提質增效時代,污水廠提質增效將會圍繞的六個方面
以下為姚杰現場發言內容(根據現場速記整理,未經自己審閱)
提質增效的背景
姚杰首先介紹了上海實行提質增效的背景。上海是全國最早建設污水處置廠的鄉村,1922年建立了中國第一座污水處置廠。整個上海污水治理的發展總共經歷了三個階段:
80年代以前,上海污水處置事業處于起步階段,建國后共建成了四座污水處置廠,上海的污水處置規模達到14萬噸/日。
80年代~2016年,上海中心城區污水治理進入快速發展階段,此階段上海開展了合流污水治理一期、二期、三期工程、蘇州河治理一期、二期、三期工程,開展了大量的污水輸送以及污水末端廠的建設,污水處置廠總處置規模增加了約56倍。
自2017年以來,上海污水處置進入了提質增效階段,此階段中上海污水處置以提質增效為主,規模增長為輔。
姚杰表示,進入提質增效為主的階段主要有兩方面的原因,純水設備 一是政策驅動,二是需求驅動,包括水環境治理需求和污水處置廠自身發展的需求。
政策驅動即中央、國務院、部委和地方政府陸續制訂發布多部推動提質增效的文件。
水環境改善需求:主要是消除黑臭水體,提升水功能需要;
污水廠的內部需求:一是污水廠水、泥、氣沒做到同治,處置效果需要提升;二是污水廠的價值取向也有對提質增效有內在需求。污水廠鄉村基礎設施的重要組成局部,基礎設施大規模建設完成的情況下,要立足存量市場,提質增效、節能降耗,將污水處置設施特別是污水廠的運行效率發揮到極致。綜合以上兩點原因,污水廠由“規模增長”向“提質增效”轉變成為必定。
提質增效時代,污水廠提質增效將會圍繞六個方面:泥水同步,水氣同治、資源循環、科技創新、環境友好、智慧管理。
圖3污水處置廠提質增效六個方面
污水廠提質增效的方向
姚杰表示,近期上海中心城區污水處置廠提質增效主要有四個方向:
一,污水處置:全流程規劃提升。
二,污泥處置:全循環挖潛利用。
三,氣體處置:全方位收集控制。
四,智慧管控:全環節智慧高效。
污水廠提質增效的思考
針對污水廠提質增效四個方向,結合上海中心城區污水處置廠的情況,姚杰分享了九個具體的措施和思考。
第一、污水處置—全流程優化提升
關于如何實現污水處置全流程優化提升,姚杰提出了三點思考建議:
一、消減溢流負荷
上海污水處置是集中處置為主,分散處置為輔,污水廠受污水排放動搖影響大,同時,中心城區合流和分流并存,分流存在雨污混接現象,污水廠受降雨等因素影響大,進污水廠水量波動,存在溢流污染風險。姚杰表示,污水廠的目標是雨污同治,最大限度地減少雨天溢流污染物,對此有五點建議:
1.通過新建污水廠增加污水處置能力,2020年底上海城投新增污水處置能力約40萬噸。
2.通過對老污水廠功能改造和在泵站、干線及污水廠建設調蓄池,增加調蓄量。目前上海已建和正在設施及計劃建的調蓄池,調蓄能力在兩百萬噸左右,這些調蓄能力對于進廠水量削峰填谷,調蓄初期雨水有較大的作用。
3.發揮現有設施的處置能力,盡可能多處理污水。
4.研究雨污水的快速處置技術。純水設備 污水處置能力增加總是有一定的限度,而因為上海江南地區雨水比較多,正在研究如何將雨水經過快速的處置進行污染負荷消減的相關技術,以減少合流污水溢流污染負荷水。如目前正在對雨天降水的整個過程,中雨、小雨、大雨的來廠污水的污染負荷基本規律進行研究,為今后針對污染因子和負荷采取不同的處置措施打下基礎。下圖為降雨后進廠總氮值變化情況:
5.污水廠對溢流污水進行快速處置排放的考核,建議應對標國際先進典型案例,建立以總量管控為目標,探索“晴雨不同標”排放規范。
二、降低處置藥耗
隨著污水廠達標改造的開展,污水廠藥耗成倍地增加。化學藥劑的生產、運輸與投加需要消耗資源,也是變相地增加社會污染負荷容量。如何最大發揮生物脫氮除磷的功能,優化減少藥劑使用量,也是關注問題之一:
1.基于DO等參數控制和碳源投加點優化,減少投加碳源量,實現更好的脫氮效果。
2.開展異養反硝化碳源強化利用研究,增強生物脫氮除磷作用,減少外加碳源。如我目前開展BBSNP工藝研究,可實現反硝化聚磷菌一碳兩用;開展污泥側流溶胞減量-碳源補充工藝研究,主要強化污水內部碳源循環利用。
3.開展自養反硝化研究,利用以無機碳作為碳源、氫氣為電子供體的自養菌完成反硝化,實現污水深度脫氮,節省利息并消除外加碳源二次污染。
三、提升出水水質
目前污水廠要求出水水質是達到一級A一方面關注如何使出水水質優于一級A同時也在關注加藥之后的消毒副產物平安問題:
1.對現有污水廠進行提標改造,出水水質規范從二級提高到一級A
2.對尾水未消毒、消毒后糞大腸菌群變化規律,及消毒副產物進行研究,分析其在排放水體中變化規律和機理,及對水生態和生物多樣性的影響。探索消毒工藝優化和消毒的必要性,防止發生二次污染。
3.對達標改造后的廠進行精細化管理,進一步提升出水水質。
第二、污泥處置—全循環挖潛利用
依照污泥處置減量、穩定、無害和資源化的目標,上海污泥通過干化焚燒后,減量、穩定和無害基本做到但資源化還有待提高,針對如何提高污泥資源回收利用效率的問題,姚杰提出了兩點思考建議:
一、提高能源自給率
目前,污水處置廠能源自給率較低,污水污泥中的能源利用率亟待提高。針對最大限度提取利用污水能源和提高污水廠能源自給率的目標,姚杰提出三點建議:
1.通過污泥厭氧強化工藝優化研發,純水設備 進一步提高污泥厭氧消化產氣率,保證厭氧消化工程穩定、高效運行,提高生物質能源利用率;
2.研究污泥干化焚燒工藝中不同泥質情況下的入窯臨界含水率,最大水平地降低能耗;
3.基于污泥干化焚燒系統質能平衡校核計算,進行干化氣體余熱回收利用提質增效研究。
二、提升灰渣資源利用率
確保環境平安前提下最大限度提高污泥灰渣資源化利用的目標,姚杰提出三點思考建議:
1.對污泥焚燒灰渣成分進行分析研究,對灰渣的性質進行鑒定,為后續處置提供依據;
2.開展焚燒灰渣建材利用研究,探索多種資源化途徑。經初步研究,污泥灰中SiO2含量在30%左右,可進行建材利用,作為水泥生料鐵質校正料、制備水泥混合材、制備水泥混合材、混凝土參合料、路基資料等;
3.開展污水污泥中磷等元素回收利用研究。污泥中磷含量達12%左右,可做為制備土壤改良劑或磷肥的原料。
第三、氣體處置—全方位收集控制
根據公司情況,目前主要關注污泥干化焚燒產生的煙氣和臭氣,針對這兩方面姚杰提出他思考和做法:
一、優化煙氣處置,進一步降低煙氣污染物的排放濃度
姚杰提出,一方面研究優化目前煙氣處置工藝,使煙氣排放濃度低于《生活垃圾焚燒大氣污染物排放規范》DB31/768-2013和歐盟標準。
另一方面,開展《污泥單獨干化焚燒煙氣排放規范》地方規范的研究,為進一步規范和優化煙氣排放控制提供依據。
二、提升臭氣控制規范。污水廠廠內也需做到臭氣全收集、全處理
姚杰指出,污水廠不只需實現廠界外臭氣高標準排放,對廠內操作間也需要維持無臭工作環境,實現臭氣源全收集處理、臭氣廠界、廠內全控制,實現環境友好。這需要通過以下兩個方面推動:
一是通過污水廠提標改造工程,純水設備 對污水廠產生臭氣的污染源進行全覆蓋,實現臭氣全收集、全處理,處置后臭氣排放可滿足目前全國最高規范《城鎮污水處置廠大氣污染物排放規范》DB31/982-2016和《惡臭(異味)污染物排放規范》DB31/1025-2016
二是研究對操作空間臭氣的控制技術;推進上海地方規范《污水廠區臭氣治理技術要求》制定,確保廠內外臭氣同步達標,改善操作人員的工作環境。
第四、智能管控—全環節智能高效
針對全環節智能高效,主要圍繞智能感知和操作、智慧管理和決策兩方面展開。
一、智能感知和操作
目前,污水廠運營企業對智能感知和操作的需求較為強烈。因為所有現存污水廠加蓋以后,難易直接看到設備和工藝的運行狀態,只有提升智能感知、無人巡檢的能力,使設備和工藝遠程可測、可控、可視、可調,才干確保污水處置廠安全運行;從實現精細化管理的要求,也必需實時對工藝運行的數據快速掌握,為工藝的實時調整提供依據,確保廠達標排放。同時通過信息系統可以對系統進行優化,如精確加藥、精確曝氣等,可實現降本增效。
二、智能管理和決策
智慧管理方面,主要聚焦于建立大數據系統,將所有運行參數和運行數據進行收集匯總,通過開發專用系統為運行提供優化戰略并實施。并且對污水廠的能源和資源進行審計,對全廠能耗、藥耗分析提供決策支持。
最后,姚杰呼吁:提質增效只有起點,沒有終點,希望行業同仁共同努力,為共建生態友好智慧的污水廠努力奮斗!
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