污水厂改造和扩建的建议

1、污水厂改造和扩建的几点初步建议浙江大学能源工程设计研究院詹伯君1关于滨州工业园和北城污水处理厂滨州工业园处于黄河三角洲腹地，是渤海经济发展带的中心，南临黄河，北临沾 化。园区规划控制面积 22.56km2,现有工业、企业152家，其中规模以上企业 20家，形成了以纺织、食品深加工、机械制造、造纸、化工、建材等六大支柱产 业。滨北街道办事处先后自筹资金1600余万元铺设了 45km管网，覆盖了城区十纵， 十一横的井字型道路框架。使城区生产、生活废水由原来的明渠排放改成地下管 道，为污水处理厂建设创造了条件。滨州北城污水处理厂位于园区内。项目占地100亩，预留10万吨/日处理能力，分期建设。污水处

2、理厂1期由江苏鹏鹞集团采用 BT模式兴建，已于2006年4 月份投运。按照提供的1期污水处理厂初步设计文件，污水处理主体工艺为：初沉+水解+HSL 好氧流化床。1期污水处理厂初步设计文件提出设计进出水指标如下： 污水处理规模3万吨/日。进水标准 CODcr三 600mg/L; BOD5 三 250mg/ L; SS三 250mg/ L; TN 三 35mg/ L;TP三5mg/ L ; PH69。对排放污水中含有害物质的企业，其废水排放执行污 水排入城市下水道水质标准(GJ3082-1999)。设计排水标准执行污水综合排放标准 (GB8978-1996), CODcr三120mg/ L; BO

3、D5 三 30mg/ L; SS 三 30mg/L; NH3N 三 25mg/L; TP 三 1.0mg/L; PH6 9。2北城污水处理厂处理现状滨北街道办事处已经有三条供水渠道用于企业、单位、个人的生产、生活用水。第一条是滨南供水专线，第二条是滨城区自来水公司，第三条是秦台水库1300万立方米的水库库容。这三条渠道目前的总供水能力为 6万吨/日，为污水处理厂 的正常运转提供了充分的“原料”保障。园区内的企业大部分有预处理。园区企业的出水标准为污水处理厂的进水标准。 从原则上讲，只要该园区的所有污水处理设施整体达标，污水处理厂就能实现排 水整体的达标。1期污水处理厂实际污水处理主体工艺为：水

4、解 +HSL好生氧流化床。去除了初 沉池部分。实际处理能力在2万吨/日。根据北城污水处理厂提供资料，目前污水处理厂进水COD在1000-2000 mg/L，排水100-200 mg/L,色度明显超标，估计氨氮、总磷肯定不能达标。3. 北城污水处理厂存在问题分析据提供资料介绍，北城污水处理厂运行情况经过专家考察分析，一致认为存在下 列问题：1、设计对象偏离。2、设计的标准选用过低。3、污水处理厂的系统质量不过关。从具体设计参数和运行情况分析，我以为至少有下列问题存在：1. 色度严重超标。分析原因，应该是酵母废水中含有的多酚类化合物、 焦糖色素 和美拉多色素的显色作用所城市的效果。 酵母废水中的色

5、度通常无法采用生化处 理来有效去除。由于前述物质的的难降解性，目前多用氧化方式处理。加入酵母 废水源头做好处理，应该是最佳方案。如果暂时不能解决污染源头预处理，则要 求在污水处理厂进行脱色预处理，但是这样处理的费用比较高。我已经对污水厂 排放口污水进行取样小试，废水可以完全脱色，感觉费用太高。采用脱色剂和氧 化剂协同脱色，费用在5-6元/吨左右。2. 目前污水厂排放COD在200mg/L左右，原因是进水口污水浓度太高，停留时 间太短，导致处理能力不足。就目前的1期工程来说，简单的改造恐怕比较麻烦， 建议在2期扩建时候合并考虑为好。3由于目前污水来源主要是工业废水， 因此，对工业废水的预处理成为

6、主要问题。 原初步设计中考虑有污水初沉池，是有道理的。但是在实际实施时被取消，不能 不说是个错误的选择。4填料问题。目前国内使用填料品种多，使用质量参差不齐。常用有合成材料， 如维纶丝（常用做组合填料）、聚乙烯（半软性填料、悬浮球填料）、聚丙烯（空 心多面球、共轭环、鲍尔环、阶梯环、矩鞍环、花环、海尔环等）、聚烯烃（弹性填料等）等。近年来悬浮于水中的具有较大比表面积的悬浮填料盛行，其中有“ B-CELL（博适）”填料和鹏鹞公司的悬浮填料，采用合成材料制作。采用天然材 料的填料主要有球形填料（毛竹球）、平面填料（棉布，我的专利）等。显然， 天然材料制作送的填料与微生物有良好亲和作用，特别容易挂膜

7、。合成材料的挂 膜性能（使用性能）取决于合成材料表面的亲水性的改性。假如表面改性不彻底， 则挂膜效果很差，起不到增加微生物总量的应有效果，从而影响生化池的可靠有 效运行。4、目前工业园区污水处理厂建设和管理存在问题随着国家环境保护基本国策的不断深入，国家对污水处理的要求也越来越高。在 发展经济，开发工业园区的同时，如何高效的建设和管理工业园区污水处理厂， 成为目前工业园区建设和运行中的头等大事。 通过日常工作中对工业园区污水厂 的外部考察和内部交流，我以为目前国内工业园区污水处理厂的建设和管理存在 下列问题：1. 工业园区规划缺少前瞻性，工业园区定位不准确，随着经济形势发展而多变， 引进工业项

8、目类型不定，很少有从循环经济和技术经济互补性角度考虑三废的出 路。引进工业项目的变化使三废处理变得困难，有些甚至无法处理。2. 同类工业项目的集聚，使得废水、废气和废渣的产生引起很多社会问题。女口 目前大家所知的医药工业园区；精细化工园区；合成革生产工业园区；皮革工业 园区；电镀工业园区等，由于其中同类特征污染物浓度严重超标，加上项目集中 后监管难度增加，废气、废水无法实现达标排放，废渣无法找到出路，使工业园 区变形为污染集中区域。3. 工业园区规划和污水处理厂建设时没有从技术角度讨论工业废水处理的达标排放，很少从工业废水的特征污染物入手提出污染控制思路。而是采用城市污水 处理厂的规划设计思路

9、进行总体考虑和提出统一进管标准，缺少预处理环节和废水水质调控手段，从而对工业园区污水处理厂的整体达标排放带来隐患。有的工 业园区污水厂甚至因此从建成后就一直没有也无法实现达标排放。4. 工业园区规划建设时很少对引进工业项目的环境监管提出要求。工业废水大多采用暗管或压力管过计量井进入排污总管。为个别业主违法偷排工业废水创造了条件。实践中发现有设置超越暗管超越计量井、设置暗池和大流量提升泵等方 法等违法现象。污水处理厂由于没有监管权，对这些偷排者既无法收取污水超标 超量处理费，也无法监控其对污水处理厂工艺的冲击。往往由于大量特征污染物（如钠盐、硝基化合物、杀菌剂等）的短时间进入，有些产生一段时间的

10、严重超 标，有些就会导致生化处理工艺崩溃，需要 1-2个月的恢复期。5. 由于采用进管标准的一刀切，使进管废水的B/C降低，污水厂生化处理工艺无法实现设计效率。为了降低预处理投资和运行费用，许多工业废水项目的预处 理装置多采用生化处理工艺，容易降解的有机物在预处理装置中被去除，以达到 COD500mg/L或CODIOOOmg/L的排放标准。为保证污水厂正常运转，已经有工 业园区污水处理厂对进管工业废水提出长达 150多项的进管废水水质指标，对工 业废水中的B/C和特征污染物提出详细的控制要求。工程实践中除了污水厂的日 常运行管理强度和难度增加，还有就是工程可行性很差：废水中BOD/COD比值在

11、按照国家水质参数监测标准下取得的数据是在特定条件下（监测BOD时废水被稀释，相应废水中可能对微生物产生抑制的特征污染物浓度也被稀释而产生抑制能力被降低），所以其B/C只是一个参考数据，而不能真正说明工业废水的可 生化性。6. 工业项目废水预处理、工业园区工业废水排污管网管理和污水处理厂运行管 理实行多头管理：工业项目废水预处理装置由业主自行建设和运行管理；工业废 水预处理装置排放口由环保部门监督； 工业园区工业废水排污管网由专业排水管 网公司或工业园区专业部门管理；污水处理厂由污水厂运行管理；污水厂排放口 由环保部门监督。显然，在这条运行链条中，污水处理厂无法选择自己的”生产 原料”（工业废水

12、），提出进厂工业废水水质的要求或者至少可以预知水质。可想 而知，要对一个未知的原料组织有效生产是非常困难的。只有改变污水处理厂的 弱势位置，才有可能做好集中式污水处理厂的工作。5对工业园区污水处理厂建设和管理改革的思路要坚持国家环境保护基本国策，才能保证工业园区的长期、稳定、高速发展。做 好工业园区污水处理工作和其它环境保护工作，是工业园区环保工作的基础。 为发展工业园区，做好污水处理工作，需要管理制度创新。结合工业园区目前污水处理厂建设出现问题， 对污水处理厂建设和管理制度提出 如下新思路：1. 分质进网。由于工业废水的特异性，必须从污染源头开始抓起：根据不同性 质工业废水，按照废水水质，采

13、用不同的预处理标准，从有利于污水处理厂运行 管理为前提，有利于集中管理达标排放为目标，利用不同工业废水水质整体协调, 完善污染源头预处理。工作重点是把工业园区作为一个整体进行考虑，污水处理 厂是为整个园区设置，要考虑整体处理效率。对于可生化性高的工业废水，可以 不经处理或简单物化处理后进入管网；对可生化性差、难降解工业废水主要是在 降低特征有毒有机污染物浓度，保证废水进入污水处理厂经过混合稀释后可以完 成生化处理过程。同类工业废水的处理由于水质单一，处理效率通常不高，应该 接纳生活污水进管网。工业园区规划时要考虑和附近居住区的协调发展，工业园 区污水处理厂要接纳附近一定量的生活污水， 既可以通

14、过工业园区建设带动附近 居住区的经济，还可以通过污水处理厂建设提高环境质量，而工业园区污水处理 厂可以提过吸纳生活污水以提高自身生化处理效率，降低运行费用。生活污水加 入工业废水处理厂事半功倍：生活污水成为微生物的营养源。2. 源头管理。做好分质进网后，污水处理厂管理还有很大难度。因为工业废水 从工厂产生，直到进入管网，通常不是污水处理厂一家可以管得了的。要真正管 理好污水处理厂，管理工作要从源头管起。应该采用专业管理思路，让专业的人 做专业的事情。工厂只负责生产，根据不同产品，按照环境评价提出的数据提供 给污水处理厂，由污水处理厂组建专业队伍进行预处理和集中处理。污水处理厂 按照和工厂约定的

15、方式进行预处理， 并决定其废水集中进管网处理还是在工厂现 场做预处理。由于预处理装置和管理由污水处理厂承担，不会出现污水厂因为无 法掌握工业废水进水水质，疲于应付突发事件的情况。污水厂管理职能延伸到工 厂废水预处理，比现有污水厂只管本体运行管理的责任大了， 但是心中更有底了 心中有数将提高污水厂管理效率。污水处理厂将因此发展成为综合污水处理经济 实体。因为预处理装置和排放管网全部掌握在污水厂手中，在现阶段，污水厂管 理职能延伸还可以防止偷排、超标排放、晚间集中排放等问题。3. 加权收费。工业废水排放收费，还是以GB8978-96和其它行业水污染物排放 标准为基础，根据工业园区的总体规划，分别不

16、同工业门类，对不同废水按照特 征污染物因子，制定收费标准。此项工作应该在工业园区建设规划时进行，针对不同工业废水进行分类，按照对废水处理难度进行排序。通常可以按照难易程度 制定1-6级收费处理标准，在提出污染物因子基础收费浓度后进行加权计算， 超过基础浓度越高，收费加权就越大。通过污染物因子加权收费，刺激工厂实施 清洁生产，减少排污量。4. 有序排放。国家已经将化学需氧量排放总量控制的减排目标责任分解落实到各地和重点排污单位，要求减少污染物排放，着力推进重点流域和区域污染治理， 加强对高污染行业和企业的监管，并加大环境监测和执法力度。深入开展整治违 法排污企业、保障群众健康环保专项行动。加快研

17、究完善促进环境保护和减少污 染物排放的税费机制。按照国家环保总局规划，废水排放总量必须进行削减，废 水排放量将会逐年减少。作为工业园区污水处理厂，承担了工业园区的废水治理 任务，显然应该属于重点排污单位。在新工业园区规划和污水处理厂规划建设中， 必须考虑中水回用，并纳入考核体系。对新进园项目提出必要的中水回用指标， 实现废水的良性循环利用。按照项目用水性质和要求，冷却水完全可以使用中水 回用。废水的再生和回用，将缓解我国的用水危机。污水处理厂通过废水回用， 可以与工业园区企业建立优良的互动关系，实现相互依托，共存共荣。采用中水 回用后，污水处理厂的污水排放去路至少有两个：排放环境和中水回用。对

18、于工 业园区附近有良好自然条件，如湿地等，可以通过湿地的改造（人工湿地）进一 步净化排放污水，实现污水的深度处理，为环境补充水源。6对北城污水处理厂改造的考虑思路和建议按照以上分析，在实现污水处理厂从源头开始的管理体制后，污水处理厂的建设 和管理就只是一个技术问题了。污水处理厂工程总体一般考虑原则：污水处理厂的设计和建设包括污水处理程度和规模的确定、厂址选择、污水及污 泥处理工艺选择、总平面布置、工艺流程确定、处理构筑物等方面的内容。在处 理程度或允许的出水排放总量确定以后， 就可以据此列出所有能够满足要求的工 艺流程。选择可行的几种处理工艺方案，通过全面技术经济比较后确定处理工艺 流程和设计

19、参数。城市污水处理工艺方案的选择一般应体现以下总体要求：满足 要求，因地制宜，技术可行，经济合理。也就是说，在保证处理效果、运行稳定， 满足处理要求（排放水体或回用）的前提下，使基建造价和运行费用最为经济节 省，运行管理简单，控制调节方便，占地和能耗最小，污泥量少。同时要求具有 良好的安全、卫生、景观和其它环境条件。满足处理功能与效率要求：污水处理 厂工艺方案应确保高效稳定的处理效果， 污水处理设施出水应达到国家或地方规 定的水污染物排放控制的要求。对污水处理设施出水水质有特殊要求的，须进行 深度处理。这是污水处理最重要的目标，也是污水处理厂产品的基本质量要求。 而排放标准的确定主要取决于处理

20、出水的最终处置方式，如果排入水体，则取决 于接纳水体的功能质量要求和水体的环境容量，如果回用，则取决于回用水用户 对水质的要求。规模与工艺标准因地制宜：污水处理厂工艺方案的确定必须充分考虑当地的社会 经济和资源环境条件。要实事求是的确定城市污水处理工程的规模、水质标准、 技术标准、工艺流程以及管网系统布局等问题；处理规模大小对处理工艺的影响 很大，城市污水处理设施建设应按照远期规划确定最终规模，以现状水量为主要 依据确定近期规模。污水处理厂的实际设计规模应根据污水收集量和分期建设、 水质目标确定，污水收集量取决于管网完善程度和汇水区内的生活、工业污水产 生与允许纳入量，以及管网入渗或渗漏水量等

21、因素。在决定处理工艺方案时，要因地制宜，结合当地条件和特点，有所侧重，尤其是 排放与利用的相结合，不同处理工艺的组合。例如在一个处理厂内，一部份采用 强化一级处理加排海（江）工程；一部份采用二级处理后用于农田灌概；还有一 部份采用深度处理后回用于工业。要根据当地财力情况，充分考虑处理工艺的分 期、分级实施。比如说，可以先采用一级处理或强化一级处理，以后再建二级处 理，或一部份采用一级处理，另一部份采用二级处理（国内外均有先例）。污泥处理应根据污泥的出路（农用、填埋、排海等），确定是否需要进行消化处理。 技术成熟可靠切实可行：根据城市污水处理技术政策，城市污水处理设施建设， 应采用成熟可靠的技术

22、。根据污水处理设施的建设规模和对污染物排放控制的特 殊要求，可积极稳妥地选用污水处理新技术。因此，必须合理把握工艺先进性和成熟性（可靠性）的辨证关系。一方面，应当 重视技术经济指标的先进性，同时必须充分考虑适合工业园区和工程的性质。污 水处理工程不同于一般点源治理项目，它作为工业园区基础设施工程，具有规模 大、投资高的特点，且是百年大计，应该确保百分之百的成功。工艺的选择必须 注重成熟性和可靠性。因此，强调技术的合理，而不是简单地提倡技术先进。必 须把技术的风险降到最小程度。在最近颁布的城市污水处理的技术政策中规定“对在国内首次应用的新工艺，必须经过中试和生产性试验，提供可靠设计参数 后再进行

23、应用。”也是强调了可靠性原则。经济合理效益显著：节省工程投资与运行费用是城市污水处理厂建设与运行的重 要前提。合理确定处理标准，选择简捷紧凑的处理工艺，尽可能地减少占地，力 求降低地基处理和土建造价。同时，必须充分考虑节省电耗和药耗，把运行费用 减至最低。对于我国现有的经济承受能力来说，这一点尤为重要。较高的性能价 格比经济指标同样是先进性的重要体现。因此，城市污水处理工艺应根据处理规模、水质特性、受纳水体的环境功能及当 地的实际情况和要求，经全面技术经济比较后优选确定。工艺选择的主要技术经 济指标包括：处理单位水量投资、削减单位污染物投资、处理单位水量电耗和成 本、削减单位污染物电耗和成本、

24、占地面积、运行性能可靠性、管理维护难易程 度、总体环境效益等。污水处理工艺选择的水质因素：进水水质水量特性和出水水质标准的确定是污水 处理工艺选择的关键环节，也是我国当前污水处理工程设计中存在的薄弱环节。 污水管网的完善，对污水处理厂设计规模和设计水质的确定至关重要，目前我国 大多数城市管网不配套（尤其是淮河流域），造成污水厂规模和水质难以确定， 投入运行后实际值与设计值往往相差较大，效能难以充分发挥。这个问题必须加 以解决。对于污水处理工艺方案及其设计参数的确定，进行必要的水质水量特性分析测定 和动态工艺试验研究是国际通行的做法， 有些发达国家甚至开展连续多年的全面 水质水量特性测定和中试研

25、究。在国内，由于体制和资金来源等方面的问题，在 污水处理工艺方案的确定过程中虽然不太可能开展大规模的前期试验研究，但进行水质特性分析与短期动态工艺试验的条件还是具备的，不应该忽视。因此，污水处理技术政策中要求，应切合实际地确定污水进水水质，优化工艺设 计参数。必须对污水的现状水质特性、污染物构成进行详细调查或测定，作出合 理的分析预测。在水质构成复杂或特殊时，应进行污水处理工艺的动态试验，必 要时应开展中试研究。积极审慎地采用高效经济的新工艺，对在国内首次应用的 新工艺，必须经过中试和生产性试验，提供可靠设计参数后再进行应用。一般城市污水主要污染物是易降解有机物， 所以目前绝大多数城市污水处理

26、厂都 采用好氧生物处理法。工业园区中工业废水比重很大，难降解有机物含量高，污 水可处理性差，就应考虑增加厌氧处理改善可处理性的可能性，或采用物化法处 理。污水的有机物浓度对工艺选择有很大关系。当进水有机物浓度高时，AB法、厌氧酸化/好氧法比较有利。AB法中的A段只需较小的池容和电耗就可去除较多的 有机物，节省了基建费和电耗，污水有机物浓度越咼，节省的费用就越多。厌氧 处理要比好氧处理显著节能，但只有在浓度较高时才显示出优越性。当有机物浓 度低时，氧化沟、SBR等延时曝气工艺具有明显的优势。在要求除磷脱氮的场合须选用稳定可靠的生物除磷脱氮工艺。城市污水处理厂污泥的处理处置：在我国的城市水污染治理

27、中，污水厂污泥处理 处置费用约占工程投资和运行费的 24%45% （发达国家如美国及欧洲国家已占 污水处理厂总投资的 50%70%）。污水处理厂污泥处理处置高昂的投资及其运 行费用，一方面使得目前国内大部分污水厂未对污泥进行稳定处理或处理工艺的 配套设施不完善，另一方面也使得建有完善污泥处理设施的污水厂常因其运行费 用较高而基本停用。随着我国城市污水处理设施的普及，处理率的提高和处理程度的深化，污泥的产生量将有较大的增长，预计到2010年，我国城市污水处理厂的湿污泥年产量将达2000余万t,污泥的处理处置已成为迫在眉睫的难题。而 通过技术改进和革新，降低污水处理厂的污泥产生量；研究开发先进的污

28、泥处理 工艺，提高污泥处理系统的效率，降低污泥处理成本；研制出技术先进、经济高 效的国产污泥处理成套设备，改变目前大量使用进口设备，导致污泥处理投资费 用高居不下的状况；积极进行污泥资源化研究等是解决当前及今后我国城市污水 污泥处理处置问题的有效途径。根据我国污水处理技术政策，（1）城市污水处理产生的污泥，应采用厌氧、好氧 和堆肥等方法进行稳定化处理。也可采用卫生填埋方法予以妥善处置。（2）处理能力在10万m3/d以上的污水二级处理设施产生的污泥， 宜采取厌氧消化工艺进 行处理，产生的沼气应综合利用。（3）处理能力在10万m3/d以下的污水处理设 施产生的污泥，可进行堆肥处理和综合利用。（4）

29、采用延时曝气技术的污水处理 设施，污泥需达到稳定化。采用物化一级强化处理的污水处理设施，产生的污泥 须进行妥善的处理和处置。（5）经过处理后的污泥，达到稳定化和无害化要求的， 可农田利用；不能农田利用的污泥，应按有关标准和要求进行卫生填埋处置。污水处理厂出水的再生利用：在我国，花费大量投资建设了污水处理厂，但经过 处理后的再生水并没有得到充分利用， 有的地区甚至还将处理后的再生水与未经 处理的污水混入一起同流合污，有的地区没有将再生水合理回用却直接排入大海 造成淡水资源的浪费。因此，在工业园区污水处理厂决策中应充分考虑废水的再 生利用。工业园区污水处理厂出水可用作农业用水、园区杂用水、工业冷却

30、用水、工业生 产用水、地下水补充等；另一方面，污水处理厂出水也可看作是水文循环的组成 部分，将合乎质量要求的出水排放到河流水体中，使河流水体能维持或变成供下 游使用的原水源，不仅经济可行，而且可减少风险并发挥河流水体自净能力。 在我国的污水处理技术政策中，提倡各类规模的污水处理设施按照经济合理和卫 生安全的原则，实行污水再生利用。发展再生水在农业灌溉、绿地浇灌、城市杂 用、生态恢复和工业冷却等方面的利用。城市污水再生利用，应根据用户需求和 用途，合理确定用水的水量和水质。污水再生利用，可选用混凝、过滤、消毒或 自然净化等深度处理技术。城市污水处理厂二次污染防治：城市污水处理设施建设，必须充分重视防治二次 污染，妥善采用各种有效防治措施。在污水处理设施的前期建设阶段的环境影响 评价工作中，应进行充分论证。为保证公共卫生安全，防治传染性疾病传播，城 市污水处理设施应设置消毒设施。在环境卫生条件有特殊要求的地区，应防治恶 嗅污染。城市污水处理设施的机械设备应采用有效的噪声防治措施，并符合有关 噪声控制要求。城市污水处理厂设计要充分考虑安全防护设施的设置，确保