上海市政設(shè)計(jì)研究總院張辰總工

　　污水處理是耗能行業(yè)，能耗為0.15~0.28kW•h/m³污水，如按每立方米污水節(jié)省0.01kW•h計(jì)，全國每年可節(jié)省能耗1億多元。我國污水處理廠的處理設(shè)施不如發(fā)達(dá)國家完備，但能耗卻高于發(fā)達(dá)國家：城市污水處理廠電耗約占總能耗的60%～90％；在所有電耗中，污水生物處理占50％～70％，污水提升和污泥處理分別占10％～20％和10％～25％。在污水處理特許經(jīng)營市場紅火發(fā)展的今天，節(jié)能降耗無疑是降低污水處理廠后續(xù)運(yùn)營成本的關(guān)鍵因素。在由中國水網(wǎng)和清華大學(xué)聯(lián)合主辦的“2009水業(yè)高級技術(shù)論壇”中，上海市政設(shè)計(jì)研究總院的張辰總工以處理量占上海市城市污水總產(chǎn)量近1/2的特大型城市污水處理廠—白龍港污水處理廠采用的節(jié)能技術(shù)為例詳細(xì)闡述了對于節(jié)能設(shè)備、先進(jìn)控制參數(shù)、節(jié)能工藝等的選取及節(jié)能效果，相關(guān)數(shù)據(jù)源自于上海市政設(shè)計(jì)研究總院、河海大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)的聯(lián)合課題，目前還未結(jié)題，因此部分?jǐn)?shù)據(jù)后續(xù)有可能會(huì)調(diào)整。

　　白龍港污水處理廠是特大型城市污水處理廠，現(xiàn)狀規(guī)模已達(dá)200萬m³/d，遠(yuǎn)期將達(dá)342萬m³/d，處理量占上海市城市污水總產(chǎn)生量的1/2左右，年能耗近1億kW•h，年COD消減量達(dá)13.5萬t左右。

水力高效分配節(jié)能技術(shù)

　　污水處理廠改造的工藝技術(shù)里面，特別是對于大型的污水處理廠水力改造、水力如何分配更為重要，水力高效分配節(jié)能技術(shù)主要由穩(wěn)定分流和均勻配水兩部分組成，對于像白龍港這樣特大型的污水處理廠，水流量的變化幅度非常大，在120萬m³/d~256萬m³/d之間均有可能，通過穩(wěn)定的分流器使得進(jìn)入生物反應(yīng)池的流量穩(wěn)定。由于白龍港污水處理廠原已有一級處理強(qiáng)化措施，所以對于整個(gè)配水槽、堰等等進(jìn)行了改造，局部拆除折線堰，減小堰前堰后水位差，充分利用折線堰后空間的過流能力，提高總配水渠的利用率，降低總配水渠最高水位，水頭損失由0.232m>0.15m（設(shè)計(jì)要求）調(diào)整為0.134m<0.15m（設(shè)計(jì)要求）。如下圖是均勻配水模型裝置，是白龍港污水處理廠40萬m³/d中一組12條10米寬的沉淀池，由于占地的限制如采用中間均勻配水有一定的難度，因此采用了側(cè)向進(jìn)水，而側(cè)向進(jìn)水必然帶來第一條槽與最后一條槽之間水流量均勻分配的問題，整個(gè)槽寬度為150米，通過模型實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了A、B兩個(gè)配水渠，對兩者配水的情況分別做了模擬試驗(yàn)，同時(shí)在水力設(shè)計(jì)中也提出了精確設(shè)計(jì)的理念，采用毫米為單位代替原先以公分為單位計(jì)算水頭損失等參數(shù)。通過整個(gè)水力模型的試驗(yàn)，確定最后調(diào)配水堰的水頭損失為0.058米。

均勻配水模型裝置

多模式A/A/O高效低耗運(yùn)行技術(shù)
   
　　白龍港污水處理廠本身為A²/O工藝，對于200萬m³/d的污水處理廠，隨著水量、水質(zhì)的變化所有的參數(shù)不可能及時(shí)調(diào)整，因此在旁邊設(shè)置了中試裝置，通過中試裝置上面參數(shù)的調(diào)整指導(dǎo)整個(gè)運(yùn)營的控制和調(diào)整。如下圖為100萬m³/d的多模式A/A/O中試裝置，在線同步運(yùn)行。目前階段研究結(jié)果是：白龍港污水廠進(jìn)水具有良好的可生化性，易于微生物利用，但碳源含量不足，未達(dá)到同時(shí)脫氮除磷的最優(yōu)碳源含量；對于倒置A/A/O而言，適宜混合液回流比范圍為1.0~2.0，水溫較高時(shí)好氧池DO應(yīng)不超過1.4~1.5mg/L（一般設(shè)計(jì)為2.0mg/L），厭氧池進(jìn)水量宜為工藝總進(jìn)水量的30%；白龍港污水廠生化工藝進(jìn)水規(guī)模達(dá)200萬m³/d時(shí)，都能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，夏秋季節(jié)倒置A/A/O出水一級B達(dá)標(biāo)率可保持95%以上（白龍港污水處理廠面臨著從二級標(biāo)準(zhǔn)提高到一級B標(biāo)準(zhǔn)的需求，可以看出通過自身的改進(jìn)而不需增加生物反應(yīng)池即可達(dá)到）；采用A/A/O，1.5倍混合液回流比即可滿足工藝需要；冬季低溫環(huán)境條件下，進(jìn)水規(guī)模為80萬m³/d時(shí)，出水一級B達(dá)標(biāo)率可保持90%以上，進(jìn)一步提高進(jìn)水規(guī)模，出水可滿足二級標(biāo)準(zhǔn)，總體上使得整個(gè)生物處理處于低耗運(yùn)行狀態(tài)。

100萬m³/d的多模式A/A/O中試裝置

復(fù)合高效脫氮除磷工藝技術(shù)
   
　　目前白龍港污水處理廠是達(dá)二級的排放標(biāo)準(zhǔn)，今年擴(kuò)建目標(biāo)為一級B標(biāo)準(zhǔn)，是通過增加生物反應(yīng)池的停留時(shí)間還是通過自身的改進(jìn)達(dá)到新的排放標(biāo)準(zhǔn)？白龍港總投資20億元，去年剛剛通水，無論在理念上還是情感上考慮都選擇了后者。在自身水質(zhì)的調(diào)整中，通過中試試驗(yàn)確定填料的單位質(zhì)量、填料投加比例、生物增加量等參數(shù)，填料投加過少會(huì)起不到強(qiáng)化的作用，但如果投加過多懸浮污泥系統(tǒng)又難建立，白龍港的進(jìn)水水質(zhì)濃度比較低，如果膜長得好的話，活性懸浮污泥長起來有一定的難度。通過中試試驗(yàn)尋找平衡使得白龍港污水處理廠可以順利達(dá)標(biāo)，針對白龍港的水質(zhì)確定填料投加比在10%~20%、填料規(guī)格為Ø25×9mm、填料堆積個(gè)數(shù)為135256個(gè)/m³、比表面積﹥500m²/m³、空隙率﹥95﹪。同時(shí)對于泥齡的控制也做了分析研究，單一活性污泥和復(fù)合活性污泥對于出水的氨氮有明顯改善，且出水氨氮濃度相當(dāng)?shù)那闆r下復(fù)合活性污泥工藝的泥齡小于單一活性污泥法工藝，但對除磷影響較小。

編輯：周蕓