上海市政研究院總工程師張辰詳解南方污水廠升級(jí)改造技術(shù)
升級(jí)改造工程采用的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí)
在升級(jí)改造過(guò)程中,首先我們要確定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),到底是一級(jí)A還是一級(jí)B,在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中間,大家除了對(duì)數(shù)字要有很好的了解,很好的計(jì)算之外,對(duì)它的適應(yīng)條件也應(yīng)該進(jìn)行研究,比如說(shuō)一級(jí)A、一級(jí)B有一個(gè)適用性的條件。我個(gè)人覺(jué)得,從污染物的消減來(lái)說(shuō),應(yīng)該從整個(gè)環(huán)境的角度來(lái)進(jìn)行分析。如果我們從一級(jí)B到一級(jí)A增加一些處理設(shè)施,取得一些效果,是不是這個(gè)城市,這個(gè)流域馬上就要做的事。比如說(shuō)我們要懸浮物SS從一級(jí)B到一級(jí)A,不要小看這個(gè)事,一般污水處理廠到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)還是有可能的,也就是說(shuō)我們控制在SS20毫克升是有可能的,如果到10毫克升肯定要加過(guò)濾設(shè)施。磷也是這樣的。
整個(gè)污水處理廠標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該考慮地域和水域的特點(diǎn),提出合理的污水處理標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)一些重點(diǎn)流域、重點(diǎn)區(qū)域(比如太湖),就提出一個(gè)很高的標(biāo)準(zhǔn),一定要達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。既然國(guó)家制定了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),我們就應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
升級(jí)改造工程
我們談的升級(jí)改造,從常規(guī)的活性污泥法二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)提高到一級(jí)B或者一級(jí)A,首先要考慮到脫氮除磷,調(diào)整活性污泥工藝,增加厭氧、缺氧等處理工藝,提高氮、磷的去除率。第二種采用生物膜工藝。
提到升級(jí)改造大家覺(jué)得就是生物反應(yīng)池,其實(shí)還有很多方法,如水力改造和設(shè)備改造。水力改造的作用是改善流量分配不均、短流、死水區(qū)、密度流、射流和污泥流失等問(wèn)題。沉淀池的改造是很有潛力可挖的。從進(jìn)水如何均勻的分配出去,在進(jìn)水旁邊有一個(gè)倒流筒,如何合理分配流量,在出水區(qū)有幾塊擋板,不是每一個(gè)池子都要加這些擋板,現(xiàn)在我們?cè)O(shè)計(jì)幾乎沒(méi)有。
污泥處理也是這樣,污泥底部加幾塊擋板,使得污泥有上升的過(guò)程。從水的流態(tài)考慮,這幾塊擋板就是發(fā)揮沉淀池的作用。從水面流態(tài)來(lái)看,理論上計(jì)算,在實(shí)際上真正發(fā)揮每一個(gè)體積,每一個(gè)面積還有很大的潛力可挖,所以這些潛力也是我們升級(jí)改造的很重要的內(nèi)容。
最近我們?cè)谝粋(gè)污水處理廠做試驗(yàn),國(guó)外許多公司對(duì)擋板的設(shè)計(jì)有很大計(jì)算機(jī)模型,我們?cè)谏虾R苍谧鲈囼?yàn)研究,加幾塊擋板。在出水處,出水槽方底部或者斜面上加一塊擋板,對(duì)整個(gè)處理的改善都很有效。
另外,設(shè)備更新很快,污水廠的整個(gè)環(huán)境也很差,經(jīng)過(guò)若干年存在效率低下的問(wèn)題,所以要對(duì)一些設(shè)備進(jìn)行改造。其中增加在線監(jiān)測(cè)和控制設(shè)備,提高污水處理的運(yùn)行水平,采用先進(jìn)的控制方式,有效控制一定的溶氧水平,降低供氧量,降低能耗。
升級(jí)改造工程方案
關(guān)于升級(jí)改造的工程方案,我選擇了三個(gè)比較有特色的例子。
比如說(shuō),第一個(gè)就是上海曲陽(yáng)污水處理廠雙污泥處理系統(tǒng)。由于脫氮和除磷需要的活性污泥的狀態(tài),包括泥齡、供氧條件不同,如果在一個(gè)水池里面采用A2O的工藝,那么污泥負(fù)荷、污泥泥齡都要選擇一個(gè)合適的值。合適的不一定是高效的,雙污泥系統(tǒng)就是把這兩個(gè)系統(tǒng)分開(kāi),選擇高效的短泥齡來(lái)達(dá)到除磷效果。這個(gè)廠在原有的活性污泥法的情況下,沒(méi)有增加產(chǎn)地,同時(shí)還減少了一座初沉池,增加了用地面積,再加一些設(shè)備改造、除臭等措施。改造后出水標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到了一級(jí)B,而且對(duì)周邊環(huán)境的影響也降到了最低,現(xiàn)在應(yīng)該運(yùn)行還是比較穩(wěn)定的。
第二個(gè)是上海泗塘污水處理廠。我們?cè)诟脑爝\(yùn)行過(guò)程中碰到很多問(wèn)題,就是臨時(shí)設(shè)施和停水。改造肯定對(duì)現(xiàn)有的運(yùn)行有影響,環(huán)保部門就提出不應(yīng)該停下來(lái),如何把影響降低到最低的限度,我們采用了另外一種改造的方法。這個(gè)廠原來(lái)是生物反應(yīng)池,我們又增加了一個(gè)生物反應(yīng)池,原有的都不變,新建的采用缺氧-好氧工藝。改造完成后形成兩種形式,一半以除磷為主,一半以脫氮為主。整個(gè)標(biāo)準(zhǔn)算下來(lái)只能達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)樯虾S嘘P(guān)領(lǐng)導(dǎo)也比較客觀,沒(méi)有地了,不可能再改造了,所以允許,但是比原有污水處理廠的效果有提高。
第三個(gè)就是唐山西郊污水處理廠。要達(dá)到回用水或者一級(jí)A,典型后面加了東西,比如說(shuō)增加曝氣生物濾池來(lái)脫氮,增加化學(xué)除磷來(lái)除磷,然后通過(guò)纖維濾池過(guò)濾達(dá)到SS的去除。
升級(jí)改造工程的步驟
第一、開(kāi)展污水處理廠的全面分析,包括運(yùn)行參數(shù)收集、工藝水力計(jì)算、設(shè)施設(shè)備評(píng)價(jià),確定改造內(nèi)容;第二、編制污水處理廠改造方案,并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,確定推薦方案;第三、編制污水處理廠實(shí)施方案,如何一步一步來(lái)實(shí)施,對(duì)能不能成功改造一個(gè)污水處理廠很重要的環(huán)節(jié),要提出工程改造分組分段改造的實(shí)施方案,將對(duì)正在運(yùn)行的污水處理廠的影響降到最低程度。
最后,談幾點(diǎn)個(gè)人的想法,一是要充分研究確定合理的標(biāo)準(zhǔn)等級(jí),取得最佳的投入效益比;二是要加強(qiáng)收集系統(tǒng)的建設(shè)和管理,提高污水有效收集率,提高污水廠污染物有效削減率;三是在全面分析的基礎(chǔ)上,提出合理改造方案和實(shí)施方案,兼顧污水處理廠的正常運(yùn)行。
精彩問(wèn)答
提問(wèn)1:現(xiàn)在我國(guó)的污水處理廠的升級(jí)改造,市場(chǎng)的空間大概有多大,有多少污水處理廠需要改造,順便問(wèn)一下,您最近接觸的改造項(xiàng)目,改造之后污水處理的成本提高了多少?還有投入的資金來(lái)源的情況?
張辰:污水處理廠升級(jí)改造的市場(chǎng)空間還是很大的,因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在整個(gè)污水處理廠的建設(shè)還是嚴(yán)重滯后的。對(duì)污水處理廠升級(jí)改造而言,現(xiàn)在重點(diǎn)流域、重大城市的污水處理廠升級(jí)改造在不斷進(jìn)行,接下來(lái)其它的一些中小型污水處理廠也存在升級(jí)改造的問(wèn)題,這是目前的狀況。我相信,隨著我們對(duì)水環(huán)境認(rèn)識(shí)的逐步提高,標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步嚴(yán)格,升級(jí)改造將來(lái)還會(huì)逐步的深入,會(huì)提到更高的高度。我們對(duì)于城市污水處理廠人工的處理方式應(yīng)該解決一些自然界不能解決的一些污染物,否則這些污染物會(huì)永遠(yuǎn)在我們生態(tài)系統(tǒng)中間循環(huán),到一定程度對(duì)人的身體健康都會(huì)有影響。另外,升級(jí)改造的工程量還是很大的,升級(jí)改造投資就有4000萬(wàn),接近800塊錢一平方,可能每噸水處理常規(guī)也就是1000塊錢左右,當(dāng)然它的投入除了污水處理廠本身的升級(jí)改造之外,除臭、設(shè)備改造要同步跟上。升級(jí)改造后的運(yùn)行費(fèi)用一定會(huì)有增加,我們可以通過(guò)采用一些高效的設(shè)備,使運(yùn)行費(fèi)不會(huì)增加很多。如何選擇一個(gè)合理的標(biāo)準(zhǔn)、方案,兼顧投資和運(yùn)行費(fèi)用,是我們一些研究工作者或者設(shè)計(jì)工作者應(yīng)該廣泛研究的內(nèi)容。
提問(wèn)2:現(xiàn)在很多污水處理廠面臨著碳源不足的問(wèn)題。如果是改造成一級(jí)B,或者一級(jí)A,有的會(huì)碳源嚴(yán)重不足,對(duì)于這些碳源不足的污水處理廠,我們既要考慮脫氮,還要考慮除磷,作為您來(lái)說(shuō),是考慮外加碳源作為全部的生物脫氮除磷,還是考慮輔助的化學(xué)除磷?
張辰:這是一個(gè)很好的問(wèn)題。最近我們?cè)谏钲谝粋(gè)污水處理廠做了一個(gè)合理有效分配碳源的多回流、多模式的工藝,主要是在渠道的布置上合理的分配,使得我們有限的碳源能夠得到綜合的利用。從目前的研究狀況來(lái)看,我個(gè)人認(rèn)為,通過(guò)我們的合理分配碳源,穩(wěn)定一定的COD還是能夠達(dá)到的。最近上海也在探討總氮能不能達(dá)到10毫克升,通過(guò)我們自身污水處理廠的有效分配比較難達(dá)到10毫克升。無(wú)非是兩個(gè)途徑,一個(gè)是充分利用自身的途徑,譬如說(shuō)我們的污泥,污泥的上清液如何進(jìn)一步處理來(lái)補(bǔ)充有效的碳源。另外一種,就是外加碳源。對(duì)于這兩種技術(shù)來(lái)說(shuō),如果達(dá)到10毫克升的話,通過(guò)污泥自身的一些處理補(bǔ)充碳源可能還會(huì)達(dá)到。如果總氮還要提高,提高到8,提高到5,肯定是要外加碳源,對(duì)于外加碳源我覺(jué)得中國(guó)肯定會(huì)做,但是并不會(huì)在目前這個(gè)階段做,因?yàn)槲覀冎袊?guó)中西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)還很多,污水處理廠還是要先把污水收集起來(lái),把大量污染物削減,使得一些主要指標(biāo)達(dá)標(biāo),到了一定的程度我們?cè)偻饧右恍┯袡C(jī)污染物、一些碳源。
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