吴志超：村镇生活污水处理各阶段问题详解（结尾有彩蛋）

2016年5月27日，“2016（第二届）环境施治论坛”在宜兴宾馆召开，本次论坛聚焦农村污水处理，农村污水处理是市场普遍看好的新蓝海，但实际开拓中还存在诸多问题。村镇污水各阶段分别面临哪些难题？如何解决？针对这些问题，同济大学环境科学与工程学院吴志超教授在论坛现场结合实例分享了自己的思考。

同济大学环境科学与工程学院吴志超教授在论坛发言

以下为现场文字实录，未经发言人审阅。

规划设计阶段问题

村镇污水治理是实际水环境整治需求还是政治任务？一定是水环境改善的需求；

水环境整治的目标污染物是什么？二级标准？一级B？还是投资的环境效益；

村镇污水处理对受纳水体水质改善是否有效果或者可见的改善？我觉得我们规划阶段污水处理设施应该和其他的河道整治行为一起做；

纳管还是就地处理？各地应有投资效益分析指导；

村庄是规划长期保留还是近期规划拆除？这也跟处理设施有关，处理设施如果是长期保留的，可能做混凝土，寿命长一点，否则做临时性处理设施，设备可以单用；

农村污水处理项目普遍较小，变化量复杂度很大，大设计院不愿做，设计质量如何保证；

分散还是集中处理？如何合理确认规模？政府部门喜欢定一个规模，50吨还是多少吨，其实就地处理不能贪图末端污水处理规模越大越好，末端处理认为规模越大效益越好，但是农村需要的是不是这样？从政府讲应该是合理精细的规模，不能一成不变；

还有污水管网的材质、接口、窨井如何考虑？应该是防渗漏质量优先、方便养护、兼顾性价比；

设计工艺的选择要抗多变性；

配套的系统设计，必须考虑污泥处理、恶臭控制、严控蚊蝇、预防冰冻、人身安全；

设计文件质量差，导致后续投标中标方的各种问题，我觉得必须提高准入技术门槛；

中国制造的竞争优势也必须体现在环保整治上。在这个里面，如果照搬国外所谓先进经验，我们企业的优势会被环保高投入全部抹掉。

实施运维阶段问题

招投标中很低的技术门槛导致鱼龙混杂现象严重，预算、合同总价高，但实施层面设备材料中标价格又很低，最终偷工减料，我认为村镇污水处理的难度恰恰需要较高的技术门槛；

村镇污水管网施工质量很差，渗漏严重，导致进水污染物浓度偏低，影响投资的环境效益；

一些地下渗滤、湿地等施工防渗没有做好，还存在污水和地下水互渗问题；

构筑物质量普遍较差，盖板问题严重，有的存在安全隐患；

有的构筑物接入工业废水、畜禽粪便污水等，影响了设施的运行；

国内缺少质量稳定、效率高的小规格的鼓风机、潜水泵、回流泵，可选择范围很小；

有的地区农村电压不稳定，对用电设备的适用性、稳定性提出了更高要求；

现有鼓风机、水泵维护保养周期一般三个月，使得整体设施的人员费进一步降低；

验收过程中，对管网污水收集率、渗透情况缺少专用、简单、可操作性好的监测手段方法；

对不同处理工艺，没有针对性的验收方法，例如应该针对各种工艺特性考虑其不利的操作环境，在此不利环境下考核其运行效果，确保设备皮实耐用。

监督和长效机制

适用的村镇污水处理工艺筛选是非常重要的，需要技术专家反复论证，特别是不同气侯、进水突变、冬季情况、长期运行等情况下运行特性。监督管理部门需要针对各种工艺软肋的部分开展破坏性运行检验，只有能够通过这些软肋测试的设备才是村镇污水的适用设备。工艺设备的选型监督要前移，而不是在事后总结，因为村镇污水设备分散式大、实际现场情况千变万化，现场测试分析操作难度高；

监督好设备实际运行时是否按照必要的参数、运维方式在运维，对于有每日运维管理的点，要抽查其记录数据和抽查到的数据是否吻合，构建诚信管理体系；

设备是否在稳定达标运行，仅靠抽查无法解决问题。上次人大去检查，下雨天湿地参观，进水雨水很干净，抽水把原来吸附的地方都冲掉了，对湿地不好；

对于一些效果不稳定的工艺设备，应该结合工艺特性选择有综合代表性指标进行在线监测；

建议构建适用工艺技术装备的技术评估平台，所有新工艺装备，必须经过各种非正常的条件测试，在各种不利情况下必须达到设计进出水水质；

建议构建政府的物联网运维情况的管理平台，确保政府投资的设备在运行；

构建伪劣产品索赔、强制退出的监督平台，确保优胜劣汰的竞争氛围，在国外这方面做的比较好，在国内做不起来，影响了环保创新的技术发展。

现有MBR用于村镇污水处理的问题

上海住建厅到苏州调查的时候，说苏州做了一百多套MBR没有一套成功的，我们在上海做了五年，今年要第一年申请换膜了，这个过程中有一些问题与大家分享。

膜的构型选择非常重要，中空膜还是平板膜？中空膜预处理1mm，平板膜3—5mm。在村镇，缺少了膜格栅保护，中空膜问题更加严重，一旦膜面出现缠绕，离线清洗不可避免，人工费、交通费、运行费、稳定性等会出现很大问题；中空膜反冲洗、维护性清洗等在村镇领域还会导致设备投资高、操作复杂、药剂费高等问题。

第二膜的筛选问题，即使膜材质、孔径、孔隙率、亲疏水性等相同，实际应用也会差别很大。全国各地的微滤膜企业蜂拥进入污水处理MBR领域，但根本不知道如何判断适用MBR的膜，特别是村镇领域还有别于城市污水厂。给水处理、工业分离领域的膜不适用于MBR。

如何有效控制MBR的膜污染、清洗膜？膜污染控制/膜清洗是一个精细工作，需要技术+经验+专业。

如何满足氮磷稳定高效去除？MBR本质上不是“活性污泥曝气池+微滤膜”的简单组合，未来随着更高级膜的出现，MBR还会出现新的方向。

剩余污泥去向何方？国内有MBR同行号称污泥零排放，从第三方测试数据看，出水水质二级排放标准都达不到。

新型平板膜MBR解决方案

我们同济大学做了两套技术，第一是第一代平板膜MBR村镇分散污水处理。

MBR工艺主要是通过膜过滤取代传统二沉池，起到固液分离的目的。常用的浸没式MBR，膜组件设置于生化池内部，因此无需额外增加占地。

膜过滤是将处理后的出水通过水泵抽吸/自流的方式透过膜进入后续处理；而大于膜孔径的活性污泥及部分污染物则被截留在反应器内。膜表面泥饼层污染通过底部曝气带动气水混合液冲刷以及次临界通量的运行方式进行控制。

污泥处理采用MSTD技术，将每日产生的剩余污泥全部集中在反应器内，通过膜将剩余污泥中的水分过滤，实现污泥的体积减量，利用微生物和后生动物的活动，实际污泥的消化和减量，最终实现污泥的总量消减，从整个系统来说没有污泥的排放。 

新农村MBR就地处理工艺采用核心AO-MBR工艺处理农村生活污水，设计处理规模为10~500吨/天，设计出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的“一级B”标准——化学加药除磷。工艺流程图如下：

在第一代基础上我们感觉到很有问题，我们最近做了一套HI—MBR工艺，是在第一代产品成功运行多年实践和理论创新研究基础上，针对自身进一步降低运维成本等问题和氮磷更高排放要求，优化采用了膜污染诱导控制、平板膜污泥浓缩同步消化、独特除磷专利技术、软件专业设计、物联网管理等技术，在主体工艺、控制参数、运维管理等各方面进行了升级，集约化而成。HI-MBR适用于规模为30～500m3/d新农村污水处理、分散式污水处理等。具有出水效果好、占地面积小、剩余活性污泥量基本消纳、膜清洗周期长、免离线清洗、运行维护简便、运行费用低等一系列优点。HI-MBR村镇污水分散处理整体解决方案在技术、经济、环境效益、后续政府监管的便利性等方面，领先其它MBR供货商。以下为工艺流程图。

 HI-MBR核心技术

公司针对新农村分散污水处理领域投资开发的专业化设计软件平台，确保所有小而散的设备实现专业化设计、专业化生产，节省投资和后期运维费用；

膜污染诱导控制技术：通过对污水污泥中膜污染组分和因子的划分，重点控制EPS和SMP类膜污染因子，膜污染物较传统MBR减少30 %以上，清洗周期大大延长，以上海白龙港再生水工程为例，包括冬季在内，在线清洗次数2～3次/年；

采用绿色吸附材料，除磷效果好，无需脱水，处置安全方便；

MSTD技术：采用平板膜污泥浓缩同步消化技术，污泥减量稳定彻底；

物联网云平台智能管理系统：通过基于B/S架构的远程监控软件实现分散式设备的集中管理。管理人员可在办公室内获取现场故障数据，真正实现“现场无人化”管理，并对维保人员提供专业化管理辅导。

HI-MBR技术经济指标

（1）出水水质达到国家一级排放标准，主要耗氧物质甚至达到地表水Ⅴ类标准；

（2）投资一般在5000～8000 元/m3水；

（3）运行能耗0.40～0.65 kWh/m3水；

（4）占地0.30～0.60 m2/m3水；

（5）专业人员物联网管理，人员费用0.08—0.15 元/m3水。

以上是我的介绍，谢谢。

【彩蛋】Q＆A

1、嘉宾：我看你除磷是MBR后面除磷，跟一般的工艺确实差异比较大，化学除磷加药，还有絮凝沉淀，会不会导致工艺流程太长？

吴志超：不会。

嘉宾：除磷是MBR出水再进行除磷，MBR通过膜以后水非常清澈，加除磷药剂以后，絮凝沉淀。

吴志超：做的大小跟颗粒活性炭差不多，不起过滤作用也没有问题，对它的整个运行没有任何问题，就是颗粒状过滤床。像我们一套装置可以设计三个月换一次，一年换一次，每三个月只增加了0.1立方米。

嘉宾：还有一个问题，你做了大量膜的评价，国内、国外的，目前通量、孔隙率、孔径这些不能来说明膜的污染，你觉得影响膜污染最主要的因素是什么？

吴志超：我觉得应该拿一个临界通量指标，如果一个东西没有告诉临界通量，这个膜不要去用，用了会出现问题。第二个问题影响膜污染的东西，我们一般认为污泥浓度越高，膜污染越高，其实不是这样的，我们讲的前面污泥调控性能非常重要，要把污染物全部转移到污泥上，不是让它转移到膜上。

嘉宾：就是说关键还是在污泥控制上。

吴志超：对，膜和这个是相辅相成的。

2、嘉宾：吴老师你好，您讲的案例，关于膜的使用寿命是多长？

吴志超：第一代3到5年，现在的是5到8年没有问题。

嘉宾：针对农村污水，一吨以下采用这种膜是不是适用？

吴志超：后面的案例是一吨的设备，我觉得日本的净化槽是在误导中国，从我的角度来说，我觉得至少我是学院派的，必须做这方面的东西，我感觉膜三个月做一吨的可以保证一年清洗。

嘉宾：膜的出水这块毋庸置疑，但膜在运行中管理和维护对农村来讲是一个严重问题。

吴志超：我们在上海浦东新区做了150套设备，三个人管理，运行成本比常规成本要低很多，因为不需要专业管理，我们清洗周期基本三个月，三个月要观察一下。

嘉宾：针对农村污水治理一吨以下的规模，吨水投资是多少？

吴志超：五千元以内，不包括调节池。

编辑：成苗苗