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王洪臣:城镇污水处理要回归成绩本质 精准提质增效

来源:本站      点击:238      时间:2020-06-24

 

6月13日,在“2020(第十八届)水业计谋服装论坛t.vhao.net”上,中国人平易近大年夜学传授、博生导师、情况学院副院长、低碳水情况技巧研究中间主任王洪臣以“城镇污水处理:回归成绩本质,精准提质增效”为主题停止了分享。

1.

王洪臣

王洪臣起首表示,提质增效是污水处理行业以后乃至往后一个时代的中间义务,中心和处所都有很多举措,但提甚么、增甚么,提质增效的最好途径是甚么,一向是个评论辩论热点。他说,十九大年夜申报提出的三大年夜攻坚战,一是防备化戒严重年夜风险,二是精准脱贫,三是污染防治。精准扶贫的“精准”二字,用到污染防治上也很贴切,而用到污水处理提质增效上则尤其须要。王洪臣提出,城镇污水处理行业应找准低质低效的本质缘由,精准提质增效。

王洪臣认为,管理水污染、改良水情况、恢复水生态,关键在污水处理。不管是城市黑臭,照样流域性水污染,主如果污水搜集不完全、污水处理不完全。

那么,我国今朝污水处理做得怎样样?王洪臣简介,2008~2018十年间,全国污水处理才能翻了一番,是一个了不得的成就。截至2018年,全国排水管道逾越100万千米,污水处理才能逾越2亿立方米/日,构成了“100+2”的污水搜集处理才能,成为中国水污染控制的根本物质基本。然则,他表示,这个体系还没有充分发挥应有的情况效益,还要提质、要增效。

他说,城镇污水处理低质低效凹陷表示在两个方面:第一,污染物搜集处理率低,大年夜量污染物进入水体,招致黑臭;第二,污水处理过程资本消费大年夜,招致本钱高,且产泥量大年夜。只要充分熟悉产生这两大年夜成绩的本质缘由,才能找到提质增效的最好途径,完成精准提质增效。 污染物搜集处理率低

1.污染物搜集处理率有多低?

污染物搜集处理率是指搜集到污水处理厂予以处理的污染物占污染物产生量的比率。王洪臣简介,2018年,全国城镇人口以8.3亿计,假定人口污染物当量80克COD,实际城镇污水处理量587.6(497+90.6)亿立方米,污水处理厂进水年均匀COD 280 mg/L,粗算只要67%的污染物被搜集到处理厂停止了处理;假设人口当量按照120克COD计,则粗算唯一45%污染物被搜集到处理厂,一多半污染物没有经过污水处理厂的处理。

2.没进入污水处理厂的污染物去了哪里?

分析清楚缘由,才能有的放矢,才能精准提质增效。”

王洪臣提出,第一,由于管道错接、混接、漏接,部分污染物随污水直排水体。经过过程这个门路(SSOs),美国每年约有2亿立方米污水直接排入各类水体,中国一年排了若干?今朝其实不清楚。他表示,要卖力展开管网普查,要予以改正,要闻风而动。

第二,由于污水处理厂超负荷,部分污染物只能随污水排入水体。王洪臣调研了全国470多个污水处理厂,63%的污水处理厂水量负荷率逾越80%,南边则是70%的处理厂逾越80%,实际中,当水量负荷率逾越80%,水量岑岭时就可以够存在溢流。进一步分析,24%的污水处理厂水量负荷率逾越120%,搜集管网存在常常性溢流。这些数字解释,我国污水处理举措措施才能还远远缺乏,本已搜集起来的大年夜量污水因处理才能缺乏而持续排入水体。

第三,由于合流制溢流(CSOs),部分污染物随雨污水进入水体。下雨时污水量增长的都是合流制,是以合流制是个广泛状况。王洪臣表示,实际上,分流制适于扶植密度低的中小城市,合流制应是大年夜城市的首选排水体系体例,同时要进步截留倍数,不然就会产生严重的溢流污染。南边城市降水量大年夜、管网入流入渗(I/I)和河水倒灌等特点加重了合流制溢流污染。放眼各地的城市水情况,不下雨时看得之前,有的城市还真有“水清岸绿、鱼翔浅底”的气候,但“一下雨就回到束缚前 ”也是广泛常态,导致辛苦取得的管理后果瞬时大年夜打扣头。美国从1989年开端体系管理CSOs ,经历了“六对策”、“九对策”和“永久对策”(LTC)等汗青阶段,固然成效明显,但今朝每年合流制污水溢流量仍达到37亿立方米。美国“六对策”和“九对策”各持续了大年夜约五年,属于“闻风而动”,而“永久对策”(LTC)则属于“久久为功”,总预算近2000亿美元,纽约和洛杉矶等大年夜城市仍在履行中。我国今朝还没有合流制溢流(CSOs)污染控制的政策、筹划和技巧对策,应尽早展开安排。

第四,部分污染物在排水体系被降解。王洪臣研究团队针对23个城市停止了测试,发明居平易近小区总排口COD浓度都大年夜于400mg/L,但近两年全国污水处理厂进水COD浓度年均值280mg/L阁下。这些增添的污染物去了哪里?王洪臣表示,一少部分在化粪池中被降解,更多的则堆积在管网并终究被厌氧降解。污染物在管网的堆积降解,招致COD延程降低,但氮磷根本没有变更,形成污水处理过程碳氮比掉调,须要投加外碳源,增长处理本钱。

王洪臣表示,他的团队经过过程当中试模仿发明,污水中硫酸盐在厌氧条件下产生硫酸盐复原反响,生成硫化氢,这个过程大年夜量消费无机碳。别的,管道的构造、污水流速和在管网的逗留时间都决定着污染物堆积和降解。他简介,我国下水道广泛采取方涵和圆管,流速慢,逗留时间长,增大年夜了污染物的堆积和降解。欧洲广泛采取的构造情势是倒马蹄形,具有“小流量速度不减、大年夜流量仍可经过过程”的特点,无机污染物在管网损掉较少。

2.

在水资本丰富的河网地区,污水COD浓度在管网中沿程降低最多。一是由于入流入渗(I/I)严重,加上河水倒灌,COD被稀释;二是为增添地下水进入,泵站平日保持高水位运转,如许就增大年夜了污水在管网的逗留时间,更容易堆积及厌氧降解,是以这些地区碳氮比掉调成绩也加倍严重。在河网地区,处理河水倒灌可以“闻风而动”,而增添地下水入流入渗(I/I)则属于“久久为功”,是个经久义务。

3. 提质增效优先序?

综合以上分析,王洪臣表示,针对污染物搜集处理率低,应优先实施投入不大年夜但后果明显的提质增效办法,详细包含:在对管网周全普查的基本上,改正管网的错接、混接、漏接,把直排的污水接入处理厂;对超负荷污水处理举措措施予以改扩建,进步现有举措措施处理才能;采取低投入对策降低合流制溢流。这些对策属于“闻风而动”。别的一些提质增效对策投入大年夜、工期长,须要从长计议,系兼顾划、渐渐实施,详细包含:扶植绿色基本举措措施(海绵),控制溢流污染;扶植溢流控制举措措施,进步截留倍数;控制管道的入流/入渗(I/I)。这些对策只能“久久为功”。

3.

污水处理资本消费大年夜

1.污水处理过程资本消费有多大年夜?

王洪臣认为重要有投资大年夜、占地大年夜、能耗高、物耗高等几个方面。今朝,我国在污水处理方面的投资已逾越6000亿人平易近币,消费城市地盘逾越30万亩,能耗接近全社会总电耗的1%,年消费各类药剂逾越100万吨。成绩是,这些资本消费能否为必须?答案肯定能否定的,污水处理过程存在巨大年夜提质增效潜力。

2. 低质低效的重要缘由在哪里? 王洪臣的团队随机查询拜访了全国467座污水处理厂(约占总数量的10%,总范围的25%)的重要运转工况,发明今朝相当一批污水处理厂运转工况极端不公道,与可持续运营的理念相距甚远,一批处理厂面对运营窘境。王洪臣建议,应分析缘由,找到对策,摆脱窘境,走向可持续运营之路。

第一,生物体系污泥浓度(MLSS)太高。调研发明,67%的污水处理厂MLSS大年夜于4000mg/L,约30%的处理厂MLSS大年夜于6000mg/L。MLSS太高将招致一系列后果:电耗降低(为满足曝气与搅拌的须要);曝气器梗塞,降低曝气效力,进一步增大年夜电耗;污泥堆积,增添有效池容,影响处理后果;增大年夜二沉池固体负荷,增大年夜出水SS,严重搅扰后续深度处理;增大年夜污泥流掉招致体系崩溃的风险。

形成MLSS太高的缘由有哪些?起首,由于污泥活性太低,不进步污泥浓度,出水氨氮将超标;由于缺氧段太短,只能经过过程进步污泥浓度尽可能进步脱氮效力。别的,污泥没有前程也是重要缘由。污泥运不出去,只能临时存在体系中。第二,生物体系污泥活性(MLVSS/MLSS)太低。调研发明,61%的污水处理厂MLVSS/MLSS小于0.5,约30%的处理厂MLVSS/MLSS低于0.4。污泥活性太低的后果:在异样污泥浓度时处理后果降低;电耗降低(为满足搅拌的须要);曝气器梗塞,降低曝气效力,进一步增大年夜电耗;污泥堆积,增添有效池容,设备磨损严重,大年夜补缀本钱进步;降低污泥在二沉池的 “网捕感化”,增大年夜出水漂浮絮体,搅扰后续深度处理。

6.

污泥活性太低的缘由有哪些?起首缘由是污水预处理体系(格栅和沉沙)后果太差,约有一半渣砂进入后续处理单位;别的的缘由是,我国90%以上的污水处理厂没有扶植初沉池,穿透预处理体系的渣砂直接进入生物处理单位并逐步积聚。第三,生物体系污泥沉降性能(SVI)太差。污泥SVI在80~120时沉降性能最好。调研发明,只要36%的污水处理厂SVI在80~120范围内,52%的处理厂SVI小于80,21%的处理厂SVI小于50。SVI大年夜于120,属于微收缩;SVI小于80,则网捕感化消掉,出水水质依然变差。

7.

污泥沉降性能太差的后果:SVI太低,污泥在二沉池的”网捕感化“变差,大年夜量生物絮体随出水流掉,搅扰后续深度处理;SVI太低,污泥处于微收缩或收缩状况,污泥界面上升,招致污泥流掉风险,今朝不是重要成绩。

污泥SVI太低的缘由有哪些?与活性低的缘由类似,主如果预处理体系(格栅和沉沙)后果差,大年夜量渣砂进入生物处理单位。别的,污泥浓度MLSS高,污泥龄(SRT)大年夜,也是SVI低的重要缘由。第四,深度处理体系反冲刷回流量太大年夜。反冲刷回流量太大年夜的后果:大年夜量反冲刷水回到工艺首端,浪费晋升才能;大年夜量反冲刷水回流至曝气池,增添修建物的实际水力逗留时间,降低处理后果;大年夜量反冲刷水回流至曝气池,增大年夜二沉池水力外面负荷,使二沉池广泛缺乏成绩加倍凹陷;大年夜量反冲刷水最后还要重新回流至深度处理的过滤体系,增大年夜滤速,增添实际过滤才能。

反冲刷回流量太大年夜的缘由有哪些?起首,二沉池出水SS或生物絮体增大年夜,招致过滤单位梗塞频率增长;其次,水力负荷太大年夜,招致过滤单位梗塞频率增长;再者,同步化学除磷投加药剂量太大年夜,在滤池堆积;最后滤池承当污染物负荷太高,例如,加到反硝化滤池的硝酸盐量太大年夜,招致生物梗塞。 第五,各类药剂投加量过大年夜。过量投加的药剂包含为生物脱氮投加的外碳源、为化学除磷投加的无机混凝剂和各类污泥脱水疗养药剂。为甚么说是过量投加?关于脱氮,没有充分应用内碳源就自觉投加外碳源,投加的一大年夜部特别碳源是用于消费过量曝气的氧,这是个巨大年夜的恶性轮回。关于除磷,不调剂优化生物除磷,直接用大年夜剂量除磷药剂包管出水,影响了污泥活性,增长了反冲刷水量,还增大年夜了污泥量,是个多重恶性轮回。

3.提质增效优先序?

王洪臣总结污水处理过程的提质增效说,每个污水处理厂差别都比较大年夜,准绳上应因厂施策地提质增效。然则,预处理对渣砂去除后果差,大年夜量渣砂进入生物体系形成低效是广泛状况,应采取一切须要手段,将渣砂在泉源全部去除,这里包含着一块巨大年夜的运营优化潜力。别的一个广泛状况是过曝气,虽有很多客不雅缘由,但在确保耗氧目标达标的条件下,优化调剂曝气量,既可降低外碳源投加量,又可降低出水的氮磷目标,提质增效潜力很大年夜。

最后一句话做个总结,搜个人系须要提质增效,处理体系也须要提质增效。污水处理行业要在分析清楚低质低效缘由的基本长停止精准提质增效。感谢大年夜家!