目前,我國現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行排放標(biāo)準(zhǔn)主要是從一級B標(biāo)準(zhǔn)提高至一級A標(biāo)準(zhǔn)或從一級A標(biāo)準(zhǔn)提高至地表水類Ⅳ類水體標(biāo)準(zhǔn)及回用水標(biāo)準(zhǔn),部分污水廠直接從二級標(biāo)準(zhǔn)提高至一級A標(biāo)準(zhǔn)甚至更高。達到更高排放標(biāo)準(zhǔn)的核心是污水處理工藝的改造和升級。我國城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行排放標(biāo)準(zhǔn)占比見圖1,主要污染物指標(biāo)對比見表1。
表1 我國城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)主要污染物指標(biāo)對比
mg·L-1 項目 COD BOD5 SS NH4+-N TN TP GB18918-2002 一級A 50 10 10 5(8) 15 1(2006年前) 0.5(20006年后) 一級B 60 20 20 8(15) 20 1.5(1) GB18918-2015 征求意見稿 特別排放限值 30 6 5 1.5(3)/3(5) 10/15 0.3 北京地標(biāo)DB11/890-2012 A 20 4 5 1.0(1.5) 10 0.2 B 30 6 5 1.5(205) 15 0.3 天津地標(biāo)DB12/599-2015 A 30 6 5 1.5(3.0) 10 0.3 B 40 10 5 2.0(3.5) 15 0.4 GB3838-2002 Ⅳ類 30 6 —— 1.5 1.5(湖庫) 0.3 0.1(湖庫) Ⅴ類 40 10 —— 2 2(湖庫) 0.4 0.2(湖庫) 注:1)GB18918-2015氨氮指標(biāo)括號內(nèi)為水溫≤12℃時的控制指標(biāo);DB11/890-2012中氨氮指標(biāo)括號內(nèi)數(shù)值為每年12月1日-次年3月31日執(zhí)行值;DB12/599-2015氨氮指標(biāo)括號內(nèi)為每年11月—次年3月執(zhí)行值。2)“/”左側(cè)限值適用于水體富營養(yǎng)化問題突出的地區(qū)。 《2015年中國城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)顯示,我國城鎮(zhèn)污水處理廠主要采用A2/O及其改良工藝、氧化溝及其改良工藝、SBR及其改良工藝、A/O及其改良工藝、生物膜工藝、普通活性污泥工藝這六大類工藝,其數(shù)量占所有城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的90.4%左右,設(shè)計處理能力占93%左右;執(zhí)行一級A標(biāo)準(zhǔn)、一級B標(biāo)準(zhǔn)、二級標(biāo)準(zhǔn)的城鎮(zhèn)污水處理廠的總處理能力和單位電耗分別約為5200萬m3/d和0.383kW·h/m3、6100萬m3/d和0.292kW·h/m3、2200萬m3/d和0.269kW·h/m3。隨著處理深度的加大,單位能耗快速增加。提標(biāo)改造中的工藝選擇不僅關(guān)系到排放是否能夠達到更嚴(yán)的標(biāo)準(zhǔn),還關(guān)系到以能耗為主的污水處理成本。 城鎮(zhèn)污水處理廠實際運行中主要存在進水不穩(wěn)定、進水與設(shè)計差別大、含有難降解工業(yè)廢水;碳氮比低、碳源不足、SS/BOD5比值偏高;低溫條件下運行效率差、運行不穩(wěn)定;運行負(fù)荷低、能耗大、運營管理復(fù)雜、區(qū)域特性強等實際問題,如出水COD難以進一步降低、TN去除較難、出水SS偏高、TP生物處理較難等困難。為克服這些困難,達到更高的排放標(biāo)準(zhǔn),在提標(biāo)改造的工程實踐中,一般以“先源頭控制,后強化處理;先功能定位,后單元比選;先優(yōu)化運行,后工程措施;先內(nèi)部碳源,后外加碳源;先生物除磷,后化學(xué)除磷”為總體技術(shù)原則,并采取如下技術(shù)路線來實施:①穩(wěn)定進水,使得進水符合原設(shè)計,強化預(yù)處理,增強污水的可生化性;②對原主體工藝進行運營改良、優(yōu)化參數(shù)、添加外物質(zhì)、強化生化處理;③對原主體工藝進行改造、革新;④增加尾水處理設(shè)施,進行深度處理,考慮中水回用;⑤對附屬工藝的改造,如污泥處置、隔音、除臭等;⑥機械、電氣、自控設(shè)備的升級;⑦同時考慮前述措施的組合。目前主要處理工藝措施詳見表2。 表2 城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造典型技術(shù)措施 主要問題 主要技術(shù)措施 進水不穩(wěn)定 前段 設(shè)置調(diào)節(jié)池、儲水池等 進水難降解有機物多、B/C比低、出水COD偏高 前段 設(shè)置水解池、穩(wěn)定池等 生化段 添加生物填料等 后段 增設(shè)強化物化處理工藝,如混凝沉淀-過濾、臭氧氧化、Fenton氧化、活性炭吸附、超濾-反滲透等 進水碳氮比偏低 前段 添加外碳源、取消初沉池等 生化段 改進工藝?yán)脙?nèi)碳源,如多點進水等 出水SS偏高 生化段 二沉池中投加化學(xué)混凝劑、提高污泥沉降性能等 后段 設(shè)置深度過濾,如生物過濾、物理過濾設(shè)施;輔助化學(xué)混凝沉淀、微絮凝等 出水TN偏高 生化段 強化生物脫氮、增加外碳源等 后段 設(shè)置反硝化濾池、生物濾池、膜過濾等 出水TP偏高 生化段 強化生物除磷等 后段 增加化學(xué)輔助除磷等 景觀生態(tài)要求 后段 增加人工濕地、氧化塘等生態(tài)處理等 原主體工藝改進 生化段 運行參數(shù)改進、多點進水、添加碳源、精細(xì)曝氣、多模式、強化污泥回流等 污泥處置 污泥段 污泥減量、生物能利用等 擴展空間受限 全程 半地下式、地下式等 大量雨水流入 前段 設(shè)置調(diào)節(jié)池、加強工藝抗沖擊負(fù)荷能力等 臭氣、噪聲 全程 加蓋封閉、生物除臭、離子除臭;降噪措施等
實踐表明,要達到一級A標(biāo)準(zhǔn)并非要盲目增加深度處理,總氮等主要污染物的去除應(yīng)通過優(yōu)先改造前段和生化段,實現(xiàn)最經(jīng)濟、最穩(wěn)定的污染物去除,不應(yīng)將降解任務(wù)更多地放在后段和外加碳源上。調(diào)研發(fā)現(xiàn),對于部分中低濃度污水以及生活污水占比較大的污水,通過對原有二級處理的強化,其二級出水主要指標(biāo)中COD、BOD5、NH4+-N已經(jīng)可以達到一級A標(biāo)準(zhǔn),TN、TP、SS也能夠接近甚至達到一級A標(biāo)準(zhǔn),因此對該類水質(zhì)的提標(biāo)改造應(yīng)以挖掘原有工藝潛力為重點。
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