WATER8848前言:王洪臣教授關(guān)于如何打造污水廠(chǎng)的“新運(yùn)營(yíng)”體系。以下是對(duì)其觀(guān)點(diǎn)的詳細(xì)解讀:
一、發(fā)展新運(yùn)營(yíng),鍛造污水處理新質(zhì)生產(chǎn)力
- 現(xiàn)有基礎(chǔ)與挑戰(zhàn):
- 我國(guó)已建成世界上規(guī)模最大的污水處理基礎(chǔ)設(shè)施。
- 當(dāng)前運(yùn)營(yíng)主要依賴(lài)“望、聞、問(wèn)、切”的中醫(yī)式方法,缺乏精細(xì)化、低碳化、智慧化。
- 新運(yùn)營(yíng)的定義與特點(diǎn):
- 強(qiáng)調(diào)水質(zhì)特征化及過(guò)程速率檢測(cè)。
- 具有“精細(xì)、超前、準(zhǔn)確”等特征。
- 動(dòng)態(tài)把握當(dāng)前狀態(tài)并及時(shí)調(diào)控及改造,使效能最佳化。
- 結(jié)合“中西醫(yī)”式診斷,通過(guò)“在線(xiàn)切除”、“透析”等手段優(yōu)化運(yùn)營(yíng)。
- 政策背景與機(jī)遇:
- 隨著城市更新及減污降碳政策發(fā)布,政府將加大綠色低碳化改造支持力度。
- 5000多座存量污水處理廠(chǎng)面臨更新改造,需共同探索新運(yùn)營(yíng)模式。
二、發(fā)展新運(yùn)營(yíng)的一些探索
- 污水水質(zhì)特征化:
- 關(guān)鍵環(huán)節(jié):污水處理工藝設(shè)計(jì)、運(yùn)行優(yōu)化、運(yùn)營(yíng)監(jiān)管、模型應(yīng)用。
- 現(xiàn)狀:國(guó)內(nèi)研究及運(yùn)營(yíng)實(shí)踐中尚不多見(jiàn),對(duì)進(jìn)水“原材料”把握不足。
- 探索:構(gòu)建以精細(xì)化運(yùn)營(yíng)為目標(biāo)的污水水質(zhì)特征化指標(biāo)體系,提出實(shí)際可操作的方法集。
- 開(kāi)展細(xì)渣細(xì)砂分析檢測(cè):
- 問(wèn)題:現(xiàn)有預(yù)處理設(shè)施只能去除部分粗渣和粗砂,細(xì)渣和細(xì)砂對(duì)后續(xù)工藝影響大。
- 解決方案:提出細(xì)渣細(xì)砂的分析方法,開(kāi)發(fā)快速去除裝備,提高整體效能。
綜上所述,王洪臣認(rèn)為污水處理行業(yè)要推動(dòng)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展,需要關(guān)注并提升污水處理廠(chǎng)的運(yùn)營(yíng)水平,通過(guò)發(fā)展新運(yùn)營(yíng)模式,實(shí)現(xiàn)污水處理的精細(xì)化、低碳化、智慧化。同時(shí),他也提出了一些具體的探索方向和實(shí)踐方法,為行業(yè)提供了有益的參考和借鑒。
王洪臣:如何打造污水廠(chǎng)“新運(yùn)營(yíng)”體系?
時(shí)間:2024-07-16 10:05
來(lái)源:中國(guó)水網(wǎng)
作者:汪茵整理
評(píng)論(0)
近來(lái),新質(zhì)生產(chǎn)力成為各行各業(yè)熱議的關(guān)鍵詞。新質(zhì)生產(chǎn)力是創(chuàng)新起主導(dǎo)作用,擺脫傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式、生產(chǎn)力發(fā)展路徑的先進(jìn)生產(chǎn)力質(zhì)態(tài),具有高科技、高效能、高質(zhì)量特征。其概念由技術(shù)革命性突破、生產(chǎn)要素創(chuàng)新性配置、產(chǎn)業(yè)深度轉(zhuǎn)型升級(jí)而催生。
3月29日,在“2024(第二十二屆)水業(yè)戰(zhàn)略論壇”上,王洪臣分享了他對(duì)如何推動(dòng)污水處理行業(yè)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展的看法。他認(rèn)為污水處理行業(yè)要推動(dòng)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展,不僅要推動(dòng)污水處理項(xiàng)目的建設(shè),還要關(guān)注污水處理廠(chǎng)的運(yùn)營(yíng)水平提升。
王洪臣
01發(fā)展新運(yùn)營(yíng)鍛造污水處理新質(zhì)生產(chǎn)力
王洪臣首先認(rèn)為,我國(guó)已經(jīng)建成了世界上規(guī)模最大的污水處理基礎(chǔ)設(shè)施,通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新與模式創(chuàng)新,發(fā)展新運(yùn)營(yíng),高效運(yùn)營(yíng)好這些設(shè)施,是污水處理行業(yè)最重要的新質(zhì)生產(chǎn)力。
“新運(yùn)營(yíng)”新在何處?
王洪臣認(rèn)為,目前污水處理廠(chǎng)運(yùn)營(yíng),進(jìn)出水水質(zhì)只是檢測(cè)COD、BOD5、SS、NH3-N、TN、TP等主要指標(biāo),過(guò)程檢測(cè)僅有DO、ORP、MLSS、MLVSS以及污泥性狀等狀態(tài)指標(biāo),且以上檢測(cè)與曝氣、加藥、排泥、回流、除渣、除砂等操作缺乏動(dòng)態(tài)量化關(guān)聯(lián)?傮w上,污水處理廠(chǎng)目前處在“望、聞、問(wèn)、切”的中醫(yī)式運(yùn)營(yíng)。另外,對(duì)運(yùn)營(yíng)故障及低效“亞健康”運(yùn)營(yíng)也缺少有效的排除手段。中醫(yī)式運(yùn)營(yíng)是必要的,也很有成效,但離真正的精細(xì)化、低碳化、智慧化運(yùn)營(yíng)要求還存在差距。
新運(yùn)營(yíng)是在現(xiàn)有模式基礎(chǔ)上,強(qiáng)調(diào)水質(zhì)特征化以及過(guò)程速率檢測(cè),強(qiáng)調(diào)“精細(xì)、超前、準(zhǔn)確”等特征,動(dòng)態(tài)把握當(dāng)前狀態(tài)并及時(shí)進(jìn)行調(diào)控及改造,使污水處理廠(chǎng)效能始終處于最佳化的運(yùn)營(yíng)新范式。新運(yùn)營(yíng)進(jìn)行“理化檢驗(yàn)、影像內(nèi)窺、病理檢查”等“西醫(yī)”式診斷,通過(guò)“在線(xiàn)切除”、“透析”等手段,使運(yùn)營(yíng)處于最佳狀態(tài)?傮w上,新運(yùn)營(yíng)是“中西醫(yī)結(jié)合”的運(yùn)營(yíng)模式。
王洪臣判斷,隨著城市更新以及減污降碳協(xié)同等相關(guān)政策的發(fā)布,有關(guān)部門(mén)將會(huì)加大對(duì)現(xiàn)有處理廠(chǎng)進(jìn)行綠色低碳化改造的支持力度。在這樣背景下,政府對(duì)國(guó)內(nèi)5000多座存量污水處理廠(chǎng)更新改造的支持力度會(huì)加大。在此情況下,全行業(yè)應(yīng)共同探索新運(yùn)營(yíng),共同發(fā)展新運(yùn)營(yíng),鍛造污水處理新質(zhì)生產(chǎn)力,推動(dòng)現(xiàn)有水務(wù)設(shè)施實(shí)現(xiàn)二次經(jīng)營(yíng)。
02發(fā)展新運(yùn)營(yíng)的一些探索
會(huì)上,王洪臣介紹了他自己團(tuán)隊(duì)關(guān)于新運(yùn)營(yíng)的一些初步探索。
污水水質(zhì)特征化
污水水質(zhì)指標(biāo)是污水處理工藝設(shè)計(jì)、運(yùn)行優(yōu)化、運(yùn)營(yíng)監(jiān)管以及模型應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。污水水質(zhì)特征化(wastewater characterization)是對(duì)污水中污染物的濃度水平、組分特征、轉(zhuǎn)化潛勢(shì)等的解析,是支撐污水處理廠(chǎng)工藝設(shè)計(jì)、運(yùn)行優(yōu)化、水質(zhì)管理、處理特性預(yù)測(cè)的信息集成。
王洪臣介紹,進(jìn)水水質(zhì)特征化國(guó)際上已開(kāi)展多年,但國(guó)內(nèi)在研究尤其是運(yùn)營(yíng)實(shí)踐中尚不多見(jiàn)。與其他行業(yè)對(duì)原材料的重視相比,污水處理行業(yè)對(duì)進(jìn)水這一“原材料”的把握程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。運(yùn)營(yíng)中只檢測(cè)COD、BOD5、SS、TN、TP與NH3-N等幾項(xiàng)常規(guī)指標(biāo),不能從根本上把握水質(zhì)特征,無(wú)法滿(mǎn)足污水處理廠(chǎng)新運(yùn)營(yíng)的需要。
污水水質(zhì)特征化除了對(duì)有機(jī)物﹑氮﹑磷等污染物在形態(tài)及性質(zhì)等維度上進(jìn)行深度剖析,還要對(duì)硫以及堿度等影響運(yùn)營(yíng)效能的指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。剖析深度既要滿(mǎn)足精細(xì)化調(diào)控的需要,又可在運(yùn)營(yíng)實(shí)踐中可操作,是需要探索關(guān)鍵。我們初步構(gòu)建了以精細(xì)化運(yùn)營(yíng)為目標(biāo)的污水水質(zhì)特征化指標(biāo)體系,并提出了實(shí)際可操作的方法集。
王洪臣舉例說(shuō)明了污水水質(zhì)特征化在運(yùn)營(yíng)中的重要性。一些污水處理廠(chǎng)進(jìn)水碳氮比雖然很高,但仍需大量外加碳源,運(yùn)營(yíng)評(píng)估中當(dāng)然受到質(zhì)疑。殊不知,進(jìn)水中難降解有機(jī)物比例較高,碳源高但有效碳源不高。即使可降解有機(jī)物比例較高,如果顆粒態(tài)或膠態(tài)有機(jī)物比例高,可用于生物脫氮或除磷的有效碳源也不會(huì)高。因?yàn)椋w粒態(tài)或膠態(tài)有機(jī)物需要瓦解、水解、酵解三個(gè)階段才能轉(zhuǎn)化為有效碳源,而厭氧或缺氧段的停留時(shí)間不足以完成這三個(gè)階段?傊_(kāi)展污水水質(zhì)特征化是精細(xì)化運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ)。
開(kāi)展細(xì)渣細(xì)砂分析檢測(cè)
王洪臣說(shuō),污水處理廠(chǎng)進(jìn)水含有大量渣砂,現(xiàn)有預(yù)處理設(shè)施設(shè)備只能去除1mm以上的粗渣和200u以上粗砂,而1mm以下的細(xì)渣和200u以下細(xì)砂可占到總渣砂量的60%以上,這些細(xì)渣和細(xì)砂對(duì)后續(xù)工藝影響很大,既導(dǎo)致設(shè)施設(shè)備的纏、磨、淤、堵,也降低生物系統(tǒng)的效能。王洪臣團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)提出了細(xì)渣細(xì)砂的分析方法,開(kāi)發(fā)的SSgo®渣砂油一體化快速去除裝備可將100u以上的粗渣粗砂和細(xì)渣細(xì)砂一并去除,大大提高污水處理系統(tǒng)整體效能。
關(guān)鍵速率指標(biāo)測(cè)定
王洪臣認(rèn)為,開(kāi)展生物處理過(guò)程速率檢測(cè)也是精細(xì)化運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ),而不是僅依賴(lài)DO、MLSS等狀態(tài)指標(biāo)。耗氧速率(OUR)、比耗氧速率(SOUR)、硝化速率(NR)、反硝化速率(DNR)、釋磷速率(PRR)、吸磷速率(PAR)、OTE(充氧效率)、OTR(充氧速率)以及溫室氣體(N2O)都應(yīng)視情況開(kāi)展不同形式的檢測(cè),這些速率是揭示生物處理效能的重要指標(biāo),是“中西醫(yī)結(jié)合”新運(yùn)營(yíng)模式的核心內(nèi)容。王洪臣團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了耗氧速率(OUR)、比耗氧速率(SOUR) 、OTE(充氧效率)、OTR(充氧速率)以及溫室氣體(N2O)等速率在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置,已經(jīng)規(guī)模化應(yīng)用于毒性預(yù)警﹑氧科學(xué)管理以及溫室氣體檢測(cè),這些工作也是污水處理運(yùn)營(yíng)綠色低碳化的重要特征。
流態(tài)模擬與評(píng)價(jià)
王洪臣認(rèn)為,流態(tài)模擬技術(shù)已經(jīng)非常成熟,基于CFD的流態(tài)模擬技術(shù),在新運(yùn)營(yíng)中大有用武之地,可實(shí)現(xiàn)流態(tài)優(yōu)化,提高沉淀﹑澄清以及混合攪拌等環(huán)節(jié)的效能。王洪臣團(tuán)隊(duì)基于CFD模擬開(kāi)發(fā)的新型抗氣蝕雙曲面攪拌器(ACHS) ,與傳統(tǒng)雙曲面攪拌器相比,在相同攪拌效果下,新型雙曲面攪拌器節(jié)能29%以上,在同等的輸入功率下攪拌效果更好。新型抗氣蝕雙曲面攪拌器具有三大優(yōu)勢(shì):1、采用新型的攪拌葉輪設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)單位體積攪拌能耗低,攪拌能力更強(qiáng);2、采用抗氣蝕材料,且運(yùn)行轉(zhuǎn)速低緩,有效防止氣蝕產(chǎn)生;3、特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),不易形成纏繞,運(yùn)行穩(wěn)定性高。
淤積檢測(cè)與不停產(chǎn)清淤
王洪臣介紹,淤積檢測(cè)與不停產(chǎn)清淤在當(dāng)前不允許停產(chǎn)檢修背景下尤為重要。他們開(kāi)發(fā)的淤積檢測(cè)與不停產(chǎn)清淤系統(tǒng)包括泥砂淤積探測(cè)器、移動(dòng)式淤泥清理與收集設(shè)備、SSgo®淤泥快速分離及脫水設(shè)備,可為污水處理廠(chǎng)進(jìn)行不停產(chǎn)池底清淤服務(wù),幫助水廠(chǎng)疏通瘀堵、通暢流道、釋放池容,解決運(yùn)營(yíng)痛點(diǎn)。淤積檢測(cè)與不停產(chǎn)清淤系統(tǒng)工作流程大致分為四步:1、淤泥位置探測(cè)。根據(jù)廠(chǎng)區(qū)圖紙及現(xiàn)場(chǎng)探測(cè),確定淤積位置;2、淤泥清理與收集。將淤泥清理與收集設(shè)備吊放至生化池內(nèi),進(jìn)行移動(dòng)式不停產(chǎn)抽淤;3、分離及脫水。抽取的淤泥進(jìn)入SSgo®設(shè)備,進(jìn)行快速分離及脫水;4、淤泥脫水及轉(zhuǎn)運(yùn)。脫水后,將淤泥收集并外運(yùn)。
活性評(píng)價(jià)與污泥透析
目前,污水處理廠(chǎng)采用最普遍的反映活性污泥性能的指標(biāo)是MLVSS/MLSS,該指標(biāo)的趨勢(shì)用于判斷活性污泥效率的高低,這個(gè)指標(biāo)可用于污泥活性的粗略評(píng)價(jià),前述速率檢測(cè)更能反映真實(shí)活性。
由于精細(xì)預(yù)處理缺失活性污泥雜質(zhì)含量普遍很高,導(dǎo)致活性降低。王洪臣團(tuán)隊(duì)參照西醫(yī)血液科的“透析機(jī)”,開(kāi)發(fā)了SSgo®活性污泥透析機(jī),可將污泥抽到透析設(shè)備內(nèi)進(jìn)行處理,高效清除活性污泥內(nèi)的渣砂、毛發(fā)、固態(tài)油脂,為污水處理廠(chǎng)“舒經(jīng)活血”,挖掘生化單元處理潛能,解放生產(chǎn)力。據(jù)悉,在成都某污水處理廠(chǎng)采用了SSgo®活性污泥透析,處理萬(wàn)噸活性污泥混合液,分離出的干渣量達(dá)到1248.24kg/萬(wàn)m³,透析后,污泥活性(SOUR)大大提高。在“血液”變好,效率提高后,同樣的設(shè)施不僅能處理更多污水,還降低了電耗與碳排放水平。
03新運(yùn)營(yíng)下中西醫(yī)結(jié)合將帶來(lái)更強(qiáng)“療效”
E20環(huán)境平臺(tái)執(zhí)行合伙人、E20研究院執(zhí)行院長(zhǎng)薛濤在互動(dòng)環(huán)節(jié)提問(wèn),當(dāng)前污水廠(chǎng)采用“望聞問(wèn)切”中醫(yī)思路,而新運(yùn)營(yíng)則提倡結(jié)合“西醫(yī)診斷治療”的思路。在智能化時(shí)代背景下,“西醫(yī)思路”是否與智能化、大模型等趨勢(shì)進(jìn)行結(jié)合?
王洪臣先解釋?zhuān)^“新運(yùn)營(yíng)”并非主張用“西醫(yī)”思路替代“中醫(yī)”思路,而是在當(dāng)前污水廠(chǎng)運(yùn)營(yíng)工作的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步結(jié)合“西醫(yī)療法”,做到中西醫(yī)結(jié)合。
他表示,新運(yùn)營(yíng)與智能化的可結(jié)合點(diǎn)很多,智能化、大模型等手段可以輔助日處理規(guī)模為5萬(wàn)噸、10萬(wàn)噸的,甚至規(guī)模更小的污水處理廠(chǎng)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的水質(zhì)特征化分析。