●要有全達標理念，需統籌考慮水、泥、氣、聲，同步達標
●根據部分城市水資源短缺的現狀，一些地方污水處理廠(chǎng)提標改造的目標值估計應考慮達到再生水標準
●應優(yōu)先考慮優(yōu)化運行管理，而不要急于改造。盡量利用現有設施和設備以及控制新增能耗等
隨著(zhù)我國水污染問(wèn)題日益突顯，城鎮污水處理排放標準的提高已是大勢所趨。近年來(lái)，各地污水處理廠(chǎng)的提標改造工作正在陸續進(jìn)行。然而，在這一過(guò)程中，不能合理設置目標，以致剛建成就要改造，改造后出水水質(zhì)仍難以達到預期要求的案例屢見(jiàn)不鮮。
在前不久舉行的2014首屆珠三角（東莞）水處理創(chuàng )新交流會(huì )上，北京市市政工程設計研究院原副總工程師杭世珺表示，提標改造不能盲目進(jìn)行，不要急于改造。應該在原有的污水處理廠(chǎng)的基礎上優(yōu)先考慮優(yōu)化運行管理，根據當地需求合理設定目標；盡量利用現有設施和設備。
提標改造確有必要
排放標準提高、水環(huán)境污染嚴重、水資源不足，都迫切需要對不達標的污水處理廠(chǎng)進(jìn)行升級改造
除了國家層面提高排放標準帶來(lái)的“行政”壓力，水環(huán)境污染問(wèn)題和水資源短缺，也讓各地污水處理廠(chǎng)提標改造工作更為迫切。
《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》規定，城鎮污水處理廠(chǎng)出水排入國家和省確定的重點(diǎn)流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時(shí)，執行一級A標準。
而根據《重點(diǎn)流域水污染防治規劃（2011~2015）》，國家重點(diǎn)流域包括松花江、淮河、海河、遼河、黃河中上游、太湖、巢湖、滇池、三峽庫區及其上游、丹江口庫區及上游等10 個(gè)流域。“2010 年，重點(diǎn)流域總人口占全國56.5%，面積占全國32.2%。在我國很多河流還是黑臭河流，湖泊整體水質(zhì)還是五類(lèi)或者劣五類(lèi)水體。在這種情況下，污水處理廠(chǎng)提標改造工程已經(jīng)非常必要。”杭世珺說(shuō)。
環(huán)境保護部總量司水總量處副處長(cháng)劉贊表示，污水處理廠(chǎng)在污染物減排上起著(zhù)舉足輕重的作用。“十二五”期間，需要系統提升城鎮污水處理水平。他強調說(shuō)：“當前要系統提升城鎮污水處理水平，加快推進(jìn)污水處理廠(chǎng)總量減排工作。”
此外，水資源短缺的現狀也逼得污水處理廠(chǎng)升級改造。杭世珺表示，我國水資源人均占有量2240立方米，僅為世界平均水平的1/4；水資源地區分布也很不平衡， 目前有16個(gè)?。▍^、市）人均水資源量低于嚴重缺水線(xiàn)。因此開(kāi)發(fā)符合標準的再生水作為第二水源十分必要。
對污水處理廠(chǎng)的升級改造目標，劉贊表示，到2015年要實(shí)現我國污水處理廠(chǎng)的平均負荷率由70%提高到80%以上的目標，需要系統提升城鎮污水處理水平。“包括升級改造現有污水處理設施，強化脫氮除磷功能，大力推進(jìn)再生水回用，實(shí)施節水工程等。”
上海市政工程設計研究總院總工程師張辰也曾公開(kāi)表示，對于污水處理廠(chǎng)的提標改造，要有全達標理念，需統籌考慮水、泥、氣、聲，同步達標。污水處理廠(chǎng)提標改造需結合原有處理工藝進(jìn)行系統分析統籌考慮，同時(shí)需關(guān)注低溫硝化效率低、脫氮除磷碳源不足、改造用地受限等問(wèn)題。
標準不能一刀切
考慮污水排放標準、水環(huán)境污染現狀、水資源短缺的現狀，提標改造的標準不同；改造前應優(yōu)先考慮優(yōu)化運行管理
對于污水處理廠(chǎng)提標改造，杭世珺認為，前提是要明確需要。
首先，從污水排放標準的要求來(lái)說(shuō)，污水處理廠(chǎng)出水需要達到一級A標準。第二，從水環(huán)境質(zhì)量改善的要求看，在很多城市，污水處理廠(chǎng)處理后的出水往往成為河流的水體，所以要求污水處理廠(chǎng)出水達到地表水準四類(lèi)。
“比如北京市等地的地方標準都嚴于國家標準，對污水處理廠(chǎng)的出水標準要求嚴于一級A，需要達到地表水準四類(lèi)標準。
需要說(shuō)明的是，并非要求達到四類(lèi)水體。”杭世珺說(shuō)，“因為按照總氮的排放要求來(lái)說(shuō)，北京市還達不到地表水四類(lèi)水體的要求?，F在北京市污水處理廠(chǎng)出水的地方標準對出水總氮排放的要求為15mg/L。”。
同時(shí)，杭世珺表示，根據部分城市水資源短缺的現狀，一些地方污水處理廠(chǎng)提標改造的目標值估計應考慮達到再生水標準。
除了在目標設定上要具體問(wèn)題具體分析，污水處理廠(chǎng)提標改造時(shí)也應遵循一些原則。杭世珺認為，在原有的污水處理廠(chǎng)的基礎上應優(yōu)先考慮優(yōu)化運行管理，而不要急于改造。盡量利用現有設施和設備以及控制新增能耗等。
她特別指出，污水處理廠(chǎng)提標改造的原則中最重要的是獲取足夠可靠的水質(zhì)數據。如果沒(méi)有最新、最可靠的數據，即使對污水處理廠(chǎng)進(jìn)行提標改造，結果也不會(huì )理想。
改造不能簡(jiǎn)單套用工藝
應針對去除污染物的不同需要進(jìn)行技術(shù)選擇，除磷應以生物除磷為主，優(yōu)先開(kāi)發(fā)內部碳源，輔助使用外部碳源
住建部城鎮污水處理廠(chǎng)的實(shí)時(shí)管理系統顯示，截至今年8月，全國城鎮污水處理廠(chǎng)共3900座，日處理能力1.55億立方米。其中，一級A項目約860個(gè)，日處理能力2925萬(wàn)立方米。珠三角地區污水處理廠(chǎng)共308座，日處理能力1835萬(wàn)立方米。其中，一級A項目約46個(gè)，日處理能力415萬(wàn)立方米。“這些出水達到一級A的項目都是進(jìn)行過(guò)提標改造的項目，但并不是出水全部都能達到一級A。”杭世珺說(shuō)。
據了解，有相關(guān)機構對全國46個(gè)污水處理廠(chǎng)的提標改造情況進(jìn)行了統計研究，發(fā)現有些提標改造項目?jì)H采用生化處理工藝，有的采用沉淀+生化工藝，還有的采用物理過(guò)濾或者沉淀+物理過(guò)濾的升級改造技術(shù)。
“對這些項目的升級改造經(jīng)驗可以總結為：以處理總氮或氨氮為目標時(shí)，主要以強化生物處理或深度段增加生化處理為主，多采用反硝化濾池或曝氣生物濾池；在生物處理強化脫氮功能后，可滿(mǎn)足TN（總氮）去除要求時(shí)，深化處理段以去除TP（總磷）和SS（懸浮物）為主，多采用過(guò)濾或沉淀+過(guò)濾處理的方式。”杭世珺說(shuō)。
但是，污水處理廠(chǎng)升級改造并不能簡(jiǎn)單套用工藝，而應針對去除污染物的不同需要進(jìn)行技術(shù)選擇。“比如，原來(lái)很多污水處理廠(chǎng)采用厭氧好氧或者缺氧好氧的處理工藝，如果要出水達到一級A，就要采用厭氧缺氧好氧的污水處理技術(shù)。所以改造脫氮除磷工藝時(shí)，在原有好氧池有余量的情況下，需要通過(guò)在好氧池內設置隔墻，將其改造為A2O、多級AO等工藝。”
“值得注意的是，在改造中一定要有足夠的缺氧池，這必須經(jīng)過(guò)對進(jìn)出水的總氮的濃度進(jìn)行測算后決定。一般情況下，缺氧池容積：好氧池容積=（0.5~1）:1左右。而在我國，很多污水處理廠(chǎng)的缺氧池是不足的。這就需要改變A2O各單元容積比。”杭世珺說(shuō)。
在強化氨氮去除方面，杭世珺表示，當缺氧池和好氧池容積比一定時(shí)，好氧池往往不夠，這就需要在好氧池增加填料，通過(guò)固定、懸浮、包埋等形式增加微生物的投入量。
同時(shí)，還可以將部分好氧池改建為膜分離單元。增加SRT（污泥泥齡）濃度和增加MLSS（混合液懸浮固體濃度）。“當利用現有設施都不能滿(mǎn)足提標改造要求時(shí)，就需要增加新建設施?？刹捎闷貧馍餅V池等設施進(jìn)行提標改造。”
同時(shí)，污水處理廠(chǎng)提標改造需要注意強化總磷去除，現在多以化學(xué)除磷，即加藥的方式進(jìn)行。但是，由于藥量控制不準確，極易造成污水中新的污染。因此，化學(xué)除磷并不能完全解決除磷問(wèn)題。杭世珺經(jīng)過(guò)研究以后認為，還是應該優(yōu)先進(jìn)行生物除磷，余下部分再輔助以化學(xué)除磷。
在碳源問(wèn)題上，張辰曾表示，由于我國城市污水碳源不足，當前為了達到脫氮效果還需向污水中加碳源，只有達到完全吻合，碳源才是最高效的，但由于污水處理廠(chǎng)的水質(zhì)波動(dòng)，很難達到完全吻合。
對此，杭世珺表示，在污水處理中，碳源投加往往不足，尤其在珠三角等南方地區，這一問(wèn)題更為突出。“碳氮比不足的情況下，應該優(yōu)先開(kāi)發(fā)內部碳源，輔助使用外部碳源?？梢岳贸醭脸亻_(kāi)發(fā)內部碳源。通過(guò)初沉池發(fā)酵，增加VFA（揮發(fā)性脂肪酸）等快速降解COD。也可以設置超越管，根據需求直接進(jìn)生物池或者減少初沉池數量，保留部分碳源。當內部碳源仍不足時(shí)，需增加外部碳源（乙酸鈉、乙酸、甲醇等）。”
過(guò)程控制、水力條件優(yōu)化一個(gè)都不能少
可采用高效水泵和變頻設備，增設格柵、格網(wǎng)，增加一次儀表，增加或優(yōu)化控制回路；優(yōu)化運行管理
除了對污水處理工藝進(jìn)行改進(jìn)，污水處理廠(chǎng)的設備改造、過(guò)程控制、水力條件優(yōu)化也不容忽視。杭世珺表示，可以采用高效、無(wú)堵塞的水泵和變頻設備，提高設備的效率，降低能耗和運行費用，減少設備檢修率。
此外，可以?xún)?yōu)化格柵配置，根據水質(zhì)情況合理配置粗、中、細格柵；同時(shí)，根據需要格柵可改造為格網(wǎng)。“尤其在南方部分地區，河流中有雞毛、鴨毛等細長(cháng)形狀的物體，往往就需要格網(wǎng)解決這一問(wèn)題。但由此也需要加強反沖洗。此外，在MBR或機械過(guò)濾前應設置超細格網(wǎng)。”
杭世珺表示，我國污水中泥砂量較大，有機物的濃度較低，且大部分污水處理廠(chǎng)未設初沉池；宜將沉砂池HRT（水力停留時(shí)間）提高至5~8分鐘，既可提高沉砂效率，又可替代初沉池部分功能，提高污水的有機物濃度。
此外，可以選用新型曝氣器，比如微孔曝氣板、直徑1mm超微氣泡、專(zhuān)用超微氣泡曝氣器，但同時(shí)需要解決堵塞新問(wèn)題。還可以改造內回流泵，通過(guò)增加內回流比，提高脫氮效率。在鼓風(fēng)機的選用上，盡量保留原有鼓風(fēng)機，部分予以更換。輸出空氣量應有較大調節余地，以適應水量和水質(zhì)的變化。
在過(guò)程控制上，可以增加一次儀表。工藝過(guò)程控制應設ORP（氧化還原電位）、MLSS、DO（溶解氧）、空氣流量計、回流污泥及剩余污泥流量計、污泥液面計等儀表。此外，還需要增加或優(yōu)化控制回路。
改造中水力條件優(yōu)化也值得重視。過(guò)去我國在污水處理廠(chǎng)升級改造中往往比較忽略水利條件優(yōu)化，均勻布水?，F在，特別是大型污水處理廠(chǎng)提標改造中需要優(yōu)化水力流態(tài)。“在初沉池進(jìn)水配水過(guò)程中，可以增設水下推動(dòng)器，但是需要計算合理的推動(dòng)力。”
“在優(yōu)化運行管理方面，應當提高M(jìn)LSS濃度。此外，在不同季節采用不同運行模式，保證出水穩定性，而不能全年用一個(gè)運行模式。”杭世珺說(shuō)。
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湘潭最大污水處理廠(chǎng)提標改造
設計20萬(wàn)噸/日規模水質(zhì)將達一級A
中國環(huán)境報綜合報道 湖南省湘潭市河西污水處理廠(chǎng)20萬(wàn)噸/日的提標改造項目工程預計今年10月底竣工，屆時(shí)污水處理廠(chǎng)的出水水質(zhì)可達《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》一級A標準。
河西污水處理廠(chǎng)現為湘潭最大的污水處理廠(chǎng)，日處理規模15萬(wàn)噸，目前的污水排放標準為一級B標準。
據了解，這一提標改造工程將按照20萬(wàn)噸/日的規模進(jìn)行建設，主要建設項目包括濾布濾池、加氯消毒池等項目的新建，同時(shí)將對紫外線(xiàn)消毒池、氧化溝等進(jìn)行改造、增加設備。這次提標改造項目占地約15畝，總投資1億多元，為2014年湖南省、市重點(diǎn)建設生態(tài)環(huán)保類(lèi)項目。
據河西污水處理廠(chǎng)的相關(guān)負責人介紹，提標改造項目建成后，出水中所含的懸浮物、生化需氧量、總磷、總氮能得到大幅下降。
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