1. 土壤修复
土壤修复目前仍存在很大的行业空间需求。在十万余高污染企业搬迁以及面临搬迁需求的情况下,工业污染场地遗留了大量的化工、农药、重金属等污染物,大量固体废弃物亟需整治。造成土壤污染的原因主要有以下几种:重金属、挥发性有机物、半挥发性有机物以及复合型污染。根据估算,大约30%以上的搬迁企业都存在污染问题,土壤污染深度多达三米以上。污染主要分布于土壤、地表水、地下水、底泥等位置。根据“十二五”规划的要求,全国存量的治理项目有1882个,同时还有1500多个矿区待修复。保守预测,目前全国工业污染土壤修复所需费用约为3000亿元,2014-2020年国内土壤修复的总的市场规模将超6000亿元。
在区域上,湖南、浙江、江苏、上海和北京这些经济相对发达的地区以及国家重金属重点防治区比较领先。在运作上,虽然企业是污染的制造方,但由于执行难以及拆迁的强制性,企业并不情愿为搬迁造成的土壤污染进行治理,主体责任不明确,土壤修复的资金主要来源于政府。
场地修复项目是土壤修复的主题,占比约为57.8%,矿区修复项目数量其次。耕地修复方面,我国现有耕地20.27亿亩,受污染的耕地大约1.5亿亩,中度和重度污染的耕地约0.5亿亩。投资上,耕地修复项目的数量和平均投资规模都远远小于工业以及矿区土壤修复。截至2013年底,我国的耕地修复项目仅为7个,占总体修复项目的2%。
技术方面,目前由于技术限制,将受污染的土壤开挖并异地处置采用较多,但该方法由于涉及到污染土壤的搬运,处理成本很高。搬运费用超越处置费用。以化学、生物方法为代表的原位修复将成为主流。固化/稳定化(S/S)技术是我国重金属污染场地土壤修复的最主要技术,目前国内实施土壤固化稳定化修复的工程已经超过了100例,包括苏州东升F地块,原长沙铬盐厂,原武汉染料厂等。在修复工作前期,场地调查能力十分关键,准确的场地调查可以显著降低项目执行的风险。
我国的土壤修复技术研发相比欧美等发达国家落后20多年,其中快速原位修复技术缺乏,修复技术体系还未建立,同时装备产业也相对落后,过度修复造成二次污染的情况也时有发生。
2. 海绵城市
海绵城市概念诞生于90年代的美国,通过模拟自然,用分散的小规模控制措施在源头上来管理雨水,通过渗透、过滤、储存、蒸发和滞留等方法来模仿开发前的水文特征,通过源头消减、中途转输、末端调蓄等方法有效实现在源头减少雨水径流产生、径流峰值控制、延缓峰现时间、控制径流污染等多重目的,使对生态的影响降到最小。
对比以往普通的快排模式,海绵城市最大的特点就是雨水的下渗减排和集蓄利用。下渗减排指的是通过下凹式绿地、生物滞留设施、透水铺装等设施将雨水滞留,达到减排的目标;集蓄利用指通过湿塘、雨水湿地、蓄水池等将雨水起到收集利用的效果。与快排模式的雨水径流总量超过80%相比,海绵城市的雨水排放率不超过40%。
在排水防涝方面,海绵城市主要分为微排水系统、小排水系统和大排水系统,分别表现为低影响开发雨水系统、城市雨水管渠系统和超标雨水径流排放系统。海绵城市并不是单纯的等于雨水集蓄利用、排水防涝、水利防洪、径流污染控制,而是通过合理的规划实现这些目标的融合。
海绵城市在规划上主要需要参照以下四个目标:总量控制、样值控制、雨水资源化利用和污染控制。
径流总量控制指的是通过自然和人工强化的渗透、储存、蒸发等方式使场地内累计全年不外排的雨量占全年总降雨量的百分比。一般情况下,绿地的年径流外排率为15%-20%,因此,年径流总量控制率最佳为80%-85%。
规划方面,需要将年径流总量控制率新指标协同建筑密度、绿地率、水域面积率等既有指标纳入城市总体规划,使城市总体规划与各相关转向规划相辅相成。
海绵城市主要由四个部分构成:建筑与小区、城市道路、城市绿地与广场和城市水系。其中建筑与小区是海绵城市的最重要组成部分,分别包含场地设计(优化不透水的路面与绿地空间格局,预留雨水景观用地,合理调整竖向等)、建筑(合理设计绿色屋顶,保证建筑雨水落入接通管道等)、小区道路(道路断面合理,尽可能采用生态雨水排水设施,使用透水路面)、小区绿化(明确绿地雨水调蓄功能,合理选择雨水设施植物等)。
相关案例:
1.北京东方太阳城
该项目为老年住宅小区,位于顺义区潮白河西岸,占地234公顷,其中景观湖占地18公顷,集中绿地和高尔夫球场占地70公顷。项目定位是自然生态且场地空间布局适合低影响开发雨水系统建设。
2.道路——北京开发区科创十七街
次干道红线宽度为45cm,长约1.7公里。设施应用后,道路径流体积外排率可实现不超过开发前雨水径流外排率为15%的道路。重建期为3年的峰流量可削减55%。
3.低影响开发停车场
生态停车场低影响开发示范项目总面积为2公顷,采用设施包括生物滞留、雨水花园、植草沟和下凹绿地。
生态停车场内没有实证排水管线,其总体目标为:1)实现年径总量控制率60%以上;2)实现年径流污染物削减量40%以上。
3. 污泥处置及资源化
首先,从污水治理的角度来看,目前污泥仍然是污水处理厂和纯净水厂的一大难题。只要存在污水和自来水需要净化,就一定会有污泥产生,因此未来污泥处理处置的空间还很大。而除市政污水产生的污泥外,还包含供水污泥、禽畜粪便等,其外延远大于市政污水厂产生的污泥
其次,水十条对污泥又有了更加严格的规范,要求污水处理设施产生的污泥应进行稳定化、无害化和资源化处理处置,禁止处理处置不达标的污泥进入耕地。非法污泥堆放点一律予以取缔。现有污泥处理处置设施应于2017年底前基本完成达标改造,地级及以上城市污泥无害化处理处置率应于2020年底前达到90%以上。相对“十二五”规划2015年无害化处理率达到70%大大提高。这其中,禁止处理处置不达标的污泥进入耕地这一要求已经与国外标准相同(如英国),标志着未来污泥处理无害化的大趋势。
污泥处置的三原则是无害化、减量化、资源化。其中,无害化是污染治理的基础、前提和首要任务,减量化是废物处理的手段,而资源化是推动行业可持续发展的源泉。
在处理技术方面,污泥处理的方法主要为好氧发酵、厌氧消化、焚烧、填埋以及作为建材再利用。目前各种技术百花齐放,需要看项目具体情况而定。从工艺流程上,以污水处理厂为例,99%含水量的污泥在污水处理厂完场浓缩,含水率降低至96%左右后进行脱水处理,在出厂时,污泥含水率达到80%。这两个环节在国内已经成熟。市场空间在于后续的深度脱水、干化和处置。在深度脱水环节,污泥含水量从80%下降到60%以下,一般采用加药剂板框压滤或离心脱水方法。随后污泥可以采用热干化或电干化方法将脱水率下降至30%以后进行焚烧。残渣可进行再干化生产资源性产品。
填埋对于那些含有害物质较严重的污泥来说是不可取的。由于污泥的含水量问题造成的焚烧成本高,通过压滤机可以进一步的降低污泥含水率,但想要将含水率降低到60%以下仍然比较困难,需要周边热源配套协同处置来降低成本,运输半径约为50公里,如果有热电厂协同处置将具备经济性。巴安水务(300262)研发的薄层干化技术可以跳过压滤环节将80%含水率的湿污泥直接处置至30%含水率。好氧发酵虽然产生臭味较多,但也不失为一个好的处理办法,目前有一种技术是通过一种膜覆盖防止气味散发。好氧堆肥适用于有机物(氮磷钾)富集的污泥,生产出的有机肥能解决国内化肥使用过度造成的土壤板结问题。好氧堆肥在国外的污泥处置工艺中是主流,但好氧堆肥不适用于重金属含量较高的污泥处置,这是由国内工业污水与市政污水排放管道建设的历史原因造成的,大量工业污水的流入使得污泥出现重金属含量高的情况。厌氧消化通过裂解有机物产生资源化产品,如沼气。特别是热水解厌氧消化(高级厌氧消化),可以达到相应标准,此技术还可用于餐厨垃圾处理。厌氧技术的一次性投入较高,但资源化产品如沼气收入可以覆盖运营成本,如进一步开发新产如运用于农业则可进一步提升经济性。康碧与北排集团做的背景高碑店、小红门污水厂采用热水解THP工艺属于领先标杆项目。还有一种技术,将自来水厂和污水处理厂的污泥混合制作建材效果较好,但还未大规模应用;出现新的人造生物膜技术可从源头消除污泥,但只适用中小规模的有机污水。