今年以來(lái),國家層面政策密集出臺、地方標準持續細化和落地,污水處理廠(chǎng)開(kāi)始走向提質(zhì)增效、節能降耗、提標改造的提速階段。例如,
出于綜合處理效果目標,對污水處理環(huán)節提出更高要求,包括提高進(jìn)水濃度、脫氮除磷工藝增效、精細化運營(yíng)管理等。
出于節能降耗需求,對技術(shù)落后、不滿(mǎn)足有關(guān)標準規范、節能環(huán)保不達標的設施設備提出更新改造計劃。其中,住建廳明確提出:2027年底前,實(shí)施設備更新的污水處理廠(chǎng)300座、泵站700座。
出于減污降碳需求,污水廠(chǎng)開(kāi)始被要求探索綠色低碳,減量化、資源化、能源化再生利用,“建設一批能源資源高效循環(huán)利用的城鎮污水處理綠色低碳標桿廠(chǎng)”也被列入主要環(huán)保任務(wù)之中。
可以看出,行業(yè)關(guān)注重心已經(jīng)從污水廠(chǎng)達標運營(yíng)向提質(zhì)增效擴展,這就對污水處理工藝和技術(shù)提出了更高要求。
而針對多場(chǎng)景下的污水處理需求,污水處理廠(chǎng)優(yōu)化運行和管理升級,將成為各大環(huán)保企業(yè)、技術(shù)管理者和廠(chǎng)長(cháng)們的“必修課”。
污水處理廠(chǎng)提質(zhì)增效優(yōu)化措施和管理方案
污水處理提質(zhì)增效工作推進(jìn)緩慢,已經(jīng)成為第三輪中央環(huán)保督察反饋的突出環(huán)境問(wèn)題之一。
僅最新通報的7個(gè)省市情況,就有5個(gè)存在污水廠(chǎng)運行低效低能問(wèn)題。
上海污水處理提質(zhì)增效工作推進(jìn)緩慢;浙江個(gè)別地方因污水處理能力不足;湖南全省城市生活污水處理廠(chǎng)進(jìn)水生化需氧量濃度高于100毫克/升的規模占比低于國家要求;云南一些污水處理廠(chǎng)進(jìn)水生化需氧量濃度低于100毫克/升,有的甚至低于50毫克/升。
有的運行低效的污水廠(chǎng)甚至只采取降低處理量、大量投放藥劑、污水轉運處理等措施處理污水。
通常來(lái)說(shuō),污水處理廠(chǎng)提質(zhì)增效手段包括參數優(yōu)化、工藝調整、運行管理、藥劑更換等等。
◎ 對于預處理段工藝,
1、曝氣沉砂池可以考慮延長(cháng)池長(cháng),優(yōu)化水力旋轉效果,并合理選擇提砂方式;
2、旋流沉砂池可以通過(guò)進(jìn)水渠的水量波動(dòng)自適應調節、攪拌器高度及攪拌角度的合理設計等克服其頂部低流速、底部高流速的不合理流場(chǎng)分布特征;
3、初沉池改造可以考慮其改為厭氧區或(預)缺氧區,增加生物反應池水力停留時(shí)間?;蛘呃贸醭脸匚勰喟l(fā)酵產(chǎn)生VFA(揮發(fā)性脂肪酸),充分利用內部碳源,提高系統脫氮除磷效果。
◎ 對于生化段工藝,
1、通過(guò)原生化池擴建或者改造初沉池等方式,來(lái)達到擴容減荷的效果,這樣能夠使待處理污水的碳氮比升高,具有較高的TN 去除效率,并且在設計改造成本上也有較大優(yōu)勢;
2、傳統污水處理工藝可通過(guò)技術(shù)改造實(shí)現提質(zhì)增效,如AAO工藝通過(guò)“增設后缺氧區+后好氧區“來(lái)強化脫氮除磷效果,AO工藝中可將部分原水超越初沉池,以提高生物池進(jìn)水中的碳源;氧化溝工藝可以通過(guò)增設內回流渠、改為底部曝氣等措施優(yōu)化工藝處理效果;
3、單元改造可選用新型工藝(如MBR或MBBR),提高生化池內污泥濃度,降低污泥負荷。在優(yōu)先保證厭、缺氧區容積的條件下,也可選擇采用泥法-膜法聯(lián)用的方式,通過(guò)充分利用兩者的優(yōu)勢,來(lái)達到提標升級的目的;
◎ 對于深度處理段工藝,
1、對沉淀效果不理想的處理工藝,可考慮增建高密度沉淀池;
2、進(jìn)行優(yōu)化濾池的運行,可以減少濾池反沖洗次數,平衡濾池濾料的過(guò)濾負荷,提升濾池使用壽命;
3、對過(guò)濾單元效果一般的處理工藝,可考慮反硝化深床濾池、曝氣生物濾池等兼有過(guò)濾和生物脫氮功能,可對BOD5、SS、NH3-N、TN等具有較好的去除效果。
污水處理技術(shù)節能降耗管控和降本增效手段
住建部污水培訓講師、山西省城鎮排水專(zhuān)業(yè)委員會(huì )專(zhuān)家委員郝曉光老師認為,污水處理廠(chǎng)運行成本主要來(lái)源于以下三大方面:
而通過(guò)系統運行優(yōu)化、動(dòng)力設備調控、藥劑調配投加等手段,就可以實(shí)現污水處理環(huán)節的節能降耗,降低環(huán)保企業(yè)或污水廠(chǎng)的成本控制。
在提升輸送系統環(huán)節,可以通過(guò)更換合適的水泵葉輪、加裝變頻器、根據集水池水位,流量變化合理控制泵機轉速、重置水泵等措施,來(lái)保證污水提升泵始終處于高效區,減少能耗損失。
在鼓風(fēng)曝氣系統環(huán)節,可以通過(guò)
1、新建項目風(fēng)機優(yōu)先選用高效節能型風(fēng)機,如空氣懸浮和磁懸浮風(fēng)機;
2、合理布置曝氣風(fēng)機進(jìn)出口管路,如調整曝氣支管匯入曝氣主管部分的管路角度、對布局到曝氣池頂端的曝氣末端支管進(jìn)行環(huán)狀網(wǎng)的聯(lián)通等;
3、定期對水下曝氣管路進(jìn)行水垢清理,積極更換堵塞和結垢的曝氣器,減少部分壓力損失......
在藥劑投加環(huán)節,可以通過(guò)篩選最適碳源、優(yōu)化絮凝劑投加方式和藥劑投加點(diǎn)等方式。例如,AAO工藝中將碳源投加點(diǎn)從厭氧段進(jìn)水口調整至缺氧段,并對其用量進(jìn)行合理調節后,就減少了近50%的日均投加量,且各項水質(zhì)參數均能達標。
在污泥處理處置環(huán)節,郝曉光老師認為對污泥脫水PAM配藥和帶式壓濾機的優(yōu)化和管理是十分重要的。
另外,也在可以合理利用厭氧沼氣。污水的厭氧處理和污泥的厭氧消化可產(chǎn)生甲烷沼氣,體積約占60%。把產(chǎn)生的沼氣送至鍋爐房燃燒,可用于消化池加溫、污水廠(chǎng)取暖等。
同時(shí)沼氣還可用于發(fā)電可回收大量電能,一般大中型城市污水二級處理廠(chǎng)的沼氣發(fā)電量可補償全廠(chǎng)用電量的30%。
“最具性?xún)r(jià)比”的污水廠(chǎng)的技術(shù)升級和管理經(jīng)驗
“能源資源高效循環(huán)利用”的綠色低碳標桿污水廠(chǎng),已經(jīng)成為當下行業(yè)熱門(mén)話(huà)題和未來(lái)發(fā)展方向。
對于各大環(huán)保企業(yè)來(lái)說(shuō),尾水提標、中水回用、精細化、智慧化、資源化、低碳化等等更多的價(jià)值場(chǎng)景,必然已經(jīng)納入傳統污水廠(chǎng)技術(shù)升級的考慮范圍。
例如,來(lái)自江南大學(xué)環(huán)境與生態(tài)學(xué)院 李激教授認為,光伏發(fā)電、再生水利用、余熱回收、磷回收、污泥生物質(zhì)回收等手段,是未來(lái)污水廠(chǎng)能源回收和資源化途徑的發(fā)展方向之一。
除了前沿新技術(shù),現有污水廠(chǎng)究竟該如何實(shí)現“最具性?xún)r(jià)比”的技術(shù)升級和改造轉型呢?
我建議大家可以先來(lái)看看這些國內外已經(jīng)成功投運的花園式污水廠(chǎng)、概念污水廠(chǎng)、新生水水廠(chǎng)和標桿污水廠(chǎng)。
新加坡新生水廠(chǎng)是全球矚目的污水處理技術(shù),為解決水資源不足的難題提供了可行的解決方案。目前,新加坡已建成五座新生水水廠(chǎng),每年生產(chǎn)2.85億m3新生淡水,可滿(mǎn)足該國近40%的用水需求。
其中,樟宜(二期)新生水水廠(chǎng)是五個(gè)水廠(chǎng)中處理規模最大。它采用樟宜污水處理廠(chǎng)二級出水為原水,經(jīng)過(guò)微濾系統與反滲透系統雙膜法兩級處理,生產(chǎn)出的新生水用于工業(yè)用水及補充飲用水水源。
該項目設計產(chǎn)水能力22.8萬(wàn)m3/d,設計總回收率>70%,噸水能耗為0.6–0.8kWh/m3。
樟宜2新生水廠(chǎng)新生水制備工藝流程
污水處理廠(chǎng)二沉池出水通過(guò)進(jìn)水泵提升,進(jìn)入自清洗過(guò)濾器與微濾系統(MF),去除水中懸浮物及部分微生物,之后通過(guò)反滲透高壓泵加壓,經(jīng)過(guò)保安過(guò)濾器與一級兩段反滲透系統(RO),去除污水中的有機物、可溶性鹽類(lèi)、膠體成分和微生物。RO產(chǎn)水經(jīng)過(guò)紫外消毒系統后,進(jìn)入新生水儲罐,之后泵送至新生水管網(wǎng)。