【深度】未来城镇污水处理厂工艺技术选择的几点思考-第4页-北极星水处理网

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结合以上案例分析，以及近年来国际上新出现的发展变化，我们可以简单地总结，污水处理工艺技术有这么几个基本的变化趋势：

第一，考虑能源化利用，由全部好氧处理转向部分厌氧处理。第二，从污泥的低浓度厌氧消化转向高浓度污泥厌氧消化，并对污泥进行破解预处理。第三是资源利用，主要是磷酸盐的回收利用，氮的回收也在考虑。磷的回收有不同的方式，到底是采用化学除磷还是生物除磷，对磷酸盐的回收过程有不同的影响。

德国倾向于从污泥焚烧灰渣中回收，其他一些国家倾向于沼液磷酸盐回收。污水再生利用是我们熟悉的，国内技术已经成熟，规模也是世界一流的，技术产品质量也挺高。第四，除磷脱氮工艺方面，如何由传统除磷脱氮工艺开始转向厌氧氨氧化的应用。侧流这块目前比较成熟了，主流工艺这块，据我所知，目前国内有五六个团队开始做这方面的研究开发。

第五，好氧颗粒化污泥和其他更多的组合，将会有通过更多不同的工艺组合或融合方式来实现。这个看上去非常理想，实际的情况是我们将面临着很多需要解决的难题，而这些问题会影响我们在污水处理发展过程中对工艺技术的应用和选择。

都有哪些主要问题呢？首先我们来看一下，从目前总体发展趋势来讲，国内的工艺需求和国外的工艺需求存在一定的区别。就拿主流工艺厌氧氨氧化来说，欧美国家是追求能源化和碳中和这样的理想目标的，同时适当考虑磷酸盐之类的资源化利用，没有太多考虑污水再生利用。在中国，城镇污水处理厂能不能做到真正的能源平衡呢？

个人观点是不太可能。原因如下：在国内，能做到低碳低耗就很不错了，任何时候我们的首要目标都是出水的稳定达标，而且排放标准会越来越高，这跟欧美国家较低的排放标准及弹性的监管政策是明显不一样的。而且，这样的观念和监管实践在短期内不会发生根本性的变化。从技术上来讲，厌氧技术是回归了，而我们也面临一些难题要解决。AB法将要回归了，但仅仅有AB法也是远远不够的。任何时候，达标都是第一位的，能源化和资源化利用，尤其能量平衡，必须建立在稳定达标的基础上，因此，任重而道远。五、污水处理厂运行性能主要受制于哪些因素？

有几个问题我们逃避不了，比如城市污水水质水量在时空上的明显变化，城市污水的碳氮比普遍偏低，进水无机悬浮固体组分普遍较高，以及低水温与工业废水，都是很重要的影响因素。在这些影响因素里面，我们来看看，进水SS/BOD5比值是很高的，正常应该是1.0到1.1，很多污水处理厂进水SS/BOD5比值是1.5到2.0，甚至更高。

这个厂的情况是平均比值基本在1.5到2.0之间，造成活性污泥的MLVSS/MLSS比值平均在0.4左右（范围0.3~0.5），初沉池改进运行之后，MLVSS/MLSS能达到0.5的水平。如果初沉池不运行，有时会低到0.3左右。这是我们的城镇污水处理厂进水水质跟国际上明显的不同的地方，国际上欧美国家污水处理厂活性污泥MLVSS/MLSS比值大部分可以达到0.7以上，而我们就算达到0.4，也不到他们60%的水平。

简单来讲，国内城镇污水的平均碳氮比是国际上的50%左右，因此，要达到同样的总氮去除要求，就会遇到很多的困难。在这种困难条件下，国内已经开始采用例如初沉发酵池或初沉污泥发酵的工艺技术，尽量把无机悬浮固体排除掉，尽量使初沉污泥中的有机物进入到后续的生物处理工艺单元中；在后续的改良A2/O工艺的基础上，新的一些工艺流程在后头又增加了较短水力停留时间的缺氧/好氧单元，来考虑外部碳源的投加和深度脱氮，当然这个投加及脱氮时间可以很短，是非常有效的一个途径（方法）。不过，这就需要投加外部碳源，增加运行成本。

我们也有一些新的研究结果，更倾向于将外部碳源投加在厌氧段。因为大部分醋酸盐类的碳源，投加在厌氧池时非常有利于生物除磷，这对出水总磷的降低是非常有好处的，同时又不影响总体碳氮比和脱氮效果，这就可以达到一碳两用、一碳多用的效果。此外，有越来越多的污水处理厂采用以下两种工艺技术：一种是活性污泥和填料相结合的IFAS工艺，另外一种是MBR，两者都能达到省地的效果。MBR能耗相对比较高，从目前情况来看，有时候，属于不得不采用的工艺流程。

那么在当前的条件下，我们开始考虑的未来污水处理厂工艺流程应该是什么样的呢？如刚才专家委员会的发言中提到的那样，把厌氧氨氧化作为最主要的工艺单元融合进来？如何融合进来呢？这里面必不可少的就是我们正在探讨的一些工艺过程。其中有一点自然是必不可少的，首先是碳氮磷的分离，然后是主流工艺厌氧氨氧化脱氮，同时我们还要继续有效解决泥沙分离的问题、低温影响的问题……这时，我们还必须考虑碳源的合理配置问题。如果总氮要达到5mg/L左右的水平，那么还会有大量的碳源可供污泥厌氧消化和能源化利用吗？估计很多地方是没有的，但北京、天津这样的特大城市则有可能。

所以我个人认为，一定程度上，对中国未来的污水处理厂发展，即使采取主流厌氧氨氧化工艺进行有效脱氮，在一定程度上也仍然要牺牲诸如能源化和碳中和这样的理想目标，以切实保证处理出水的稳定达标。总之，不管怎么说，任何一个新的工艺技术，你都要想办法怎么有效地把新型的工艺单元融入到已有的工艺系统中去。这里给出其中的一种模式，这种模式中的碳分离很重要，碳分离目前有几种类型：第一种就是AB法的A段，当然也可以采用化学法，但我们更倾向于在一定条件下采取化学与生物相结合的一种模式。这种模式能高效地实现碳氮磷的分离，这对处理出水的稳定达标和能源的回收都是非常有利的。

另外一个例子是，我们在主流工艺流程中，充分考虑磷回收可能的话，可以把生物除磷与生物脱氮分离，然后与主流工艺厌氧氨氧化相结合。实际上，在未来的可能实施模式中，会有各种各样的组合，这都会有利于我们未来污水处理技术的新发展。在座的各位可以充分发挥下自己的想象力和才智，利用自己的资源，做不同的尝试。这里所举的例子，也正是我们正在进行探讨和研究的，并准备在今后尽快实现工程化的一个目标和可能的工艺流程。当然，这个工艺流程还会结合诸如污泥厌氧消化之类的技术，并最终成为重要的组成部分。

有这样一句话：你可以跨越历史，但不能切断联系。我们一定要在已有技术和工程实践的基础上，不断创新，不断扩展和完善，未来才能有更好的解决方案，才能有更好更快的发展。

（本文来自：郑兴灿在“2015(第三届）中国环保技术与产业发展推进会”概念厂分论坛上的发言整理）

郑兴灿：中国市政工程华北设计研究总院有限公司总工程师

原标题：郑兴灿：未来城镇污水处理厂工艺技术选择的几点思考

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