C2R模型和BC2模型能夠將DEA有效對象與無效對象區分出來,并得到效率值的大小,但對于DEA有效的決策對象(DEA效率制都為1),它們都無法對其進行排序。超效率DEA模型對效率值為1的污水處理廠進行了進一步的評價排序,而無效率部分的效率值與C2R模型的效率值完全一樣。2012年江蘇省污水處理廠中,徐州荊馬河污水廠效率值最高,達到了2.2944,無錫宜興華騏、常州清潭、無錫宜興張渚、徐州豐縣康達、南京科學院、常州溧陽第二污水廠、淮安第二污水廠分別為第2~7名,這部分污水處理廠的DEA是有效的,而且同時達到了技術有效和規模有效。
從對江蘇省的超效率DEA的處理結果中我們可以看出,污水處理廠超效率DEA有效的為8座,非超效率DEA有效的為13座。即超效率有效占比為38%,非超效率DEA有效占比為62%。其中,效率值小于或等于0.8的污水處理廠個數為9座,占比為42%。從規模收益看,非DEA有效區域的13座污水處理廠大多處在規模收益遞減階段,產出的增長比例會小于投入的增加比例,也就是說隨著投入的增加產出卻在減少,這就說明資金在投入階段產生問題。經研究這些污水處理廠大多位于江蘇省的南部較為發達地區,土地、勞動等生產要素成本比北部要高,政府的投入力度自然也大,其中也不免存在盲目投資建設過多等不良現象,這就導致投入與產出不成正比,產出小于投入,產出效果不明顯。其余污水處理廠大多處于江蘇省北部,但相比南部污水處理廠具有較大的增產能力,但現階段由于各項投入不足導致產出受到影響,這就導致其運行效率雖有增長但仍處于較低水平。
(二)污水處理廠運行效率影響因素分析
基于以上的分析,假設污水處理廠運行有效性與污水處理廠的負荷率和處理工藝類型密切相關。
負荷率:將所有污水處理廠實際運行負荷率分為80%三組統計,可以發現:1.負荷率
處理工藝類型:江蘇省21座污水處理廠的處理工藝有氧化溝、A2/O工藝、生物膜法、A/O工藝、SBR、傳統活性污泥法、普通生物濾池等7種。但是21座污水處理廠的處理工藝基本都是A2/O工藝,其他工藝有且僅有一家污水處理廠在使用,不具有代表性,因此這里不能得出處理工藝類型與運行效率之間的關系。
四、主要結論及政策建議
1.在城鎮化過程中,對江蘇省南北部污水處理廠實行分開投資管理,在對南部污水處理廠進行理性投資建設的同時也要加大對北部的污水處理廠的投資力度,有效擴大北部污水處理廠處理規模。
2.對污水處理廠進行激勵性管制,定期進行污水處理廠運行效率的評價或排名,對運行效率高的實施獎勵,對運行效率低的實行懲罰,增加污水處理廠之間的有效競爭,從內部提高污水處理廠的運行效率。
3.根據實際的運行情況和經濟規模等因素,加強工藝規模等級,選擇合適的污水處理工藝和與處理工藝相匹配的機電運行設備來改善水質出水,并結合實際情況來適當增加或減少職工人數,加強員工管理,進一步加強污水處理廠運行效率。
參考文獻:
[1]魏權齡.評價相對有效性的DEA方法――運籌學的新領域[M].北京:中國人民大學出版社,1988.
[2]馬乃毅,徐敏.污水處理企業投資運行效率比較分析――基于河南13座污水廠的實際調研[J].生產力研究,2011(05):115-116.
[3]王芙蓉,蘇波.基于DEA技術的污水處理廠運行效率評估模型研究[J].西華大學學報(自然科學版),2007,26(4):5-8.
為加快推進資源節約型、環境友好型園區建設,確保實現“十二五”期間及2012年節能降耗目標,工業園區在狠抓項目建設、不斷完善產業鏈的同時,加大對園區企業節能降耗、技改項目的推進力度,嚴格控制污染物排放總量,引導企業按照綠色發展的理念,延伸產業鏈,形成企業內部、企業之間及產業鏈間的循環體系,有效降低園區總能耗的產生量,推進園區節能減排工作的有序開展。
2、工業園區污水處理模式及問題分析
目前,除化工、電鍍等專業工業園區及有條件的其它專業工業園區需單獨建設集中污水處理廠外,工業園區污水處理模式主要有3種:一是企業預處理后納入市政管網進入城鎮污水處理廠;二是企業自行建設污水處理設施處理達標排放,目前大都是采取這種方式;三是園區建設有污水處理廠的排入工業園區污水處理廠。
2.1 企業建設污水處理設施處理后外排
園區企業各自建設配套的廢水處理設施,廢水由企業自行處理,各項水質指標都合格后,經地方環保部門監測達標才允許排放。這種模式雖然達到了分散事故危險和責任分擔的目的,但存在如下缺點:(1)不論規模大小各廠點都單獨建設廢水處理設施,廢水處理設施總占地面積大,其投資費用是相當大的而且處理設施的投資并不隨廢水量的減少而減少,運行費用高,重復建設造成人力資源、設備浪費嚴重,資源利用率較低,對企業是個沉重的負擔;(2)環保系統監管難度大,不利于專業化運行操作,效果保證度沒有集中治理模式好;(3)工業廢水水質水量變化大、污染物濃度高、營養物質不平衡。企業很難長期保持污水水質和水量的穩定,也很難滿足生物處理工藝所需的各種物質和進水水質。
2.2 排入城鎮污水處理廠
在納入城鎮污水管道之前,企業一般要對廢水進行預處理。一般工業廢水直接排入城市排水管網,特殊的有毒有害的工業廢水經預處理或特殊處理后排人城市排水管網,進人城鎮污水處理廠與生活污水一并處理。企業污水納入城鎮污水處理廠必須符合城鎮污水處理廠的納管標準。主要存在的問題有:(1)目前企業預處理中通常是采用了與城鎮污水處理廠相同的生化處理工藝,僅降解了污水中可生化降解的有機物,難以生物降解的有機物被轉移到城鎮污水處理廠,得不到有效處理,依靠城市污水的稀釋達標排放。(2)所在城鎮污水處理廠其處理工藝和能力,必須符合有效處理工業企業排入污染物的條件。否則,不能接納工業污水。(3)為保證在合理處理成本下出水水質,對于納入城市污水處理廠的工業廢水所占比例也是應有限定的。
2.3 工業園區建設污水處理廠
為發展循環經濟,建設生態型工業園區,保障工業園區污水得到妥善處理,許多工業園區都建設了園區集中污水處理設施。此外,有的工業園區在污水處理設施尚不完善的城鎮,有些城鎮還未建設城鎮污水處理廠,工業廢水分別用管道排放到園區的集中污水處理廠集中處理。園區水質差異大,需要各企業預處理污水,達到園區污水處理廠進水水質要求方可排入工業園區污水處理廠。缺點是不同廠家的同一類水集中于園區管道收集,沒有配置必要的高技術監測設備,企業廢水混排查找不及時,也難以查找;沒有有效的手段監控各種廢水,無法約束各廠家的亂排亂放,不能用經濟手段促使各廠家進行清潔生產。
3、工業園區污水處理建議
國家級生態工業園區及地方省級生態工業園建設都要求具備集中式污水處理設施(污水處理廠),工業園區建設集中污水處理廠是大勢所趨許多地方政府就要求工業園區配套污水處理廠,否則實施區域限批。如何有效的發揮工業園區污水處理廠的作用,使園區污水處理廠為節能減排做出貢獻,必須做到如下幾點:
3.1 加強在線監測,有效監控廢水濃度
隨著進園企業日益增多,廢水水質更加復雜。處理難度增加。少數企業環保設施不完善,存在偷排漏排等環境違法問題,容易導致園區污水處理廠運行不正常,因此必須強化對園區企業點源污染預處理設施的監管,確保企業廢水達到接管標準后進入園區污水處理廠。
3.2 嚴格入園標準,加強企業末端的監控
嚴格入園標準。新建項目必須嚴格執行環境影響評價制度和環保“三同時”制度,對未來開展環境影響評價以及未建設污染治理設施的項目一律不得投入生產。對重點污染源實行動態監督,對環境違法現象突出的園區,實行項目“區域限批”制度,以嚴格保證園區污水處理廠的進水水質和園區污水處理廠的正常運行。
加強企業末端污染監控。園區污水處理廠正常運行的關鍵還在于接管企業進水水質的末端控制。在各級環保部門和園區管委會的共同監管下。企業都建設了預處理設施。但由于接管標準是三級排放標準,企業采用各種技術手段追求廢水的三級指標特別是COD的達標排放。而忽視了清潔生產和針對有機毒物的預處理,園區污水處理廠生化系統極易因進水有毒有機物而導致運行異常而影響了污水廠處理工藝的效果。
3.3 制定應急保障措施,加強污水處理廠的監管
保證園區污水處理廠排放污染物達到相關排放標準要求,并制定相應的應急措施。如污水處理廠發生不能正常運行的情況,要立即報環保部門,通知相關企業采取停產或限產限排等應急措施。
4、結語
全國各地工業園區的數量和規模不斷增加,為防止工業園區成為工業重污染區,如何控制工業園區對環境所造成的影響是當前工業園區建設和發展的焦點,本文分析了目前工業園區污水處理的現狀和存在的問題,闡述了工業園區污水處理模式,并就目前工業園區污水處理存在的問題提出相應建議。
污水處理廠規模小,水量變化劇烈。由于大多數小城鎮人口數量少、人均水量水平低、經濟總量小,必然導致小城鎮污水處理廠的自身規模小。進而,由于基礎設施不完善、污水管網配套差、雨污分流不到位等實際問題和城鎮企業規模小,外排廢水多呈間歇性等原因,使得實際進水量變化很大。
進水水質成分復雜、水質變化劇烈。小城鎮污水處理廠的進水水質受所在地產業結構的影響較大,各地小城鎮的主導產業不盡相同,但基本都有產業結構復雜、門類多、行業面廣、企業生產過程粗放等特點,導致小城鎮的工業排水成分復雜、水質污染嚴重。
污水處理運行費用很難做到及時足額到位。污水處理費用嚴重不足,導致污水處理廠難以做到穩定運行。另外有些地區大量城鎮個人、單位都有自備用水,占當地供水量的比例不低。而各地都是通過與城市自來水費捆綁形式,收取污水處理費,實際上導致大量進入污水處理廠的污水,并沒有被征收相應的處理費。
員工隊伍綜合水平不適應實際工作需求。目前小城鎮污水處理廠運行管理人員多從所在地常住人口中遴選聘用,員工學歷低,加上小城鎮污水處理廠運行時間短,員工嚴重缺乏管理經驗。
監管不到位。目前,城鎮污水處理廠投資和運行費用大多依靠同級政府財政籌集,同時日常運行接受同級政府環保部門的監督。由于財政資金不到位,給環保部門的監督帶來了困難,這樣的監管很難做到真實反映污水處理廠的實際運行情況。
為實現污水處理廠穩定運行,現提出以下建議:
強化運營資質管理,規范運營市場,實現優勝劣汰。2004年12月,國家環保總局頒布了《環境保護設施運營資質許可管理辦法》,對從事包括污水處理設施運營的企業提出了具體要求,但目前仍有不少企業無證運營或超范圍承攬業務,已經獲證的各企業間的綜合能力也存在著較大差別,實際水平參差不齊。這就需要相關部門對新申請運營資質的企業要嚴格審查,對已經獲證企業的定期考核要認真扎實,實現優勝劣汰,應通過相關法規,鼓勵地方政府通過市場選擇優秀的運營公司承擔運營管理工作。
完善污水處理收費制度,加大投入,保障污水處理廠的正常運行資金。我國污水處理事業走向市場已經不可逆轉,各地政府必須認真分析本地的實際情況,建立完善的收費制度,逐步提高收費標準使其滿足實際需求,為污水處理廠運營提供穩定可靠的資金來源。并將當年污水處理實際費用列入同級政府年度財政預算,從根本上保障污水處理廠運行和技術改造費用。
加強政府對污水處理廠運營的監管。一方面是強化出水水質監控,污水處理廠出口必須按國家和地方環保要求安裝在線檢測系統,與環保管理部門聯網,并實現穩定運行。另一方面是加強污水處理廠進水水質監控,杜絕上游企業非法超標排污,保障進水水質達到要求。對確因運營管理不規范、導致出水超標的運營企業,進行嚴厲懲罰,直至剝奪運營權。
污水處理廠的運行費用,主要由電耗費、維修費、藥劑費、污泥處置費、水費等組成。其中電費通常能占到整個運行費用的30%~40%。當然在不同污水處理廠的運行中,實際電耗占比與污水處理廠規模、污水的水質特征、處理程度、處理工藝、運行模式等因素有關。在能保障污水處理量和尾水達標排放的前提下,對污水處理廠運行進行優化管理,節約能源費用,降低處理成本是保障污水處理廠正常運行的重要手段。近幾年以電費為主的能耗費用不斷上漲,電耗基本占總能耗的70%以上,所以節能重心通常放在節電方面。關于污水處理廠節能降耗的措施很多,主要可以從優化工藝設計及管路設計、設備選型,加強日常運行管理等方面入手。本文僅從設計角度,以典型的城市污水處理廠工藝單元為例,提出一些節能降耗的設計措施供交流。
1污水處理廠的工藝選擇
污水處理工藝的選擇是污水處理廠設計的核心,也是決定污水處理廠能耗高低的關鍵因素。對于城市污水處理廠,因為廢水可生化性通常比較好,基于運行費用的考慮,基本上采用生物處理工藝。針對不同的進水水質和處理程度要求,以及處理廠可用地的限制,除了傳統的曝氣池工藝外,可供選擇的工藝很多。如氧化溝工藝:設備簡單、易管理,無需二沉池,20世紀90年代中后期比較流行,但曝氣設備能耗較傳統曝氣池工藝高;SBR工藝:節省占地,自控程度高,易于模塊式擴建,但設備閑置率高;隨著污水回用要求的提出,MBR工藝逐漸得到推廣,出水水質優于一級A標準,但設備維護費用及能耗較高。在老污水處理廠的升級改造中,懸浮填料工藝也常有應用。不同的處理工藝對污水處理廠的運行與節能尤為關鍵。生物脫氮除磷活性污泥法的處理流程(見圖1)。從城市管網收集的污水重力送入污水處理廠進水井,經粗格柵攔截大雜物后,經提升泵提升,經過細格柵、沉砂池等預處理后,進入初沉池完成一級處理,再經過曝氣池、二沉池等二級處理設施,達標后排放到自然水體。二沉池的混合液由泵提升回流到曝氣池,二沉池剩余污泥和初沉池的污泥經過污泥濃縮脫水處理后,由運輸工具運往垃圾處理場進行最終處置。污水處理廠能耗最大的地方在污水提升、生化處理階段的曝氣以及污泥脫水(若采用離心脫水設備)。根據統計數據,這幾部分的能耗總和占到全廠總電耗的80%~90%。因此設計中節能考慮的重點主要集中在這幾個部分。
2污水處理廠設計流程中的節能考慮
2.1總圖污水處理廠進水管高程和最終尾水排放水體的水位通常是由規劃給定的,在污水處理廠設計過程中不能更改。為降低污水提升高程,應在進行水力高程設計時,考慮盡量將污水處理構筑物布置在地勢較低和鄰近排放水體處,設計時以排放點水位高程為基準,最終排放構筑物內的水面高程只要能滿足尾水排放需要即可。同時應設法減少工藝線內的水頭損失,總圖布置應緊湊、順暢,盡量縮短管道輸送長度,減少管道的轉折、迂回。構筑物間盡量采用渠道連接。同時盡量減少跌水。在進行水頭損失計算時應準確,根據經驗選擇合理的安全余量。城市污水處理廠的日處理規模基本都在萬m3/d以上,如果能減少1m提升高度,每天可以節電幾萬kW•h,是相當可觀的。
2.2進水提升泵房城市污水處理廠的污水來源通常比較復雜,不同時段的水量變化比較大。設計前應盡量做好調研工作,掌握水量變化規律,選擇適當的提升泵數量及流量組合。現在污水處理廠的設計中變頻技術已經得到普遍采用,配合正確的調控方式,可以避免提升泵的頻繁啟停,節省相當比例的電耗。目前在建的北京清河污水處理廠15萬t/d擴建工程,進水提升泵房中設置了4臺2800m3/h的提升泵(3用1備,配1臺變頻器),1臺1400m3/h的提升泵,就是研究來水量變化狀況后,經綜合比較確定的方案。通常進水提升泵房與出水井布置得比較近,可以考慮為每臺提升泵分別設置出水管,與出水井一一對應。這樣可以取消出水管路上的止回閥及隔離閥門,一方面節省投資,更重要的是可以減少沿程水頭損失,降低污水提升揚程。提升泵一般不推薦共管出水方式,離心泵并聯后效率會下降。提升泵選型時,應仔細研究泵的性能曲線,所選擇泵的工況點應落在高效區內。自動運行時,一般用液位進行控制。在進水泵房設計時,工藝人員對控制液位就應該有所預期。
2.3細格柵細格柵的作用在于攔截污水中的雜質,改善后續主工藝的工作條件。由于柵條及其上累積的柵渣阻擋,進行水力高程設計時需要考慮格柵前后合理的液位差。細格柵的類型比較多,比較常見的是機械回轉式格柵,隨著MBR工藝的應用,網板式格柵、轉鼓式格柵等也經常有應用。應該根據后續工藝要求,選擇適當的格柵型式/規格、柵條間隙以及清污方式,減少通過格柵的水頭損失。另外網板格柵、轉鼓格柵需要沖洗水,可以考慮利用處理后的出水,節約自來水。
2.4曝氣池曝氣過程是活性污泥法的核心,是污水處理過程中能耗最大的工序,同時也是污水處理廠最能體現節能效果的部分。設計中建議注意以下幾個方面。
2.4.1合理選擇曝氣設備曝氣系統總體上可分為鼓風曝氣和機械曝氣。機械曝氣與傳統工藝的鼓風曝氣形式相比,曝氣系統非常簡單。機械曝氣最為人熟悉的場合就是在氧化溝工藝中的應用,例如邯鄲西污水處理廠采用的就是曝氣轉盤,武漢沙湖污水處理廠一期采用的則是倒傘型葉輪曝氣機。但總體而言,機械曝氣的傳氧效率比鼓風曝氣低,也就意味著能耗高。鼓風曝氣的擴散設備也有多種形式,常見的如微孔曝氣盤、微孔曝氣管,還有在造紙行業用得較多的射流曝氣器等。射流曝氣器更不易堵塞,維護簡單,但能耗要高于微孔擴散器,在大型城市污水處理廠中很少采用。總之,在進行設備選擇時,需要根據處理工藝、處理規模、水質情況等進行比選。目前應用最廣泛的還是微孔曝氣盤,設計過程中同時應考慮到,冷凝水需要定期排放,防止空氣管線內積水,增大空氣管路的阻力,增加能耗,冷凝水排放管的布置應方便工人操作。
2.4.2準確計算曝氣量計算曝氣量時應依據處理工藝、進水水量和水質、處理要求、需要控制的溶解氧水平以及所選設備的傳氧效率等因素,而不是簡單地用汽水比進行估算。有人習慣用汽水比12:1這個經驗數據來計算曝氣量,但現在曝氣設備的傳氧效率普遍提高了,對于典型的市政污水這個比值似乎偏高。如果計算的曝氣量不能滿足曝氣池混合需求,建議通過優化池型及設置推流器來解決。某污水處理廠采用生物曝氣擴散系統(見圖2)。曝氣池被設計成氧化溝的池型,曝氣盤分段布置,中間的過度段設置有推流攪拌器。從實際運行情況看,整個曝氣池形成了很好的循環流動。
2.4.3應用風量調節技術曝氣過程節能的重要措施在于風量調節技術的應用。鼓風曝氣系統的控制參數是混合液的溶解氧濃度。傳統活性污泥工藝的DO值一般控制在2mg/L左右,與混合液的污泥濃度有關。MBR工藝的曝氣池混合液濃度可以達到10g/L,建議控制DO值在3mg/L左右。懸浮填料工藝的DO值一般控制在5mg/L左右。過高的DO值需要消耗更多的空氣,從而使曝氣效率降低,浪費能源。可以采用計算機控制系統自動調節風機供氣量,保持DO值穩定在設定的控制值附近。從工藝設計方面,需要為實現此控制設置空氣調節閥、空氣流量計、壓力傳感器,以及鼓風機的風量調節設施。需要提醒的是,選擇空氣調節閥時需要向供貨商索要性能曲線,閥板開度與氣量之間的關系曲線以近似線性為好。注意蝶閥不能用作調節閥。許多處理廠的生物反應池會曝氣過度,主要原因是缺乏自動調節系統,或者是因為調節閥不能正常工作,以致處理廠放棄自動控制。
一、基本情況
(一)投資建設情況
1998年以來,我市通過爭取國債投資,在6個縣、區(市)新建污水、垃圾處理建設項目11個,總投資78140萬元,其中:國債投資31100萬元,占總投資的40%,目前,竣工3個(中心城區的高橋、顏村污水處理廠、*市垃圾無害化處理廠);在建8個(仁懷市、赤水市、習水縣、*縣龍坑污水處理廠,仁懷市、赤水市、習水縣、*縣龍坑垃圾無害化處理廠)。
——高橋污水處理廠,地處中心城區湘江河上游,位于匯川區觀音閣旁,項目投資7053萬元,2000年6月正式投產。該廠設計日處理污水能力為3萬噸,實際日處理污水2.88萬噸,設備利用率96%。污水處理工藝采用SAR法,經處理后水質達國標一級。服務面積12平方公里。服務人口8萬人。
——顏村污水處理廠,地處中心城區下游,位于紅花崗區顏村,項目投資5367萬元,2001年底建成試運行。該廠設計日處理污水能力為5萬噸,實際日處理污水1.28萬噸,設備利用率25.6%。污水處理工藝采用AB法,經處理后的水質達國標二級。服務面積35平方公里。
——市垃圾無害化處理廠,位于匯川區高橋十字鋪,總投資14197萬元,采用綜合處理方式對垃圾進行無害化處理,設計處理垃圾能力為600噸/8小時,實際日處理垃圾620噸,設備運轉正常。2002年8月衛生填埋場投入試運行,2004年全部竣工。服務人口60萬人。
(二)經營管理情況
從運行看,高橋污水處理廠基本滿負荷運轉;顏村污水處理廠污水處理量及設備利用率較低;垃圾處理廠基本滿負荷運轉。
-----兩污水處理廠已形成污水日處理能力8萬噸,其中:高橋污水處理廠日處理污水3萬噸,顏村污水處理廠日處理污水5萬噸。目前,中心城區日產生污水量為12萬噸(按市供排水有限責任公司、東城水廠及自備水源日均供水量的80%估算)。理論日處理率67%,達到了50萬人以上城市污水處理率60%的要求。從兩污水處理廠投入運行起,累計實際處理污水7421萬噸,綜合年平均處理污水量825萬噸,日處理2.26萬噸,實際日處理率18.8%,比50萬人以上城市污水處理率達到60%的要求低41.2個百分點。設備利用率28.3%,比理論設備利用率100%低71.7個百分點。其中:高橋污水處理廠2000年6月至2005年12月止,實際處理污水5775萬噸,年平均處理污水量1050萬噸,日處理2.88萬噸,設備利用率96%,基本滿負荷運轉。顏村污水處理廠由于運行經費不到位,實際處于半運行狀態,從2002年6月—2005年12月止,實際處理污水1646萬噸,年平均處理污水量470萬噸,日處理1.28萬噸,設備利用率25.6%,比理論設備利用率100%低74.4個百分點。
-----市垃圾無害化處理廠現有設備理論處理能力600噸/8小時,目前,中心城區日產垃圾630噸,實際日處理垃圾620噸,實際日處理率98%,垃圾全部處理,設備滿負荷運轉。
從效益看,由于體制原因,高橋、顏村污水處理廠和市垃圾無害化處理廠發揮的社會效益較為明顯,但經濟效益較差,企業難以維持正常運轉。
-----根據黔價工農字[1998]78號文件規定,我市中心城區從1998年7月起,開征污水處理費,征收標準為0.3元/噸,截止2005年12月底,累計征收污水處理費4114萬元,年均征收污水處理費549萬元,在上繳市財政后,按收支兩條線執行,50%用于還貸,50%返還給市供排水公司,實際投入兩廠的資金每年僅有224萬元。另據測算,高橋和顏村兩污水處理廠直接運行成本為452萬元/年,綜合運行成本為1073萬元/年,實際每年缺口資金達849萬元,由于長期入不敷出,顏村污水處理廠已經處于半運行狀態。
-----市垃圾無害化處理廠運營情況也不容樂觀。根據黔價經[2000]408號文件規定,我市垃圾處理費從2000年1月開征,收費標準按1.5元—200元不等劃分,中心城區每年應征收垃圾處理費882萬元,實際征收630萬元,在上繳市財政后,由市財政安排專項資金480萬元用于企業運行。而據測算,市垃圾處理廠綜合成本為69元/噸,每年運行成本約在950萬元左右,兩相比較,缺口資金達460萬元,企業運行困難。
從管理看,兩污水處理廠行政業務主管隸屬*市城管局,為市供排水有限責任公司的下屬部門,國有獨資,均下設辦公室、化驗室、機修工段、運行工段、脫泥工段5個室(段),形式上按企業化管理。目前高橋污水處理廠定編39人,實際在崗39人;顏村污水處理廠定編48人,實際在崗39人。垃圾無害化處理廠行政業務主管隸屬*市城管局,由市欣環垃圾處理有限責任公司負責建設及運行管理,國有獨資,形式上按企業化管理。公司共有14個部門,員工119人,其中:生產人員77人,占65%,行政人員42人,占35%。
二、主要困難和問題
(一)經營管理體制落后
由于我市城市污水處理行業仍處于產業化發展的初級階段,企業、政府都處于轉型過程中,各項管理制度仍不完善,事業化運作管理模式已經初露弊端。一是管理體制落后,政府對企業長期大包大攬,客觀上造成政企不分、企事不分、權責不明、職能不清;二是競爭機制不活,由于企業沒有經營自,不能自負盈虧,因而企業內部缺乏激勵機制,運營效率低下;三是人事制度不規范,由于沒有科學合理的定員定編,企業冗員過多,人力成本較大。如市欣環垃圾處理有限責任公司行政人員占員工總數的35%。
(二)收取的費用不能滿足企業正常運行
目前,中心城區污水、垃圾處理收費政策體系已初步形成,但收費制度缺乏彈性,價格不能反映市場需求,導致收費標準定得過低,再加之應征的污水、垃圾處理費不能全額征收,實際收取的污水、垃圾處理費滿足不了企業正常運營。以污水處理為例,中心城區從1998年7月1日起開征污水處理費,收取標準為0.3元/噸,每年應征收污水費1642萬元。截至2005年12月底,高橋、顏村兩污水處理廠累計實收污水費4114萬元,年均實收548萬元,每年欠收1094萬元。按有關政策規定,收取的費用在全部上繳市財政,按收支兩條線支付,50%用于還貸,50%用作兩污水處理廠的運行費用,實際每年返還給企業資金為224萬元,實際投入運行的單位費用為0.15元/噸。而據市城管局測算,兩污水處理廠單位成本為0.29元/噸,完全運行成本為0.69元/噸,與兩污水廠實際投入相比,缺口資金較大,必須引起我們高度重視。
(三)收費制度設計不科學,收費較困難
一是收費標準過低。根據黔價工農字[1998]79號文件規定,目前,我市污水處理收費標準為0.3元/噸,考慮物價上漲和城市規模不斷擴大等因素,現有收費標準明顯過低,與重慶市相比,收費標準要低0.3元,與貴陽市相比,收費標準要低0.1元;二是污水、垃圾處理費征收缺乏相關法律法規和配套政策支撐,收費無行政強制力作保障,居民和企業逃費、欠費、拒繳等現象普遍存在;三是一些招商企業和機關事業單位事實上在不同程度地享受著減免收費,但決策減免單位并沒有采取相應的補償機制來等額補償,形成了新的“欠費”;四是垃圾處理收費采取分級征收,居民部分由兩城區政府負責,市財政每年抵扣兩城區財政約470萬元,但由于對居民收費難度大,兩城區在實行財政抵扣過程中也是有苦難言,收費積極性受到打擊,反過來又影響了垃圾處理費征收;
(四)企業應享受的優惠政策未落實
根據國家發改委已出臺的《關于推進城市污水、垃圾處理產業化發展的意見》精神,規定對投資建設的污水、垃圾處理行業用水、用電等享受政策性補貼,并享受產業發展的一系列配套優惠政策。但是,在實際運行當中,由于一些體制性原因,直接導致以上政策性補貼及產業發展的一系列配套優惠政策不能落實。如:應對污水、垃圾處理項目建設及運行的生產用水、用電予以優惠。但在調研過程中發現,企業沒有享受生產用水、用電優惠。產業發展的一系列配套政策,如稅收優惠等沒有得到落實。
(五)企業運行產生的效果影響
企業收費政策體系初步形成,但應征收污水、垃圾處理費不能足額到位,增加了地方財政負擔。實際征收的污水、垃圾處理費即要用于企業運營,又要還貸,其總量不能有效支撐企業運營和還貸,導致企業運轉不正常,投資效益較差,有損國家投入我市建設項目的投資形象,將影響爭取國家資金的投入力度。
兩污水處理廠主要是污水處理排放,沒有對污泥深加工開發,只有社會效益,無任何經濟效益,加上管理體制、原材料上漲等因素的影響,無法與其它企業一樣自主經營,自負盈虧。由于生活垃圾未實行分類袋裝,垃圾在進入處理前,已被拾荒者多次挑撿,可回收利用物已所剩不多,資源回收部分無法實現盈利。只能將垃圾中可腐有機質進行發酵后制成堆肥,其肥效較低,產生經濟效益不高。
三、對策建議
(一)加快推進污水、垃圾處理產業市場化改革步伐
目前,我市由政府主導的污水垃圾處理建設運營管理體制已不適應形勢需要,必須要加快市場化改革,通過體制創新和機制創新,逐步建立投資主體多元化、運營主體企業化、運行管理市場化的建設運營格局。一是加快推進投資體制改革,進一步放開社會公用事業投資領域,鼓勵和支持社會資本參與污水、垃圾處理項目建設和運營,構建多元化的融資渠道;二是加快企業改制,積極探索BOT、承包經營、拍賣經營權等多種運營方式,廣泛吸收社會資金、民營資金,推進企業資產重組,建立現代企業制度,完善法人治理結構;三是加快運營管理方式的轉變,政府要變直接管理為間接管理,重點抓好行業規劃、政策制定、綜合協調、監督執法等方面的工作;四是抓好企業內部管理,特別是要抓好企業人事管理,堅持因事設崗、因崗定人、科學定員的原則,做好企業定編定員工作。五是抓好再生資源的合理運用。盡快制定我市水循環系統規劃,加快污水處理水的合理運用步伐。制定相對穩定的供水、污水、自備水源水等面向社會的各種用水價格之間合理的比價關系,并以供水價格的科學制定為基數,確定其他污水、自備性水源水的用水價格。加大污泥深加工開發力度。垃圾處理要注重綜合開發利用,對發酵后制成的堆肥,可以采取配制烤煙、花卉等專用復混肥等增加經濟效益。對填埋場產生的甲烷氣體,應加快回收利用研究,盡快體現其經濟價值。
(二)認真測算生產成本,合理確定收費標準
根據國家發展計劃委員會、建設部、國家環保總局聯合下發的《關于推進城市污水垃圾處理產業化發展的意見》(計投資[2002]1591號)文件精神,按照保本微利、逐步到位的原則,科學核定我市污水、垃圾處理收費標準。建議市政府成立專門的決策咨詢機構,由該機構確定一個相對合理的價格,并通過價格聽證等法定程序加以確定,既要考慮企業的運營成本和合理的投資回報,又要考慮居民的實際承受能力。
(三)在科學核算成本的前提下,進一步完善收費體系
按照合法、便民、有效、易操作的原則,逐步完善我市污水、垃圾處理收費體系。一是實行供水、污水和垃圾處理三費統一征收,實施“一費制”,執行統一收費標準;二是合理設置收費渠道,目前,可委托兩城區居委會、街道辦事處、物業管理公司等代收污水、垃圾處理費,并給其一定的管理費。條件成熟后,可考慮設立公用事業收費聯合服務機構,負責城市水、電、煤氣、有線電視、垃圾處理費等公用事業的收費業務,方便用戶繳費,并通過電子信息手段,實行收費、結算聯網,逐步實現公用事業收費“一卡通”;三是完善計價方式,要著力研究政府、居民、團體分攤垃圾處理收費的比例關系,實行垃圾處理過磅計量,按實際產生量計價。四是要制定具體辦法對困難群體實行明確補貼,并向社會公告,接受社會監督。
(四)繼續加大污水、垃圾處理基礎設施建設力度
各地要抓住國家加快社會公用事業發展的大好機遇,盡快完善城鎮建設規劃和相關專項規劃,搞好規劃的向上銜接,爭取更多項目擠進國家及省規劃。各地要安排一定的前期工作經費,加大項目前期工作力度,確保項目前期工作質量和進度,爭取國家和省支持。對在建的8個污水、垃圾處理項目,要加強資金調度,加強工程質量監督,加快工程建設進度,爭取早日投入運營發揮投資效益。
(五)完善相關扶持政策
一是認真執行國家計委等三部委出臺的《關于推進城市污水。垃圾處理產業化發展的意見》,積極爭取污水、垃圾處理企業生產用電價格優惠;二是新建污水、垃圾處理建設項目可以行政劃撥方式獲得建設用地,企業在合同期限內擁有劃撥土地規定用途的使用權;三是建議市政府研究制定污水、垃圾處理產業運營補償方案,可考慮從城市維護建設稅、城市基礎設施配套費、國有土地出讓收益中安排一定比例的資金,在污水、垃圾處理收費不到位時給予補償。