“由于中國市政污水的性質(zhì)和其它地區(qū)不同，要對癥下藥，發(fā)展適應污水性質(zhì)的設計路線和運營方式。” 中持新概念環(huán)境發(fā)展宜興有限公司總工藝師、新加坡PUB(國家水管理機構(gòu))前首席專家曹業(yè)始在“2019(第十一屆)上海水業(yè)熱點論壇”上表示。曹業(yè)始在新加坡從事多年水業(yè)研究工作，在論壇上，他從技術(shù)方面分析了中國市政污水處理一些現(xiàn)存的關(guān)鍵問題，同時給出了方案建議。

　　來源：中國水網(wǎng)    整理：王馨

　　“由于中國市政污水的性質(zhì)和其它地區(qū)不同，要對癥下藥，發(fā)展適應污水性質(zhì)的設計路線和運營方式。” 中持新概念環(huán)境發(fā)展宜興有限公司總工藝師、新加坡PUB(國家水管理機構(gòu))前首席專家曹業(yè)始在“2019(第十一屆)上海水業(yè)熱點論壇”上表示。曹業(yè)始在新加坡從事多年水業(yè)研究工作，在論壇上，他從技術(shù)方面分析了中國市政污水處理一些現(xiàn)存的關(guān)鍵問題，同時給出了方案建議。

　　曹業(yè)始

　　以下為曹業(yè)始現(xiàn)場發(fā)言內(nèi)容(根據(jù)現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)本人審閱)

　　曹業(yè)始表示，經(jīng)過多年的發(fā)展，中國的污水處理事業(yè)取得了顯著成就。中國擁有世界上最強大的廢水處理能力, 覆蓋94.5%的城市地區(qū);同時廢水處理中將營養(yǎng)物去除寫進條例并在全國范圍實施。

　　與此同時，過快的發(fā)展也帶來了一系列的問題，曹業(yè)始指出，中國城市污水處理可持續(xù)性方面現(xiàn)存三個瓶頸：第一、很少的能源回收;第二、高成本的營養(yǎng)物去除;第三、污泥量比正常量多。

　　我國城市污水三項特性及帶來的影響

　　第一、高濃度無機懸浮固體。高濃度無機物懸浮固體稱之為ISS，ISS/TSS正常值是40%到20%，中國值在60%到40%。這反映出兩個問題：一是沉沙池的預處理有待改進;二是由于中國的下水道泄漏和廣泛的城市建設, 污水中含高濃度的直徑 < 200μ 細無機顆粒。

　　污水特性1: 高濃度無機懸浮固體

　　第二、低COD。2017年數(shù)據(jù)顯示，中國COD平均值是267，只有一些國家的一半。

　　污水特性2: 低COD

　　第三、低碳氮比。進水的碳氮比正常值應該是8到12，中國的平均值在8左右。

　　污水特性3: 低碳氮比

　　高濃度無機物懸浮固體對系統(tǒng)運營帶來諸多影響：

　　第一，帶來高污泥產(chǎn)量及低揮發(fā)成分。曹業(yè)始表示，用簡單的數(shù)學模擬可以得出，當進水VSS/TSS降10%, 污泥量增加30%。國內(nèi)活性污泥VSS/TSS范圍30%-60%, 正常范圍應為60%-80%。

　　高ISS的影響: 高污泥產(chǎn)量及低揮發(fā)成分

　　第二，高污泥產(chǎn)量。2017年中國平均污泥產(chǎn)率為每去除一公斤COD產(chǎn)生0.75KG公斤干污泥，意味著比正常值高出77%，考慮到厭氧消化40%的VSS破壞,中國污泥產(chǎn)率可能超過正常值更多。“相當一部分污泥來自進水的無機懸浮固體。”

　　高ISS的影響: 高污泥產(chǎn)量

　　第三、低沼氣產(chǎn)量。

　　高ISS的影響: 低沼氣產(chǎn)量

　　曹業(yè)始表示，高ISS還會帶來多重影響，很重要一點是影響了厭氧消化的應用，另外還會造成能量回收很低。在中國，具有厭氧消化污水廠的比例是5%，在新加坡是100%，在英國是90%，在法國是40%。曹業(yè)始表示，中國能源回收效率很低。

　　高ISS的多重影響: 放棄厭氧消化器

　　曹業(yè)始表示，由于碳源不夠，中國約80%的污水處理廠里面沒有初沉，對于活性污泥,體積增加可以高達40%。

　　厭氧消化的好處在美國進一步得到了肯定，在歐盟地區(qū)，一萬噸的污水處理量建立厭氧消化是適合的，曹業(yè)始指出，需要討論的是在中國，使用厭氧消化的廢水處理廠的規(guī)模是多少。

　　由于碳氮比不夠，外加碳源很普遍。曹業(yè)始指出這個做法的弊端：與此相關(guān)有兩方面問題，第一、實際上進水當中的COD沒有被充分利用;第二，消耗了能源，是不可持續(xù)的。

　　低COD和COD/N比影響: 高成本營養(yǎng)物去除

　　為增加中國污水處理可持續(xù)性發(fā)展當前三個對策

　　“由于中國市政污水的性質(zhì)和其它地區(qū)不同，要對癥下藥，進行設計和運營。”曹業(yè)始表示，在進行管網(wǎng)修復同時，可以聚焦以下三點：

　　方案一、提高沉沙池效率、開發(fā)新沉沙技術(shù)。曹業(yè)始指出，中國污水處理要關(guān)注初沉池的預處理，提高現(xiàn)有砂粒去除裝置的效率，應用現(xiàn)有(Hydro?, HeadCell?)和開發(fā)創(chuàng)新的去除細顆粒物砂粒裝置。同時要開發(fā)新沉沙技術(shù)，“現(xiàn)有的沉沙池經(jīng)過簡單的更新改造，是有潛力可挖的。”

　　方案一、 提高沉沙池效率

　　方案二、最大限度利用內(nèi)部碳源。如下圖所示，以10萬立方米/日市政污水處理廠做初沉污泥發(fā)酵，可以增加VFA 40 毫克/升, 可減少出水約5 mg NO3-N/L.，等價每天節(jié)省10 000 元購買碳源的費用。

　　方案二、最大限度地利用內(nèi)部碳源

　　方案三，應用低碳營養(yǎng)物去除技術(shù)。

　　方案三、應用低碳營養(yǎng)物去除工藝

　　曹業(yè)始認為，方案的執(zhí)行或許能獲得以下三個方面的變化：

　　第一、能量回收。將VSS/TSS提高到等于或高于60%，有厭氧消化廠的比例增加到大于15%。

　　突破一、能量回收

　　第二、污泥減量三分之一。如果所有的廠把VSS/TSS增加10%，50%的日處理量大于10萬噸污水廠應用厭氧消化，污泥量就能減少三分之一。

　　第三、減少外部碳添加。通過利用碳源溶解性和可降解的生物碳源，通過污泥消化，污水廠可獲得額外的 20-30 毫克 sCOD/L，為進一步加強總氮控制和總磷控制提供經(jīng)濟上的支持。

　　突破三、減少外部碳添加

　　曹業(yè)始介紹，上海白龍港污水處理廠和蘇黎世-Werdholzli 污水處理廠的數(shù)據(jù)顯示，白龍港污水處理廠VSS/TSS在60%，兩廠的進水COD濃度都在250(mg/L)，二者都擁有完整的能量回收系統(tǒng)。

　　最后曹業(yè)始總結(jié)：由于獨特污水特征, 當前市政污水處理廠的運營呈現(xiàn)出低效率，需要研究在各地污水條件下污水處理廠單元操作和整個廠集成設計準則。當前可做的應注意包括提高沉沙池效率, 最大限度地利用內(nèi)部碳源, 顯著減少污泥產(chǎn)量, 提高能量回收和降低營養(yǎng)物去除成本，為應用創(chuàng)新工藝, 加強工程研究。