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水環(huán)境改善需求：主要是消除黑臭水體,，提升水功能需要,；

污水廠的內(nèi)部需求：一是污水廠水、泥,、氣沒(méi)做到同治,，處理效果需要提升；二是污水廠的價(jià)值取向也有對(duì)提質(zhì)增效有內(nèi)在需求,。污水廠城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分,，在基礎(chǔ)設(shè)施大規(guī)模建設(shè)完成的情況下，要立足存量市場(chǎng),，提質(zhì)增效,、節(jié)能降耗，將污水處理設(shè)施特別是污水廠的運(yùn)行效率發(fā)揮到極致,。綜合以上兩點(diǎn)原因,，污水廠由“規(guī)模增長(zhǎng)”向“提質(zhì)增效”的轉(zhuǎn)變成為必然。

在提質(zhì)增效時(shí)代,，污水廠提質(zhì)增效將會(huì)圍繞六個(gè)方面：泥水同步,，水氣同治、資源循環(huán),、科技創(chuàng)新,、環(huán)境友好,、智慧管理。

圖3 污水處理廠提質(zhì)增效六個(gè)方面

污水廠提質(zhì)增效的方向

姚杰表示,，近期上海中心城區(qū)污水處理廠提質(zhì)增效主要有四個(gè)方向：

一,，污水處理：全流程規(guī)劃提升。

二,，污泥處理：全循環(huán)挖潛利用,。

三，氣體處理：全方位收集控制,。

四,，智慧管控：全環(huán)節(jié)智慧高效。

污水廠提質(zhì)增效的思考

針對(duì)污水廠提質(zhì)增效四個(gè)方向,，結(jié)合上海中心城區(qū)污水處理廠的情況,，姚杰分享了九個(gè)具體的措施和思考。

第一,、污水處理——全流程優(yōu)化提升

關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)污水處理全流程優(yōu)化提升,，姚杰提出了三點(diǎn)思考建議：

一、消減溢流負(fù)荷

上海污水處理是集中處理為主,，分散處理為輔,，污水廠受污水排放波動(dòng)影響大，同時(shí),，中心城區(qū)合流和分流并存,，分流存在雨污混接現(xiàn)象，污水廠受降雨等因素影響大,，進(jìn)污水廠水量波動(dòng),，存在溢流污染風(fēng)險(xiǎn)。姚杰表示,，污水廠的目標(biāo)是雨污同治,，最大限度地減少雨天溢流污染物，對(duì)此有五點(diǎn)建議：

1.通過(guò)新建污水廠增加污水處理能力,，2020年底上海城投新增污水處理能力約40萬(wàn)噸,。

2.通過(guò)對(duì)老污水廠功能改造和在泵站、干線及污水廠建設(shè)調(diào)蓄池,，增加調(diào)蓄量。目前上海已建和正在設(shè)施及計(jì)劃建的調(diào)蓄池,，調(diào)蓄能力在兩百萬(wàn)噸左右,，這些調(diào)蓄能力對(duì)于進(jìn)廠水量削峰填谷，調(diào)蓄初期雨水有較大的作用,。

3.發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)施的處理能力,，盡可能多處理污水,。

4.研究雨污水的快速處理技術(shù)。污水處理能力增加總是有一定的限度,，而因?yàn)樯虾＝系貐^(qū)雨水比較多,，我們正在研究如何將雨水經(jīng)過(guò)快速的處理進(jìn)行污染負(fù)荷消減的相關(guān)技術(shù)，以減少合流污水溢流污染負(fù)荷水,。如目前正在對(duì)雨天降水的整個(gè)過(guò)程,，中雨、小雨,、大雨的來(lái)廠污水的污染負(fù)荷基本規(guī)律進(jìn)行研究,，為今后針對(duì)污染因子和負(fù)荷采取不同的處理措施打下基礎(chǔ)。下圖為降雨后進(jìn)廠總氮值變化情況：

二,、降低處理藥耗

隨著污水廠達(dá)標(biāo)改造的開(kāi)展，污水廠藥耗成倍地增加,?；瘜W(xué)藥劑的生產(chǎn)、運(yùn)輸與投加需要消耗資源,，也是變相地增加社會(huì)污染負(fù)荷容量,。如何最大發(fā)揮生物脫氮除磷的功能，優(yōu)化減少藥劑使用量,，也是我們關(guān)注問(wèn)題之一：

1.基于DO等參數(shù)控制和碳源投加點(diǎn)優(yōu)化,，減少投加碳源量，實(shí)現(xiàn)更好的脫氮效果,。

2.開(kāi)展異養(yǎng)反硝化碳源強(qiáng)化利用研究,，增強(qiáng)生物脫氮除磷作用，減少外加碳源,。如我們目前開(kāi)展BBSNP工藝研究,，可實(shí)現(xiàn)反硝化聚磷菌一碳兩用；開(kāi)展污泥側(cè)流溶胞減量-碳源補(bǔ)充工藝研究,，主要強(qiáng)化污水內(nèi)部碳源循環(huán)利用,。

3.開(kāi)展自養(yǎng)反硝化研究，利用以無(wú)機(jī)碳作為碳源,、氫氣為電子供體的自養(yǎng)菌完成反硝化,，實(shí)現(xiàn)污水深度脫氮，節(jié)省成本并消除外加碳源二次污染,。

三,、提升出水水質(zhì)

目前污水廠要求出水水質(zhì)是達(dá)到一級(jí)A,，我們一方面關(guān)注如何使出水水質(zhì)優(yōu)于一級(jí)A，同時(shí)也在關(guān)注加藥之后的消毒副產(chǎn)物安全問(wèn)題：

1.對(duì)現(xiàn)有污水廠進(jìn)行提標(biāo)改造,，出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)從二級(jí)提高到一級(jí)A,；

2.對(duì)尾水未消毒、消毒后糞大腸菌群變化規(guī)律,，及消毒副產(chǎn)物進(jìn)行研究,，分析其在排放水體中變化規(guī)律和機(jī)理，及對(duì)水生態(tài)和生物多樣性的影響,。探索消毒工藝優(yōu)化和消毒的必要性,，避免產(chǎn)生二次污染。

3.對(duì)達(dá)標(biāo)改造后的廠進(jìn)行精細(xì)化管理,，進(jìn)一步提升出水水質(zhì),。

第二、污泥處理——全循環(huán)挖潛利用

按照污泥處理減量,、穩(wěn)定,、無(wú)害和資源化的目標(biāo)，上海污泥通過(guò)干化焚燒后,，減量,、穩(wěn)定和無(wú)害基本做到，但資源化還有待提高,，針對(duì)如何提高污泥資源回收利用效率的問(wèn)題,，姚杰提出了兩點(diǎn)思考建議：

一、提高能源自給率

目前,，污水處理廠能源自給率較低,，污水污泥中的能源利用率亟待提高。針對(duì)最大限度提取利用污水能源和提高污水廠能源自給率的目標(biāo),，姚杰提出三點(diǎn)建議：

1.通過(guò)污泥厭氧強(qiáng)化工藝優(yōu)化研發(fā),，進(jìn)一步提高污泥厭氧消化產(chǎn)氣率，保證厭氧消化工程穩(wěn)定,、高效運(yùn)行,，提高生物質(zhì)能源利用率；

2.研究污泥干化焚燒工藝中不同泥質(zhì)情況下的入窯臨界含水率,，最大程度地降低能耗,；

3.基于污泥干化焚燒系統(tǒng)質(zhì)能平衡校核計(jì)算，進(jìn)行干化氣體余熱回收利用提質(zhì)增效研究,。

二,、提升灰渣資源利用率

在確保環(huán)境安全前提下最大限度提高污泥灰渣資源化利用的目標(biāo)，姚杰提出三點(diǎn)思考建議：

1.對(duì)污泥焚燒灰渣成分進(jìn)行分析研究,，對(duì)灰渣的性質(zhì)進(jìn)行鑒定,，為后續(xù)處置提供依據(jù)；

2.開(kāi)展焚燒灰渣建材利用研究,，探索多種資源化途徑,。經(jīng)初步研究，污泥灰中SiO2含量在30%左右,，可進(jìn)行建材利用,，作為水泥生料鐵質(zhì)校正料、制備水泥混合材,、制備水泥混合材,、混凝土參合料、路基材料等,；

3.開(kāi)展污水污泥中磷等元素回收利用研究,。污泥中磷含量達(dá)12%左右，可做為制備土壤改良劑或磷肥的原料,。

第三,、氣體處理——全方位收集控制

根據(jù)公司情況，目前主要關(guān)注污泥干化焚燒產(chǎn)生的煙氣和臭氣,，針對(duì)這兩方面姚杰提出他們的思考和做法：

一,、優(yōu)化煙氣處理，進(jìn)一步降低煙氣污染物的排放濃度

姚杰提出,，一方面研究?jī)?yōu)化目前煙氣處理工藝,，使煙氣排放濃度低于《生活垃圾焚燒大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB31/768-2013)和歐盟標(biāo)準(zhǔn)。

另一方面,，開(kāi)展《污泥單獨(dú)干化焚燒煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)》地方標(biāo)準(zhǔn)的研究,，為進(jìn)一步規(guī)范和優(yōu)化煙氣排放控制提供依據(jù)。

二,、提升臭氣控制標(biāo)準(zhǔn),。污水廠廠內(nèi)也需做到臭氣全收集、全處理

姚杰指出,，污水廠不僅需實(shí)現(xiàn)廠界外臭氣高標(biāo)準(zhǔn)排放,，對(duì)廠內(nèi)操作間也需要維持無(wú)臭工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)臭氣源全收集處理,、臭氣廠界,、廠內(nèi)全控制，實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好,。這需要通過(guò)以下兩個(gè)方面推動(dòng)：

一是通過(guò)污水廠提標(biāo)改造工程,，對(duì)污水廠產(chǎn)生臭氣的污染源進(jìn)行全覆蓋，實(shí)現(xiàn)臭氣全收集、全處理,，處理后臭氣排放可滿足目前全國(guó)最高標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)污水處理廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB31/982-2016）和《惡臭（異味）污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB31/1025-2016）,。

二是研究對(duì)操作空間臭氣的控制技術(shù)；推進(jìn)上海地方標(biāo)準(zhǔn)《污水廠區(qū)臭氣治理技術(shù)要求》制定,，確保廠內(nèi)外臭氣同步達(dá)標(biāo),，改善操作人員的工作環(huán)境。

第四,、智能管控——全環(huán)節(jié)智能高效

針對(duì)全環(huán)節(jié)智能高效,，我們主要圍繞智能感知和操作、智慧管理和決策兩方面展開(kāi),。

一,、智能感知和操作

目前，污水廠運(yùn)營(yíng)企業(yè)對(duì)智能感知和操作的需求較為強(qiáng)烈,。因?yàn)樗鞋F(xiàn)存污水廠加蓋以后,，難易直接看到設(shè)備和工藝的運(yùn)行狀態(tài)，只有提升智能感知,、無(wú)人巡檢的能力,，使設(shè)備和工藝遠(yuǎn)程可測(cè)、可控,、可視,、可調(diào)，才能確保污水處理廠安全運(yùn)行,；從實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理的要求,，我們也必須實(shí)時(shí)對(duì)工藝運(yùn)行的數(shù)據(jù)快速掌握，為工藝的實(shí)時(shí)調(diào)整提供依據(jù),，確保廠達(dá)標(biāo)排放,。同時(shí)通過(guò)信息系統(tǒng)可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，如精確加藥,、精確曝氣等,，可實(shí)現(xiàn)降本增效。

二,、智能管理和決策

智慧管理方面,，我們主要聚焦于建立大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，將所有運(yùn)行參數(shù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集匯總,，通過(guò)開(kāi)發(fā)專用系統(tǒng)為運(yùn)行提供優(yōu)化策略并實(shí)施,。并且對(duì)污水廠的能源和資源進(jìn)行審計(jì)，對(duì)全廠能耗,、藥耗分析提供決策支持,。