上世紀(jì)80年代至今，隨著排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠迎來(lái)了一輪又一輪的建設(shè)和改造。究竟什么樣的提標(biāo)改造之路是真正適合中國(guó)國(guó)情的？值得水業(yè)同仁探討。8月23日，在2018(第十屆)上海水業(yè)熱點(diǎn)論壇上，中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“華北市政總院”)總工程師鄭興燦發(fā)表了題為“城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)建設(shè)之路”的主題演講。

　　以下內(nèi)容根據(jù)鄭興燦現(xiàn)場(chǎng)發(fā)言整理，未經(jīng)本人審核。

　　一、城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)演變

　　鄭興燦介紹，縱觀我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的演變，大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)：

　　1988年，我國(guó)最早的國(guó)家級(jí)城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)頒布，其核心指標(biāo)是COD、BOD5和SS。1996年，在特殊時(shí)期下頒布了新版國(guó)標(biāo)，但由于不同部門(mén)之間的爭(zhēng)議較大，沒(méi)有得到嚴(yán)格執(zhí)行。2002年，《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)頒布，于次年正式執(zhí)行。2006年，當(dāng)時(shí)的國(guó)家環(huán)保部在太湖流域強(qiáng)制推行了一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)無(wú)法滿足一些地方的實(shí)際需求，北京、天津等地又相繼出臺(tái)了更為嚴(yán)格的地方標(biāo)準(zhǔn)。

　　整體來(lái)看，排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，不僅核心指標(biāo)遞增，同時(shí)排放標(biāo)準(zhǔn)值也越來(lái)越嚴(yán)格，更重要的是考核還要求所有樣品穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。鄭興燦比喻，這好比考大學(xué)，不僅要求考上，還要求每門(mén)一百分才能畢業(yè)，無(wú)疑難上加難，這也導(dǎo)致了在現(xiàn)行的考核方式下，要達(dá)到一級(jí)A的排放標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際出水水質(zhì)就需要達(dá)到所謂的準(zhǔn)Ⅳ類(lèi)水的要求。

　　二、城鎮(zhèn)污水處理廠工藝技術(shù)發(fā)展

　　不同時(shí)期的排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工藝技術(shù)的要求不同。鄭興燦表示，上世紀(jì)80年代的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，主要是控制有機(jī)物，采用二級(jí)生物處理(CAS)即可達(dá)標(biāo)，當(dāng)時(shí)主要受工業(yè)廢水和設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量的影響。2002年的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，主要控制有機(jī)物和氮磷，采用常規(guī)的二級(jí)強(qiáng)化(BNR)工藝即可實(shí)現(xiàn);到了一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際上是達(dá)到再生水的基本水質(zhì)要求，就需要采用二級(jí)強(qiáng)化(EBNR)加深度處理的工藝流程，此時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理提出了更精細(xì)化的要求。如今，北京、天津、太湖、滇池等地方標(biāo)準(zhǔn)相繼頒布，污水處理開(kāi)始面臨超高排放要求，不僅要滿足再生水的生產(chǎn)與綜合利用，還需要通過(guò)處理水提高接納水體的水環(huán)境容量，最終實(shí)現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量的改善，為了穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，進(jìn)一步催生了膜過(guò)濾與反滲透、高標(biāo)準(zhǔn)除磷脫氮、化學(xué)高級(jí)氧化與脫色等工藝單元技術(shù)的工程應(yīng)用。

　　三、城鎮(zhèn)污水處理工藝構(gòu)成與工程實(shí)施模式

　　大家有目共睹，這些年為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，各種各樣的城鎮(zhèn)污水處理工藝技術(shù)和改造方法層出不窮，很難判斷其優(yōu)劣與適用性，但就工藝構(gòu)成和實(shí)施方式來(lái)講，所有的工藝過(guò)程都可以通過(guò)一條基本原則——主要去除目標(biāo)是有機(jī)物、磷、氮來(lái)劃分工藝類(lèi)型。

　　鄭興燦提出，總體來(lái)看，污水處理廠工藝構(gòu)成與實(shí)施方式主要包括如下幾個(gè)重要因素：一是圍繞去除目標(biāo)來(lái)選擇相應(yīng)的泥齡，這是前提，比如去除有機(jī)物的泥齡一般為3天，氨氮的硝化需要7天，要達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)泥齡則需要15~20天。第二，電子受體的供給方式及分布，即厭氧、缺氧，好氧在時(shí)間和空間上的分布狀態(tài)，這是核心工藝組分。第三，污泥產(chǎn)率，它對(duì)系統(tǒng)影響也非常大。此外，反應(yīng)池流態(tài)、典型曝氣設(shè)備的選擇、固液分離方式，以及業(yè)主的偏好等方面的選擇都是工藝實(shí)施的重要構(gòu)成部分。

　　總結(jié)起來(lái)即為：“泥齡是前提、分布是核心、產(chǎn)率是關(guān)鍵、流態(tài)是要素、實(shí)施是選擇、選擇是偏好。”

　　四、適合我國(guó)城市污水的改良A2/O工藝示例

　　實(shí)際上，我國(guó)的城鎮(zhèn)污水特征具有中國(guó)特色，因此，很多國(guó)外的技術(shù)在引進(jìn)來(lái)時(shí)并不適應(yīng)中國(guó)國(guó)情，比如對(duì)于傳統(tǒng)的A2/O生物除磷脫氮工藝來(lái)說(shuō)，我國(guó)城鎮(zhèn)污水的C/N偏低、回流污泥硝態(tài)氮偏高等問(wèn)題就會(huì)明顯影響生物除磷脫氮效果，因此需要進(jìn)行本土化改良。

　　1.多點(diǎn)進(jìn)水回流污泥反硝化改良A2/O除磷脫氮工藝

　　鄭興燦表示，隨著這幾年的發(fā)展，尤其是一級(jí)A提標(biāo)改造浪潮來(lái)臨之后，當(dāng)前的我國(guó)的A2/O工藝已經(jīng)針對(duì)我國(guó)城鎮(zhèn)污水的特點(diǎn)進(jìn)行了一系列的改良，演變成了確有成效且較為復(fù)雜的系統(tǒng)，但他認(rèn)為，適合我國(guó)城市污水處理工藝改良的關(guān)鍵一點(diǎn)還是在于如何實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)進(jìn)水和多點(diǎn)回流。以下為上世紀(jì)80年代末開(kāi)發(fā)的多點(diǎn)進(jìn)水回流污泥反硝化改良A2/O除磷脫氮工藝的具體流程，上世紀(jì)90年代開(kāi)始得到較為廣泛的應(yīng)用：

　　2.城鎮(zhèn)污水處理廠高標(biāo)準(zhǔn)除磷脫氮工藝流程示例

　　會(huì)上，在多點(diǎn)進(jìn)水回流污泥反硝化改良A2/O除磷脫氮工藝的基礎(chǔ)上，鄭興燦還詳細(xì)介紹了華北市政總院在城鎮(zhèn)污水處理廠高標(biāo)準(zhǔn)除磷脫氮工藝改良上的探索和實(shí)踐，并給出了具體示例。先看示例的整體流程圖，如下

　　鄭興燦介紹，針對(duì)高標(biāo)準(zhǔn)的脫氮除磷要求，一方面，工藝在前端設(shè)置了超細(xì)格柵處理，提高了后續(xù)單元運(yùn)營(yíng)的穩(wěn)定性和可靠性。二來(lái)，還增加了初沉發(fā)酵池來(lái)強(qiáng)化無(wú)機(jī)懸浮固體的去除，這類(lèi)工藝十幾年前在國(guó)外污水處理廠已經(jīng)得到關(guān)注，近幾年國(guó)內(nèi)也開(kāi)始慢慢重視。他表示，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在碳源不足的情況下，僅僅改變A2/O工藝本身，總氮不能達(dá)到5~6mg/L的水平，因此需要考慮外加碳源，同時(shí)，還在原先系統(tǒng)上增加了短停留時(shí)間的后續(xù)缺氧池和好氧池，這樣只要出水總氮不是不低于5mg/L的要求，基本都可以實(shí)現(xiàn)。值得注意的是，高標(biāo)準(zhǔn)脫氮除磷工藝改良的一個(gè)基本原則是，氮磷的去除盡量在生物處理段解決，而不是在后續(xù)的深度處理段。

　　鄭興燦特別強(qiáng)調(diào)，一個(gè)技術(shù)在不同的情景下，它可能適用的范圍會(huì)發(fā)生很大的變化。比如，如果要達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，濾布濾池是一個(gè)很好的技術(shù)選擇，水頭損失小、占地面積小、能耗非常低，但如果要求SS穩(wěn)定達(dá)到5mg/L以下，總磷穩(wěn)定達(dá)到0.3mg/L以下的話，該技術(shù)就可能不太適合。對(duì)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(duì)于一些工業(yè)廢水管用，對(duì)于另一些也會(huì)失效。不過(guò)值得一提的是，由于臭氧氧化技術(shù)既可以去除COD，又可以去除色度，同時(shí)也是新興非常規(guī)污染物去除的一個(gè)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(jìn)一步氧化的標(biāo)準(zhǔn)配置。

　　對(duì)于工藝改造的原則，鄭興燦總結(jié)為一句話，即“先源頭控制，后強(qiáng)化處理;先運(yùn)行優(yōu)化，后工程改造;先生物強(qiáng)化，后物化輔助”。他表示，對(duì)于新一輪的提標(biāo)改造而言，需要優(yōu)先考慮投資問(wèn)題，樹(shù)立優(yōu)化運(yùn)行的概念。例如，當(dāng)現(xiàn)有的工藝系統(tǒng)能夠按照一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定運(yùn)行的話，如果要提升到新的、更高的標(biāo)準(zhǔn)，比如總氮要達(dá)到10mg/L以下、總磷要0.3 mg/L以下時(shí)，適當(dāng)增加投藥量和碳源的投加量等優(yōu)化運(yùn)行的方式即可解決，不需要工程改造或增加設(shè)施。而對(duì)于一些小型的SBR系統(tǒng)，尤其早期建設(shè)的系統(tǒng)，改造的費(fèi)用可能遠(yuǎn)大于推倒重來(lái)，此時(shí)多個(gè)廠合并可能是更合適的方法之一。每個(gè)廠的情況不一，有通用的法則，也要因地制宜，切實(shí)實(shí)際。