2020年度常州市水污染物平衡核算及相關(guān)建議

楊 鑫，胡夢(mèng)瑾，丁瀟蕾

(江蘇常環(huán)環(huán)境科技有限公司，江蘇 常州 213022)

0 引言

為深入打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)，改善生態(tài)水環(huán)境質(zhì)量，需要對(duì)污水處理進(jìn)行精準(zhǔn)摸查，從而找準(zhǔn)薄弱環(huán)節(jié)并進(jìn)行科學(xué)治理。隨著常州市的工業(yè)化進(jìn)程不斷加快，水環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重，對(duì)城鎮(zhèn)地區(qū)的水污染進(jìn)行有效核算與科學(xué)治理十分必要[1]。而常規(guī)水污染核算方法，即直接使用廢水產(chǎn)生、處理、排放量來(lái)反映廢水的處理能力[2]，不能有效反應(yīng)生活污水的處理水平。因此，對(duì)常州市城鎮(zhèn)區(qū)域水污染物進(jìn)行平衡核算，為提升污水收集處理能力提供科學(xué)支撐。

1 水污染核算區(qū)域及方法

1.1 核算區(qū)域劃分

依據(jù)江蘇省生態(tài)環(huán)境廳2021年印發(fā)的《江蘇省城鎮(zhèn)區(qū)域水污染物平衡核算方法(試行)》，將常州市轄的6個(gè)轄市區(qū)以及1個(gè)縣級(jí)市的城鎮(zhèn)劃分為4個(gè)核算區(qū)域，即主城區(qū)核算區(qū)域、武進(jìn)區(qū)核算區(qū)域、金壇區(qū)核算區(qū)域、溧陽(yáng)市核算區(qū)域范圍，在每個(gè)核算區(qū)域范圍內(nèi)，以集中式污水處理廠收集范圍為基本核算單元。常州市城鎮(zhèn)區(qū)域水污染物平衡核算單元共計(jì)5個(gè)：天寧區(qū)、鐘樓區(qū)、新北區(qū)和經(jīng)開(kāi)區(qū)為1個(gè)核算單元，武進(jìn)區(qū)和金壇區(qū)各劃分為1個(gè)核算單元，溧陽(yáng)市劃分為2個(gè)核算單元(溧陽(yáng)二污廠和溧陽(yáng)花園廠)。對(duì)核算單元2020年全年(1—12月)進(jìn)行水污染平衡核算后，對(duì)核算區(qū)域合并并統(tǒng)計(jì)，最終計(jì)算常州市整體的平衡核算。

1.2 水污染核算方法

由于城市發(fā)展理念、資金投入不足等方面的原因，全國(guó)很多城鎮(zhèn)存在生活污水直排的問(wèn)題[3]，不僅造成河湖污染，而且影響城鎮(zhèn)污水處理率的計(jì)算。此外，在城市發(fā)展過(guò)程中未能及時(shí)更新城市地下管道與排水系統(tǒng)，雨污排水設(shè)施設(shè)計(jì)不當(dāng)[4]，從而出現(xiàn)雨污合流的問(wèn)題，增加污水處理量。

針對(duì)以上存在的問(wèn)題，調(diào)整核算方法為以污水處理廠收集的生活污水中化學(xué)需氧量(COD)總量為源頭進(jìn)行梳理，通過(guò)扣除工業(yè)、畜禽養(yǎng)殖的貢獻(xiàn)，來(lái)計(jì)算核算區(qū)域內(nèi)生活污水的有效產(chǎn)生、收集、處理量。隨后，通過(guò)城鎮(zhèn)生活污水污染物校核濃度(C260和C350)進(jìn)行校驗(yàn)，分別得出該核算區(qū)域內(nèi)生活污水集中收集總量，進(jìn)而得到生活污水集中收集率，如公式(1)～(3)所示。

MCOD區(qū)域生活收集量=MCOD區(qū)域污水廠收集量

-MCOD區(qū)域工業(yè)收集量-MCOD區(qū)域畜禽養(yǎng)殖收集量

(1)

(2)

(3)

式中：MCOD生活收集量、M污水廠收集量、MCOD工業(yè)收集量、MCOD畜禽養(yǎng)殖收集量分別為核算區(qū)域內(nèi)生活污水COD、污水處理廠COD、工業(yè)廢水COD以及畜禽養(yǎng)殖污水COD收集量(t)；C生活校核濃度為核算區(qū)域內(nèi)生活污水COD校核濃度(mg/L);R年為一年中核算區(qū)域內(nèi)生活污水集中收集率(%)；Q生活集中收集，i為核算區(qū)域內(nèi)第i個(gè)月生活污水集中收集量(t)；Q生活污水產(chǎn)生，i為核算區(qū)域內(nèi)第i個(gè)月生活污水產(chǎn)生總量(t)；i為2020年1—12月的月份值。

核算區(qū)域內(nèi)污水集中處理設(shè)施COD削減總量，與區(qū)域生活污水COD產(chǎn)生量、進(jìn)入污水集中處理設(shè)施的工業(yè)和畜禽養(yǎng)殖廢水COD總量之和的比值，即為區(qū)域COD集中收集削減率，客觀反應(yīng)該區(qū)域主要污染物COD的集中收集削減能力和水平，如公式(4)～(5)所示。

(4)

(5)

2 水污染平衡核算結(jié)果與分析

2.1 核算結(jié)果

當(dāng)核算區(qū)域內(nèi)生活污水COD校核濃度為260 mg/L(低階濃度核算)時(shí)，常州市核算區(qū)域內(nèi)1年的生活污水集中收集率(R年)為92.25%。其中，主城區(qū)、武進(jìn)區(qū)、金壇區(qū)和溧陽(yáng)市1年內(nèi)生活污水集中收集率(R年)分別為96.73%、88.41%、81.77%、86.98%。當(dāng)核算區(qū)域內(nèi)生活污水COD校核濃度為350 mg/L(高階濃度核算)時(shí)，常州市、主城區(qū)、武進(jìn)區(qū)、金壇區(qū)和溧陽(yáng)市1年內(nèi)生活污水集中收集率(R年)分別為68.53%、71.86%、65.68%、60.74%、64.61%。各核算區(qū)域不同月份在、高階濃度核算下月生活污水集中收集率如圖1所示。

圖1 各核算區(qū)域低、高階COD濃度核算下月生活污水集中收集率

由圖1可知，使用低階濃度進(jìn)行核算時(shí)，各核算區(qū)域的生活污水集中收集率顯著高于高階濃度核算。在兩種不同濃度核算標(biāo)準(zhǔn)下，各核算區(qū)域一年內(nèi)生活污水集中收集率的變化趨勢(shì)一致，即主城區(qū)的生活污水集中收集率最高，后面依次為武進(jìn)區(qū)、溧陽(yáng)市和金壇區(qū)。此外，核算區(qū)域內(nèi)生活污水COD校核濃度取低階濃度260 mg/L或取高階濃度350 mg/L核算時(shí)，常州市核算區(qū)域及主城區(qū)、武進(jìn)區(qū)、金壇區(qū)、溧陽(yáng)市月生活污水集中收集率均在6—9月的汛期呈現(xiàn)明顯偏低的特征。

不同COD校核濃度下，各核算區(qū)域每月的COD集中收集削減率也具有相似的變化曲線，如圖2所示。核算區(qū)域內(nèi)生活污水COD校核濃度取低階濃度260 mg/L或取高階濃度350 mg/L核算時(shí)，常州市核算區(qū)域及主城區(qū)、武進(jìn)區(qū)、金壇區(qū)、溧陽(yáng)市核算單元的每月生活污水集中收集削減率均呈現(xiàn)汛期，其中6—9月偏低，其余月份的變化趨勢(shì)與生活污水集中收集率呈現(xiàn)結(jié)果一致。對(duì)于不同核算區(qū)域?qū)OD集中收集削減效果表現(xiàn)為主城區(qū)最優(yōu)，其次是武進(jìn)區(qū)、溧陽(yáng)市和金壇區(qū)。

圖2 各核算區(qū)域低、高階濃度核算下每月COD集中收集削減率

為進(jìn)一步了解各核算單元污水廠對(duì)COD的處理情況，對(duì)常州市各核算單元的污水處理廠的設(shè)計(jì)處理能力、實(shí)際處理量以及運(yùn)行負(fù)荷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表1所示。

表1 各核算單元污水廠COD處理情況

由表1中所列結(jié)果可知，主城區(qū)的深水城北、武進(jìn)區(qū)的武南廠、城區(qū)廠以及金壇區(qū)的一污廠目前運(yùn)行負(fù)荷過(guò)高，已超出100%，說(shuō)明在現(xiàn)階段，這些污水廠處理能力不足，來(lái)水量偏大。主城區(qū)的排水江邊、武進(jìn)區(qū)的濱湖廠均為新建或者擴(kuò)建的污水廠，周邊配套的泵站以及管網(wǎng)全面投入運(yùn)行的時(shí)間尚短，故這2個(gè)污水廠的負(fù)荷較低。結(jié)果表明，主城區(qū)與武進(jìn)區(qū)不同污水處理廠的運(yùn)行效率相差較大。

2.2 結(jié)果分析

區(qū)域之間差距較為明顯。核算結(jié)果顯示，常武地區(qū)的生活污水集中收集率以及COD集中收集削減率高于溧陽(yáng)市和金壇區(qū)。其中生活污水集中收集率最高的常州市主城區(qū)比最低的金壇區(qū)高出近12個(gè)百分點(diǎn)，COD集中收集削減率最高的主城區(qū)比最低的金壇區(qū)高出近13個(gè)百分點(diǎn)。此外，不同核算區(qū)域，以及同一區(qū)域不同的污水處理廠對(duì)污水的處理能力和運(yùn)行效率相差較大。

不同時(shí)段差距較為明顯。核算單元普遍出現(xiàn)汛期(6—9月)生活污水集中收集率偏低的情況，汛期生活污水收集率比非汛期低約6%，存在汛期雨水溢流混流進(jìn)入管網(wǎng)。

2.3 存在問(wèn)題

通過(guò)本次核算，可以看出全市城市建成區(qū)生活污水收集率總體較高，但部分區(qū)域仍存在以下問(wèn)題。

1)部分區(qū)域管網(wǎng)建設(shè)覆蓋不完善。這主要是受到開(kāi)發(fā)建設(shè)時(shí)序的影響，部分地區(qū)干網(wǎng)已建，但支管覆蓋不全、連通不暢。以收集率最低的金壇為例，金壇區(qū)金科園東區(qū)、華科園區(qū)已按分流制開(kāi)發(fā)建設(shè)，但部分地塊仍在建設(shè)中，存在管網(wǎng)覆蓋薄弱區(qū)域。

2)部分單元管網(wǎng)存在混接、雨污不分現(xiàn)象。在核算中發(fā)現(xiàn)，疑似存在地下水、河水、雨水等大量外來(lái)水混流進(jìn)入污水管網(wǎng)的問(wèn)題。

3)老城區(qū)截流對(duì)污水系統(tǒng)產(chǎn)生較大壓力。老城區(qū)的污水系統(tǒng)改造，主要通過(guò)設(shè)置截流井。當(dāng)出現(xiàn)大雨的時(shí)候，雨水就會(huì)通過(guò)截流管進(jìn)入到污水系統(tǒng)中，使得一些污水檢查井發(fā)生滿溢，甚至污水倒灌的現(xiàn)象。核算中發(fā)現(xiàn)，在汛期，戚墅堰污水廠、深水城北和深水江邊的負(fù)荷率都接近甚至超出100%，高出全年負(fù)荷4個(gè)百分點(diǎn)～9個(gè)百分點(diǎn)。

4)涉水企業(yè)工業(yè)廢水排放的問(wèn)題。首先是區(qū)域在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)覆蓋度不高，無(wú)法對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，污水廠部分時(shí)段出現(xiàn)濃度飆升的情況，推測(cè)存在工業(yè)企業(yè)高濃度污水偷排等問(wèn)題，大量企業(yè)尚未安裝在線監(jiān)測(cè)，污水非正常排放給排水主管部門日常監(jiān)管和城市污水處理廠運(yùn)維帶來(lái)沖擊；其次是部分污水處理廠的工業(yè)污水占比偏高，目前，大多數(shù)工業(yè)廢水和生活污水混合進(jìn)入城鎮(zhèn)污水處理廠，再進(jìn)行處理，但由于工業(yè)行業(yè)種類多，工業(yè)廢水及其處理產(chǎn)生污泥成分差異大，難以直接套用市政污水和污泥處置技術(shù)，會(huì)導(dǎo)致廢水超標(biāo)排放、污泥處置工藝和方式有待完善等問(wèn)題。

5)污水處理廠的運(yùn)行負(fù)荷差距較大。同一地區(qū)不同污水廠之間的運(yùn)行負(fù)荷存在較大差距。以武進(jìn)區(qū)為例，武南廠、城區(qū)廠在2020年的運(yùn)行負(fù)荷已經(jīng)超出100%。在現(xiàn)階段，這些污水廠收納水量偏大，處理能力不足，而同在武進(jìn)區(qū)的濱湖廠由于投入使用時(shí)間尚短，周邊配套的泵站以及管網(wǎng)仍在逐步投入運(yùn)行，其運(yùn)行負(fù)荷僅為49%。

3 建議

1)拓寬核算的廣度，將鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠納入核算；細(xì)化核算的區(qū)域，將范圍從區(qū)縣級(jí)別精確到鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道級(jí)別。參考上輪核算的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)做法，有序推動(dòng)開(kāi)展鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域水污染物平衡核算工作。以城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠為核算對(duì)象，將核算范圍細(xì)化延伸至鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道，以結(jié)果為導(dǎo)向，深入挖掘鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水廠及污水管網(wǎng)存在的問(wèn)題，為水污染治理決策提供技術(shù)依據(jù)。

2)提升企業(yè)在線監(jiān)測(cè)設(shè)備覆蓋度，開(kāi)展重點(diǎn)涉水行業(yè)企業(yè)污水分質(zhì)處理工作。針對(duì)電鍍、化工等重點(diǎn)涉水企業(yè)，加快安裝廢水在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，與市、區(qū)監(jiān)控平臺(tái)聯(lián)網(wǎng)，并與城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)行實(shí)時(shí)共享，按照“一企一管一表”要求，實(shí)施重點(diǎn)涉水行業(yè)企業(yè)的污水管網(wǎng)明管化改造。按照《關(guān)于印發(fā)〈江蘇省工業(yè)園區(qū)水污染整治專項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案〉的通知》(蘇環(huán)辦〔2022〕29號(hào))要求，針對(duì)園區(qū)產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)、生產(chǎn)廢水特征等，積極推進(jìn)工業(yè)廢水與生活污水分類收集、分質(zhì)處理，加快工業(yè)廢水集中處理設(shè)施能力建設(shè)。同時(shí)，在滿足預(yù)算的條件下選用高效設(shè)備，從而提高污水處理效率，節(jié)約處理能效[5-6]。

3)加強(qiáng)污水管網(wǎng)互聯(lián)互通建設(shè)，加快推進(jìn)污水科學(xué)調(diào)度工作。依據(jù)核算區(qū)域范圍，綜合評(píng)估現(xiàn)有污水污泥處理處置設(shè)施能力與運(yùn)行效能，統(tǒng)籌優(yōu)化污水處理設(shè)施布局，實(shí)施污水廠互聯(lián)互通，有效解決污水處理能力空間不均衡的問(wèn)題，有效調(diào)度超負(fù)荷污水廠和未飽和污水廠[7]。針對(duì)主城區(qū)，應(yīng)優(yōu)化互聯(lián)互通的調(diào)度算法和指令，提升污水應(yīng)急調(diào)度能力；針對(duì)尚未開(kāi)展或開(kāi)展初期的區(qū)域，因地制宜，加快推進(jìn)互聯(lián)互通建設(shè)。

4)加強(qiáng)結(jié)果運(yùn)用，分類實(shí)施差別化措施。城鎮(zhèn)區(qū)域水污染物平衡核算工作為水污染治理工作提供了抓手。在實(shí)際決策中，應(yīng)強(qiáng)化對(duì)核算結(jié)果的運(yùn)用，從管網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行評(píng)估、水質(zhì)斷面溯源等角度，聚焦環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、水環(huán)境問(wèn)題突出的重點(diǎn)區(qū)域，結(jié)合不同核算區(qū)域的特質(zhì)問(wèn)題，針對(duì)薄弱區(qū)域開(kāi)展補(bǔ)短板工程，從源頭改善水環(huán)境質(zhì)量。

5)加強(qiáng)部門溝通協(xié)作，形成區(qū)域水平衡有效工作合力。各地要重視核算結(jié)果反映出的各類問(wèn)題，以提高水污染物集中收集處理率為核心，切實(shí)增強(qiáng)生態(tài)環(huán)境、住房城鄉(xiāng)建設(shè)、水利、財(cái)政等部門工作合力，推動(dòng)問(wèn)題解決。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部門堅(jiān)持近期目標(biāo)和遠(yuǎn)期規(guī)劃相結(jié)合的原則，強(qiáng)化管網(wǎng)、集中處理設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)和日常運(yùn)維管理。生態(tài)環(huán)境部門統(tǒng)籌做好常態(tài)化區(qū)域水污染物平衡核算工作，加強(qiáng)工業(yè)企業(yè)排污的監(jiān)督管理[8]；水利部門加強(qiáng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位自備用水情況管理，為常態(tài)化開(kāi)展水平衡核算提供基礎(chǔ)信息保障；財(cái)政部門加大資金保障力度和政策支持。