李艺：高排放标准下污水处理的技术与问题

国家政策

重点强调两个，一是通过“水十条”2020年两个考核指标，县城、城市的污水处理率要求分别达到85%和95%左右，再一个 “十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划，提到了再生水的指标，提标改造污水处理设施。到2020年，敏感区域（重点湖泊、重点水库、近岸海域汇水区域）以及建成区水体水质达不到地表水IV类标准的城市，污水处理设施执行一级A排放标准。

上述区域内已建成的污水处理设施出水水质达不到一级A标准的，全面进行提标改造，保证出水水质达到一级A标准。加强再生水利用。建设再生水利用设施及配套再生水管网，促进再生水利用。到2020年，京津冀地区再生水利用率不低于30%，缺水地区不低于20%，一般地区不低于15%。 也是说到2020年京津冀地区要不低于30%，缺水地区不低于20%，一般地区不低于15%，在这里提到再生水是因为污水处理排放标准逐渐的提升跟再生水的利用已经密切相关了。

简单看一下执行的情况，从城市污水执行情况看，2000年污水排放量300多亿，当时处理率是34%，到14年处理率已经达到90%，到16年已经达到448亿，城市污水处理率达到93%，15年统计县城的污水处理率达到85%，从处理率来看，已经达到了“水十条”的指标值的要求，但是这两个处理率存在着一定的水量，不是完全的污水处理量。从污水处理这一块应该说处理率上去了，但是总的处理量没有上去。再生水的情况，14年再生水利用量36亿，说明 14年污水处理量不到10%，到16年再生水利用量到45亿，刚到污水处理量的10%。预测到2020年再生水的处理能力将达到4905万，也就是179亿，大概在30%左右，与发达国家相比我们国家再生水利用率是偏低的，以色列已经达到污水处理量的80%，新加坡全国大于30%的用水需求都是通过生水实现的。

从执行情况看，不同的城市的执行率不一样，青岛超过35%，成都预计到2020年可以达到40%，执行最好的是北京，北京第一个三年行动，计划新建47座再生水厂，升级改造了20座污水厂，根据水务部门统计的资料看，14年再生水利用率达到62%，15年达到了65%，是全国36个重点城市中再生水利用率最高的，预计到2020年利用量到12亿的时候估计到80%，也就是说跟以色列的利用率持平。

上图是一个简单的城市水资源的用水比例，根据15年水资源的资料显示，城市用于生活饮用水的占12%，而工业占到22%，大部分是农业占23%，也就是说如果把生活饮用水产生的污水700多亿，倒成污水是600多亿，如果都升级改造以后变成再生水，用于生态可以占30%，工业1300多亿远远大于生活用水量，也就是说污水再生利用的潜力是很大的。

排放标准

标准的提升，这里把污水处理厂的标准进行了梳理，最早的污水处理厂的排放标准没有单独的排放标准，用的是污水综合排放标准就是大家熟悉的8978-88，从1990年开始实施，到90年对这个标准进行了提升变成1996版，这时候把城市二级处理厂分为123级排放标准。到2003年出了18918-2002版，这时候城市污水处理厂排放标准跟综合排放标准就友好分手了，我们执行自己单独的排放标准，污水综合排放标准还包括工业和医疗等。从18918-2002版首次提出了一级A、一级B这两个指标，执行了十年以后，到2005年左右，相继出台了许多地方标准，首先出了北京地方标准，然后是天津的地方标准，去年巢湖流域又出了流域的排放限值，今年云南昆明又出了双五个地方标准，这些标准出来以后都远远高于18918的一级A和一级B，这时候我们国家的标准也进入了修编，18918这个标准15年出了一个征求意见稿，社会反响很大，进行了修改，修改了两年到现在也没有出台。但是从标准总的趋势看，污水处理厂的排放标准要求是越来越严格，标准是往上升的，最终的趋势到明年也就是饮用水标准了，但是不知道是什么阶段。

这是北京市的地标和天津、巢湖的标准，从北京地标基本上是地标B参照的是地表水4类水的标准，地标A参照的是地表水3类标准，但是这里不包括总氮。需要指出的是云南昆明出的双五排放标准要求更加严格，提出两个指标，一个是总氮5，总磷0.05。我们的征求意见稿就是国标，大家知道国标标准是最低值标准，地标严于国标，从征求意见稿里可以看出，排出城市污水处理厂一级A是基本的标准，同时提出一个特别排放值，从这里看，除了总氮指标其他指标基本上参照了北京的地标B，也就是地表4类水的指标。

上图是我们做一个标准对比，新的排放标准不管是地标也好国标也好，如果出台实施以后，中间灰的部分，会带来什么问题呢，与一级A相比不言而喻，比一级A各个指标要严很多，但是要看5个现行国家的城市再生水水质指标，新的排放标准出台以后所有的标准值都严于，或者涵盖5类城市再生水的指标，这就存在一个问题，新的标准实施以后，不管是国标还是地标，城市再生水的标准往哪里去？是不执行了还是再去重新修编，再往严了去？再生水的指标按说应该比污水厂的标准要严，严到什么程度？到了地表三类，所以这是需要研究和讨论的问题。

工程技术

对于现行污水处理厂的处理工艺，按照新的标准分析主要指标的三个难点：COD、总氮和总磷，从指标上要求比现行的一级A和一级B都更加严格。根据污水处理厂主要的处理指标看，氨氮BOD、SS应该问题不是很大，通过适当的设计都可以解决，但是看污水的来源，如果来水不可降解的BOD量很高的话，达到30的值还是有一定的困难。总磷按照新的标准如果达到0.2、0.3这个指标或者云南0.05的指标一定采用生物+物化处理的方式，但是化学处理有一个问题，达到1和0.5的时候应该跟理论计算的摩尔比比较接近，如果再往深的达到0.2、0.3或者0.05的时候，同样的摩尔比要远远超过理论值，这是大家要关注的问题。

上图是对现行的污水处理厂要达到新的标准我们进行哪些具体的改造。

合肥王小郢污水厂，30万吨的处理改造，30万吨的处理物，同时让系统达到比较好的新的要求。

北京三年行动计划里的其中一个厂，这是中法合资建的厂，这个厂采用的是在二级处水之后用了两级生物滤池+砂滤达到新的要求。

如图是现场的情况。还有去年投产的高碑店100万吨的再生水，加了生物滤池、膜过滤和脱色，现在正在进行。同时还有一个清河第二再生水厂，这个占地不是那么紧张，选用的是常规二级处理按照新标准设立再加上消化的波段。还有今年投产的槐房20万吨的再生水处理厂，这是采用集约式的MBR，这是亚洲最大的再生水的处理厂，也是亚洲最大得用MBR工艺运行的再生水厂。

重点关注的问题

重点需要关注的问题，前面提到了标准问题，谈了工艺选择的事，下面说一下设计和运行中达到新的标准会出现一些什么样的需要关注的问题。首先是MBR工艺，由于占地限制或者地下再生水厂的兴起，我们选择了好多的MBR工艺做处理的工艺，但是这个工艺要关注的是格栅问题，如果前期的格栅选材选不对，产品不好或者运行不行产生一些问题会对后续的膜产品产生很大的影响，会直接影响厂的出水的水量和水质，同时也会带来大量的人工维修和清理问题。

还有要搭配常用的生物滤池+滤布滤池，这种工艺如果考虑加药除磷问题，除磷加药点的选择是至关重要的，如果没有一个比较适当的药剂反应时间，经过了滤布滤池的出水以后还会继续产生矾花，出水SS和总磷的指标就要超标。关于现在比较流行的生物滤池，如果设计和运行前期关注不好会产生格栅污堵，解决格栅污堵的办法主要是利用光合作用，加上隔阳罩，把现有的格栅污染物繁殖的事情控制一下。还有底层污堵的问题，产生的原因是细小的颗粒状或者丝状的污染物进入滤池污堵了滤斗，解决的方式就是在滤池前面加1-2毫米的捆绑格栅把细致的污染物隔离下来，才能达到比较好的运行效果。

最后谈一下深度除磷的问题，要达到零点几到零点零几的时候要用化学除磷，它的摩尔比要远远大于理论摩尔比，除了化学药剂与磷反应以外大量多元的化学药剂就能够排到水体。

这张图大家可以看出来，通过除磷加了药剂以后排到水体里产生了大量的泡沫，我们在工艺设计和整体水环境上需要研究的事情是把磷降下来了，但是同时给水环境里面增加了大量的化学药剂，这对水环境总体的评价也得研究和分析。

结论

目前我们国家水资源极度短缺，污水再生利用无疑是缓解缺水状况的一种有效措施，实际工程运行证明，目前再生水处理的技术是可以满足各种再生水应用新处理排放标准的要求。关键问题是找准问题、稳妥设计、精细运行。

本文根据北京市市政工程设计研究总院李艺副总经理/全国勘察设计大师在2017排水大会题为：高排放标准下污水处理的技术与问题的演讲整理而成，未经本人审阅。