兩年前的6月,太湖藍(lán)藻事件導(dǎo)致無錫市自來水“變臭”,給無錫人民甚至是全國人民都留下了深刻的記憶。此后一系列連鎖反應(yīng)發(fā)生自不必說,而對水行業(yè)來說,最明顯的結(jié)果是污水處理廠的升級改造從此加快了步伐,脫氮除磷逐漸成為官員、專家、從業(yè)者口中的“關(guān)鍵詞”。
作為先行者的太湖流域,在污水處理廠升級改造方面的經(jīng)驗頗可借鑒,這里的污水處理廠遇到的難點值得行業(yè)及相關(guān)政府部門思考。
太湖藍(lán)藻爆發(fā),引起了國家領(lǐng)導(dǎo)人、江蘇省政府的關(guān)注,當(dāng)時的總體要求是:限期對太湖流域2007年6月底前已建、在建的169座城鎮(zhèn)污水處理廠進行除磷脫氮改造,總規(guī)模400余萬立方米/日,需投資約27億元;新建城鎮(zhèn)污水處理廠則必須按照《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)的一級A標(biāo)準(zhǔn)實施建設(shè)。
為確保改造技術(shù)和設(shè)備經(jīng)濟適用,如期完成提標(biāo)改造任務(wù),2008年2月,江蘇省政府決定在省級財政資金中安排專項經(jīng)費3000萬元,由省建設(shè)廳集中組織開展城鎮(zhèn)污水處理廠除磷脫氮改造技術(shù)攻關(guān)及示范。
“建設(shè)部領(lǐng)導(dǎo)來視察,說我們這里整個就是一個一級A的‘大超市’,預(yù)處理技術(shù)、生物除磷脫氮技術(shù)、深度處理技術(shù)、出水穩(wěn)定處理技術(shù)無所不包。A/A/O、氧化溝、SBR、MBR、硅藻精土、粉末活性炭、曝氣生物濾池、砂濾、轉(zhuǎn)盤過濾器、濾布過濾器、微濾膜過濾器等等都在研究范圍之內(nèi)。”江蘇省住房城鄉(xiāng)建設(shè)廳節(jié)水辦總工何伶俊告訴中國水網(wǎng)記者,江蘇省通過這次技術(shù)攻關(guān),在國內(nèi)首次系統(tǒng)地研究了城鎮(zhèn)污水處理廠一級A提標(biāo)中涉及的關(guān)鍵技術(shù),理清了城鎮(zhèn)污水處理廠一級A提標(biāo)的技術(shù)路線,明確了關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)和技術(shù)要點,篩選了一批經(jīng)濟、適用的城鎮(zhèn)污水處理廠一級A提標(biāo)技術(shù)。
運營上:威脅污水處理廠穩(wěn)定達標(biāo)的“三座大山”
近日,在環(huán)保部主辦,清華大學(xué)和中國水網(wǎng)承辦的城市污水和重點工業(yè)廢水脫氮除磷污染防治技術(shù)研討會上,何伶俊詳細(xì)介紹了江蘇省太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造的過程,成功的喜悅之外是所遭遇的困難。
“第一座大山”是工業(yè)廢水的影響。
“一級A相對于一級B,從指標(biāo)的絕對值上來說,提高的并不高。但是,它的難度非常大。首先是一級A穩(wěn)定達標(biāo)的難點問題,從指標(biāo)上來看,一個是總氮,一個是COD的問題。” 何伶俊說,“工業(yè)廢水中有一些不可降解的COD,這部分COD進到污水處理廠里后,使得污水處理廠增加了不能達標(biāo)的風(fēng)險。”
現(xiàn)行《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中,對于COD只是按照濃度500mg/L進行控制,然而,太湖流域污水處理廠施行一級A標(biāo)準(zhǔn)以后,必須更多地關(guān)注進水中COD的構(gòu)成。COD的構(gòu)成有很多,有些是可以通過污水處理廠生物降解的,有些則是進污水處理廠以后白白走一遭,不可能再生物降解的。工業(yè)企業(yè)有很多有了預(yù)處理,可生化處理的東西已經(jīng)處理掉了,剩下一些“骨頭”到污水處理廠里來,而污水處理廠主要還是通過生化處理來解決,所以這部分COD是不可能處理掉了,這對于整個污水處理廠COD的達標(biāo)問題有很大影響。
何伶俊建議,以后對于污水排放標(biāo)準(zhǔn)的修改要體現(xiàn)加強源頭控制,除了控制濃度以外,還要考慮污水的可生化性。
對于這個問題,中國水網(wǎng)記者了解到,有的專家持類似看法。他們對于污水處理廠這樣的治污單位被視作排污單位十分不解,并認(rèn)為COD削減的多少應(yīng)該作為排放標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo),而不應(yīng)是一個絕對值。不過,也有業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,污水處理廠的不可降解的COD有多少是來自于工業(yè)企業(yè)?這是不好判斷的,城鎮(zhèn)污水中也有不可降解COD。但他同時強調(diào),工業(yè)廢水對于污水處理廠設(shè)施的影響不可忽視,應(yīng)當(dāng)防范接入的工業(yè)廢水性質(zhì)改變可能導(dǎo)致的污水處理廠排放不達標(biāo)風(fēng)險,以及其對污水處理設(shè)施本身造成的損害。
關(guān)于總氮難以穩(wěn)定達標(biāo)問題,何伶俊認(rèn)為,從整個指標(biāo)值上來看,首先也是由于工業(yè)廢水的不利影響。她說,現(xiàn)在總氮控制實際上還趕不上COD,COD監(jiān)管還是有標(biāo)準(zhǔn)的,而總氮排入下水道,是長驅(qū)直入,標(biāo)準(zhǔn)里連限值都沒有,更別說總氮的構(gòu)成了。總氮的構(gòu)成也是非常復(fù)雜的,江蘇省太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠除磷脫氮技術(shù)攻關(guān)研究發(fā)現(xiàn),總氮里有些東西是不可硝化的,要實現(xiàn)生物脫氮,它首先要硝化,然后才能反硝化,如果都不能硝化的東西,反硝化更無從談起。這樣的話,總氮怎么可能達標(biāo)呢?
何伶俊呼吁,一級A提標(biāo)以后,對工業(yè)污染源頭控制必須擺放到重要的日程上來。要加強源頭控制,同時,不能簡單地以濃度控制,對污染物的構(gòu)成也要考慮。
其次是冬季低溫的影響。
江蘇省太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠除磷脫氮技術(shù)攻關(guān)的結(jié)果讓專家們吃驚,原來以為江蘇省冬季不寒冷,水溫不會太低,研究發(fā)現(xiàn),江蘇省的冬季水溫是很低的。原因是北方采暖,南方溫度比江蘇高,恰巧江蘇是在谷底。這種情況下,冬季低溫時要想實現(xiàn)脫氮除磷,達標(biāo)排放,難度特別大。
江蘇省太湖流域調(diào)查結(jié)果顯示,城鎮(zhèn)污水處理廠在水溫低于15℃以后,生物脫氮就受到明顯的抑制。江蘇省太湖流域低于12℃的水溫要占到每年10%以上的概率,也就是說,一年有1-2個月要低于12℃。從某種意義上來說,這是不可抗力。在冬天低溫時,城鎮(zhèn)污水處理廠盡管很努力也難以實現(xiàn)穩(wěn)定達標(biāo),這種情況下,環(huán)保部門檢查時,直接判為不達標(biāo)是不是合適呢?這是個值得探討的問題。
最后一個是碳源的問題。由于水質(zhì)的原因,江蘇省太湖流域的污水處理廠普遍碳源不足。而要實現(xiàn)生物脫氮,必須有足夠的碳源。沒有足夠的碳源不能穩(wěn)定達標(biāo)。
經(jīng)濟上:提標(biāo)改造很昂貴 是否應(yīng)當(dāng)“一刀切”?
實現(xiàn)一級A達標(biāo),代價是昂貴的。
何伶俊說,通過技術(shù)攻關(guān)以后,從建設(shè)環(huán)節(jié)來分析,建設(shè)一個排放標(biāo)準(zhǔn)為一級B的污水處理廠,平均進水COD350mg/L,出水是60mg/L,也就是一級B的污水處理廠可以實現(xiàn)290mg/LCOD的削減。如果從一級B提高到一級A,從COD上來說,只是多實現(xiàn)了10mg/L的降解,因為一級A下COD的排放標(biāo)準(zhǔn)是50mg/L。
一般情況下,一級B的污水處理廠廠區(qū)投資1500元/立方米左右,而要實現(xiàn)提標(biāo),每立方米的投入大約是600-800元。性價比不難算出來:我們花費建設(shè)一個新廠將近一半的代價,只削減了10mg/LCOD;建設(shè)一個新廠則是削減290mg/LCOD。
在當(dāng)前,我國很多地方還沒有污水處理廠的情況下,“高標(biāo)準(zhǔn)”與“廣覆蓋”應(yīng)當(dāng)孰先孰后?這也是個值得探討的問題。
從運行環(huán)節(jié)上看,代價也是非常昂貴的。有很多污水處理廠采用BOT模式運作,一級B標(biāo)準(zhǔn)下,政府支付給運營商的污水處理服務(wù)費,一般在0.8元/立方米左右;實現(xiàn)了一級A提標(biāo)以后,增加的運營成本大概是0.2元,幅度也是非常大的。
從碳源角度也一樣,污水處理廠碳源不夠的話,運營成本還要高。
去年江蘇省全省污水處理廠考核中,何伶俊吃驚地發(fā)現(xiàn),有些污水處理廠為了達到一級A標(biāo)準(zhǔn),不惜成本地往池子里投加碳源,另外,為了實現(xiàn)一級A,大量投加藥劑,污泥的產(chǎn)量也相應(yīng)增加大概10%左右,污泥性狀也比原來復(fù)雜,這些都是值得關(guān)注的。
毋庸置疑,太湖地區(qū)環(huán)境非常敏感,有提標(biāo)改造的需求。那么全國是不是要“一刀切”?是不是應(yīng)該分不同流域制定不同的標(biāo)準(zhǔn)?何伶俊認(rèn)為,如果不是環(huán)境敏感地區(qū),如果沒有實現(xiàn)污水處理的“全覆蓋”,如果沒有全面的雨污分流,“一刀切”搞一級A是值得探討的。
技術(shù)上:立足現(xiàn)實 “三先三后”
根據(jù)江蘇省太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠除磷脫氮技術(shù)攻關(guān)研究成果編制的《江蘇省太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》中,提出了城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造的技術(shù)原則:先優(yōu)化運行,后工程措施;先內(nèi)部碳源,后外加碳源;先生物除磷,后化學(xué)除磷。這也是江蘇省太湖技術(shù)攻關(guān)研究成果的核心所在。
說到具體的工藝、技術(shù)路線選擇問題,業(yè)內(nèi)專家說,根據(jù)無錫市的污水處理廠提標(biāo)改造經(jīng)驗,一級A的提標(biāo)改造寧可放松一些指標(biāo),而不要用經(jīng)濟代價非常大的方法來實現(xiàn)。如果懸浮物指標(biāo)能夠放松,可能轉(zhuǎn)盤過濾器、膜生物反應(yīng)器(MBR)這樣的工藝就不會廣泛使用了。這些都是很好的技術(shù),只是我們還需要考慮經(jīng)濟性問題。轉(zhuǎn)盤過濾器等工藝可以用到水的回用上,需要更高標(biāo)準(zhǔn)的再生水處理等。
另外,除磷與脫氮的順序該怎樣選擇?專家認(rèn)為,應(yīng)先除磷,后脫氮,畢竟投資有順序。對這兩個指標(biāo)來說,不能同時達到的時候,要優(yōu)先去除磷。
因為現(xiàn)在去除磷的技術(shù)比較便宜,去除總氮的技術(shù)投資大,運行受影響也大。對北方來說,氮磷兩個指標(biāo)達到一定比例的時候才會發(fā)生水華,但是若其中一個很低,另一個很高,就不會發(fā)生水華。也就是說,當(dāng)?shù)撞怀杀壤臅r候,比如磷很低的時候,不會在富營養(yǎng)化方面對水體造成嚴(yán)重影響。所以,考慮經(jīng)濟因素,應(yīng)當(dāng)首先除磷。
監(jiān)管上:檢測方式是否能夠改變?
一級A提標(biāo)以后的環(huán)境監(jiān)管問題,讓何伶俊感到困擾,有同感的還有其他專家。
何伶俊說,“在提標(biāo)過程中,我們做了很多努力,從工程上,從技術(shù)儲備上。但是我們覺得如果沒有一個客觀的環(huán)境考核體系,可能會出現(xiàn)一種被動局面,就是你做了很多的努力,會發(fā)現(xiàn)還有很多污水處理廠不達標(biāo)。”
這就涉及到以后對污水處理廠環(huán)境監(jiān)管和評判的方式問題。是不是還沿用原來的取樣方式:挖一勺子水,達標(biāo)就達標(biāo),不達標(biāo)就不達標(biāo)?粗放的管理方式,在標(biāo)準(zhǔn)比較低的時候問題可能不太突出,但是當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)提到相當(dāng)高以后,因為污水處理廠水質(zhì)的波動性不以人的意志為轉(zhuǎn)移,如果監(jiān)管方式不能適應(yīng)現(xiàn)在的高標(biāo)準(zhǔn),依然沿用以前的粗放的做法,可能出現(xiàn)一些誤判。
何伶俊建議,在污水處理廠監(jiān)督檢測方式上,把一些隨機的采樣方式變成日平均的采樣方式,水質(zhì)的分析方法上也一樣,城鎮(zhèn)污水處理廠標(biāo)準(zhǔn)提高后,如果水質(zhì)檢測時不消除氯離子的干擾,對COD結(jié)果影響更大。同時,在達標(biāo)評價的方法上,比如總氮的指標(biāo)隨著溫度變化而波動,能否使用年平均值進行評價?
同時,對工業(yè)廢水接管的監(jiān)管方面,建議嚴(yán)格控制難降解的COD和不可氨化的總氮接入,對于含有優(yōu)質(zhì)碳源的工業(yè)廢水則可放寬條件接入。
另外一位專家也說,取樣應(yīng)該改變,對于不同的參數(shù)要定不同的取樣頻率。有的參數(shù)需要每天達標(biāo),氨氮每天達標(biāo)很難,周平均就可以了。這些如果能夠細(xì)化,對污水處理廠運行上來說更科學(xué)。
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