何伶俊:江苏省太湖流域城镇污水处理厂新一轮提标建设

2019-08-23 17:44:21 721

“目前,全国污水处理行业已经打响了提质增效的发令枪,虽然提质增效的重点在管网,但污水处理厂的提标建设也是提质增效的一个重要的节点。”江苏省住房和城乡建设厅城市建设处副处长何伶俊在8月16日举行的“2019(第十一届)上海水业热点论坛”上分享了江苏省太湖流域城镇污水处理厂新一轮提标建设的情况。


来源:中国水网    整理:徐冰冰



“目前,全国污水处理行业已经打响了提质增效的发令枪,虽然提质增效的重点在管网,但污水处理厂的提标建设也是提质增效的一个重要的节点。”江苏省住房和城乡建设厅城市建设处副处长何伶俊在8月16日举行的“2019(第十一届)上海水业热点论坛”上分享了江苏省太湖流域城镇污水处理厂新一轮提标建设的情况。


何伶俊


工作背景


何伶俊首先介绍了江苏省太湖流域城镇污水处理厂新一轮提标改造的工作背景。

 

2007年春末夏初,太湖蓝藻爆发,引发无锡供水危机。蓝藻事件后,国家对太湖流域城镇污水处理厂尾水排放提出了更加严格的要求。

 

限期对太湖流域2007年6月底前已建、在建的169座城镇污水处理厂进行一级A提标改造,总规模400余万立方米/日。与此同时,新建城镇污水处理厂全面执行一级A标准。截至2010年底,太湖流域城镇污水处理厂全部完成提标改造。

 

2016年的江苏省“263”行动要求太湖流域城镇污水处理厂执行更加严格的总氮总磷排放要求,2020年底前,尾水排入太湖水系的一级保护区内所有城镇污水处理厂实施氮磷特别排放限值,二级保护区内县以上城市污水处理厂实施氮磷特别排放限值。

 

2018年6月1日,《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》(DB 32/1072-2018)颁布实施。该标准对包括苏州市、无锡市、常州市,南京市溧水区、高淳区,镇江市丹阳市、句容市、丹徒区在内的太湖地区提出了要求。



《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》提到,太湖地区其他区域内接纳工业废水量大于实际处理水量60%的城镇污水处理厂,其主要水污染物可按照所接纳企业中最严的行业排放限值执行。与江苏周围的上海、浙江相比,排放标准大体是持平的。

 

此轮提标涉及太湖地区城镇污水处理厂220座,规模753.76万m3/d;其中城市污水厂72座,投运规模529.6万m3/d;建制镇污水处理厂148座,投运规模224.16万m3/d。 

调研情况


为了做好新一轮提标工作,江苏委托专业团队开展了调研,形成了两份调研报告,一份是重点围绕一级A后评估,一份是重点围绕再提标进行调研。

 

一、一级A后评估情况

 

通过开展太湖流域一级A城镇污水处理厂运行能耗、设备调研等分析得出分析报告。

 

一级A后评估-水质水量与泥质泥量

 

(1)2007年-2017年太湖流域各市城镇污水处理厂的处理水量呈现出逐年上升的趋势,但进水各指标浓度整体呈下降趋势。

(2)太湖流域城镇污水处理厂进水BOD/COD的平均值为0.4,进水可生化性在中等水平;碳氮比偏低,生物脱氮存在碳源不足的问题;BOD/TP维持在28左右,理论上可以满足生物除磷的需求,但是由于生物脱氮利用了进水中的大量碳源,可能导致生物除磷所需的碳源缺乏;进水SS/BOD均值在1.4左右且呈逐年增长趋势。

(3)太湖流域城镇污水处理厂污泥产率一般在5~12 t/万m3(以80%含水率计)。

 

一级A后评估-运行成本

 

(1)处理规模较小的城镇污水处理厂由于进水量、设计、运行管理等诸多方面的影响,电耗差异性较大;日处理量大于5万吨的污水处理厂能耗较为接近,主要集中在每立方米0.25~0.4 Kwh。

(2)四种主流工艺中,耗氧污染物能耗均值由高到低依次为MBR、A2O、SBR、氧化沟。

(3)由于水质水量的不同,太湖流域城镇污水处理厂的运行成本存在较大差异,主要集中在0.33~1.08元/m3。

 

一级A后评估-设备调研分析

 

(1) 太湖流域城镇污水处理厂格栅存在的主要问题为悬浮物截留效果差和故障率高;针对曝气沉砂池和旋流沉砂池,其主要问题是除砂效率低、出砂含水率高问题。


(2)在生物处理单元,建议选择调节范围大的的风机,加强对风机的日常维护管理。


(3) 在深度处理系统,应加强对反硝化滤池的监控,合理进行碳源的投加;活性砂滤池应该确定合适的反冲洗方式并加强日常管理;选择滤布滤池时应该充分考虑工艺搭配,避免出现“高效沉淀池+滤布滤池”等不合理的组合工艺形式。


(4) 紫外消毒效果欠佳,无法保障粪大肠杆菌的达标排放。

 

二、再提标调研情况

 

通过再提标调研,调研组总结出:提标过程中,TN和TP是提标难点,TN对城镇污水厂的内碳源利用和外碳源投加提出了更高的要求;TP稳定达标需要更好的化学除磷控制。对于部分存在难生物降解COD的城镇污水厂,需要通过模拟试验确定提标方案。



基于调研表格反馈、现场普查和苏锡常三地现场咨询会内容分析,位于太湖流域内主要城市无锡、常州和苏州的城镇污水处理厂既有共性问题也有地区特性问题,对问题类型和各城市问题特征进行总结。总结的问题主要分为以下三类:工艺设计问题、进水水质问题和运行管理问题。

 

1、工艺设计问题:


预处理系统功能缺失、能力不足、设备故障、过度消耗碳源、复氧严重等;


生物处理系统优化不足、氧化沟/CAST等工艺提标潜力低,一定数量需要工程措施;


深度处理负荷不足、衰减严重、功能缺失等。


2、进水水质问题:


工业废水过多和管网渗漏、河水倒灌等;


进水中含有难生物降解COD,工业废水影响;


进水碳源不足最为突出,同时还有冬季低水温问题;


溶解态有机磷问题。

 

3、运行管理问题:


运行管理问题主要分为技术人员缺乏、工艺现状分析不足、设备仪表运维欠缺等问题;


日常检测与运行优化关联性分析不足、评估能力不强;


小型污水处理厂和建成较早的大型污水处理厂更应加强管理。

 

4、其他问题:


可用占地问题;


水量波动下的水厂超负荷运行问题;


升级改造过程的连续运行问题。

 

基于调研,江苏省住房和城乡建设厅组织编制和发布了《江苏省太湖地区城镇污水处理厂DB32/1072提标技术指引》。

 

何伶俊表示,其中的一些技术不仅仅是针对这一轮提标,也有一些未来长远发展的考虑。

 

一、工作流程与技术评估

 

源头管控

 

1、生活污水


(1)居住小区和公共建筑等的生活污水应依法规范接入市政污水管网。


(2)城乡规划部门依法核发建设用地规划许可时,应采纳城镇排水主管部门意见。


(3)建设单位应按照设计方案建设排水管网等设施。

 

2、工业废水


(1)城镇排水主管部门应依据企业环评批复和《污水排入城镇下水道水质标准》(GBT31962-2015),对接管范围内的工业企业排水情况进行评估,新建、改建、扩建工业企业以及各类开发区、工业集聚区、循环园区(以下统称工业园区)内产生的工业废水,不应接入市政污水管网。


(2)冶金、电镀、化工、印染、原料药制造、光伏、垃圾渗滤液等含重金属或高浓度、难生物降解污染物废水,不应接入市政污水管网;由于历史原因已经接入的,应限期退出。


(3)化肥、焦化、洗毛、制革、石油精炼、煤加工等高含氮工业废水,不应接入市政污水管网;由于历史原因已经接入的,需给予特别关注和监控,在进一步强化源头管控的基础上,应经评估后确定是否限期退出。


(4)城镇排水主管部门应对已接入市政污水管网的工业企业排水户进行评估,未达到相关要求的应限期整改;达到相关要求的依法核发污水排入排水管网许可证。


(5)已获许可的工业企业应将接入口位置、排水方式、主要排放污染物等信息主动向社会公示,接受公众和相关部门监督。

 

3、河湖水及施工降水


(1)河湖水不得进入市政污水管网。有条件时,应合理控制河湖水体水位,防止倒灌进入市政排水系统。


(2)施工降水或基坑排水不宜排入市政污水管网,鼓励采取自行处理措施,并将处理后水质较好的施工降水或基坑排水直接利用或用于河道生态补水。

 

4、管网运维保障


(1)应制定完善的管网运行维护保障计划。


(2)应加强排水管网的验收、运行、巡查、养护与维修,保障排水管网及其附属设施的安全稳定运行,提升管网综合管理水平。


(3)鼓励按《排水管道维护安全技术规程》(CJJ 6-2009)相关规定,采用CCTV、QV等数字化设备开展排水管网功能性和结构性缺陷检测,并根据检测结果及时对排水管网进行修复完善。


(4)应建立泵站、管网、污水处理厂的联动调度机制,防止管网冒溢,确保管网安全和污水处理厂正常运行。


(5)鼓励采用厂、网、受纳水体一体化管理模式和专业化运维方式。


技术评估

1、源头管控调查

 

拟提标城镇污水处理厂提标前,应开展源头管控调查,包括但不限于以下内容:

 

(1)居住小区和公共建筑生活污水是否依法规范接入市政污水管网,建设单位是否按照排水设计方案建设管网等设施。

 

(2)是否存在新建、改建、扩建工业企业以及各工业园区内产生的工业废水接入市政污水管网情况;是否存在冶金、电镀、化工、印染、原料药制造、光伏、垃圾渗滤液等含重金属或高浓度、难生物降解污染物废水接入市政污水管网情况。

 

(3)是否存在河湖水进入市政污水管网情况;是否存在施工降水或基坑排水进入市政污水管网情况。

 

(4)是否有完善的排水管网及其附属设施的运行监管系统;是否建立完善的管网运行维护保障计划并定期开展管网排查和清淤;是否建立有效的厂、站、网联动调度机制。

 

2、水质水量特征分析

 

水量分析

 

(1)根据服务区域内水量的日、月、季变化规律,以及旱、雨季变化特征,合理设定变化系数,保障水量水质高峰时段出水达标。


(2)结合区域规划、排水规划,合理确定近远期规模、设施布局、建设时序、工程预留措施与用地等。

 

 水质分析

 

(1)现状水质分析


开展拟提标城镇污水处理厂进出水化学需氧量(CODCr)、五日生化需氧量(BOD5)、悬浮固体(SS)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)等水质指标日均值的统计分析,包括但不限于概率分布、变化系数、关联关系等。必要时补充连续24 h的时变化检测分析。

 

(2)未来水质预测


结合区域规划、排水规划和提质增效要求,预测未来水质变化趋势,合理确定拟提标城镇污水处理厂的水质设计值。

 

水质指标测试

 

(1)应按《城镇污水处理厂运行、维护及安全技术规程》(CJJ 60-2011)要求开展城镇污水处理厂的水质检测,拟提标城镇污水处理厂水质指标不全、数据不足的,应进行补充测试。


(2)重点关注CODCr、TN、TP及BOD5等指标,加强BOD5的日常检测,作为进水可生化性、碳氮比等参数分析的重要依据。

 

(3)对存在达标难度的指标开展关联组分分析,重点关注CODCr中溶解性难生物降解CODCr组分、TN中硝态氮和出水溶解性不可氨化有机氮组分、TP中溶解性难化学沉淀TP组分。

 

3、主要达标影响因素识别

 

1)、SS/BOD5(或SS/CODCr)


进入生物系统的SS/BOD5(或SS/CODCr)可间接影响活性污泥产率和污泥活性,当SS/BOD5>1.5时,应采取强化沉砂效果、设置初沉池或具有同等功能的措施,强化无机悬浮固体去除。

 

2)、BOD5/TN(或CODCr/TN)(单位硝态氮需BOD5量1:5)


进水BOD5/TN(或CODCr/TN)反映生物脱氮潜力,进水TN浓度越高,所需的进水BOD5/TN越高。

 

3)、BOD5/TP(或CODCr/TP)( BOD5/TP >20)


进水BOD5/TP(或CODCr/TP)反映生物除磷潜力,比值越高,生物除磷潜力越大。

 

4)、冬季低水温条件的影响分析


低温会明显影响活性污泥性能。对低温时段进行统计分析,必要时测定硝化速率,并考虑采取提升硝化生物量及硝化菌活性的措施。

 

4、关键指标达标难点分析

 

1)、化学需氧量(CODcr)


主要难点为进水中溶解性难生物降解CODcr。溯源并加强源头管控。


2)、氨氮(NH3-N)


NH3-N受水温、HRT、DO、pH、碱度、MLVSS/MLSS、污泥浓度等综合影响。冬季低水温为难点。

 

3)、总氮(TN)


出水TN达标影响因素包括进水BOD5/TN(或CODCr/TN)、进水碳源构成及分配、泥龄、水温、混合液回流比、缺氧环境(HRT、DO、混合条件、ORP)、外部碳源投加(种类、点位、投加量)等。硝态氮和溶解性不可氨化有机氮是达标难点。

 

4)、总磷(TP)


出水TP达标影响因素:生物除磷包括进水BOD5/TP(或CODCr/TP)、进水碳源构成及分配、pH、泥龄、水温、厌氧环境(停留时间、DO、混合条件、ORP、硝态氮)等;化学除磷包括药剂种类、投加点、投加量、混合条件(方式、时间、强度)等。溶解性难化学沉淀TP是达标难点。

 

5、工艺运行效能测试

 

为科学合理的制定提标工艺技术方案,在编制提标技术方案前,宜自行或委托专业机构对拟提标城镇污水处理厂开展工艺全流程效能测试与评估,特别是进水水质条件复杂的污水处理厂。污水处理厂工艺全流程效能评估,主要包括预处理系统的能效评估、生物处理系统的能效评估和深度处理系统的能效评估。

 

6、设备仪表及电气自控评估

 

对设备、仪表及自控水平进行总体评估,包括核心设备运行和调控能力、在线仪表布设及运行维护情况、自控系统建设和运行效果(对水质水量和运行环境变化的监控和响应能力),同时兼顾电气系统的容量配置评估。

 

7、用地调查

 

对可用于提标建设的土地情况进行调查,分析提标建设用地条件。

 

8、运行管理能力评估

 

对运行管理人员的教育背景、专业能力、工作经验等进行综合评估。运行管理人员应经培训合格上岗。

 

9、建设时序与预案研究

 

拟提标城镇污水处理厂应就提标建设期间的处理规模、运行难点、达标考核及可能发生的不利情况与生态环境部门和城镇排水主管部门沟通。建设过程中优先考虑厂厂、网网和站站之间的水量调度,分析先扩建后改造或分组提标的可能性,并制定提标建设期间的运行风险控制预案。

 

二、处理工艺

 

处理工艺包含预处理、生物处理、深度处理。在预处理中,水泵出水口处、沉砂池出水端应尽量减少跌水复氧,降低碳源损耗。后续的生物处理、深度处理环节都应非常重视氧气的管控。



三、尾水湿地

 

针对DB 32/1072-2018 要求的“厂区排口出水达到GB18918一级A标准的城镇污水处理厂,在其排口下游建设人工湿地水质净化工程,且工程建设符合HJ2005要求时,可以以湿地的出口作为污水处理设施最终的排口进行水质达标检测”,何伶俊表示,尾水湿地的主要功能是提升出水的生态安全性,增强生态景观效果;具有一定的水质净化效果,但受季节、环境、动植物生命活动等影响较大,因此在《指引》中特别强调,不得将城镇污水处理厂出水的考核采样点设置于尾水湿地出水口。

 

尾水湿地在昆山市、张家港市、太仓市等地污水处理厂已经得到了实践应用。

 

何伶俊最后对目前江苏省城镇污水处理厂新一轮提标建设的工作推进状况进行了介绍,太湖地区共计214座城镇污水处理厂,其中处于一二级保护区的45座,其他区域的169座。计划采取工程措施进行提标的有109座,采取优化运行管理措施进行提标的有95座(10座污水处理厂计划迁建或关停),目前已有4座污水处理厂完成提标、1个污水处理厂完成优化运行管理工作。

 

“结合城镇污水处理厂新一轮提标建设,江苏城镇污水处理将从 “工程水”阶段进入“生态水”阶段,这是江苏治水理念的新提升。”她强调。




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