污水處理系統新階段提質增效的現狀和途徑
隨著黑臭水體治理深入，我國污水處理系統進入提質增效階段，這一階段有哪些目標?該如何實現這一階段的目標？近日，北控水務研究院常務副院長薛曉飛先生做了題為“污水處理系統提質增效”的分享，從國情國策出發，結合實際案例分析，對污水處理系統新階段提質增效的現狀和途徑進行了解讀 。
習近平總書記指出，“在治水上有不少問題要解決，其中有一個問題非常迫切，就是要加快補齊城鎮污水收集和處理設施短板。這方面欠賬太多。根據中央環境保護督察組提供的情況，甚至一些直轄市、沿海發達省份、經濟特區都有大量污水直排。要定個硬目標，全力攻克，盡快實現污水管網全覆蓋、全收集、全處理。否則，一邊治，一邊排，效果就會事倍功半。”
隨著黑臭水體治理深入，我國污水處理系統進入提質增效階段。《城鎮污水處理提質增效三年行動方案 (2019—2021年)》提出了新的目標，即經過3年努力，地級及以上城市建成區基本無生活污水直排口，基本消除城中村、老舊城區和城鄉結合部生活污水收集處理設施空白區，基本消除黑臭水體，城市生活污水集中收集效能顯著提高。
其中包含三個主要目標：
1 提高污水收集處理率，盡快實現污水管網全覆蓋、全收集、全處理；
2 對進入市政污水收集管網的工業企業進行排查，不能被城鎮污水廠有效處理或可能影響污水廠出水穩定達標的，要限期退出！
3 提質增效要因地制宜的制定本地區的污水收集率和BOD濃度等。
以上目標需從四個方面實現：
1 補足短板：推進生活污水收集處理設施改造和建設；
2 完善機制：健全排水管理長效機制；
3 創新模式：完善激勵支持政策；
4 保障實施：強化責任落實。
行業監管由“污水處理”向“污水收集”的轉變
2000年以來我國城鎮污水處理能力以每年不低于500×104m3/d的規模快速增長，尤其是2001年—2009年污水處理率的年增長幅度均超過5個百分點；到2018年，75%以上的設市城市污水處理率超過90%，40%以上超過95%。2019年統計顯示，我國污水實際收集處理率仍然較低，實際污水進水濃度遠低于設計進水濃度是普遍現象。
管網問題成為城鎮污水處理體系的難點和痛點
管網監測包括硬件系統和軟件系統。硬件系統包括城區污水管網，城區污水泵站，城區雨水管網，城區雨水泵站，小區污水接入點，小區雨水接入點。硬件是基礎，軟件是核心。軟件系統包括物聯網系統，GIS系統，在線監測系統，水力模型系統，入流入滲評估系統，綜合調度系統。
排水體系提升要兼顧“雨污分流”與“清污分流”
合流制并不是我國獨有，東京、巴黎、華盛頓等發達國家大都市的老城區同樣也是以合流制為主，德國全國的合流制占比超過50%；雨污不分是老舊城區的通病，運行良好的合流制排水管道可將旱季排入收集系統的所有污染物輸送至污水處理廠，不應出現旱季污水直排。
我國合流制排水系統與發達國家的最大差距是合流制溢流污染（CSO）控制問題；歐美、日本等發達國家合流制區域多數按截流倍數設置了污水處理廠雨季處理能力（日本3W）；清污不分的問題是導致國內污水處理體系低效能運行的核心。
構建以污染物削減為目標的“城鎮排水體系”
應根據流域、區域的水系定位、承載力、水環境敏感性等來制定科學可行的指標；站在流域、區域、或城市整體環境承載評估的基礎上來開展污染負荷控制的頂層設計；綜合考慮近、中、遠期市政排水體系完善的可能，立足現狀制定污染削減指標；
所有環保水務設施的設計依據是指標體系；明確污染控制策略，制定適應當地現實特色的污染控制方案；明確路徑，逐步提升當地排水體系的質與效，提質增效。
借鑒案例：比如歐盟水框架指令（WFD），以構建完整的生態系統為目標，形成了龐大的統一的水資源管理體系，包括河、湖、塘以及排水系統，地表水、地下水系統，采用“聯合”控制的方式實現了流域綜合管理。美國的排水體系提升進程經歷了近三十年的時間，其徑流污染控制的戰略主線可歸納為“《清潔水法》CWA-TMDL計劃-NPDES”體系。美國的CSO控制思路，總體上由2010年前的“灰色主導”逐漸變為2010年之后的“灰綠結合”,更加注重雨水、污水等源頭調蓄、源頭分散、源頭處理設施的系統決策。從美國經驗來看，合流制溢流污染控制+排水管網新建改造將是我國污水處理提標、提效的重點，其政策和機制保障措施有三：
1、城市排水管網系統的建設、運營和維護的多元化資金保障；
2、廣泛的私人企業參與和完善的承包商制度；
3、排水管網各責任主體之間協調機制的完善。
城鎮污水處理設施高品質處理的主要技術方向
01 處理標準
02 技術路線
▲提標改造項目：
①改造現有設施：挖掘生化處理潛能，通過增容、調整設備、優化控制、分區等措施；
②現有設施降低規模+擴建補充規模=總規模達標；
③現有設施+深度處理。
▲新建項目：
①強化脫氮除磷生物工藝+深度處理；
②同步硝化反硝化及脫氮除磷工藝；
③MBR等膜工藝。
03 案例分析
工藝流程 1：
預處理+分段進水多級A2O+二沉+高效沉淀池+過濾+（臭氧）+消毒
該工藝流程適合新建一般市政污水高品質水出水項目，通過采用分段進水多級A2O，強化前段生化處理的脫氮效果，省去后續反硝化濾池工藝，運行穩定可靠，出水穩定達標，投資及運行成本低。
小知識
人工濕地
用人工筑成水池或溝槽，底面鋪設防滲漏隔水層，充填一定深度的基質層，種植水生植物，利用基質、植物、微生物的物理、化學、生物三重協同作用使污水得到凈化。按照污水流動方式，分為表面流人工濕地、水平潛流人工濕地和垂直潛流人工濕地。（《人工濕地污水處理工程技術規范》（HJ 2005-2010））
深床濾池
反硝化深床濾池是集生物脫氮及過濾功能合二為一的處理單元，濾料采用2～3mm 石英砂介質，濾床深度通常為1.8m以上，濾池保證脫氮的同時可保證出水SS低于5mg/L 以下。
混凝氣浮
混凝池中，污水中的SS、磷和混凝劑生成小的絮體，并在絮凝池中變大為礬花。在氣浮反應區，溶氣水和進水充分混合，產生微氣泡，將礬花帶入污泥層，通過刮泥機去除。高速氣浮上升流速可達20～30 m/h。除磷效果較混凝沉淀更優。
混凝沉淀
加磁高密度沉淀池。磁粉作為晶核,與懸浮物膠體顆粒碰撞,有利于脫穩并形成絮體,CoMag使得每個絮體都包裹磁粉,SS去除率更高,沉淀速度也更快。表面負荷15m/h以上。
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