江蘇省太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠新一輪提標難點及對策

2018年6月，江蘇省環(huán)保廳印發(fā)了《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)，對太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放限值提出了新的要求，TN排放標準由15mg/L提高到10mg/L。本文對執(zhí)行本次“特別排放限值”共涉及江蘇省太湖流域一、二級和其他區(qū)域內的83座城鎮(zhèn)污水處理廠的進水特性、技術工藝、達標難點等進行了分析，提出了提標改造的對策，并重點對TN的控制提出了建議。

筆者認為，污水廠達到DB 32/1072-2018標準，應優(yōu)先考慮強化源頭控制、調整和優(yōu)化運行模式及管理、投加化學藥劑等非工程性措施，若仍不能穩(wěn)定達標時，可考慮采取針對性的工程技術措施。

太湖流域氮磷特別排放限值的背景和意義

針對水環(huán)境治理的形勢和需求，我國城鎮(zhèn)污水排放標準經歷了從綜合排放標準到行業(yè)排放標準，從國家標準到地方標準的快速發(fā)展過程，總體上，污染物控制指標遞增、要求不斷嚴格。2008年底，江蘇省已完成對太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠的除磷脫氮提標改造，尾水水質要求執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002)的一級A排放標準。

2017年，《中國工程科學》刊登中國工程院院士郝吉明、環(huán)境保護部環(huán)境規(guī)劃院王金南等作者的聯合論文《環(huán)境承載力約束下的國家產業(yè)發(fā)展布局戰(zhàn)略研究》。文章顯示：我國主要水污染物環(huán)境容量已嚴重超載，全國的COD和NH3-N的超載率分別為210%和330%，如果不把污染物排放控制在環(huán)境容量范圍內，“裝不下”的結果只能是環(huán)境繼續(xù)惡化。作為過去十幾年水污染物減排的主力軍，通過污水廠集中提標改造實現污染減排總目標便成為各地政府成為一個必然選擇。

江蘇“263行動”中提出，“到2020年，太湖湖體總磷達到III類，總氮達到V類，流域總氮、總磷污染物排放量均比2015年削減16%以上……”。為了有效控制太湖水體富營養(yǎng)化，提升環(huán)境質量，維護生態(tài)平衡，保障人體健康，促進沿湖地區(qū)社會經濟和環(huán)境的協調發(fā)展，2018年，針對太湖地區(qū)城市污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)排放的主要水污染物，江蘇省制定了《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)。

其中，一級、二級保護區(qū)內主要水污染物排放限值中的各項指標均高于“一級A標準”(表1)。其中COD由50mg/L提高到40mg/L，NH3-N由5(8)mg/L提高到3(5)mg/L，TN由15mg/L提高到10mg/L，TP由0.5mg/L提高到0.3mg/L;太湖地區(qū)其他區(qū)域內城鎮(zhèn)污水處理廠的污染物排放限值也有所提高。新的排放標準給太湖流域內城鎮(zhèn)污水處理廠的工藝運行、日常管理、出水指標控制等方面提出了更高的要求。

太湖流域內城鎮(zhèn)污水處理廠現狀分析

執(zhí)行本次“特別排放限值”共涉及江蘇省太湖流域一、二級和其他區(qū)域內83座城鎮(zhèn)污水處理廠。這些污水廠的工藝類型是什么?進水水質如何?執(zhí)行新的“特別排放限值”可達標性及難點又在哪里?筆者曾參加了污水廠調研，與讀者分享如下：

83座城鎮(zhèn)污水處理廠：A2/O工藝為主

城市分布：執(zhí)行本次“特別排放限值”共涉及江蘇省太湖流域一、二級和其他區(qū)域內83座城鎮(zhèn)污水處理廠，分布在南京10座、無錫14座、常州10座、蘇州41座和鎮(zhèn)江8座，投運規(guī)?？傆?25萬m3/d(圖1)。

規(guī)模分布：83座污水處理廠中以5-10萬m3/d規(guī)模為主，總計25座，規(guī)模達200萬m3/d，占總規(guī)模的32%;10-20萬m3/d，數量12座，規(guī)模188.1萬m3/d，占總規(guī)模26.6%;1-5萬m3/d，數量37座，規(guī)模134.5萬m3/d;30萬m3/d規(guī)模以上水廠數量只有3座，但處理規(guī)模達127萬m3/d。(圖2)

工藝類型：83座污水處理廠的工藝以A2/O及其變形、氧化溝、SBR及其變形為主，部分為曝氣生物濾池、生物轉盤、氧化塘、流化床等工藝。采用A2/O及其變形工藝的污水廠54座，占總數的65.9%，規(guī)模470.4萬m3/d，占總規(guī)模的67.7%。(圖3)

污水處理廠進水特性：碳源不足普遍存在

通過調研太湖流域內6座不同城鎮(zhèn)污水廠進水水質，對流域內典型城鎮(zhèn)污水廠水質變化進行分析，發(fā)現存在進水碳源不足、BOD5/TN偏低等主要問題。

BOD5/COD：調研的6座污水廠進水COD指標僅有一座平均濃度超250mg/L，其他均介于200-250mg/L，進水碳源不足的現象在太湖流域普遍存在。6座污水廠BOD5/COD在0.3-0.4之間，說明太湖流域城鎮(zhèn)污水廠進水可生化性尚可，整體進水的水質基本可滿足系統的脫氮除磷要求。(圖4)

BOD5/TN：當原污水中碳、氮比值過低，如BOD5/TN<3時，認為進水中所含碳源不足，需要另投加有機碳源滿足系統脫氮需求。在本次統計中有2座污水廠的BOD5/TN低于3。

BOD5/TP：一般污水中BOD5/TP>20或溶解性BOD5/溶解性TP>12時，生化系統會有較好的除磷效果。由6座污水廠的進水BOD5/TP均值可以看出，太湖流域6座城鎮(zhèn)污水處理廠的進水碳磷比均大于20，其比值最高為82，最低為22，因此碳源可滿足污水廠日常運行除磷需求。(圖6)

編輯：王媛媛