走進亞洲最大污水處理廠——白龍港
上海
夏 天
我們走出學校 用實踐檢驗真理
假 期
我們躍出國門 用思考認知世界
踐知性 濟未來 星空以望
團隊成員——同濟大學2016級環(huán)境工程系
項目負責人：吳廷煒 執(zhí)行總策劃：邢思陽
資深名記者：陶云帆 連網(wǎng)工程師：姜之用
財務經(jīng)紀人：朱麗萍 國際文獻通：林哲銳
利用暑假機會
我們將對比上海市白龍港污水處理廠
以及意大利博洛尼亞污水處理廠
嘗試從政策標準、技術(shù)工藝、進出水質(zhì)
等方面探索中歐之間的差異
為學而問 以問求學
這次推送首先介紹白龍港污水處理廠
該廠位于浦東新區(qū)合慶鎮(zhèn)朝陽村，屬于上海長江口岸，是亞洲最大的污水處理廠，也是世界最大的污水處理廠之一，處理能力占上海城市污水處理能力的1/3。
白龍港污水處理廠
白龍港污水處理廠地理位置圖
處理規(guī)模
上海市大型污水輸送干線及終點污水處理廠分布圖
日處理來自上海黃浦、靜安、長寧、徐匯、普陀、閔行、浦東地區(qū)生活污水，服務人口約70余萬人口。
白龍港污水處理廠年處理污水量達7.3億m³相當于杭州西湖蓄水能力70倍。
運行中：280萬m³/d，雨天近300萬m³/d
擴建中：120萬m³/d 的設計處理量
建造歷史
1999年，規(guī)模120萬m³/d 的預處理廠，當時只有粗細格柵，簡單去除沙子、懸浮垃圾后就直接排到長江去。
2008年，建造高效沉淀池，進行化學處理，包括加藥后絮凝沉淀。之后升級和擴建，建了8個生物池，主要是A/O的處理。
2016年，建好了除臭工程，將池子都加蓋，將池子產(chǎn)生的硫化氫和氨氣收集起來，再進行處理。
2018年，進行提標改造工程，一是建造50萬m³全地下的污水處理廠。其他分別是20、50萬m³的地上污水處理廠，處理規(guī)模指標是一級A。
工藝流程
經(jīng)過文獻查詢與實際調(diào)研，我們了解到白龍港污水處理廠是國內(nèi)規(guī)模最大的具有脫氮除磷功能和污泥厭氧消化的城市污水處理廠，根據(jù)資料我們制作了簡易的工藝流程圖。目前，中國大型污水處理廠處理流程都與之類似，也會根據(jù)實際需求略作調(diào)整。
白龍港污水處理廠總工藝流程圖
進水特性
白龍港污水處理廠的進水水質(zhì)特性主要體現(xiàn)在長距離輸水后，顆粒性有機物在管道輸送過程中發(fā)生厭氧生物降解和轉(zhuǎn)化，VSS/SS比值較低，即進水中揮發(fā)性懸浮物質(zhì)比例降低。
出水水質(zhì)
生活污水經(jīng)過預處理、一級強化、生物處理等工藝后達到（GB18918-2002）一級B的排放標準排入長江出水口。正在進行的提標改造工程的設計出水水質(zhì)將達到一級A的標準。出水通過出水泵房加壓后從深海排放管排入長江。
污水處理工藝
該廠的污水處理采用多模式厭氧/缺氧/好氧( A/A/O) 工藝，進水經(jīng)泵站提升后以重力流進入總配水井，經(jīng)8組粗細格柵和旋流沉砂池預處理后，進入多模式A/A/O處理單元，二沉池出水采用紫外線消毒；還有部分污水經(jīng)預處理后，進入高效沉淀池，通過外加藥劑處理后同樣紫外消毒，出水經(jīng)出口泵房通過深水排放管排入長江。
污水處理主要工藝流程圖
工藝特點：
多模式A/A/O：
生物反應沉淀池共4座，每座分2組，每組池子的處理量約為20萬m³/d。由初沉段、A²/O段、二沉段組合布置而成。
多模式A/A/O工藝流程
（1）初沉段：設計高峰表面負荷為4.3m³/(m²·h)，水平流速17mm/s，出水堰負荷2.1L/(s·m)，停留時間0.83h；
（2）A²/O段：水力停留時間12h，有效水深6m，污泥負荷0.12kgBOD/[(kgMLSS·d)] ;好氧泥齡13.4d，氣水比4.5∶1；
（3）二沉段：設計高峰表面負荷為1.15m³/(m²·h)，高峰停留時間3.1h，水平流速4mm/s，出水堰負荷1.03 L/(s·m)。
高效沉淀池
總配水井出水大于160萬m³/d的流量部分通過高效沉淀池進行處理，共計設3組, 每組6只池。
高效沉淀池工藝流程
每組處理水量約42萬m³/d，表面負荷17m³/(m²·h)，停留時間50min , 污泥回流比4%，產(chǎn)生污泥量197噸/d，含水率97%。
污泥處理工藝
污水處理過程產(chǎn)生的剩余污泥首先通過重力和
機械作用降低含水率，然后進入污泥厭氧消化系統(tǒng)使污泥中的部分有機物降解并產(chǎn)生沼氣。一部分厭氧消化污泥進入進入板框壓濾機使含水率降至60%以下; 另一部分厭氧消化污泥則通過離心脫水使含水率降至80% 以下，然后進入流化床干化至含水率低于10%，經(jīng)深度脫水和干化后的污泥外運填埋。
污泥處理工藝流程圖
污泥規(guī)模：
日處理量約1300m³，回流大概100到150m³。
污泥的來源：
水處理完之后會產(chǎn)生大量污泥，分為三種，初沉池產(chǎn)生的叫作初沉污泥，二沉池產(chǎn)生的叫作二沉污泥，高效沉淀池加藥產(chǎn)生的叫作化學污泥。
處理工藝流程：
主要有五種工藝，分別如下
重力濃縮池
利用污泥中固體顆粒與水之間的相對密度差來實現(xiàn)污泥濃縮，含水率為97%的初沉污泥經(jīng)過重力濃縮后含固率達5%，含水率為99.2%的剩余污泥經(jīng)重力濃縮后含固率從0.5%提高至1.5%~2%。
離心脫水
離心機高速旋轉(zhuǎn)而帶來的離心力，使進入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的懸浮液中密度大的物料受到離心力和離心液壓力的作用而分離，濃縮后含水率為95%。
消化區(qū)
采用單級中溫厭氧消化，厭氧發(fā)酵后甲烷桿菌產(chǎn)生沼氣，經(jīng)過干式和濕式脫硫法，去除里面的硫化氫等雜質(zhì)得到純凈的甲烷氣體，備用給第四個區(qū)域干化區(qū)。
干化區(qū)
主要應用的原理是流化床，用導熱油讓污泥在上面進一步蒸發(fā)水分，使它的含水率降低到5%。
深度處理區(qū)
利用板框壓濾機，通過板框擠壓形成濾餅通過船運運到老港填埋。
工藝特點：
消化區(qū)
污泥厭氧消化系統(tǒng)采用單級中溫厭氧消化，共有8座單體容積為12400m³的消化池，濃縮后的初沉污泥和剩余污泥在均質(zhì)池混合后泵入消化池，化學污泥經(jīng)過濃縮后可單獨進行消化。
消化區(qū)（“八個蛋”）
該厭氧消化系統(tǒng)的設計處理量為204tDS/d，設計污泥停留時間為24h，有機負荷為1.21kgVSS/(m³·d)，進泥流量為4080m³/d，日產(chǎn)沼氣為44512m³/d。
消化池工藝流程
厭氧消化系統(tǒng)主要包括消化池、加熱系統(tǒng)及沼氣處理與利用設施。消化池系統(tǒng)主要包括勻質(zhì)池、進泥泵房、8座消化池及其地下管廊，沼氣處理設施采用濕式脫硫系統(tǒng)去除硫化氫從而保證后端沼氣利用設施的安全運行，加熱系統(tǒng)包括熱水鍋爐、熱力循環(huán)系統(tǒng)。厭氧消化產(chǎn)生的沼氣作為能源供給消化和干化熱量。
其工藝上有以下特點：
- 污泥進泥系統(tǒng)采用高效污泥接種器，先將新進污泥與消化池循環(huán)污泥混合后，經(jīng)過熱交換器加熱到38℃左右，再由循環(huán)污泥泵平穩(wěn)地投入消化池，可以大幅減少新進污泥對消化系統(tǒng)的運行沖擊，提高運行效率。
- 考慮到高硫化氫濃度對沼氣處理系統(tǒng)及消化處理系統(tǒng)的不利影響，對沼氣采用生物脫硫+干式脫硫兩級串聯(lián)的沼氣脫硫工藝，通過生物脫硫，回收了堿液，將脫除的硫化氫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫，不僅降低了沼氣脫硫的運行費用，也避免了傳統(tǒng)的濕式脫硫后硫返回污水處理系統(tǒng)，每天可回收數(shù)百千克純度為97% 左右的硫。
污泥處理可能存在的問題：
就目前情況來看，老港在2020年將被填滿。而其中一個具有可行性的出路，便是干化焚燒工程。一百噸的污泥燃燒后大約能剩個十噸，也就是說它的體積能縮減為十分之一。體積大幅度縮小，含水量進一步降低，再填埋的話空間利用率高很多。據(jù)呂工程師說，白龍港的二期即將建造干化焚燒廠。
采訪摘錄
問
我們在網(wǎng)上看到粗細格柵處理有時可能對設備有損失，有沒有改進？有一種微網(wǎng)雜質(zhì)分離器，那個是一個設想，在工程中是否用不到？
答
目前格柵是推拉式的，很密的細格柵，通過自動抓手抓過來處理�，F(xiàn)在看到處理過后還是會有垃圾的。你們有興趣去龍陽路地鐵站，有一個展覽館，離芳華路地鐵站近，很多廠家會展示他們最新的設備。類似環(huán)博會，但其實那些設備針對小型的WWTP，我們這種大的用不到。我們服務的區(qū)域很多，前幾天下雨進場的秒流量52方，沖擊力很大的，格柵不一定擋得住。
問
咱們白龍港污水處理廠里有污泥回流嗎？比例大概多少？
答
對，有兩個回流，內(nèi)回流和外回流，內(nèi)回流就是從好氧末端回到前端，外回流就是二沉池的剩余污泥回到前端，回流大概是一百到一百五立方，但是有時候不一定，這是要看出水指標的，我們每天上午下午要做兩次污泥的稱量比，要看污泥的濃度和污泥的性質(zhì)，來調(diào)整內(nèi)回流外回流、曝氣量、水量大小，總之是根據(jù)實際的工況調(diào)整。
問
我們知道，當處理水量很大的時候，停留時間縮短，達標難度增加，為了滿足排放標準，比如在降低磷含量的過程中會怎么做呢？
答
目前而言單靠聚磷菌的除磷效果是達不到出水標準的，都是加硫酸鋁輔助除磷，每天會有卡車來添加大量藥劑，成本很高，希望未來能單單通過生物反應使其達標，節(jié)省成本。脫氮主要是靠硝化反硝化細菌。
參考文獻
[1] 王麗花,查曉強,邵欽.白龍港污水處理廠污泥厭氧消化系統(tǒng)的設計和調(diào)試[C].上海:中國給水排水,2012:43-48.
[2] 蔣玲燕,楊彩鳳,胡啟源,李震,郭志義.白龍港污水處理廠污泥厭氧消化系統(tǒng)的運行分析[A].上海:中國給水排水,2013:33-37
[3] 蔣玲燕.上海白龍港污水處理廠運行狀況研究[A].上海:城市道橋與防洪,2012:220-222
[4] 胡維杰,孫曉,盧駿營.上海白龍港片區(qū)污水處理廠污泥處理處置技術(shù)探討[B].中國給水排水,2016,32(2):1-5
來源公眾號：工工境境
