部分地区“贪大求高”,污水处理设施建设太过超前,实际运行负荷率远低于设计水平.....
污水处理厂之间出现“抢水”现象,是常有的事。FY县污水厂的任厂长向水圈吐槽,这也是被逼的没办法。
“目前大部分地区普遍还是按污水处理量付费,也就是污水厂处理的污水越多,收益就越高。我们污水厂设计日处理能力2000多吨,近3年日平均处理污水量却只有不到100吨.......”
任厂长看似一句简单的吐槽,却如同一面镜子,照出了当下污水处理厂面临的现实难题,也折射出了我国污水治理诸多顽疾。
污水管网不配套“先天畸形”
一些地区建设因受财力限制,大多基础设施不配套,雨污管网“欠账”较多,城镇污水无管网收集到污水处理厂处理,污水处理厂污水收集率达不到设计要求,不能正常运营。
再加上一些地方雨污分流不到位、管网维护长效机制不健全等原因,进水浓度偏低,污水处理设施设计功能进一步打折扣。低浓度进水不仅会影响污水厂运行启动时间和出水浊度,还会降低脱氮除磷以及去除COD的效果。
一家污水处理厂曾算过这么一笔账,管网进水水量和进水水质对污水处理厂单位电耗、药剂费用、污泥处置费用都有着较大的影响。
◎ 在进水水量较低的情况下,提升泵、鼓风机、产水泵等基础设备需保持常开状态,难以发挥污水处理厂的处理效能,吨水电耗高。
◎ 进水碳源不足和气水比过高导致污水处理厂对复合碳源有着较高的依赖。
◎ 需要投加大量除磷剂辅助以化学除磷。处理负荷较低,污泥龄过长,气水比长期较高,导致生化池厌氧环境较差,生物除磷条件较差,厌氧环境较差,故聚磷菌释磷效果差。
◎ 除磷剂用量增加、过高的生化池污泥浓度和异常进水会造成污水处理厂湿泥产量增加,污泥处置费用随之上涨。
值得一提的是,当下要配套雨污管网,工程大,耗资多,小地方的财力有限即使是上面“压着干”,也无法根本做到污水管网全覆盖、污水全收集和全处理。
“总共90几万的管网建设费用,计划在镇中心街安装直通管网,列支破损费37万元,但实际一搞,光把路还原这一项,就要花掉80%的费用。”某镇书记直言不讳,在他看来建设资金有限、排污管网不畅,已经成为当地污水处理厂的瓶颈。
水处理设施建设“贪大求高”
设计能力的超前也是污水处理厂“吃不饱”的主要原因。
我们可以看到,部分地区的污水处理设施建设太过超前了,存在着明显的“贪大求高”的问题,实际运行负荷率远低于设计水平,有的实际处理量仅为设计处理能力的一半。
此前就有新闻报道,某地陆续投入试运行的18座污水处理厂,设计日处理污水总量为47万吨,而实际上,每天处理污水总量仅占设计总规模的三成多一点。只有15万吨左右。
正常情况下,水处理设施规划建设前应考证辖区内污水处理量是否达到修建标准、是否具备修建条件,要制定有效的约束决策机制,让建设符合地方长远规划,做到有责可究。
当实际情况却是一些地方决策出现失当,项目可行性论证不充分——
◎ 有的地区是出于能争取到中央及省市的有关环保专项资金支持而为,忽略对建污水处理厂的充分论证,对获取资金后的困难思想准备不足,对全面情况分析不透;
◎ 有的地区是出于领导重视环保和彰显环保政绩而为,忽略了污水处理厂建成运营后的工作难度;
◎ 有的地区未对辖区内经济、社会及其人口增长、资源环境、城镇设施配套现状、财力、项目技术要求等要素作出综合预判,决策不够冷静,工程仓促上马。
污水处理"按量付费"机制扭曲
长期以来,我国普遍采用的按水量付费模式在污水处理市场的发展中逐渐显露出局限性。
◎ 同一单价,进水污染物浓度较低的污水处理厂,提升污水处理效能的动力不强。
◎ 若采取措施减少雨水、山泉水等进入污水管网,提高污水浓度,减少污水量,一些污水处理厂得到的污水处理费就会减少。
毫无疑问,现行的污水处理费定价机制,本质上是将处理厂收入与水量直接挂钩。这种扭曲的激励机制,导致部分处理厂默许甚至鼓励管网混接,通过稀释污水来增加处理量。
需要特别指出的是,按效付费要顺利推进需重点关注“厂—网—河(湖)”一体化问题。
现阶段部分发达国家已经形成了较为完备的污水处理厂网一体化管理运营办法,而我国大多数城市的污水处理厂与排水管网仍分属不同单位运营管理,因运营目标和管理考核不同等问题还难以实现厂网统一管理及运营。
不过好消息是,自去年3月住建部等五部门首次将“厂网一体化”运维机制提升至国家政策层面后,今年5月中共中央办公厅、国务院办公厅发布《关于持续推进城市更新行动的意见》,进一步明确提出加快建立污水处理厂网一体建设运维机制。
低浓度进水下,污水厂求生之法
管网来水严重不足,污水处理厂整体负荷偏低,进水浓度低则加剧了碳氮比失衡问题。相关调研数据显示,某流域200多座城镇污水厂,超过2/3的污水处理厂都面临着脱氮除磷所需碳源不足、使用成本上升碳源吃不起等问题。
那么,这些问题该如何解决呢?水圈在这些进水浓度低的污水处理厂身上找到了应对之法:
◎ 调整碳源投加方式
运行人员将甲醇投加点从A2/O池厌氧段进水口调整至缺氧段,并对甲醇用量进行合理调节(当进水浓度以及C/N值低、出水TN值出现上升趋势时,加大投加量,反之则减少投加量),同时进行相应的工艺调控以满足生产运行需求,确保出水水质达标。
碳源投加点调整前,甲醇首先在厌氧段消耗一部分,再进入缺氧段进行反硝化;而调整后,甲醇全部用于反硝化,避免了厌氧段对甲醇的消耗,从而使甲醇用量大幅下降。
◎ 改进传统水处理工艺
以AAO工艺为例,在沉降区旁边依次设置厌氧除磷区和低氧曝气区,形成一体化设置。这样有利于提高工作效率,缩短污水处理时间。充分利用空气压力的原理建立一个空气推流区前端的低氧曝气区域,提供自然力量并减少能源消耗和冲击载荷。独特的溶解氧控制系统,可以加强对COD、总氮TN和总磷TP的去除。它是低碳源城市污水处理的主要工艺。
◎ 分段进水活性污泥法
在实际工作中,我们更喜欢把这个方法叫做多点进水。采用该方式的目的主要有两方面:
一是增加脱氮除磷段的碳源含量;二是通过消耗污泥回流和硝化液回流所携带的剩余溶解氧,来优化脱氮除磷的反应环境,从而提高处理效果。
◎ 增设厌氧水解酸化池
以调研中的某家污水处理厂为例,其在在氧化沟前设置前置缺氧池(前置反硝化池)和厌氧池,10%的进水直接进入前置缺氧池段给回流污泥提供反硝化所需碳源,而在厌氧池内,大分子和难降解的物质转化为易于生物降解的物质为聚磷菌提供碳源。
除此之外,还有很多实际案例都表明,将水解酸化过程作为低浓度城市污水生物脱氮工艺的预处理工艺可以为反硝化段补充一定量的碳源,有效提高脱氮效率。
◎ 合理设置初沉池
初沉池的设置,在一定程度上导致了后续脱氮除磷处理阶段碳源量更低等问题的出现,直接取消初沉池对于进水SS浓度较低且波动不大的污水厂无疑是个不错的选择。
比如,目前就有很多污水厂(如现阶段较为流行的延时曝气氧化沟工艺),是污水经过沉砂池之后,直接进入生物池。
需要特别说明的是,如果污水处理厂进水SS浓度波动较大,在初沉池环节处设置超越管显然更合适。
◎ 合理筛选外部碳源
不同类型的有机物在生物系统中有着各自的循环代谢方式,利用效率也自然不同。因此,碳源的来源和利用效率都是筛选中重点考察的因素。
实践可知,活性污泥对于不同的碳源会表现出不同的反硝化效率,并且降解时间、降解程度都有所不同,在反硝化过程中加入乙酸钠效果会更好;
同时,大量研究表明,乙酸反硝化反应速率要高于葡萄糖以及乙醇,因此,在筛选外部碳源时,需要根据具体的污水处理项目采取多种方法进行试验,根据最终的处理效果和经济效益选择最合适的外部碳源。
◎ 其它技术的应用
比如,短程硝化反硝化。该工艺在实际应用中能够有效节省能源,与传统工艺相比,减少大约40%左右的碳源。
再比如,CANON工艺。该工艺无需有机碳源,能够在完全无机的环境中进行,这样可以有效节省100%的外碳源,以及66%的供气量。