今年以来,国家层面政策密集出台、地方标准持续细化和落地,污水处理厂开始走向提质增效、节能降耗、提标改造的提速阶段。例如,
出于综合处理效果目标,对污水处理环节提出更高要求,包括提高进水浓度、脱氮除磷工艺增效、精细化运营管理等。
出于节能降耗需求,对技术落后、不满足有关标准规范、节能环保不达标的设施设备提出更新改造计划。其中,住建厅明确提出:2027年底前,实施设备更新的污水处理厂300座、泵站700座。
出于减污降碳需求,污水厂开始被要求探索绿色低碳,减量化、资源化、能源化再生利用,“建设一批能源资源高效循环利用的城镇污水处理绿色低碳标杆厂”也被列入主要环保任务之中。
可以看出,行业关注重心已经从污水厂达标运营向提质增效扩展,这就对污水处理工艺和技术提出了更高要求。
而针对多场景下的污水处理需求,污水处理厂优化运行和管理升级,将成为各大环保企业、技术管理者和厂长们的“必修课”。
污水处理厂提质增效优化措施和管理方案
污水处理提质增效工作推进缓慢,已经成为第三轮中央环保督察反馈的突出环境问题之一。
仅最新通报的7个省市情况,就有5个存在污水厂运行低效低能问题。
上海污水处理提质增效工作推进缓慢;浙江个别地方因污水处理能力不足;湖南全省城市生活污水处理厂进水生化需氧量浓度高于100毫克/升的规模占比低于国家要求;云南一些污水处理厂进水生化需氧量浓度低于100毫克/升,有的甚至低于50毫克/升。
有的运行低效的污水厂甚至只采取降低处理量、大量投放药剂、污水转运处理等措施处理污水。
通常来说,污水处理厂提质增效手段包括参数优化、工艺调整、运行管理、药剂更换等等。
◎ 对于预处理段工艺,
1、曝气沉砂池可以考虑延长池长,优化水力旋转效果,并合理选择提砂方式;
2、旋流沉砂池可以通过进水渠的水量波动自适应调节、搅拌器高度及搅拌角度的合理设计等克服其顶部低流速、底部高流速的不合理流场分布特征;
3、初沉池改造可以考虑其改为厌氧区或(预)缺氧区,增加生物反应池水力停留时间。或者利用初沉池污泥发酵产生VFA(挥发性脂肪酸),充分利用内部碳源,提高系统脱氮除磷效果。
◎ 对于生化段工艺,
1、通过原生化池扩建或者改造初沉池等方式,来达到扩容减荷的效果,这样能够使待处理污水的碳氮比升高,具有较高的TN 去除效率,并且在设计改造成本上也有较大优势;
2、传统污水处理工艺可通过技术改造实现提质增效,如AAO工艺通过“增设后缺氧区+后好氧区“来强化脱氮除磷效果,AO工艺中可将部分原水超越初沉池,以提高生物池进水中的碳源;氧化沟工艺可以通过增设内回流渠、改为底部曝气等措施优化工艺处理效果;
3、单元改造可选用新型工艺(如MBR或MBBR),提高生化池内污泥浓度,降低污泥负荷。在优先保证厌、缺氧区容积的条件下,也可选择采用泥法-膜法联用的方式,通过充分利用两者的优势,来达到提标升级的目的;
◎ 对于深度处理段工艺,
1、对沉淀效果不理想的处理工艺,可考虑增建高密度沉淀池;
2、进行优化滤池的运行,可以减少滤池反冲洗次数,平衡滤池滤料的过滤负荷,提升滤池使用寿命;
3、对过滤单元效果一般的处理工艺,可考虑反硝化深床滤池、曝气生物滤池等兼有过滤和生物脱氮功能,可对BOD5、SS、NH3-N、TN等具有较好的去除效果。
污水处理技术节能降耗管控和降本增效手段
住建部污水培训讲师、山西省城镇排水专业委员会专家委员郝晓光老师认为,污水处理厂运行成本主要来源于以下三大方面:
而通过系统运行优化、动力设备调控、药剂调配投加等手段,就可以实现污水处理环节的节能降耗,降低环保企业或污水厂的成本控制。
在提升输送系统环节,可以通过更换合适的水泵叶轮、加装变频器、根据集水池水位,流量变化合理控制泵机转速、重置水泵等措施,来保证污水提升泵始终处于高效区,减少能耗损失。
在鼓风曝气系统环节,可以通过
1、新建项目风机优先选用高效节能型风机,如空气悬浮和磁悬浮风机;
2、合理布置曝气风机进出口管路,如调整曝气支管汇入曝气主管部分的管路角度、对布局到曝气池顶端的曝气末端支管进行环状网的联通等;
3、定期对水下曝气管路进行水垢清理,积极更换堵塞和结垢的曝气器,减少部分压力损失......
在药剂投加环节,可以通过筛选最适碳源、优化絮凝剂投加方式和药剂投加点等方式。例如,AAO工艺中将碳源投加点从厌氧段进水口调整至缺氧段,并对其用量进行合理调节后,就减少了近50%的日均投加量,且各项水质参数均能达标。
在污泥处理处置环节,郝晓光老师认为对污泥脱水PAM配药和带式压滤机的优化和管理是十分重要的。
以上内容出自水圈环保学院课程「环保水处理技术管理者·研修班」,仅仅是全部课程的冰山一角,由住建部污水培训讲师、山西省城镇排水专业委员会专家委员郝晓光老师讲解。
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“节能、降耗、降本”有效手段
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另外,也在可以合理利用厌氧沼气。污水的厌氧处理和污泥的厌氧消化可产生甲烷沼气,体积约占60%。把产生的沼气送至锅炉房燃烧,可用于消化池加温、污水厂取暖等。
同时沼气还可用于发电可回收大量电能,一般大中型城市污水二级处理厂的沼气发电量可补偿全厂用电量的30%。
“最具性价比”的污水厂的技术升级和管理经验
“能源资源高效循环利用”的绿色低碳标杆污水厂,已经成为当下行业热门话题和未来发展方向。
对于各大环保企业来说,尾水提标、中水回用、精细化、智慧化、资源化、低碳化等等更多的价值场景,必然已经纳入传统污水厂技术升级的考虑范围。
例如,江南大学环境与生态学院李激教授认为,来自江南大学环境与生态学院 李激教授认为,光伏发电、再生水利用、余热回收、磷回收、污泥生物质回收等手段,是未来污水厂能源回收和资源化途径的发展方向之一。
作为授课老师之一,李激教授也将在研修班的「污水厂减污降碳实践探索与技术展望」课堂中,继续和大家分享更多污水厂能源化、资源化、绿色低碳新技术......
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话说回来,除了前沿新技术,现有污水厂究竟该如何实现“最具性价比”的技术升级和改造转型呢?
我建议大家可以先来看看这些国内外已经成功投运的花园式污水厂、概念污水厂、新生水水厂和标杆污水厂。
新加坡新生水厂是全球瞩目的污水处理技术,为解决水资源不足的难题提供了可行的解决方案。目前,新加坡已建成五座新生水水厂,每年生产2.85亿m3新生淡水,可满足该国近40%的用水需求。
其中,樟宜(二期)新生水水厂是五个水厂中处理规模最大。它采用樟宜污水处理厂二级出水为原水,经过微滤系统与反渗透系统双膜法两级处理,生产出的新生水用于工业用水及补充饮用水水源。
该项目设计产水能力22.8万m³/d,设计总回收率>70%,吨水能耗为0.6–0.8kWh/m³。
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