江蘇省太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠新一輪提標(biāo)難點(diǎn)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(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(nèi)的83座城鎮(zhèn)污水處理廠的進(jìn)水特性、技術(shù)工藝、達(dá)標(biāo)難點(diǎn)等進(jìn)行了分析，提出了提標(biāo)改造的對策，并重點(diǎn)對TN的控制提出了建議。

筆者認(rèn)為，污水廠達(dá)到DB 32/1072-2018標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)優(yōu)先考慮強(qiáng)化源頭控制、調(diào)整和優(yōu)化運(yùn)行模式及管理、投加化學(xué)藥劑等非工程性措施，若仍不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)時，可考慮采取針對性的工程技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)經(jīng)歷了從綜合排放標(biāo)準(zhǔn)到行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)，從國家標(biāo)準(zhǔn)到地方標(biāo)準(zhǔn)的快速發(fā)展過程，總體上，污染物控制指標(biāo)遞增、要求不斷嚴(yán)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(biāo)改造，尾水水質(zhì)要求執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)的一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。

2017年，《中國工程科學(xué)》刊登中國工程院院士郝吉明、環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院王金南等作者的聯(lián)合論文《環(huán)境承載力約束下的國家產(chǎn)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(yán)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(nèi)，“裝不下”的結(jié)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(biāo)改造實現(xiàn)污染減排總目標(biāo)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(dá)到III類，總氮達(dá)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(zhì)量，維護(hù)生態(tài)平衡，保障人體健康，促進(jìn)沿湖地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，2018年，針對太湖地區(qū)城市污水處理廠及重點(diǎn)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(diǎn)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(hù)區(qū)內(nèi)主要水污染物排放限值中的各項指標(biāo)均高于“一級A標(biāo)準(zhǔn)”(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(nèi)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(biāo)準(zhǔn)給太湖流域內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠的工藝運(yùn)行、日常管理、出水指標(biāo)控制等方面提出了更高的要求。

太湖流域內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠現(xiàn)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(nèi)83座城鎮(zhèn)污水處理廠。這些污水廠的工藝類型是什么?進(jìn)水水質(zhì)如何?執(zhí)行新的“特別排放限值”可達(dá)標(biāo)性及難點(diǎn)又在哪里?筆者曾參加了污水廠調(diào)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(nèi)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(yùn)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(dá)200萬m3/d，占總規(guī)模的32%;10-20萬m3/d，數(shù)量12座，規(guī)模188.1萬m3/d，占總規(guī)模26.6%;1-5萬m3/d，數(shù)量37座，規(guī)模134.5萬m3/d;30萬m3/d規(guī)模以上水廠數(shù)量只有3座，但處理規(guī)模達(dá)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(zhuǎn)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(shù)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(jìn)水特性：碳源不足普遍存在

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

BOD5/COD：調(diào)研的6座污水廠進(jìn)水COD指標(biāo)僅有一座平均濃度超250mg/L，其他均介于200-250mg/L，進(jìn)水碳源不足的現(xiàn)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(jìn)水可生化性尚可，整體進(jìn)水的水質(zhì)基本可滿足系統(tǒng)的脫氮除磷要求。(圖4)

BOD5/TN：當(dāng)原污水中碳、氮比值過低，如BOD5/TN<3時，認(rèn)為進(jìn)水中所含碳源不足，需要另投加有機(jī)碳源滿足系統(tǒng)脫氮需求。在本次統(tǒng)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(tǒng)會有較好的除磷效果。由6座污水廠的進(jìn)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(jìn)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(yùn)行除磷需求。(圖6)

編輯：王媛媛