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丹麦这座114岁的污水厂 如何运营这么久?

2023-01-19 10:37来源:净水技术关键词:污水厂污水排放丹麦收藏点赞

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丹麦——作为污水界学霸级的国家,一些较古老的污水厂都有超过百年的历史。时至今日,丹麦97%的污水都得到了处理,成为世界上首个应用技术创新等手段大踏步减少污水排放给水体造成负效应的国家之一。

丹麦Ejby Mølle污水厂

这是一座已经有114年历史的污水厂,却一直在不断地升级,具有雨污同治、出水前后曝气、侧流厌氧氨氧化及厌氧消化固体回流的工艺特色。

Ejby Mølle污水厂污水排放高标准、雨污同治、精细化运营管理等方面蕴含的经验值得我国污水厂借鉴。

01 Ejby Mølle污水厂背景

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Ejby Mølle污水厂由VCS的公司运营。VCS作为丹麦最负盛名的三大水务公司之一,它的公司化历史始于1853年,是一家有着近170年历史的公司。目前该公司将供水和排水职能一体化,管理5个水厂和8个污水处理厂,其中Ejby Mφlle污水厂规模最大。

02 Ejby Mølle污水厂工艺简介

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根据丹麦出口协会提供的数据,EjbyMφlle污水厂设计能力为70000m3/d,2019年进水平均流量为50750m3/d,运行负荷率为72.5%。运行负荷以进水BOD5计为13100kg/d,负荷率为53.29%。

该厂接纳的是分流制污水,同时也处理当地雨水系统输送来的雨水,旱天最大流量为6800m3/h,雨天最大流量为19000m3/h。

整体工艺如上图所示,包括雨水处理、污水处理和污泥处理。

水处理过程中分离出的砂子经过清洗可再利用,污泥处理中的能源利用通过热电联产机组实现转化,污泥脱水后的污泥饼由拖车运往堆肥场,后续再度得到循环利用。

03 工艺特色

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雨水、污水同步处理

丹麦的排水体制是分流制。厂外雨水调蓄池的主要作用是调节流量,对雨水起存储和削峰作用。

雨水经过调蓄池的流量调节后经过雨水泵站送入污水处理厂处理,Ejby Mølle污水厂的工艺全流程中包含雨水的处理。

处理工艺首先经过格栅和沉淀,然后视流量决定去向,不超过污水厂最大设计流量的雨水和污水一同进入生物处理单元进行全流程处理,超过最大设计流量的雨水即在格栅和沉淀后排入河道。沉淀物被送入污水处理的格栅端口进行处理。

尾水排放前曝气增氧

Ejby Mølle污水厂在完成了污水的生物处理后,在排放到水体前设置了后曝气单元。目的是使污水厂排放的污水中溶解氧的含量与受纳水体接近,以免造成对水体的耗氧。

污泥处理特色

该厂污泥处理特色包括侧流厌氧氨氧化和厌氧消化后生物固体部分回流。

污泥消化脱水的上清液经过侧流厌氧氨氧化工艺进行单独脱氮处理,可大大降低高氨氮回流到污水主流生物处理单元造成的高能耗和外加碳源消耗;

而厌氧消化后的生物固体部分回流至厌氧消化罐内,使污泥在消化池中的平均停留时间延长10%,以此提高厌氧消化的效率。

04 能源管理标杆工厂-能源自给率达188%

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从2010年开始,通过技术创新和管理加强,该厂的能源管理工作不断取得新进展。

技术创新方面

进行了污泥热水解工艺强化污泥厌氧消化的实证研究、膜曝气生物反应器(MABR)工艺提高曝气过程氧利用率的研究,使用多种技术改进提高厌氧消化的效率,如根据不同负荷灵活调整消化池的水力停留时间(HRT),2020年8月该污水厂的HRT为31d。

管理加强方面

根据运营报表,动态进行能耗的全流程分析,找出薄弱环节,替换成更节能的设备;联合当地热能公司,在污水厂安装20MW热泵,对出水的热能进行利用。如此,热能公司可获得稳定、持久、免费的热能来源,厂方可获得免费的热能,形成双赢局面。

近年来,该厂污泥厌氧消化甲烷产量约为260万m3/a,用于热电联产。2015 年始,电能持续净产出,热能平衡曲线自2011 年开始持续上扬。

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2019年,Ejby Mølle污水厂能源自给率达到188%,成为VCS公司旗下名副其实的能源管理标杆工厂。

05

智能运营

艾比米勒污水厂安装了智能管理所需要的各种传感器,开发和安装了智能管理系统。VCS采用2+N方式对其所有污水厂进行管理。2 是VCS水务公司的2名值守人员,轮流对所有污水厂进行终端值守管理,工作日的工作时间管理方式是电脑终端,其余时间通过手机终端管理。N为故障解决团队的人数,包括VCS 自有员工和设备商的运维人员,其中自有员工解决自行安装的信息系统等部分故障,设备商运维人员负责解决品牌设备的故障,恢复正常运行,故障以预警声和界面标红形式给出。

艾比米勒污水厂在正常运营状态下无人值守,VCS 水务公司利用极少的人力资源,通过智能运营改造、终端监控和故障解决团队的保障,实现了其辖下各污水厂的集约化管理。

06 结 论

案例对我国水务行业发展启迪如下。

一是内外因联动,确保污水排放高标准。外因上,创新相应政策和制度,可试行“优排奖励”;内因方面,水务行业应加快民主治理,唤起民众主观能动性,使按照标准和优化标准处理污水成为自觉行为。

二是因地制宜,污水厂实施雨污同治。合流制地区现阶段应尽快制订雨水处理标准规范,因地制宜,采取有效手段对污染严重的初期雨水先行治理,后续逐步提高雨水治理率。

三是优化顶层设计,促进污水厂转型发展。目前我国正大力推动“碳达峰”和“碳中和”工作,建议创新体制机制,将气候与能源管理的要求揉合进水务管理的顶层设计,优化污水处理厂的考评体系,增加能源产出或能源自给率指标,在发达地区先行先试,逐步积累经验,推广应用,并建立标准和规范。

四是建议将设备的高可靠性和持久耐用性作为采购环节需重点考虑的因素,采用全生命周期比价制度确定供货商,以高效设备支撑智能管理。


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