何伶?。航K省太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠新一輪提標建設
“目前,全國污水處理行業(yè)已經(jīng)打響了提質(zhì)增效的發(fā)令槍,雖然提質(zhì)增效的重點在管網(wǎng),但污水處理廠的提標建設也是提質(zhì)增效的一個重要的節(jié)點。”江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設廳城市建設處副處長何伶俊在8月16日舉行的“2019(第十一屆)上海水業(yè)熱點論壇”上分享了江蘇省太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠新一輪提標建設的情況。
來源:中國水網(wǎng) 整理:徐冰冰
“目前,全國污水處理行業(yè)已經(jīng)打響了提質(zhì)增效的發(fā)令槍,雖然提質(zhì)增效的重點在管網(wǎng),但污水處理廠的提標建設也是提質(zhì)增效的一個重要的節(jié)點?!苯K省住房和城鄉(xiāng)建設廳城市建設處副處長何伶俊在8月16日舉行的“2019(第十一屆)上海水業(yè)熱點論壇”上分享了江蘇省太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠新一輪提標建設的情況。
何伶俊
何伶俊首先介紹了江蘇省太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠新一輪提標改造的工作背景。
2007年春末夏初,太湖藍藻爆發(fā),引發(fā)無錫供水危機。藍藻事件后,國家對太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠尾水排放提出了更加嚴格的要求。
限期對太湖流域2007年6月底前已建、在建的169座城鎮(zhèn)污水處理廠進行一級A提標改造,總規(guī)模400余萬立方米/日。與此同時,新建城鎮(zhèn)污水處理廠全面執(zhí)行一級A標準。截至2010年底,太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠全部完成提標改造。
2016年的江蘇省“263”行動要求太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行更加嚴格的總氮總磷排放要求,2020年底前,尾水排入太湖水系的一級保護區(qū)內(nèi)所有城鎮(zhèn)污水處理廠實施氮磷特別排放限值,二級保護區(qū)內(nèi)縣以上城市污水處理廠實施氮磷特別排放限值。
2018年6月1日,《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB 32/1072-2018)頒布實施。該標準對包括蘇州市、無錫市、常州市,南京市溧水區(qū)、高淳區(qū),鎮(zhèn)江市丹陽市、句容市、丹徒區(qū)在內(nèi)的太湖地區(qū)提出了要求。
《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》提到,太湖地區(qū)其他區(qū)域內(nèi)接納工業(yè)廢水量大于實際處理水量60%的城鎮(zhèn)污水處理廠,其主要水污染物可按照所接納企業(yè)中最嚴的行業(yè)排放限值執(zhí)行。與江蘇周圍的上海、浙江相比,排放標準大體是持平的。
此輪提標涉及太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠220座,規(guī)模753.76萬m3/d;其中城市污水廠72座,投運規(guī)模529.6萬m3/d;建制鎮(zhèn)污水處理廠148座,投運規(guī)模224.16萬m3/d。
為了做好新一輪提標工作,江蘇委托專業(yè)團隊開展了調(diào)研,形成了兩份調(diào)研報告,一份是重點圍繞一級A后評估,一份是重點圍繞再提標進行調(diào)研。
一、一級A后評估情況
通過開展太湖流域一級A城鎮(zhèn)污水處理廠運行能耗、設備調(diào)研等分析得出分析報告。
一級A后評估-水質(zhì)水量與泥質(zhì)泥量
(1)2007年-2017年太湖流域各市城鎮(zhèn)污水處理廠的處理水量呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢,但進水各指標濃度整體呈下降趨勢。
(2)太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠進水BOD/COD的平均值為0.4,進水可生化性在中等水平;碳氮比偏低,生物脫氮存在碳源不足的問題;BOD/TP維持在28左右,理論上可以滿足生物除磷的需求,但是由于生物脫氮利用了進水中的大量碳源,可能導致生物除磷所需的碳源缺乏;進水SS/BOD均值在1.4左右且呈逐年增長趨勢。
(3)太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠污泥產(chǎn)率一般在5~12 t/萬m3(以80%含水率計)。
一級A后評估-運行成本
(1)處理規(guī)模較小的城鎮(zhèn)污水處理廠由于進水量、設計、運行管理等諸多方面的影響,電耗差異性較大;日處理量大于5萬噸的污水處理廠能耗較為接近,主要集中在每立方米0.25~0.4 Kwh。
(2)四種主流工藝中,耗氧污染物能耗均值由高到低依次為MBR、A2O、SBR、氧化溝。
(3)由于水質(zhì)水量的不同,太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠的運行成本存在較大差異,主要集中在0.33~1.08元/m3。
一級A后評估-設備調(diào)研分析
(1) 太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠格柵存在的主要問題為懸浮物截留效果差和故障率高;針對曝氣沉砂池和旋流沉砂池,其主要問題是除砂效率低、出砂含水率高問題。
(2)在生物處理單元,建議選擇調(diào)節(jié)范圍大的的風機,加強對風機的日常維護管理。
(3) 在深度處理系統(tǒng),應加強對反硝化濾池的監(jiān)控,合理進行碳源的投加;活性砂濾池應該確定合適的反沖洗方式并加強日常管理;選擇濾布濾池時應該充分考慮工藝搭配,避免出現(xiàn)“高效沉淀池+濾布濾池”等不合理的組合工藝形式。
(4) 紫外消毒效果欠佳,無法保障糞大腸桿菌的達標排放。
二、再提標調(diào)研情況
通過再提標調(diào)研,調(diào)研組總結(jié)出:提標過程中,TN和TP是提標難點,TN對城鎮(zhèn)污水廠的內(nèi)碳源利用和外碳源投加提出了更高的要求;TP穩(wěn)定達標需要更好的化學除磷控制。對于部分存在難生物降解COD的城鎮(zhèn)污水廠,需要通過模擬試驗確定提標方案。
基于調(diào)研表格反饋、現(xiàn)場普查和蘇錫常三地現(xiàn)場咨詢會內(nèi)容分析,位于太湖流域內(nèi)主要城市無錫、常州和蘇州的城鎮(zhèn)污水處理廠既有共性問題也有地區(qū)特性問題,對問題類型和各城市問題特征進行總結(jié)。總結(jié)的問題主要分為以下三類:工藝設計問題、進水水質(zhì)問題和運行管理問題。
1、工藝設計問題:
預處理系統(tǒng)功能缺失、能力不足、設備故障、過度消耗碳源、復氧嚴重等;
生物處理系統(tǒng)優(yōu)化不足、氧化溝/CAST等工藝提標潛力低,一定數(shù)量需要工程措施;
深度處理負荷不足、衰減嚴重、功能缺失等。
2、進水水質(zhì)問題:
工業(yè)廢水過多和管網(wǎng)滲漏、河水倒灌等;
進水中含有難生物降解COD,工業(yè)廢水影響;
進水碳源不足最為突出,同時還有冬季低水溫問題;
溶解態(tài)有機磷問題。
3、運行管理問題:
運行管理問題主要分為技術(shù)人員缺乏、工藝現(xiàn)狀分析不足、設備儀表運維欠缺等問題;
日常檢測與運行優(yōu)化關聯(lián)性分析不足、評估能力不強;
小型污水處理廠和建成較早的大型污水處理廠更應加強管理。
4、其他問題:
可用占地問題;
水量波動下的水廠超負荷運行問題;
升級改造過程的連續(xù)運行問題。
基于調(diào)研,江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設廳組織編制和發(fā)布了《江蘇省太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠DB32/1072提標技術(shù)指引》。
何伶俊表示,其中的一些技術(shù)不僅僅是針對這一輪提標,也有一些未來長遠發(fā)展的考慮。
一、工作流程與技術(shù)評估
源頭管控
1、生活污水
(1)居住小區(qū)和公共建筑等的生活污水應依法規(guī)范接入市政污水管網(wǎng)。
(2)城鄉(xiāng)規(guī)劃部門依法核發(fā)建設用地規(guī)劃許可時,應采納城鎮(zhèn)排水主管部門意見。
(3)建設單位應按照設計方案建設排水管網(wǎng)等設施。
2、工業(yè)廢水
(1)城鎮(zhèn)排水主管部門應依據(jù)企業(yè)環(huán)評批復和《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標準》(GBT31962-2015),對接管范圍內(nèi)的工業(yè)企業(yè)排水情況進行評估,新建、改建、擴建工業(yè)企業(yè)以及各類開發(fā)區(qū)、工業(yè)集聚區(qū)、循環(huán)園區(qū)(以下統(tǒng)稱工業(yè)園區(qū))內(nèi)產(chǎn)生的工業(yè)廢水,不應接入市政污水管網(wǎng)。
(2)冶金、電鍍、化工、印染、原料藥制造、光伏、垃圾滲濾液等含重金屬或高濃度、難生物降解污染物廢水,不應接入市政污水管網(wǎng);由于歷史原因已經(jīng)接入的,應限期退出。
(3)化肥、焦化、洗毛、制革、石油精煉、煤加工等高含氮工業(yè)廢水,不應接入市政污水管網(wǎng);由于歷史原因已經(jīng)接入的,需給予特別關注和監(jiān)控,在進一步強化源頭管控的基礎上,應經(jīng)評估后確定是否限期退出。
(4)城鎮(zhèn)排水主管部門應對已接入市政污水管網(wǎng)的工業(yè)企業(yè)排水戶進行評估,未達到相關要求的應限期整改;達到相關要求的依法核發(fā)污水排入排水管網(wǎng)許可證。
(5)已獲許可的工業(yè)企業(yè)應將接入口位置、排水方式、主要排放污染物等信息主動向社會公示,接受公眾和相關部門監(jiān)督。
3、河湖水及施工降水
(1)河湖水不得進入市政污水管網(wǎng)。有條件時,應合理控制河湖水體水位,防止倒灌進入市政排水系統(tǒng)。
(2)施工降水或基坑排水不宜排入市政污水管網(wǎng),鼓勵采取自行處理措施,并將處理后水質(zhì)較好的施工降水或基坑排水直接利用或用于河道生態(tài)補水。
4、管網(wǎng)運維保障
(1)應制定完善的管網(wǎng)運行維護保障計劃。
(2)應加強排水管網(wǎng)的驗收、運行、巡查、養(yǎng)護與維修,保障排水管網(wǎng)及其附屬設施的安全穩(wěn)定運行,提升管網(wǎng)綜合管理水平。
(3)鼓勵按《排水管道維護安全技術(shù)規(guī)程》(CJJ 6-2009)相關規(guī)定,采用CCTV、QV等數(shù)字化設備開展排水管網(wǎng)功能性和結(jié)構(gòu)性缺陷檢測,并根據(jù)檢測結(jié)果及時對排水管網(wǎng)進行修復完善。
(4)應建立泵站、管網(wǎng)、污水處理廠的聯(lián)動調(diào)度機制,防止管網(wǎng)冒溢,確保管網(wǎng)安全和污水處理廠正常運行。
(5)鼓勵采用廠、網(wǎng)、受納水體一體化管理模式和專業(yè)化運維方式。
1、源頭管控調(diào)查
擬提標城鎮(zhèn)污水處理廠提標前,應開展源頭管控調(diào)查,包括但不限于以下內(nèi)容:
(1)居住小區(qū)和公共建筑生活污水是否依法規(guī)范接入市政污水管網(wǎng),建設單位是否按照排水設計方案建設管網(wǎng)等設施。
(2)是否存在新建、改建、擴建工業(yè)企業(yè)以及各工業(yè)園區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的工業(yè)廢水接入市政污水管網(wǎng)情況;是否存在冶金、電鍍、化工、印染、原料藥制造、光伏、垃圾滲濾液等含重金屬或高濃度、難生物降解污染物廢水接入市政污水管網(wǎng)情況。
(3)是否存在河湖水進入市政污水管網(wǎng)情況;是否存在施工降水或基坑排水進入市政污水管網(wǎng)情況。
(4)是否有完善的排水管網(wǎng)及其附屬設施的運行監(jiān)管系統(tǒng);是否建立完善的管網(wǎng)運行維護保障計劃并定期開展管網(wǎng)排查和清淤;是否建立有效的廠、站、網(wǎng)聯(lián)動調(diào)度機制。
2、水質(zhì)水量特征分析
水量分析
(1)根據(jù)服務區(qū)域內(nèi)水量的日、月、季變化規(guī)律,以及旱、雨季變化特征,合理設定變化系數(shù),保障水量水質(zhì)高峰時段出水達標。
(2)結(jié)合區(qū)域規(guī)劃、排水規(guī)劃,合理確定近遠期規(guī)模、設施布局、建設時序、工程預留措施與用地等。
水質(zhì)分析
(1)現(xiàn)狀水質(zhì)分析
開展擬提標城鎮(zhèn)污水處理廠進出水化學需氧量(CODCr)、五日生化需氧量(BOD5)、懸浮固體(SS)、氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)等水質(zhì)指標日均值的統(tǒng)計分析,包括但不限于概率分布、變化系數(shù)、關聯(lián)關系等。必要時補充連續(xù)24 h的時變化檢測分析。
(2)未來水質(zhì)預測
結(jié)合區(qū)域規(guī)劃、排水規(guī)劃和提質(zhì)增效要求,預測未來水質(zhì)變化趨勢,合理確定擬提標城鎮(zhèn)污水處理廠的水質(zhì)設計值。
水質(zhì)指標測試
(1)應按《城鎮(zhèn)污水處理廠運行、維護及安全技術(shù)規(guī)程》(CJJ 60-2011)要求開展城鎮(zhèn)污水處理廠的水質(zhì)檢測,擬提標城鎮(zhèn)污水處理廠水質(zhì)指標不全、數(shù)據(jù)不足的,應進行補充測試。
(2)重點關注CODCr、TN、TP及BOD5等指標,加強BOD5的日常檢測,作為進水可生化性、碳氮比等參數(shù)分析的重要依據(jù)。
(3)對存在達標難度的指標開展關聯(lián)組分分析,重點關注CODCr中溶解性難生物降解CODCr組分、TN中硝態(tài)氮和出水溶解性不可氨化有機氮組分、TP中溶解性難化學沉淀TP組分。
3、主要達標影響因素識別
1)、SS/BOD5(或SS/CODCr)
進入生物系統(tǒng)的SS/BOD5(或SS/CODCr)可間接影響活性污泥產(chǎn)率和污泥活性,當SS/BOD5>1.5時,應采取強化沉砂效果、設置初沉池或具有同等功能的措施,強化無機懸浮固體去除。
2)、BOD5/TN(或CODCr/TN)(單位硝態(tài)氮需BOD5量1:5)
進水BOD5/TN(或CODCr/TN)反映生物脫氮潛力,進水TN濃度越高,所需的進水BOD5/TN越高。
3)、BOD5/TP(或CODCr/TP)( BOD5/TP >20)
進水BOD5/TP(或CODCr/TP)反映生物除磷潛力,比值越高,生物除磷潛力越大。
4)、冬季低水溫條件的影響分析
低溫會明顯影響活性污泥性能。對低溫時段進行統(tǒng)計分析,必要時測定硝化速率,并考慮采取提升硝化生物量及硝化菌活性的措施。
4、關鍵指標達標難點分析
1)、化學需氧量(CODcr)
主要難點為進水中溶解性難生物降解CODcr。溯源并加強源頭管控。
2)、氨氮(NH3-N)
NH3-N受水溫、HRT、DO、pH、堿度、MLVSS/MLSS、污泥濃度等綜合影響。冬季低水溫為難點。
3)、總氮(TN)
出水TN達標影響因素包括進水BOD5/TN(或CODCr/TN)、進水碳源構(gòu)成及分配、泥齡、水溫、混合液回流比、缺氧環(huán)境(HRT、DO、混合條件、ORP)、外部碳源投加(種類、點位、投加量)等。硝態(tài)氮和溶解性不可氨化有機氮是達標難點。
4)、總磷(TP)
出水TP達標影響因素:生物除磷包括進水BOD5/TP(或CODCr/TP)、進水碳源構(gòu)成及分配、pH、泥齡、水溫、厭氧環(huán)境(停留時間、DO、混合條件、ORP、硝態(tài)氮)等;化學除磷包括藥劑種類、投加點、投加量、混合條件(方式、時間、強度)等。溶解性難化學沉淀TP是達標難點。
5、工藝運行效能測試
為科學合理的制定提標工藝技術(shù)方案,在編制提標技術(shù)方案前,宜自行或委托專業(yè)機構(gòu)對擬提標城鎮(zhèn)污水處理廠開展工藝全流程效能測試與評估,特別是進水水質(zhì)條件復雜的污水處理廠。污水處理廠工藝全流程效能評估,主要包括預處理系統(tǒng)的能效評估、生物處理系統(tǒng)的能效評估和深度處理系統(tǒng)的能效評估。
6、設備儀表及電氣自控評估
對設備、儀表及自控水平進行總體評估,包括核心設備運行和調(diào)控能力、在線儀表布設及運行維護情況、自控系統(tǒng)建設和運行效果(對水質(zhì)水量和運行環(huán)境變化的監(jiān)控和響應能力),同時兼顧電氣系統(tǒng)的容量配置評估。
7、用地調(diào)查
對可用于提標建設的土地情況進行調(diào)查,分析提標建設用地條件。
8、運行管理能力評估
對運行管理人員的教育背景、專業(yè)能力、工作經(jīng)驗等進行綜合評估。運行管理人員應經(jīng)培訓合格上崗。
9、建設時序與預案研究
擬提標城鎮(zhèn)污水處理廠應就提標建設期間的處理規(guī)模、運行難點、達標考核及可能發(fā)生的不利情況與生態(tài)環(huán)境部門和城鎮(zhèn)排水主管部門溝通。建設過程中優(yōu)先考慮廠廠、網(wǎng)網(wǎng)和站站之間的水量調(diào)度,分析先擴建后改造或分組提標的可能性,并制定提標建設期間的運行風險控制預案。
二、處理工藝
處理工藝包含預處理、生物處理、深度處理。在預處理中,水泵出水口處、沉砂池出水端應盡量減少跌水復氧,降低碳源損耗。后續(xù)的生物處理、深度處理環(huán)節(jié)都應非常重視氧氣的管控。
三、尾水濕地
針對DB 32/1072-2018 要求的“廠區(qū)排口出水達到GB18918一級A標準的城鎮(zhèn)污水處理廠,在其排口下游建設人工濕地水質(zhì)凈化工程,且工程建設符合HJ2005要求時,可以以濕地的出口作為污水處理設施最終的排口進行水質(zhì)達標檢測”,何伶俊表示,尾水濕地的主要功能是提升出水的生態(tài)安全性,增強生態(tài)景觀效果;具有一定的水質(zhì)凈化效果,但受季節(jié)、環(huán)境、動植物生命活動等影響較大,因此在《指引》中特別強調(diào),不得將城鎮(zhèn)污水處理廠出水的考核采樣點設置于尾水濕地出水口。
尾水濕地在昆山市、張家港市、太倉市等地污水處理廠已經(jīng)得到了實踐應用。
何伶俊最后對目前江蘇省城鎮(zhèn)污水處理廠新一輪提標建設的工作推進狀況進行了介紹,太湖地區(qū)共計214座城鎮(zhèn)污水處理廠,其中處于一二級保護區(qū)的45座,其他區(qū)域的169座。計劃采取工程措施進行提標的有109座,采取優(yōu)化運行管理措施進行提標的有95座(10座污水處理廠計劃遷建或關停),目前已有4座污水處理廠完成提標、1個污水處理廠完成優(yōu)化運行管理工作。
“結(jié)合城鎮(zhèn)污水處理廠新一輪提標建設,江蘇城鎮(zhèn)污水處理將從 “工程水”階段進入“生態(tài)水”階段,這是江蘇治水理念的新提升?!彼龔娬{(diào)。