氨氮減排如何開展?
■生活污染是氨氮的主要排放源,城鎮(zhèn)污水處理是削減氨氮的主要手段,將成為氨氮減排的最主要領(lǐng)域
■提高重點(diǎn)行業(yè)的氨氮排放標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)氨氮污染防治水平提升是氨氮減排的突破口
經(jīng)歷5年的減排,我國的水質(zhì)污染狀況悄然發(fā)生變化,化學(xué)需氧量的排放得到有效控制,在地表水水質(zhì)指標(biāo)中,氨氮對地表水體耗氧和富營養(yǎng)化過程的影響越來越受到關(guān)注。
根據(jù)2009年中國環(huán)境狀況公報,七大水系中,氨氮是長江的首要污染物,同時也是黃河、珠江、松花江、海河和遼河的主要污染物,對氨氮的控制成為改善水體水質(zhì)的關(guān)鍵。氨氮成為“十二五”減排新的約束性指標(biāo),是改善水環(huán)境質(zhì)量的必要舉措,同時也是污染減排工作的難點(diǎn)。
應(yīng)著力采取哪些手段?
對污水處理廠提標(biāo)改造
氨氮是控制水體含氮有機(jī)物污染和保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)的一個關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)。與化學(xué)需氧量一樣,氨氮也會使水體發(fā)黑發(fā)臭。尤其是氨氮中的非離子氨可引起水生生物毒害,具有致癌和致畸作用。同時氨氮還將增加水體富營養(yǎng)化發(fā)生的幾率。
水中氨氮主要來源于生活污水中含氮有機(jī)物受微生物作用的分解產(chǎn)物、某些工業(yè)廢水以及農(nóng)業(yè)源。根據(jù)第一次全國污染源普查結(jié)果,2007年全國氨氮總排放量172.91萬噸,其中工業(yè)污染源排放氨氮20.76萬噸,生活污染源排放148.93萬噸。綜合以上數(shù)據(jù),生活污染是氨氮的主要排放源,城鎮(zhèn)污水處理是削減氨氮的主要手段,將成為氨氮減排的最主要領(lǐng)域。
城市污水處理廠處理氨氮的原理主要是,在好氧條件下,通過硝化菌的作用,將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮;然后在缺氧條件下,利用反硝化菌將硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮還原為氮?dú)猓瑥膹U水中逸出,從而達(dá)到脫氮的目的,反硝化過程需要碳源。然而,受工業(yè)廢水和降水徑流的影響,城鎮(zhèn)污水的碳氮比普遍偏低,導(dǎo)致氨氮去除效果不理想。
截至2010年底,我國設(shè)市城市、縣累計建成城鎮(zhèn)污水處理廠2832座,污水處理能力達(dá)到1.25億立方米/日。按照規(guī)劃,“十二五”新建污水處理廠總處理能力將超過3000萬立方米/日,這些污水處理廠陸續(xù)投入運(yùn)營,將為減排發(fā)揮關(guān)鍵作用。但是,有數(shù)字統(tǒng)計表明,目前我國仍有60%的污水處理廠不具備脫氮除磷的功能。因此,在強(qiáng)化管理,加快管網(wǎng)建設(shè),保障其正常運(yùn)行的同時,對現(xiàn)有污水處理廠進(jìn)行提標(biāo)改造,將是未來幾年氨氮減排的重點(diǎn)。對現(xiàn)有城市污水處理廠的提標(biāo)改造需要具體情況具體分析,根據(jù)簡單易行的原則,因地制宜地實(shí)施。
中國環(huán)境科學(xué)研究院研究員葉春介紹,常規(guī)的城市污水處理廠二級生物處理工藝主要以去除耗氧有機(jī)物為主,主要解決BOD的問題,對氮和磷的去除效率較低。我國2002年以前建設(shè)的污水處理廠,設(shè)計時未考慮新標(biāo)準(zhǔn)中對氮、磷的去除要求,要對原有的二級生物處理進(jìn)行改造,提高城市污水處理廠的脫氮除磷效果,從技術(shù)手段上說,需要增加反應(yīng)容積或提高容積效率,采用A2/O、氧化溝、UCT、膜生物反應(yīng)器、曝氣生物濾池(BAF)等工藝,配合初沉池污泥水解和回流污泥內(nèi)源反硝化等措施強(qiáng)化生物脫氮除磷,或者增加混凝過濾工藝,對原有工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行集成改造。
將面臨哪些困難?
資金缺口難以填補(bǔ)
相對來說,氨氮治理技術(shù)在我國起步較早,也比較成熟。而未來5年,無論是對現(xiàn)在污水處理廠進(jìn)行技術(shù)改造,鼓勵新建污水處理廠將氨氮作為控制污染指標(biāo)之一,還是全面啟動縣縣污水處理廠建設(shè)工作,推進(jìn)農(nóng)村分散式污水處理設(shè)施建設(shè),都需要大筆資金投入,也意味著運(yùn)行成本增加。這是橫亙在我們面前的最大難關(guān)。
據(jù)測算,把污水處理廠從一級B升級到一級A,一般情況下,建設(shè)環(huán)節(jié)的投入在600元/立方米~800元/立方米,增加的運(yùn)營成本大概是0.2元/噸,達(dá)到1.5元/噸。若污水處理廠碳源不夠的話,運(yùn)營成本還要高。為達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn),大量投加藥劑,污泥的產(chǎn)量也相應(yīng)增加大概10%左右,相應(yīng)的污泥處理處置成本也將會增加。由此粗略估算,即使不考慮新建污水處理廠和管網(wǎng)鋪設(shè),僅把現(xiàn)有運(yùn)營的污水處理能力都提標(biāo)到一級A,建設(shè)投資需求至少超過500億元,每年增加的運(yùn)營費(fèi)用超過65億元。
目前,我國污水處理的運(yùn)行主要依賴污水處理費(fèi)的收入。然而,調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,目前,我國城市污水處理費(fèi)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)普遍較低,數(shù)據(jù)顯示,我國大中城市對居民收取的污水處理費(fèi)平均只有0.77元/噸,尚未達(dá)到國務(wù)院2007年《關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》中規(guī)定的“污水處理費(fèi)噸水原則上不低于0.8元”的要求。
江蘇的實(shí)踐或許能對我們有所啟發(fā)。2008年1月1日起,江蘇省實(shí)施強(qiáng)制性地方標(biāo)準(zhǔn),要求太湖流域的污水處理廠基本達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。為此,江蘇省對太湖流域139個已投運(yùn)、30個在建的城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)行脫磷除氮改造,總規(guī)模365萬噸/日,總投資約27億元。為加快城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)速度,從2007年下半年開始,江蘇省陸續(xù)采取了提高污水處理費(fèi)、設(shè)立財政專項(xiàng)資金、加大對污水處理廠“以獎代補(bǔ)”力度等措施。不少地方政府采用BOT、BT等方式鼓勵社會資本投入污水處理廠建設(shè)和運(yùn)營,這些企業(yè)對污水處理工藝進(jìn)行優(yōu)化并移植先進(jìn)技術(shù),使污水處理成本普遍降低10%以上。同時,他們把先進(jìn)的管理手段落實(shí)到每一個工序,最大程度節(jié)省人力成本,節(jié)能、提效的效益明顯提升。
在加大政府投資力度的同時,以經(jīng)濟(jì)杠桿為抓手,不斷提高管理水平,壓縮運(yùn)營成本,將是未來解決資金
問題的必由之路。
需要突破哪些瓶頸?
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)亟待刷新
談到氨氮減排,中國環(huán)境規(guī)劃院高級工程師王東認(rèn)為,它和化學(xué)需氧量減排一樣,面臨一個瓶頸期。盡管“十一五”期間,氨氮還未列入減排指標(biāo),但由于二級生化處理對化學(xué)需氧量和氨氮具有協(xié)同減排效應(yīng),已建成污水處理廠在去除化學(xué)需氧量的同時也去除了氨氮,因此,氨氮排放總量一直保持下降趨勢。
“靠工程措施減排氨氮的空間已不大,關(guān)鍵還在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。”在王東眼中,提高重點(diǎn)行業(yè)的氨氮排放標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)氨氮污染防治水平提升才是氨氮減排的突破口。
氨氮污染排放的結(jié)構(gòu)性問題突出,化工、有色、石化、農(nóng)副食品、紡織等8個行業(yè)氨氮排放量占工業(yè)排放總量的85.9%;ば袠I(yè)是氨氮的主要排放行業(yè),占工業(yè)企業(yè)氨氮總排放量的40%以上;其次為造紙、食品加工、紡織、黑色冶金、石化和食品制造等行業(yè),具有高氨氮廢水排放問題的工業(yè)部門主要有煉油、化肥、無機(jī)化工、農(nóng)藥、鐵合金、玻璃制造、食品和飼料生產(chǎn)等。抓住這些重點(diǎn)行業(yè),可以有效控制工業(yè)氨氮排放總量。
不少工業(yè)廢水處理時進(jìn)水化學(xué)需氧量濃度偏高,難降解化學(xué)需氧量比例過高,易降解有機(jī)碳源占化學(xué)需氧量中的10%左右,可利用的碳源不能滿足生物脫氮反硝化需求,這就造成工業(yè)廢水處理廠出水氨氮達(dá)標(biāo)比較困難。根據(jù)對主要氨氮產(chǎn)生排放行業(yè)氨氮去除率的分析,石化行業(yè)去除率超過90%,而其他行業(yè)均有提升潛力。
按照先控制新增量后削減存量的順序,首先要在項(xiàng)目審批階段嚴(yán)格環(huán)境準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn),合理控制行業(yè)發(fā)展速度和經(jīng)濟(jì)規(guī)模,在源頭污染物增量環(huán)節(jié)多做“減法”,控制氨氮污染物新增量;其次,嚴(yán)格執(zhí)行國家產(chǎn)業(yè)政策,加大工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整力度,對重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)流域依法實(shí)行強(qiáng)制清潔生產(chǎn)審核,對達(dá)不到清潔生產(chǎn)水平的應(yīng)予以關(guān)閉和淘汰;第三,抓好企業(yè)末端治理,加強(qiáng)污染治理設(shè)施的運(yùn)行監(jiān)管,確保工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)全面穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
提高排放標(biāo)準(zhǔn),倒逼產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,并達(dá)到減排污染物的目的,這是“十一五”期間減排留下的寶貴經(jīng)驗(yàn)。以氧化鐵行業(yè)為例,中國涂料工業(yè)協(xié)會氧化鐵系分會工程師林治華透露,“氨氮出臺硬性指標(biāo),必將在氧化鐵行業(yè)刮起一股環(huán)保風(fēng)暴。如果將污水中的氨氮濃度控制到10毫克/升以下的話,行業(yè)內(nèi)1/3的企業(yè)面臨淘汰。”
我國目前有26個現(xiàn)行水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)對氨氮的排放規(guī)定了控制標(biāo)準(zhǔn)值。總體來說,我國目前現(xiàn)行國家和地方有關(guān)氨氮的排放標(biāo)準(zhǔn)中,發(fā)布年代較早的標(biāo)準(zhǔn),其氨氮控制要求已不能滿足當(dāng)?shù)啬壳暗沫h(huán)境管理工作要求;而最近幾年發(fā)布的地方標(biāo)準(zhǔn)基本可以滿足當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境管理工作要求。當(dāng)務(wù)之急,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有工業(yè)企業(yè)氨氮達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)低的狀況,完善國家環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系,加大行業(yè)型污染物排放標(biāo)準(zhǔn)工作制(修)訂力度,縮小通用型、綜合型污染物排放標(biāo)準(zhǔn)適用范圍,對實(shí)施時間較長的排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行全面復(fù)審和修訂,提高氨氮排放控制要求,督促企業(yè)進(jìn)行深度治理,提高工業(yè)氨氮治理水平。
中國環(huán)境規(guī)劃院副院長吳舜澤表示,通過“提標(biāo)升級”,促進(jìn)企業(yè)升級改造,工業(yè)氨氮排放水平有望進(jìn)一步降低。但值得引起注意的是,考慮到工業(yè)企業(yè)廢水處理設(shè)施實(shí)際進(jìn)水氨氮濃度很高,很多企業(yè)面臨氨氮達(dá)標(biāo)出水困難,且各行業(yè)污水特點(diǎn)不盡相同,應(yīng)避免一刀切,基于技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性提出“提標(biāo)升級”要求,既要體現(xiàn)對水體水質(zhì)的要求,又要考慮各行業(yè)實(shí)際的經(jīng)濟(jì)承受能力和處理水平。
需彌補(bǔ)哪些不足?
不該遺忘農(nóng)業(yè)源
為使減排考核更具科學(xué)性,“十二五”期間污染物總量減排指標(biāo)將以污染源普查結(jié)果為依據(jù)。相對于環(huán)境統(tǒng)計數(shù)據(jù),污染源普查增加了對農(nóng)業(yè)源污染和除縣政府所在地的鎮(zhèn)以外的所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活源的調(diào)查,以及集中式污染治理設(shè)施所排放的一些污染物,這些均已納入總量控制范圍。
農(nóng)業(yè)源減排是一個全新的領(lǐng)域,也是污染減排的軟肋,這些主要體現(xiàn)在底數(shù)不清,污染主體不清。
“農(nóng)業(yè)源減排的難點(diǎn),一是如何設(shè)定基數(shù),二是怎么考核減排量。”環(huán)境保護(hù)部相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
底數(shù)不清,一直是農(nóng)業(yè)污染源總量控制的一大痼疾。隨著污染源普查數(shù)據(jù)的動態(tài)更新,這一狀況有望發(fā)生改變。
根據(jù)《“十二五”主要污染物總量控制規(guī)劃編制指南》,畜禽養(yǎng)殖業(yè)是農(nóng)業(yè)源污染減排的主攻方向,畜禽養(yǎng)殖氨氮約占農(nóng)業(yè)源氨氮排放總量的44%。
編制指南提出,將鼓勵有條件的規(guī);笄蒺B(yǎng)殖場和養(yǎng)殖小區(qū)采用全過程綜合治理技術(shù)進(jìn)行處理,包括建設(shè)雨污分離污水收集系統(tǒng),采用干清糞的方法收集糞便,尿液進(jìn)入沼氣池發(fā)酵處理,沼液經(jīng)生化處理或多級氧化塘處理后達(dá)標(biāo)排放,糞渣和沼渣通過堆肥發(fā)酵制取顆粒有機(jī)肥或有機(jī)無機(jī)復(fù)混肥。采用全過程綜合治理技術(shù)的,氨氮最多按產(chǎn)生量的70%計算減排量。而規(guī);笄蒺B(yǎng)殖場和養(yǎng)殖小區(qū)建設(shè)治污設(shè)施的,如沒有獨(dú)立的污水排放口,且所生產(chǎn)的廢棄物綜合利用產(chǎn)品經(jīng)認(rèn)定完全進(jìn)入農(nóng)田利用(需配備與養(yǎng)殖規(guī)模相適應(yīng)的消納土地),氨氮產(chǎn)生量將100%算作減排量。
與工業(yè)和生活污染物不同,絕大多數(shù)畜禽養(yǎng)殖廢棄物可以通過資源化利用的途徑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到再利用,即只要能認(rèn)定某種廢棄物經(jīng)處理后作為原料、采用可核證的處理處置貯存措施、穩(wěn)定持續(xù)地進(jìn)入了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或綜合利用,則可視為有效的畜禽養(yǎng)殖污染治理項(xiàng)目。
但與工業(yè)污染源可以通過法律手段加強(qiáng)監(jiān)管和控制不同,目前對農(nóng)業(yè)源的控制缺乏強(qiáng)有力的法律依據(jù)。盡管《固廢法》、《水污染防治法》、《畜牧法》等法律都涉及減少畜禽養(yǎng)殖污染的內(nèi)容,但其可操作性、針對性明顯不夠。2001年原國家環(huán)保總局發(fā)布實(shí)施的《畜禽養(yǎng)殖污染防治管理辦法》要求規(guī);笄蒺B(yǎng)殖場配備污染防治設(shè)施,必須進(jìn)行環(huán)評、“三同時”,但這一部門規(guī)章在各地的落實(shí)情況參差不齊,且執(zhí)法效力有限,“1000元以上1萬元以下罰款”遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法對違法者產(chǎn)生有效震懾。
“大棒”無力,“胡蘿卜”也不夠甜。多年來,我國除了加大對農(nóng)村戶用沼氣建設(shè)和大中型沼氣工程建設(shè)的支持力度外,仍缺乏系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)政策。相對于城市來說,農(nóng)村的社會管理較為松散,若能把減排成效與污染治理資金補(bǔ)助掛鉤,多在財政、金融、稅收方面開些口子,那么在降低行政成本的同時,必能激勵畜禽養(yǎng)殖大戶自覺治污。
據(jù)了解,當(dāng)前我國已選取一些地方進(jìn)行農(nóng)業(yè)源減排核算試點(diǎn),將充分考慮南北不同區(qū)域的特點(diǎn),適時出臺總量核算規(guī)定,《畜禽養(yǎng)殖污染防治條例》的起草工作也正在進(jìn)行中。
當(dāng)前,減排的開局之年行將過半。作為新指標(biāo),氨氮減排需要我們投入更多的精力,在減排手段上不斷探索,在工程減排之外,更要在技術(shù)、法律、經(jīng)濟(jì)手段上多動腦筋,只有不懼困難、堅定信心,把污染減排作為轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)的重要抓手,以更加飽滿的精神狀態(tài)和扎實(shí)的工作作風(fēng),積極探索、全力攻堅,才能為“十二五”減排工作創(chuàng)出新成績。

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