中國人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院副院長王洪臣作了題為《污水廠穩(wěn)定運行提標(biāo)提效技術(shù)方向》的報告。報告介紹了保證污水處理廠穩(wěn)定運行的幾個重要因素，并對基于此開發(fā)的幾項新技術(shù)進行了闡述。

一、水質(zhì)不穩(wěn)定不能成為運行不穩(wěn)定的理由

污水處理是對污水中污染物質(zhì)進行分離、分解以及轉(zhuǎn)化的過程，是水污染控制與治理的核心，也是決定水環(huán)境好壞的重要因素。目前我國擁有4800余座縣級以上污水處理廠，穩(wěn)定運行對于數(shù)量龐大的污水處理廠來說非常重要，也是發(fā)揮環(huán)境效益的前提。

造成污水處理不穩(wěn)定的因素有許多，例如渣、砂、泥導(dǎo)致的堵塞、纏繞、磨損、淤積;工藝、設(shè)備選擇不合理;參數(shù)、單元、流程配置不合理等。但是，上游來水的水量和水質(zhì)一定是不穩(wěn)定的，這不能成為運行不穩(wěn)定的理由。

因此，通過技術(shù)進步使污水處理系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)定運行勢在必行，污水處理穩(wěn)定運行技術(shù)存在巨大需求!

二、提高排放標(biāo)準(zhǔn)是污水處理的永恒主題

污水處理提標(biāo)就是不斷降低污水中污染物質(zhì)的濃度。目前污水處理行業(yè)對不斷提標(biāo)存在一定抵觸，但提高標(biāo)準(zhǔn)是環(huán)境的需求，基于經(jīng)濟或減排優(yōu)先序的考量，需要考慮提標(biāo)的時間進程，但不斷提高排放標(biāo)準(zhǔn)，一定是中國污水處理行業(yè)的永恒主題。

目前，歐美總體上已經(jīng)進入污水深度處理階段，歐美部分發(fā)達國家已經(jīng)普及了深度處理和營養(yǎng)物去除，出水水質(zhì)為：BOD5≤ 10 mg/L、SS ≤10 mg/L、NH4+-N ≤ 5.0 mg/L、TN ≤ 15 mg/L、TP ≤ 0.5 mg/L。美國也開始在封閉水體流域普及營養(yǎng)物深度處理，在重點流域開展?fàn)I養(yǎng)物超深度處理，例如切薩皮克灣流域 Blue Plains 污水處理廠，已經(jīng)過五次提標(biāo)改造，達到總氮低于 5 mg/L、總磷低于0.1 mg/L的水質(zhì)。

我國現(xiàn)在已經(jīng)拉開了全面的序幕，北京市頒布的水污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(DB11/6.207-2016.2)，天津市頒布的《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB12599-2015)，以及昆明、合肥、蘇錫常、浙江等地都在以此趨勢進行污水處理的提標(biāo)工作。

三、污水處理要不斷提高效率

污水處理是個高能耗高物耗的行業(yè)，電耗約占正常社會總電耗的 1%，年消耗PAM 10 萬噸，同時土地消耗大。提標(biāo)后，能耗、物耗、占地都繼續(xù)增大，使綜合處理成本不斷提高，另外導(dǎo)致間接碳排放，使污水處理環(huán)境效益大打折扣。因此，提高污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的同時，提高電、藥、地三大要素的使用效率也非常重要。

四、穩(wěn)定運行、提標(biāo)和提效應(yīng)同步進行

現(xiàn)有的污水處理穩(wěn)定運行提標(biāo)提效技術(shù)體系包括：穩(wěn)定運行，增加設(shè)備備用，增加處理單元;提高標(biāo)準(zhǔn)，增加處理單元，增大能耗物耗;以及增大構(gòu)筑物、增大曝氣量、增加填料、增加單元、增加藥消耗等，基本以“增”為主，而不考慮效率問題。

未來的新技術(shù)方向，應(yīng)是追求穩(wěn)定運行、提標(biāo)、提效三者的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，即：采用一項技術(shù)，它既是提標(biāo)的，又是提效的，同時也是穩(wěn)定運行的。而解決具體問題的方向應(yīng)包括以下幾點：從根本上提高預(yù)處理水平(渣、 砂、 泥，去除效果很差，是運行不穩(wěn)定的最大根源)。特定功能高效菌群篩選與培育(人們利用的微生物種群不足5%)。氧的科學(xué)管理(目前是極端粗放的管理)。流態(tài)的科學(xué)調(diào)控(要重視CFD技術(shù))。

五、污水處理穩(wěn)定運行提標(biāo)提效技術(shù)新體系

以下是基于污水處理穩(wěn)定運行提標(biāo)提效技術(shù)新體系而研究開發(fā)的新技術(shù)。

1.SSgo秒分技術(shù)

預(yù)處理缺陷是造成污水處理不穩(wěn)定的一個重大問題，60%以上的運行不穩(wěn)定問題都是因為預(yù)處理不充分或本身故障。具體表現(xiàn)為兩點：(1)格柵問題：細(xì)格柵的柵距最小1mm，此時仍有大量細(xì)渣穿過格柵，漂浮在池面上、纏繞在設(shè)備上，格柵除污機本身也極易被纏繞或堵塞，需要頻繁維護清理，干擾正常運行。(2)沉砂池問題：目前的沉砂池只能去除0.2mm以上的砂礫，大量細(xì)砂穿過沉砂池，淤堵池容、磨損設(shè)備，干擾正常運行。另外，穩(wěn)定流態(tài)是除砂的前提，中小型處理廠污水量變化大，流速變化大，流態(tài)不穩(wěn)定，進一步導(dǎo)致除砂變差。

SSgo是一項突破了傳統(tǒng)除泥、除渣及除砂，單純通過重力、離心力、浮力等基本原理，實現(xiàn)在秒級時間內(nèi)泥渣砂一體化快速高效分離的技術(shù)。該技術(shù)可有效降低后續(xù)處理單元的污染物負(fù)荷，大大提高污水處理能力與效率，優(yōu)化出水水質(zhì)，是污水處理廠提標(biāo)提效改造體系中的核心技術(shù)，也是工業(yè)廢水處理、黑臭水體處理等方面的有效手段。

設(shè)備性能：

快速高效，可以在5s 內(nèi)有效的實現(xiàn)混合液中泥渣砂油等的分離;

設(shè)備運行水力負(fù)荷可達150m6.2/m2˙h;

泥渣砂油去除90%以上，懸浮顆粒物去除60%以上，有機物去除20-65%;

固液高速分離過程中使水充氧，處理后水的DO可達4-8 mg/L;

占地面積小，單臺占地不到12 m2;

運行費用低，噸水電耗不到0.02-0.05 kwh;

不產(chǎn)生難以處理的化學(xué)污泥。

2.Bios氧的科學(xué)管理系統(tǒng)

污水處理廠中，曝氣單元約占整個處理廠總能耗的50%-70%，曝氣不僅為好氧微生物的生長與污染物降解提供了必需的氧氣，也承擔(dān)了攪拌的作用。曝氣系統(tǒng)的充氧性能受到活性污泥性質(zhì)、曝氣器品質(zhì)、運行工況等的綜合影響。因此氧的科學(xué)管理是十分必要的。

Bios氧的科學(xué)管理系統(tǒng)是基于此而開發(fā)出管理系統(tǒng)。系統(tǒng)擁有以下技術(shù)優(yōu)勢：

(1)氧科學(xué)管理技術(shù)集成

Bios氧的科學(xué)管理系統(tǒng)基于新型的過程監(jiān)測技術(shù)，實時監(jiān)測活性污泥性能和曝氣系統(tǒng)效率;采用曝氣極限控制策略，實現(xiàn)曝氣的精準(zhǔn)控制;參考臨界氧模型，確定最適溶解氧;針對不同污染物的降解特征，耦合新型攪拌，進行溶解氧分段管理。

(2)新型高分子彈性體微孔曝氣器

系統(tǒng)采用新型高分子材料，具備良好的理化特性：壽命長(8-10年);耐生物垢;抗撕裂;抗水解;對氣量變化阻尼，調(diào)節(jié)品質(zhì)好。

(3)新型攪拌系統(tǒng)

設(shè)備中的新型攪拌系統(tǒng)采用獨特流體力學(xué)設(shè)計，最大限度地將流體特性與機械運動相結(jié)合，并且能適應(yīng)不同情況下的水體流動和污泥性質(zhì)。攪拌器工作過程中，水流在池壁的反射作用下，形成自上而下地循環(huán)水流，可獲得在軸向與徑向方向的交叉水流，能有效消除攪拌死角，防止污泥沉降，并可強化氧傳質(zhì)效果。

(4)新型過程監(jiān)測儀表

設(shè)備擁有兩項新型過程監(jiān)測儀表：活性污泥比耗氧速率在線測定儀以及工藝狀態(tài)曝氣綜合充氧性能測定儀。

活性污泥比耗氧速率(SOUR)是直接表征污泥活性的重要指標(biāo)，通過SOUR在線測定儀可實現(xiàn)對污水處理過程中活性污泥的比耗氧速率、最大比耗氧速率、內(nèi)源比耗氧速率及耗氧速率(OUR)進行實時測定，也可用于進水水質(zhì)毒性預(yù)警等。

工藝狀態(tài)曝氣綜合充氧性能測定儀可直接測定曝氣池中的實際氧轉(zhuǎn)移效率(Oxygen Transfer Efficiency, OTE)和區(qū)域曝氣量，為污水處理廠曝氣的精準(zhǔn)調(diào)控以及曝氣設(shè)備的維護管理提供有力工具。

(5)新型曝氣控制策略

曝氣極限控制策略(Aeration Limit Control Technology)是國際范圍內(nèi)首次開發(fā)的基于曝氣系統(tǒng)供氧量與微生物需氧量相平衡的曝氣控制技術(shù)，可最大程度地實現(xiàn)曝氣系統(tǒng)的本質(zhì)節(jié)能。該控制技術(shù)的核心是自主研發(fā)的活性污泥在線SOUR測定儀和工藝狀態(tài)曝氣器OTE測定儀所獲取的數(shù)據(jù)以及高級氧氣供需平衡算法。

來源:水工業(yè)市場  作者:王洪臣 

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