污水處理系統(tǒng)新階段提質(zhì)增效的現(xiàn)狀和途徑
隨著黑臭水體治理深入,我國污水處理系統(tǒng)進(jìn)入提質(zhì)增效階段,這一階段有哪些目標(biāo)?該如何實(shí)現(xiàn)這一階段的目標(biāo)?近日,北控水務(wù)研究院常務(wù)副院長薛曉飛先生做了題為“污水處理系統(tǒng)提質(zhì)增效”的分享,從國情國策出發(fā),結(jié)合實(shí)際案例分析,對(duì)污水處理系統(tǒng)新階段提質(zhì)增效的現(xiàn)狀和途徑進(jìn)行了解讀 。
習(xí)近平總書記指出,“在治水上有不少問題要解決,其中有一個(gè)問題非常迫切,就是要加快補(bǔ)齊城鎮(zhèn)污水收集和處理設(shè)施短板。這方面欠賬太多。根據(jù)中央環(huán)境保護(hù)督察組提供的情況,甚至一些直轄市、沿海發(fā)達(dá)省份、經(jīng)濟(jì)特區(qū)都有大量污水直排。要定個(gè)硬目標(biāo),全力攻克,盡快實(shí)現(xiàn)污水管網(wǎng)全覆蓋、全收集、全處理。否則,一邊治,一邊排,效果就會(huì)事倍功半。”
隨著黑臭水體治理深入,我國污水處理系統(tǒng)進(jìn)入提質(zhì)增效階段!冻擎(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動(dòng)方案 (2019—2021年)》提出了新的目標(biāo),即經(jīng)過3年努力,地級(jí)及以上城市建成區(qū)基本無生活污水直排口,基本消除城中村、老舊城區(qū)和城鄉(xiāng)結(jié)合部生活污水收集處理設(shè)施空白區(qū),基本消除黑臭水體,城市生活污水集中收集效能顯著提高。
其中包含三個(gè)主要目標(biāo):
1 提高污水收集處理率,盡快實(shí)現(xiàn)污水管網(wǎng)全覆蓋、全收集、全處理;
2 對(duì)進(jìn)入市政污水收集管網(wǎng)的工業(yè)企業(yè)進(jìn)行排查,不能被城鎮(zhèn)污水廠有效處理或可能影響污水廠出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的,要限期退出!
3 提質(zhì)增效要因地制宜的制定本地區(qū)的污水收集率和BOD濃度等。
以上目標(biāo)需從四個(gè)方面實(shí)現(xiàn):
1 補(bǔ)足短板:推進(jìn)生活污水收集處理設(shè)施改造和建設(shè);
2 完善機(jī)制:健全排水管理長效機(jī)制;
3 創(chuàng)新模式:完善激勵(lì)支持政策;
4 保障實(shí)施:強(qiáng)化責(zé)任落實(shí)。
行業(yè)監(jiān)管由“污水處理”向“污水收集”的轉(zhuǎn)變
2000年以來我國城鎮(zhèn)污水處理能力以每年不低于500×104m3/d的規(guī)?焖僭鲩L,尤其是2001年—2009年污水處理率的年增長幅度均超過5個(gè)百分點(diǎn);到2018年,75%以上的設(shè)市城市污水處理率超過90%,40%以上超過95%。2019年統(tǒng)計(jì)顯示,我國污水實(shí)際收集處理率仍然較低,實(shí)際污水進(jìn)水濃度遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)進(jìn)水濃度是普遍現(xiàn)象。
管網(wǎng)問題成為城鎮(zhèn)污水處理體系的難點(diǎn)和痛點(diǎn)
管網(wǎng)監(jiān)測(cè)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)包括城區(qū)污水管網(wǎng),城區(qū)污水泵站,城區(qū)雨水管網(wǎng),城區(qū)雨水泵站,小區(qū)污水接入點(diǎn),小區(qū)雨水接入點(diǎn)。硬件是基礎(chǔ),軟件是核心。軟件系統(tǒng)包括物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),GIS系統(tǒng),在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),水力模型系統(tǒng),入流入滲評(píng)估系統(tǒng),綜合調(diào)度系統(tǒng)。
排水體系提升要兼顧“雨污分流”與“清污分流”
合流制并不是我國獨(dú)有,東京、巴黎、華盛頓等發(fā)達(dá)國家大都市的老城區(qū)同樣也是以合流制為主,德國全國的合流制占比超過50%;雨污不分是老舊城區(qū)的通病,運(yùn)行良好的合流制排水管道可將旱季排入收集系統(tǒng)的所有污染物輸送至污水處理廠,不應(yīng)出現(xiàn)旱季污水直排。
我國合流制排水系統(tǒng)與發(fā)達(dá)國家的最大差距是合流制溢流污染(CSO)控制問題;歐美、日本等發(fā)達(dá)國家合流制區(qū)域多數(shù)按截流倍數(shù)設(shè)置了污水處理廠雨季處理能力(日本3W);清污不分的問題是導(dǎo)致國內(nèi)污水處理體系低效能運(yùn)行的核心。
構(gòu)建以污染物削減為目標(biāo)的“城鎮(zhèn)排水體系”
應(yīng)根據(jù)流域、區(qū)域的水系定位、承載力、水環(huán)境敏感性等來制定科學(xué)可行的指標(biāo);站在流域、區(qū)域、或城市整體環(huán)境承載評(píng)估的基礎(chǔ)上來開展污染負(fù)荷控制的頂層設(shè)計(jì);綜合考慮近、中、遠(yuǎn)期市政排水體系完善的可能,立足現(xiàn)狀制定污染削減指標(biāo);
所有環(huán)保水務(wù)設(shè)施的設(shè)計(jì)依據(jù)是指標(biāo)體系;明確污染控制策略,制定適應(yīng)當(dāng)?shù)噩F(xiàn)實(shí)特色的污染控制方案;明確路徑,逐步提升當(dāng)?shù)嘏潘w系的質(zhì)與效,提質(zhì)增效。
借鑒案例:比如歐盟水框架指令(WFD),以構(gòu)建完整的生態(tài)系統(tǒng)為目標(biāo),形成了龐大的統(tǒng)一的水資源管理體系,包括河、湖、塘以及排水系統(tǒng),地表水、地下水系統(tǒng),采用“聯(lián)合”控制的方式實(shí)現(xiàn)了流域綜合管理。美國的排水體系提升進(jìn)程經(jīng)歷了近三十年的時(shí)間,其徑流污染控制的戰(zhàn)略主線可歸納為“《清潔水法》CWA-TMDL計(jì)劃-NPDES”體系。美國的CSO控制思路,總體上由2010年前的“灰色主導(dǎo)”逐漸變?yōu)?010年之后的“灰綠結(jié)合”,更加注重雨水、污水等源頭調(diào)蓄、源頭分散、源頭處理設(shè)施的系統(tǒng)決策。從美國經(jīng)驗(yàn)來看,合流制溢流污染控制+排水管網(wǎng)新建改造將是我國污水處理提標(biāo)、提效的重點(diǎn),其政策和機(jī)制保障措施有三:
1、城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)、運(yùn)營和維護(hù)的多元化資金保障;
2、廣泛的私人企業(yè)參與和完善的承包商制度;
3、排水管網(wǎng)各責(zé)任主體之間協(xié)調(diào)機(jī)制的完善。
城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施高品質(zhì)處理的主要技術(shù)方向
01 處理標(biāo)準(zhǔn)
02 技術(shù)路線
▲提標(biāo)改造項(xiàng)目:
①改造現(xiàn)有設(shè)施:挖掘生化處理潛能,通過增容、調(diào)整設(shè)備、優(yōu)化控制、分區(qū)等措施;
②現(xiàn)有設(shè)施降低規(guī)模+擴(kuò)建補(bǔ)充規(guī)模=總規(guī)模達(dá)標(biāo);
③現(xiàn)有設(shè)施+深度處理。
▲新建項(xiàng)目:
①強(qiáng)化脫氮除磷生物工藝+深度處理;
②同步硝化反硝化及脫氮除磷工藝;
③MBR等膜工藝。
03 案例分析
工藝流程 1:
預(yù)處理+分段進(jìn)水多級(jí)A2O+二沉+高效沉淀池+過濾+(臭氧)+消毒
該工藝流程適合新建一般市政污水高品質(zhì)水出水項(xiàng)目,通過采用分段進(jìn)水多級(jí)A2O,強(qiáng)化前段生化處理的脫氮效果,省去后續(xù)反硝化濾池工藝,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo),投資及運(yùn)行成本低。
小知識(shí)
人工濕地
用人工筑成水池或溝槽,底面鋪設(shè)防滲漏隔水層,充填一定深度的基質(zhì)層,種植水生植物,利用基質(zhì)、植物、微生物的物理、化學(xué)、生物三重協(xié)同作用使污水得到凈化。按照污水流動(dòng)方式,分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直潛流人工濕地。(《人工濕地污水處理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ 2005-2010))
深床濾池
反硝化深床濾池是集生物脫氮及過濾功能合二為一的處理單元,濾料采用2~3mm 石英砂介質(zhì),濾床深度通常為1.8m以上,濾池保證脫氮的同時(shí)可保證出水SS低于5mg/L 以下。
混凝氣浮
混凝池中,污水中的SS、磷和混凝劑生成小的絮體,并在絮凝池中變大為礬花。在氣浮反應(yīng)區(qū),溶氣水和進(jìn)水充分混合,產(chǎn)生微氣泡,將礬花帶入污泥層,通過刮泥機(jī)去除。高速氣浮上升流速可達(dá)20~30 m/h。除磷效果較混凝沉淀更優(yōu)。
混凝沉淀
加磁高密度沉淀池。磁粉作為晶核,與懸浮物膠體顆粒碰撞,有利于脫穩(wěn)并形成絮體,CoMag使得每個(gè)絮體都包裹磁粉,SS去除率更高,沉淀速度也更快。表面負(fù)荷15m/h以上。
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