走进亚洲最大污水处理厂——白龙港
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团队成员——同济大学2016级环境工程系
项目负责人：吴廷炜 执行总策划：邢思阳
资深名记者：陶云帆 连网工程师：姜之用
财务经纪人：朱丽萍 国际文献通：林哲锐
利用暑假机会
我们将对比上海市白龙港污水处理厂
以及意大利博洛尼亚污水处理厂
尝试从政策标准、技术工艺、进出水质
等方面探索中欧之间的差异
为学而问 以问求学
这次推送首先介绍白龙港污水处理厂
该厂位于浦东新区合庆镇朝阳村，属于上海长江口岸，是亚洲最大的污水处理厂，也是世界最大的污水处理厂之一，处理能力占上海城市污水处理能力的1/3。
白龙港污水处理厂
白龙港污水处理厂地理位置图
处理规模
上海市大型污水输送干线及终点污水处理厂分布图
日处理来自上海黄浦、静安、长宁、徐汇、普陀、闵行、浦东地区生活污水，服务人口约70余万人口。
白龙港污水处理厂年处理污水量达7.3亿m³相当于杭州西湖蓄水能力70倍。
运行中：280万m³/d，雨天近300万m³/d
扩建中：120万m³/d 的设计处理量
建造历史
1999年，规模120万m³/d 的预处理厂，当时只有粗细格栅，简单去除沙子、悬浮垃圾后就直接排到长江去。
2008年，建造高效沉淀池，进行化学处理，包括加药后絮凝沉淀。之后升级和扩建，建了8个生物池，主要是A/O的处理。
2016年，建好了除臭工程，将池子都加盖，将池子产生的硫化氢和氨气收集起来，再进行处理。
2018年，进行提标改造工程，一是建造50万m³全地下的污水处理厂。其他分别是20、50万m³的地上污水处理厂，处理规模指标是一级A。
工艺流程
经过文献查询与实际调研，我们了解到白龙港污水处理厂是国内规模最大的具有脱氮除磷功能和污泥厌氧消化的城市污水处理厂，根据资料我们制作了简易的工艺流程图。目前，中国大型污水处理厂处理流程都与之类似，也会根据实际需求略作调整。
白龙港污水处理厂总工艺流程图
进水特性
白龙港污水处理厂的进水水质特性主要体现在长距离输水后，颗粒性有机物在管道输送过程中发生厌氧生物降解和转化，VSS/SS比值较低，即进水中挥发性悬浮物质比例降低。
出水水质
生活污水经过预处理、一级强化、生物处理等工艺后达到（GB18918-2002）一级B的排放标准排入长江出水口。正在进行的提标改造工程的设计出水水质将达到一级A的标准。出水通过出水泵房加压后从深海排放管排入长江。
污水处理工艺
该厂的污水处理采用多模式厌氧/缺氧/好氧( A/A/O) 工艺，进水经泵站提升后以重力流进入总配水井，经8组粗细格栅和旋流沉砂池预处理后，进入多模式A/A/O处理单元，二沉池出水采用紫外线消毒；还有部分污水经预处理后，进入高效沉淀池，通过外加药剂处理后同样紫外消毒，出水经出口泵房通过深水排放管排入长江。
污水处理主要工艺流程图
工艺特点：
多模式A/A/O：
生物反应沉淀池共4座，每座分2组，每组池子的处理量约为20万m³/d。由初沉段、A²/O段、二沉段组合布置而成。
多模式A/A/O工艺流程
（1）初沉段：设计高峰表面负荷为4.3m³/(m²·h)，水平流速17mm/s，出水堰负荷2.1L/(s·m)，停留时间0.83h；
（2）A²/O段：水力停留时间12h，有效水深6m，污泥负荷0.12kgBOD/[(kgMLSS·d)] ;好氧泥龄13.4d，气水比4.5∶1；
（3）二沉段：设计高峰表面负荷为1.15m³/(m²·h)，高峰停留时间3.1h，水平流速4mm/s，出水堰负荷1.03 L/(s·m)。
高效沉淀池
总配水井出水大于160万m³/d的流量部分通过高效沉淀池进行处理，共计设3组, 每组6只池。
高效沉淀池工艺流程
每组处理水量约42万m³/d，表面负荷17m³/(m²·h)，停留时间50min , 污泥回流比4%，产生污泥量197吨/d，含水率97%。
污泥处理工艺
污水处理过程产生的剩余污泥首先通过重力和
机械作用降低含水率，然后进入污泥厌氧消化系统使污泥中的部分有机物降解并产生沼气。一部分厌氧消化污泥进入进入板框压滤机使含水率降至60%以下; 另一部分厌氧消化污泥则通过离心脱水使含水率降至80% 以下，然后进入流化床干化至含水率低于10%，经深度脱水和干化后的污泥外运填埋。
污泥处理工艺流程图
污泥规模：
日处理量约1300m³，回流大概100到150m³。
污泥的来源：
水处理完之后会产生大量污泥，分为三种，初沉池产生的叫作初沉污泥，二沉池产生的叫作二沉污泥，高效沉淀池加药产生的叫作化学污泥。
处理工艺流程：
主要有五种工艺，分别如下
重力浓缩池
利用污泥中固体颗粒与水之间的相对密度差来实现污泥浓缩，含水率为97%的初沉污泥经过重力浓缩后含固率达5%，含水率为99.2%的剩余污泥经重力浓缩后含固率从0.5%提高至1.5%~2%。
离心脱水
离心机高速旋转而带来的离心力，使进入转鼓内的悬浮液中密度大的物料受到离心力和离心液压力的作用而分离，浓缩后含水率为95%。
消化区
采用单级中温厌氧消化，厌氧发酵后甲烷杆菌产生沼气，经过干式和湿式脱硫法，去除里面的硫化氢等杂质得到纯净的甲烷气体，备用给第四个区域干化区。
干化区
主要应用的原理是流化床，用导热油让污泥在上面进一步蒸发水分，使它的含水率降低到5%。
深度处理区
利用板框压滤机，通过板框挤压形成滤饼通过船运运到老港填埋。
工艺特点：
消化区
污泥厌氧消化系统采用单级中温厌氧消化，共有8座单体容积为12400m³的消化池，浓缩后的初沉污泥和剩余污泥在均质池混合后泵入消化池，化学污泥经过浓缩后可单独进行消化。
消化区（“八个蛋”）
该厌氧消化系统的设计处理量为204tDS/d，设计污泥停留时间为24h，有机负荷为1.21kgVSS/(m³·d)，进泥流量为4080m³/d，日产沼气为44512m³/d。
消化池工艺流程
厌氧消化系统主要包括消化池、加热系统及沼气处理与利用设施。消化池系统主要包括匀质池、进泥泵房、8座消化池及其地下管廊，沼气处理设施采用湿式脱硫系统去除硫化氢从而保证后端沼气利用设施的安全运行，加热系统包括热水锅炉、热力循环系统。厌氧消化产生的沼气作为能源供给消化和干化热量。
其工艺上有以下特点：
- 污泥进泥系统采用高效污泥接种器，先将新进污泥与消化池循环污泥混合后，经过热交换器加热到38℃左右，再由循环污泥泵平稳地投入消化池，可以大幅减少新进污泥对消化系统的运行冲击，提高运行效率。
- 考虑到高硫化氢浓度对沼气处理系统及消化处理系统的不利影响，对沼气采用生物脱硫+干式脱硫两级串联的沼气脱硫工艺，通过生物脱硫，回收了碱液，将脱除的硫化氢转化为单质硫，不仅降低了沼气脱硫的运行费用，也避免了传统的湿式脱硫后硫返回污水处理系统，每天可回收数百千克纯度为97% 左右的硫。
污泥处理可能存在的问题：
就目前情况来看，老港在2020年将被填满。而其中一个具有可行性的出路，便是干化焚烧工程。一百吨的污泥燃烧后大约能剩个十吨，也就是说它的体积能缩减为十分之一。体积大幅度缩小，含水量进一步降低，再填埋的话空间利用率高很多。据吕工程师说，白龙港的二期即将建造干化焚烧厂。
采访摘录
问
我们在网上看到粗细格栅处理有时可能对设备有损失，有没有改进？有一种微网杂质分离器，那个是一个设想，在工程中是否用不到？
答
目前格栅是推拉式的，很密的细格栅，通过自动抓手抓过来处理。现在看到处理过后还是会有垃圾的。你们有兴趣去龙阳路地铁站，有一个展览馆，离芳华路地铁站近，很多厂家会展示他们最新的设备。类似环博会，但其实那些设备针对小型的WWTP，我们这种大的用不到。我们服务的区域很多，前几天下雨进场的秒流量52方，冲击力很大的，格栅不一定挡得住。
问
咱们白龙港污水处理厂里有污泥回流吗？比例大概多少？
答
对，有两个回流，内回流和外回流，内回流就是从好氧末端回到前端，外回流就是二沉池的剩余污泥回到前端，回流大概是一百到一百五立方，但是有时候不一定，这是要看出水指标的，我们每天上午下午要做两次污泥的称量比，要看污泥的浓度和污泥的性质，来调整内回流外回流、曝气量、水量大小，总之是根据实际的工况调整。
问
我们知道，当处理水量很大的时候，停留时间缩短，达标难度增加，为了满足排放标准，比如在降低磷含量的过程中会怎么做呢？
答
目前而言单靠聚磷菌的除磷效果是达不到出水标准的，都是加硫酸铝辅助除磷，每天会有卡车来添加大量药剂，成本很高，希望未来能单单通过生物反应使其达标，节省成本。脱氮主要是靠硝化反硝化细菌。
参考文献
[1] 王丽花,查晓强,邵钦.白龙港污水处理厂污泥厌氧消化系统的设计和调试[C].上海:中国给水排水,2012:43-48.
[2] 蒋玲燕,杨彩凤,胡启源,李震,郭志义.白龙港污水处理厂污泥厌氧消化系统的运行分析[A].上海:中国给水排水,2013:33-37
[3] 蒋玲燕.上海白龙港污水处理厂运行状况研究[A].上海:城市道桥与防洪,2012:220-222
[4] 胡维杰,孙晓,卢骏营.上海白龙港片区污水处理厂污泥处理处置技术探讨[B].中国给水排水,2016,32(2):1-5
来源公众号：工工境境
