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​​薛涛:断面水质和进水浓度双重压力下的“十四五”之机会与风险

时间:2020-07-06 09:15

来源:中国水网

作者:郭慧 顾春雨

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从去年起,我们就开始讨论管网中存在的三种水:客水、雨水、污水混流的问题。由于排水管网中三种水的混流,除了流速慢污染物沉积,也造成了污水溢流、直排以及污水被稀释等问题。也就是造成当前污水收集率低和污水处理厂进水浓度低等现象的复合因素。

早年间针对污水溢流的问题,国内大部分观点是将合流制管网改成分流制管网,以减少雨季溢流的污水对水环境的影响,但这个看法最近已经发生变化。从统计数据上来,我国所谓的“分流制”管网已经占到了大多数,但实际上水环境的问题依然存在,而排水管网质量、管网混接错接以及管网管理等原因所导致的污水的直排、客水的渗入等问题的严重性已经远远超过了排水体制(即合与分)本身优劣的问题。因此,首先还是要解决污水直排的问题,即使在分流制体系下,由于错接混接,造成污水进入雨水管网或者沟渠的现象大量存在,这是当务之急要解决的问题。另外,业内普遍的共识是要将客水“赶出”排水管网,因此在纠正混接错解的行动将与一部分赶客水的任务同时进行。

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但除此以外,对于当前排水体制选择,是否有必要坚定在300mm以上降水线选择分流制全面改造,或是合流制管理好了也能很高效,而分流制改不动或管不好会也会陷入僵局?目前看尚无定论。

附相关阅读:

王家卓:合流制并不落后,如何做好溢流污染控制

有时候,就要坚持合流制——排水系统改造技术研究与实践

七、两种压力下的两条路线

交织在几不可能三角

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探讨管网的问题,实际上还是要与水环境质量的改善或是断面考核达标作为根本导向,如果“三股水”存在混合导致污水和被面源污染的“初期”雨水不经处理的直排入河道,势必在污水厂扩容达标之后依然持续带来黑臭和断面考核不达标等问题。实践中,可以看到方晔老师在珠海的实践(相关阅读请点击:珠海水控方晔:用系统思维破解城市水问题),实际上是走向纯粹的分流,可称之为最纯正的“正本清源”模式,这种模式最具生态性,但同时离不开前端充分的海绵系统对雨水径流污染的削减,珠海具备这样的条件。他们花了更多的力气在前端末梢,希望结合海绵城市的建设让雨水能够通过海绵的作用来最大程度的净化,实现自然净化的雨水和客水直接能直排到河道,保持浓度的污水进入污水处理厂,三股水完全分开。

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而在大部分像上海(相关阅读请点击:唐建国:用国际视野打造上海市中心城雨水排水规划)、深圳等这样的中大型城市,实际上是合流和分流并存的状态,尤其是老城区合流制管网改造困难复杂,而几十年来的新城区建设或者新的管网建设又采用分流制(但是管理不善),这其实是我国大多数城市排水管网的状态,合流制和分流制并存,甚至多处出现“混流制”的不佳状态,部分城市摸索选择“兼流并蓄”的路线。但有的地方可能是在得过且过被动应付。

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为概括全国不同城市的情况,我们用这张二维图梳理了 “十四五”期间相对全面的城市水环境治理总需求,圈的大小表示各类项目总的资金需求。在断面水质考核和提质增效文件的双重压力下,项目需求从源头“分类”收集滞净到干管维护整修到末端削污调蓄都有分布。比如,在前端一些有条件的城市希望做全分流,结合绿化改造做好海绵,同时在源头小区末梢排水管网改造和维护上花更多的力气,如珠海,也包括苏州等。即前面所说的“正本清源”。这部分的工作量繁琐,总投资很大,时间周期也非常长,政企界面的协调纠葛非常复杂,包括后期的管理,从长期看对于提质增效帮助很大,而短期应对断面考核并不能立竿见影。但是,从长期来而言,对污水处理厂效率提升、河道分散生态补水效果以及利用自然的力量和百姓对生态景观的获得感,这种路线都有很高的生态价值。

应对断面考核的压力以及PPP模式下,在末端发力是较常见的情况,在各类EPCO和PPP项目中,由于考核的压力,都可以看到对截排的重视,以及通过溢流调蓄、CSO控制等手段来配合合流制系统完成治理任务。这并不是说就一定不重视前端的改造优化,比如深圳,既对小区管网进行改造,也在末端投入了大量的工程。对于存在合流分流甚至混流的大型城市,不能指望分流改造短期内全面完成,甚至是否全面改造也未达成共识,所以各处同时发力的情况在大城市也较多,我们可以用“兼流并蓄”来描述他们的路径选择。

但是这样的路径其实也并不是完全清晰的,提高污水收集能力,包括雨水的集中处理能力,是尽量提高进水浓度,还是尽量收集处理浓度并不低的雨水?在断面考核压力下,比如深圳,在观澜河国控断面监测点位一公里之上设置10-25万吨的雨污混流水处理站来保证断面达标(相关阅读请点击:合流制溢流(CSO)污染的控制思路及治理措施—深圳探索),这个应对环保部门的考核的做法非常的有效。因为即便完成完全的分流制并且管理的很好(实际上这也非常困难),也会因为削减雨水径流污染的海绵没有空间,依然要在末端处理雨水,否则有可能一场雨带来的路面和雨水管中积存的污染导致河道立刻返臭,那么投入巨大的资源去改造分流再加上后期维护难度,是否值得?这也就是我们当前的非常大的争议点,国际上也是一样,这是我们认为合流制对于大型城市的适用性的出发点之一。左健老师介绍的日本排水系统管理的先进经验,有很多地方是值得我们思考和借鉴的(相关阅读请点击:湖南大学教授左健:日本下水道体系建设—制度、技术和思考)。

在中段有些事情是一定要做的,而且两种路线从某些角度而言可以共享,比如雨污(包括客水)的错接混接改造,管道漏损、清淤等维护工作,这一部分建设任务是大家共享的。当然,赶客水中的管网非开挖修复以及提升流速,所需要的投资也是非常大的,时间也需要很长,效果也不能迅速体现,然而又是绕不过去的任务。可以肯定的是,在未来4、5年中,技术型企业将会发现很多项目机会,比如厦门安越、武汉中仪的管网修复技术和设备(相关阅读请点击:厦门安越廖宝勇:非开挖修复技术实践与发展 ;中仪股份郑洪标:排水管道隐患排查与修复综合技术应用与思考)在未来管网的维护和治理中都会有很大的空间,尤其在未来结合智慧化的管理需求。

从商业模式角度,我们画出一条红线,在整个流程中,从前端到后端明显的在红线上方的更适合地方水司来操作,因为这些工作的任务边界非常模糊,时序长,资金投入量也难以估计,而项目内容会根据各地的情况,甚至是各个区、各个小区的情况而完全不同。因此,在前端(尤其是小区内)正本清源的源头改造,以及海绵城市的建设往往不能通过PPP或EPCO的“会战式”的模式来完成。但是在主干管部分到后面的提标改造、溢流调蓄以及沿河的雨水、污水分散处理等相对集中的、规模化的项目,更容易通过PPP的模式来开展,当然地方水司也可以介入。

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在面对前述两种压力下,继续全面铺开的建设任务,到底选择哪一条路线?两种路线之间会不会有冲突和浪费?改造或维护会不会不能坚持?政府将用什么样的方式来实施,怎么找到资金?这个在南北方又有所不同。对于雨水的处理需求,对于低浓度污水的处理,在分散式的快速净化装置以及污水处理厂集中处理都会有新增的技术创新机会。但对于重资产公司的A方阵乃至三峡集团,都要逐步面对相对复杂的商业模式发现或重塑阶段。

无论是正本清源还是兼流并蓄,这两种大的逻辑的不同选择,都在面临一个新的几不可能三角的艰难选择,而在经费来源有限、融资渠道狭窄和管理机制不畅等等的不利背景下,两部委不同的考核方向,又可能会使得地方在选择时首尾难顾捉襟见肘。如果说依靠海绵净化,分散雨水,更多的借助自然的力量,必然是一个生态和低碳的选择,但是在这种情况下,一方面周期长,另一方面资金成本高,并且很多地方没有建设的基础。此外,想要建立好一个纯粹的(全面的)分流系统,管理是非常复杂的,不光是一次性建设投资的问题,长期的维护管理的成本、以及整个协调的工作量都非常大。对于当前断面达标考核的紧迫性而言,无法满足大部分城市的要求。这就是为什么当前很多地方政府还会选择在河道布置一些雨污混流处理站,在一定程度上,能迅速的解决断面考核达标的问题。但是如果我们不做海绵或前端的管网治理和维护,只考虑后端的处理是否可行?短期来看,达标可能比较快,但一定不是低碳的和高效的,大截排肯定是不可取的,污水处理厂也是低效率的,应对CSO,如果选择提高截留倍数,在现有处理能力下提高污水处理厂的负荷率,不但会与当前提标升级的技术产生冲突可能也会与环保部门的监管制度产生冲突。所以,即便是兼流并蓄的路线,在技术和投资上都存在着不生态不低碳甚至实际上也可能造成很多投资的重复建设和资源浪费。

因此,在断面达标和提质增效的两种压力下,在地方的不同实践中,一方面我们的问题逐渐清晰,一方面路线却依然充满争议,这个可以在不同城市、不同企业、不同专家那里都听到,正如弹幕中提到的种种问题,相信未来几年在我们的论坛上还会继续探讨。

编辑:赵凡

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