资源节约与回收利用的新型排污技术体系及规模化应用_侯艳锋.pdf

资源节约与回收利用的新型排污技术体系及规模化应用万若（北京）环境工程技术有限公司作者：侯艳锋，许向阁，张健，邮箱：New Sewage Technology System and Large-scale Application of Resource Conservation and RecyclingEnviroSystems Engineering and Technology Co.Ltd.（Beijing）Author：HOU Yanfeng，XU Xiangge，ZHANG Jian，E-mail：【基本情况】万若（北京）环境工程技术有限公司研发的以资源节约与回收利用为方向的新型排污技术，2020 年7 月在天津市宁河区造甲城镇建立了“负压管网化收集及回收利用技术体系”的产业化应用示范项目。该技术体系通过在村民家中安装负压便器和负压收集器，从源头上分离黑水（粪便污水）和灰水（生活杂排水），实现污水分质处理、粪污资源回用。示范项目负压收集灰水和黑水的管网总长约 146 km，实现区域污水 100%收集和处理回用，日均最大处理污水约 750 t，产出有机肥超过 4 000 t，惠及周边近万亩（1亩约为 666.7 m2）耕地，极大地提升了湿地、河道水质。示范项目不仅实现了农户旱厕改水冲厕的要求，还从根本上解决了人粪尿收运过程的“邻避效应”和“二次污染”问题。经过两年运行，设备稳定，实现无人值守、远程云控制。该示范工程作为国家重点研发计划示范推广项目（项目编号：2021YFC3201302）荣获 2022 年度中国城市环境卫生协会科技进步奖一等奖、“一带一路”生态环境治理技术及产品推荐目录入选案例。示范工程中负压管网收集中心及资源回收利用中心如图 1 所示。【技术/案例原理及技术路线】（1）采用超节水的负压便器管网化单独收集黑水，并将其与畜禽粪便、厨余垃圾和秸秆协同好氧发酵堆肥，生产有机肥用于周边的绿化及农用，发展绿色农林经济。图 1天津市宁河区造甲城镇示范工程Figure 1The Demonstration Project in Zaojia Town，Ninghe District，Tianjin（a）负压管网收集中心（b）资源回收利用中心实用技术与实践优秀案例第 31 卷第 2 期2023年4月环境卫生工程Environmental Sanitation EngineeringVol.31 No.2Apr.2023环境卫生工程2023 年 4 月第 31 卷第 2 期（2）采用负压收集器接纳出户的灰水，达到设定液位后自动排至灰水负压管道收集，由于收集的灰水不含粪便污水，其污染负荷低，通过低成本、可靠的净化处理后可作为景观生态水和灌溉水使用。负压管网化收集及回收利用技术体系如图 2 所示。住户负压黑水管道重力流进污管住户负压灰水管道负压黑水管道重力流进污管住户负压黑水管道负压黑水管道负压灰水管道负压黑水管道负压灰水管道住户负压灰水管道负压黑水管道负压黑水管道重力流进污管排气管道真空泵真空泵吸气管道黑水罐排污泵控制柜S本地上位系统吸气管道控制柜灰水罐排污泵负压收集中心黑水处理资源回用远程上位系统手机客户端灰水处理资源回用/达标排放负压收集器负压便器负压管网监控站负压检查井分区阀门井上位系统视频监控远程数据上传图 2负压管网化收集及回收利用技术体系Figure 2Negative pressure pipe network collection and recycling technology system【技术/案例特点】（1）该技术体系开发了多种新型负压、气冲等超节水便器以及配套常规重力流的适配器、负压收集器等产品，通过密闭可靠的管网化收集粪便污水并资源化，破解了传统排水模式的环境负面影响、不利于资源回收、工程实施方式不灵活等一系列瓶颈问题。（2）示范案例中的负压管网化密闭收集不再需要化粪池，规避了常规污水收集中甲烷、氮氧化物的生成和无组织排放；黑水、灰水的负压管网化收集管道细、埋深浅，显著减少了对环境的扰动。示范案例中用户冲厕水节省 80%，灰水实现了 100%再利用，黑水实现了 100%资源化。（3）结合数字化技术，将便器、收集器等终端与负压输送管网有机结合，构建了与目前流行设施融合的新型排污排水系统。支持该模式所形成的技术均拥有自主产权，相关产品已产业化。（4）规模化系统实施了黑水、灰水双负压管道分质收集，常压与负压的适配，管网无供电负压检测与远程干预，分散组团多社区集中收集资源化等新技术，实现了可靠、规模化运营，为新模式的推广提供了进一步的保障。【长效运行模式与机制】（1）运行模式：采取购买服务的方式，通过招投标引进市场化企业承担设施日常运营维护，业主方（政府或受政府委托的国企）负责日常监管考核。（2）运行机制：系统操作自动化程度高、工艺及设备运行稳定，采用物联网管理系统实行远程监测控制，实现无人值守、故障报警、控制中心反馈控制/手机 APP 在线控制的高效管理模式，同时结合定期现场巡查，确保设备的长期稳定运行。114侯艳锋，等.资源节约与回收利用的新型排污技术体系及规模化应用【经济、环境及社会效益】（1）经济效益：示范项目实现便器节水 80%以上，按 500 户计算，日均 1 500 人如厕，冲厕指标为大便 1.0 L/次，小便 0.2 L/次。按照每天冲厕用水次数大小便比例 15，则每人每天用水量为 2 L。常规水冲厕现行标准为大便 6.0 L/次，小便 3.0 L/次，每人每天用水量为 21 L。则应用该系统每人每天节水量为 19 L，人均年节水量为 6 935 L，折合标准煤为 0.59 t，CO2减排量为 1.55 t。（2）环境效益：系统开发构建排污排水新模式，从局部技术的应用、小规模示范到具备完整性的规模化应用，其在超节水、低碳足迹、资源消灭转为再生循环以及规模经济性等方面的优势正在不断体现，有望在国内外改变现有排污排水定式，在城市更新、乡村振兴、新兴发展中的国家基础设施建设中得到更广泛应用，助力生态文明建设。（3）社会效益：该模式已规模化成功应用于天津市宁河区造甲城镇造甲村单体系统规模达4 200 多户社区的黑水、灰水分质收集资源化系统，造甲村成功应用后又逐步辐射推广至 28 个农村社区，覆盖 28 200 多户居民，成效显著，受到国内外广泛关注。本项目新模式的探索、技术积累和模式样板，正逐渐影响新兴发展中国家的排污排水思路和方案。115