鄭興燦：城鎮污水處理廠提標建設之路

時間：2018-09-04 09:12

來源：中國水網

作者：洪翩翩

鄭興燦特別強調，一個技術在不同的情景下，它可能適用的范圍會發生很大的變化。比如，如果要達到一級A標準，濾布濾池是一個很好的技術選擇，水頭損失小、占地面積小、能耗非常低，但如果要求SS穩定達到5mg/L以下，總磷穩定達到0.3mg/L以下的話，該技術就可能不太適合。對于COD的去除也是一樣。一些污水處理廠難生物降解的COD用臭氧氧化非常管用，但也并不是所有的都管用，活性炭對于一些工業廢水管用，對于另一些也會失效。不過值得一提的是，由于臭氧氧化技術既可以去除COD，又可以去除色度，同時也是新興非常規污染物去除的一個非常重要的途徑和方法，鄭興燦建議，如果有一定的條件，大部分的污水處理廠可以將臭氧氧化作為消毒措施或者進一步氧化的標準配置。

對于工藝改造的原則，鄭興燦總結為一句話，即“先源頭控制，后強化處理;先運行優化，后工程改造;先生物強化，后物化輔助”。他表示，對于新一輪的提標改造而言，需要優先考慮投資問題，樹立優化運行的概念。例如，當現有的工藝系統能夠按照一級A標準穩定運行的話，如果要提升到新的、更高的標準，比如總氮要達到10mg/L以下、總磷要0.3 mg/L以下時，適當增加投藥量和碳源的投加量等優化運行的方式即可解決，不需要工程改造或增加設施。而對于一些小型的SBR系統，尤其早期建設的系統，改造的費用可能遠大于推倒重來，此時多個廠合并可能是更合適的方法之一。每個廠的情況不一，有通用的法則，也要因地制宜，切實實際。

五、我國城鎮污水特有的復雜水質特征及主要成因

會上，鄭興燦還總結了我國城鎮污水特有的五大特征，包括：

一是低碳氮比C/N，即BOD5/TN明顯偏低。碳源40%以上的缺失是因為化糞池，15%以上則由于污水管網的漏損，合計可達到50%以上。

二是泥沙含量高，即SS/BOD5明顯偏高，泥沙主要來源于清洗加工、土壤流失、泥漿、地表廢棄物、沙塵沉降、河水倒灌等。

三是冬季低溫，尤其是長江下游區域。成因主要是季節性氣溫變化、地表水供水水源、淮河以南冬季無法定的供暖服務等。

四是由于用戶用水差異、工業影響等導致的進水水質水量波動。

五是由于工業廢水的管控失靈導致預處理未達標、非法排放等對污水處理廠進水水質產生影響。

六、生物脫氮除磷效果的關鍵影響因素及改進措施

鄭興燦給出了我國城鎮污水C/N的具體數據。他表示，通過全國的數據分析可知，我國城鎮污水C/N普遍低于4，而發達國家則高于5，這是國內外水質的本質差別。嚴重的碳源不足導致除磷脫氮效果不理想。

鄭興燦提到，我國很多污水處理廠的SS/BOD5比值在2左右，是發達國家的1.5~3倍，污水泥沙惰性懸浮固體含量高帶來了大量的泥沙沉淀。而隨著進水SS/ BOD5比值的上升，污泥產量明顯上升，污泥活性的明顯下降，我國正常的污泥活性是歐美國家的一半。因此，對泥沙的控制是關鍵因素之一。

從生物除磷角度而言，優質碳源濃度及比例是生物除磷能力的關鍵影響因素，然而現實情況中由于回流污泥硝酸鹽、低pH、過度曝氣等原因，生物除磷能力遭到了破壞，所以可以通過增強反硝化除磷，節省碳源和能源消耗，但存在較明顯的地域差異。

另外，完全硝化系統是保障系統穩定運行的關鍵因素。鄭興燦指出，污水生物脫氮受完全硝化能力和反硝化能力的保障與功能的均衡、所需的C/N及碳源優化配置等多重因素的影響。

鄭興燦表示，目前，有些設計院還是按照硝化速率來設計，這是錯誤的。系統的硝化能力與泥齡、溫度有關，與硝化速率無關。硝化速率的高低和進水的C/N相關，另一方面，C/N是反硝化能力的決定性因素，而碳源構成是影響反硝化速率的最主要因素，合適的C/N和碳源質量，帶來快速的碳源和反硝化反應，而C/N嚴重不足的條件下，設計得再好，也解決不了問題。

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污水生物脫氮的關鍵控制因素

下圖為實際測定的反硝化反應的三個不同速率階段，初始10分鐘左右去除6mg/L的硝酸鹽，之后60多分鐘再去除6mg/L，然后是緩慢的反硝化，約4個小時再去除6mg/L，可以看出，在很多工藝系統中，大部分時間反硝化速率處于很低的階段，有些設計人員認為可以通過無限增加泥齡的方式來解決總氮去除率提升的問題，但實際上，缺氧端每增加1小時的停留時間，總氮的去除僅能增加1mg/L左右，考慮到硝化菌和反硝化菌之間的均衡，真正需要的時間可能是2小時。兩個小時的停留時間才增加1mg/L，從投資和運行成本來講，還不如適當的投加外部碳源，因為每去除3mg/L左右的總氮，碳源費用大概是0.1元。

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另外，鄭興燦還提到了最近幾年用得比較多的懸浮填料強化硝化工藝系統，他表示，該工藝可以突破非曝氣污泥量比值的限制，解決冬季低溫運行問題的同時提高反硝化能力。

七、城鎮污水處理廠工程應用實例

1.天津紀莊子污水處理廠&津沽污水處理廠

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天津紀莊子污水處理廠是華北市政總院設計的我國第一座大型二級處理廠，后因城市發展需要于2015年關閉遷建，目前變身為天津津沽污水處理廠。鄭興燦介紹，該污水廠現在執行一級A標準，很快將提標至天津地標，也就是所謂的準Ⅳ類水標準。同時，該廠周邊還建成了再生水廠和污泥處理廠，實現了高等級再生水的利用和污泥的資源化能源化。

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