太湖流域污水處理提標概況

■ 江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設廳城市建設處副處長 何伶俊

（本文系作者在2019（第十一屆）上海水業(yè)熱點論壇的主題演講內(nèi)容）

2007年春末夏初，太湖藍藻爆發(fā)，引發(fā)無錫供水危機。藍藻事件后，國家對太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠尾水排放提出了更加嚴格的要求。

江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設廳限期對太湖流域2007年6月底前已建、在建的169座城鎮(zhèn)污水處理廠進行一級A提標改造，總規(guī)模400余萬立方米/日。與此同時，新建城鎮(zhèn)污水處理廠全面執(zhí)行一級A標準。截至2010年底，太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠全部完成提標改造。

2016年，江蘇省“263”行動要求太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行更加嚴格的總氮總磷排放要求，2020年底前，尾水排入太湖水系的一級保護區(qū)內(nèi)所有城鎮(zhèn)污水處理廠實施氮磷特別排放限值，二級保護區(qū)內(nèi)縣以上城市污水處理廠實施氮磷特別排放限值。

2018年6月1日，《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》（DB 32/1072-2018）頒布實施。該標準對包括蘇州市、無錫市、常州市，南京市溧水區(qū)、高淳區(qū)，鎮(zhèn)江市丹陽市、句容市、丹徒區(qū)在內(nèi)的太湖地區(qū)提出了要求。

《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》提到，太湖地區(qū)其他區(qū)域內(nèi)接納工業(yè)廢水量大于實際處理水量60%的城鎮(zhèn)污水處理廠，其主要水污染物可按照所接納企業(yè)中最嚴的行業(yè)排放限值執(zhí)行。與江蘇周圍的上海、浙江相比，排放標準大體是持平的。

太湖地區(qū)污水排放新標準

此輪提標涉及太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠220座，規(guī)模753.76萬m3/d；其中城市污水廠72座，投運規(guī)模529.6萬m3/d；建制鎮(zhèn)污水處理廠148座，投運規(guī)模224.16萬m3/d。

一、調(diào)研情況

為了做好新一輪提標工作，江蘇委托專業(yè)團隊開展了調(diào)研，形成了兩份調(diào)研報告：一份是重點圍繞一級A后評估，一份是重點圍繞再提標進行調(diào)研。

（一）一級A后評估情況

通過對太湖流域一級A城鎮(zhèn)污水處理廠運行能耗、設備調(diào)研等進行分析可知：

一級A后評估-水質(zhì)水量與泥質(zhì)泥量

1.2007年～2017年太湖流域各市城鎮(zhèn)污水處理廠的處理水量呈現(xiàn)出逐年上升的趨勢，但進水各指標濃度整體呈下降趨勢。

2.太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠進水BOD/COD的平均值為0.4，進水可生化性在中等水平；碳氮比偏低，生物脫氮存在碳源不足的問題；BOD/TP維持在28左右，理論上可以滿足生物除磷的需求，但是由于生物脫氮利用了進水中的大量碳源，可能導致生物除磷所需的碳源缺乏；進水SS/BOD均值在1.4左右且呈逐年增長趨勢。

3.太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠污泥產(chǎn)率一般在5～12t/萬m3（以80%含水率計）。

一級A后評估-運行成本

1.處理規(guī)模較小的城鎮(zhèn)污水處理廠由于進水量、設計、運行管理等諸多方面的影響，電耗差異性較大；日處理量大于5萬噸的污水處理廠能耗較為接近，主要集中在每立方米0.25～0.4KW·h。

2.四種主流工藝中，耗氧污染物能耗均值由高到低依次為MBR、A2O、SBR、氧化溝。

3.由于水質(zhì)水量的不同，太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠的運行成本存在較大差異，主要集中在0.33～1.08元/m3。

一級A后評估-設備調(diào)研分析

1.太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠格柵存在的主要問題為懸浮物截留效果差和故障率高；針對曝氣沉砂池和旋流沉砂池，其主要問題是除砂效率低、出砂含水率高。

2.在生物處理單元，建議選擇調(diào)節(jié)范圍大的風機，加強對風機的日常維護管理。

3.在深度處理系統(tǒng)，應加強對反硝化濾池的監(jiān)控，合理進行碳源的投加；活性砂濾池應該確定合適的反沖洗方式并加強日常管理；選擇濾布濾池時應該充分考慮工藝搭配，避免出現(xiàn)“高效沉淀池+濾布濾池”等不合理的組合工藝形式。

4.紫外消毒效果欠佳，無法保障糞大腸桿菌的達標排放。

（二）再提標調(diào)研情況

通過再提標調(diào)研，調(diào)研組總結出：提標過程中，TN和TP是提標難點，TN對城鎮(zhèn)污水廠的內(nèi)碳源利用和外碳源投加提出了更高的要求；TP穩(wěn)定達標需要更好的化學除磷控制。對于部分存在難生物降解COD的城鎮(zhèn)污水廠，需要通過模擬試驗確定提標方案。

基于調(diào)研表格反饋、現(xiàn)場普查和蘇錫常三地現(xiàn)場咨詢會內(nèi)容分析，位于太湖流域內(nèi)的主要城市無錫、常州和蘇州的城鎮(zhèn)污水處理廠既有共性問題也有地區(qū)特性問題，對問題類型和各城市問題特征進行總結，主要分為以下四類：工藝設計問題、進水水質(zhì)問題、運行管理問題和其他問題。

1.工藝設計問題

預處理系統(tǒng)功能缺失、能力不足、設備故障、過度消耗碳源、復氧嚴重等；

生物處理系統(tǒng)優(yōu)化不足、氧化溝/CAST等工藝提標潛力低，一定數(shù)量需要工程措施；

再提標調(diào)研情況-問題總結

深度處理負荷不足、衰減嚴重、功能缺失等。

2.進水水質(zhì)問題

工業(yè)廢水過多和管網(wǎng)滲漏、河水倒灌等；

進水中含有難生物降解COD，工業(yè)廢水影響；

進水碳源不足最為突出，同時還有冬季低水溫問題；溶解態(tài)有機磷問題。

3.運行管理問題

運行管理問題主要分為技術人員缺乏、工藝現(xiàn)狀分析不足、設備儀表運維欠缺等問題；

日常檢測與運行優(yōu)化關聯(lián)性分析不足、評估能力不強；

小型污水處理廠和建成較早的大型污水處理廠更應加強管理。

4.其他問題

可用占地問題；

水量波動下的水廠超負荷運行問題；

升級改造過程的連續(xù)運行問題。

二、技術完善

基于調(diào)研，江蘇省住房和城鄉(xiāng)建設廳組織編制和發(fā)布了《江蘇省太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠DB32/1072提標技術指引》。其中的一些技術不僅僅是針對本輪提標，也有未來長遠發(fā)展構想。

（一）工作流程與技術評估

a.源頭管控

1.生活污水

（1）居住小區(qū)和公共建筑等的生活污水應依法規(guī)范接入市政污水管網(wǎng)。

（2）城鄉(xiāng)規(guī)劃部門依法核發(fā)建設用地規(guī)劃許可時，應采納城鎮(zhèn)排水主管部門意見。

（3）建設單位應按照設計方案建設排水管網(wǎng)等設施。

2.工業(yè)廢水

（1）城鎮(zhèn)排水主管部門應依據(jù)企業(yè)環(huán)評批復和《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標準》（GBT31962-2015），對接管范圍內(nèi)的工業(yè)企業(yè)排水情況進行評估，新建、改建、擴建工業(yè)企業(yè)以及各類開發(fā)區(qū)、工業(yè)集聚區(qū)、循環(huán)園區(qū)（以下統(tǒng)稱工業(yè)園區(qū)）內(nèi)產(chǎn)生的工業(yè)廢水，不應接入市政污水管網(wǎng)。

（2）冶金、電鍍、化工、印染、原料藥制造、光伏、垃圾滲濾液等含重金屬或高濃度、難生物降解污染物廢水，不應接入市政污水管網(wǎng)；由于歷史原因已經(jīng)接入的，應限期退出。

（3）化肥、焦化、洗毛、制革、石油精煉、煤加工等高含氮工業(yè)廢水，不應接入市政污水管網(wǎng)；由于歷史原因已經(jīng)接入的，需給予特別關注和監(jiān)控，在進一步強化源頭管控的基礎上，應經(jīng)評估后確定是否限期退出。

（4）城鎮(zhèn)排水主管部門應對已接入市政污水管網(wǎng)的工業(yè)企業(yè)排水戶進行評估，未達到相關要求的應限期整改；達到相關要求的，依法核發(fā)污水排入排水管網(wǎng)許可證。

（5）已獲許可的工業(yè)企業(yè)應將接入口位置、排水方式、主要排放污染物等信息主動向社會公示，接受公眾和相關部門監(jiān)督。

3.河湖水及施工降水

（1）河湖水不得進入市政污水管網(wǎng)。有條件時，應合理控制河湖水體水位，防止倒灌進入市政排水系統(tǒng)。

（2）施工降水或基坑排水不宜排入市政污水管網(wǎng)，鼓勵采取自行處理措施，并將處理后水質(zhì)較好的施工降水或基坑排水直接利用或用于河道生態(tài)補水。

4.管網(wǎng)運維保障

（1）應制定完善的管網(wǎng)運行維護保障計劃。

（2）應加強排水管網(wǎng)的驗收、運行、巡查、養(yǎng)護與維修，保障排水管網(wǎng)及其附屬設施的安全穩(wěn)定運行，提升管網(wǎng)綜合管理水平。

（3）鼓勵按《排水管道維護安全技術規(guī)程》（CJJ 6-2009）相關規(guī)定，采用CCTV、QV等數(shù)字化設備開展排水管網(wǎng)功能性和結構性缺陷檢測，并根據(jù)檢測結果及時對排水管網(wǎng)進行修復完善。

（4）應建立泵站、管網(wǎng)、污水處理廠的聯(lián)動調(diào)度機制，防止管網(wǎng)冒溢，確保管網(wǎng)安全和污水處理廠正常運行。

（5）鼓勵采用廠、網(wǎng)、受納水體一體化管理模式和專業(yè)化運維方式。

b.技術評估

1.源頭管控調(diào)查

擬提標城鎮(zhèn)污水處理廠提標前，應開展源頭管控調(diào)查，包括但不限于以下內(nèi)容：

（1）居住小區(qū)和公共建筑生活污水是否依法規(guī)范接入市政污水管網(wǎng)，建設單位是否按照排水設計方案建設管網(wǎng)等設施。

（2）是否存在新建、改建、擴建工業(yè)企業(yè)以及各工業(yè)園區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的工業(yè)廢水接入市政污水管網(wǎng)情況；是否存在冶金、電鍍、化工、印染、原料藥制造、光伏、垃圾滲濾液等含重金屬或高濃度、難生物降解污染物廢水接入市政污水管網(wǎng)情況。

（3）是否存在河湖水進入市政污水管網(wǎng)情況；是否存在施工降水或基坑排水進入市政污水管網(wǎng)情況。

（4）是否有完善的排水管網(wǎng)及其附屬設施的運行監(jiān)管系統(tǒng)；是否建立完善的管網(wǎng)運行維護保障計劃并定期開展管網(wǎng)排查和清淤；是否建立有效的廠、站、網(wǎng)聯(lián)動調(diào)度機制。

2.水質(zhì)水量特征分析

（1）水量分析

① 根據(jù)服務區(qū)域內(nèi)水量的日、月、季變化規(guī)律以及旱、雨季變化特征，合理設定變化系數(shù)，保障水量水質(zhì)高峰時段出水達標。

② 結合區(qū)域規(guī)劃、排水規(guī)劃，合理確定近遠期規(guī)模、設施布局、建設時序、工程預留措施與用地等。

（2）水質(zhì)分析

① 現(xiàn)狀水質(zhì)分析。開展擬提標城鎮(zhèn)污水處理廠進出水化學需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、懸浮固體（SS）、氨氮（NH3-N）、總氮（TN）、總磷（TP）等水質(zhì)指標日均值的統(tǒng)計分析，包括但不限于概率分布、變化系數(shù)、關聯(lián)關系等。必要時補充連續(xù)24 h的時變化檢測分析。

② 未來水質(zhì)預測。結合區(qū)域規(guī)劃、排水規(guī)劃和提質(zhì)增效要求，預測未來水質(zhì)變化趨勢，合理確定擬提標城鎮(zhèn)污水處理廠的水質(zhì)設計值。

（3）水質(zhì)指標測試

①應按《城鎮(zhèn)污水處理廠運行、維護及安全技術規(guī)程》（CJJ60-2011）要求開展城鎮(zhèn)污水處理廠的水質(zhì)檢測，擬提標城鎮(zhèn)污水處理廠水質(zhì)指標不全、數(shù)據(jù)不足的，應進行補充測試。

②重點關注CODCr、TN、TP及BOD5等指標，加強BOD5的日常檢測，作為進水可生化性、碳氮比等參數(shù)分析的重要依據(jù)。

③對存在達標難度的指標開展關聯(lián)組分分析，重點關注CODCr中溶解性難生物降解CODCr組分、TN中硝態(tài)氮和出水溶解性不可氨化有機氮組分、TP中溶解性難化學沉淀TP組分。

3.主要達標影響因素識別

（1）SS/BOD5（或SS/CODCr）

進入生物系統(tǒng)的SS/BOD5（或SS/CODCr）可間接影響活性污泥產(chǎn)率和污泥活性，當SS/BOD5＞1.5時，應采取強化沉砂效果、設置初沉池或具有同等功能的措施，強化無機懸浮固體去除。

（2）BOD5/TN（或CODCr/TN）（單位硝態(tài)氮需BOD5量1:5）

進水BOD5/TN（或CODCr/TN）反映生物脫氮潛力，進水TN濃度越高，所需的進水BOD5/TN越高。

（3）BOD5/TP（或CODCr/TP）（BOD5/TP＞20）

進水BOD5/TP（或CODCr/TP）反映生物除磷潛力，比值越高，生物除磷潛力越大。

（4）冬季低水溫條件的影響分析

低溫會明顯影響活性污泥性能。對低溫時段進行統(tǒng)計分析，必要時測定硝化速率，并考慮采取提升硝化生物量及硝化菌活性的措施。

4.關鍵指標達標難點分析

（1）化學需氧量（CODcr）

主要難點為進水中溶解性難生物降解CODcr。溯源并加強源頭管控。

（2）氨氮（NH3-N）

NH3-N受水溫、HRT、DO、pH、堿度、MLVSS/MLSS、污泥濃度等綜合影響，冬季低水溫為難點。

（3）總氮（TN）

出水TN達標影響因素包括進水BOD5/TN（或CODCr/TN）、進水碳源構成及分配、泥齡、水溫、混合液回流比、缺氧環(huán)境（HRT、DO、混合條件、ORP）、外部碳源投加（種類、點位、投加量）等，硝態(tài)氮和溶解性不可氨化有機氮是達標難點。

（4）總磷（TP）

出水TP達標影響因素：生物除磷包括進水BOD5/TP（或CODCr/TP）、進水碳源構成及分配、pH、泥齡、水溫、厭氧環(huán)境（停留時間、DO、混合條件、ORP、硝態(tài)氮）等；化學除磷包括藥劑種類、投加點、投加量、混合條件（方式、時間、強度）等。

5.工藝運行效能測試

為科學合理地制定提標工藝技術方案，在編制提標技術方案前，宜自行或委托專業(yè)機構對擬提標城鎮(zhèn)污水處理廠開展工藝全流程效能測試與評估，特別是進水水質(zhì)條件復雜的污水處理廠。污水處理廠工藝全流程效能評估，主要包括預處理系統(tǒng)的能效評估、生物處理系統(tǒng)的能效評估和深度處理系統(tǒng)的能效評估。

6.設備儀表及電氣自控評估

對設備、儀表及自控水平進行總體評估，包括核心設備運行和調(diào)控能力、在線儀表布設及運行維護情況、自控系統(tǒng)建設和運行效果（對水質(zhì)水量和運行環(huán)境變化的監(jiān)控和響應能力），同時兼顧電氣系統(tǒng)的容量配置評估。

7.用地調(diào)查

對可用于提標建設的土地情況進行調(diào)查，分析提標建設用地條件。

8.運行管理能力評估

對運行管理人員的教育背景、專業(yè)能力、工作經(jīng)驗等進行綜合評估。運行管理人員應經(jīng)培訓合格上崗。

9.建設時序與預案研究

擬提標城鎮(zhèn)污水處理廠應就提標建設期間的處理規(guī)模、運行難點、達標考核及可能發(fā)生的不利情況與生態(tài)環(huán)境部門和城鎮(zhèn)排水主管部門溝通。建設過程中優(yōu)先考慮廠廠、網(wǎng)網(wǎng)和站站之間的水量調(diào)度，分析先擴建后改造或分組提標的可能性，并制定提標建設期間的運行風險控制預案。

（二）處理工藝

處理工藝包含預處理、生物處理、深度處理。在預處理中，水泵出水口處、沉砂池出水端應盡量減少跌水復氧，降低碳源損耗。后續(xù)的生物處理、深度處理環(huán)節(jié)都應非常重視氧氣的管控。

（三）尾水濕地

針對DB32/1072-2018要求的“廠區(qū)排口出水達到GB18918一級A標準的城鎮(zhèn)污水處理廠，在其排口下游建設人工濕地水質(zhì)凈化工程，且工程建設符合HJ2005要求時，可以以濕地的出口作為污水處理設施最終的排口進行水質(zhì)達標檢測”。尾水濕地的主要功能是提升出水的生態(tài)安全性，增強生態(tài)景觀效果；具有一定的水質(zhì)凈化效果，但受季節(jié)、環(huán)境、動植物生命活動等影響較大。因此，在《指引》中特別強調(diào)，不得將城鎮(zhèn)污水處理廠出水的考核采樣點設置于尾水濕地出水口。

尾水濕地在昆山市、張家港市、太倉市等地污水處理廠已經(jīng)得到了實踐應用。太湖地區(qū)共計214座城鎮(zhèn)污水處理廠，其中，處于一二級保護區(qū)的45座，其他區(qū)域的169座。計劃采取工程措施進行提標的有109座，采取優(yōu)化運行管理措施進行提標的有95座(10座污水處理廠計劃遷建或關停)，目前已有4座污水處理廠完成提標、1個污水處理廠完成優(yōu)化運行管理工作。結合城鎮(zhèn)污水處理廠新一輪提標建設，江蘇城鎮(zhèn)污水處理將從 “工程水”階段進入“生態(tài)水”階段，這是江蘇治水理念的新提升。