太湖流域污水處理提標概況

■ 江蘇省住房和城鄉建設廳城市建設處副處長 何伶俊

（本文系作者在2019（第十一屆）上海水業熱點論壇的主題演講內容）

2007年春末夏初，太湖藍藻爆發，引發無錫供水危機。藍藻事件后，國家對太湖流域城鎮污水處理廠尾水排放提出了更加嚴格的要求。

江蘇省住房和城鄉建設廳限期對太湖流域2007年6月底前已建、在建的169座城鎮污水處理廠進行一級A提標改造，總規模400余萬立方米/日。與此同時，新建城鎮污水處理廠全面執行一級A標準。截至2010年底，太湖流域城鎮污水處理廠全部完成提標改造。

2016年，江蘇省“263”行動要求太湖流域城鎮污水處理廠執行更加嚴格的總氮總磷排放要求，2020年底前，尾水排入太湖水系的一級保護區內所有城鎮污水處理廠實施氮磷特別排放限值，二級保護區內縣以上城市污水處理廠實施氮磷特別排放限值。

2018年6月1日，《太湖地區城鎮污水處理廠及重點工業行業主要水污染物排放限值》（DB 32/1072-2018）頒布實施。該標準對包括蘇州市、無錫市、常州市，南京市溧水區、高淳區，鎮江市丹陽市、句容市、丹徒區在內的太湖地區提出了要求。

《太湖地區城鎮污水處理廠及重點工業行業主要水污染物排放限值》提到，太湖地區其他區域內接納工業廢水量大于實際處理水量60%的城鎮污水處理廠，其主要水污染物可按照所接納企業中最嚴的行業排放限值執行。與江蘇周圍的上海、浙江相比，排放標準大體是持平的。

太湖地區污水排放新標準

此輪提標涉及太湖地區城鎮污水處理廠220座，規模753.76萬m3/d；其中城市污水廠72座，投運規模529.6萬m3/d；建制鎮污水處理廠148座，投運規模224.16萬m3/d。

一、調研情況

為了做好新一輪提標工作，江蘇委托專業團隊開展了調研，形成了兩份調研報告：一份是重點圍繞一級A后評估，一份是重點圍繞再提標進行調研。

（一）一級A后評估情況

通過對太湖流域一級A城鎮污水處理廠運行能耗、設備調研等進行分析可知：

一級A后評估-水質水量與泥質泥量

1.2007年～2017年太湖流域各市城鎮污水處理廠的處理水量呈現出逐年上升的趨勢，但進水各指標濃度整體呈下降趨勢。

2.太湖流域城鎮污水處理廠進水BOD/COD的平均值為0.4，進水可生化性在中等水平；碳氮比偏低，生物脫氮存在碳源不足的問題；BOD/TP維持在28左右，理論上可以滿足生物除磷的需求，但是由于生物脫氮利用了進水中的大量碳源，可能導致生物除磷所需的碳源缺乏；進水SS/BOD均值在1.4左右且呈逐年增長趨勢。

3.太湖流域城鎮污水處理廠污泥產率一般在5～12t/萬m3（以80%含水率計）。

一級A后評估-運行成本

1.處理規模較小的城鎮污水處理廠由于進水量、設計、運行管理等諸多方面的影響，電耗差異性較大；日處理量大于5萬噸的污水處理廠能耗較為接近，主要集中在每立方米0.25～0.4KW·h。

2.四種主流工藝中，耗氧污染物能耗均值由高到低依次為MBR、A2O、SBR、氧化溝。

3.由于水質水量的不同，太湖流域城鎮污水處理廠的運行成本存在較大差異，主要集中在0.33～1.08元/m3。

一級A后評估-設備調研分析

1.太湖流域城鎮污水處理廠格柵存在的主要問題為懸浮物截留效果差和故障率高；針對曝氣沉砂池和旋流沉砂池，其主要問題是除砂效率低、出砂含水率高。

2.在生物處理單元，建議選擇調節范圍大的風機，加強對風機的日常維護管理。

3.在深度處理系統，應加強對反硝化濾池的監控，合理進行碳源的投加；活性砂濾池應該確定合適的反沖洗方式并加強日常管理；選擇濾布濾池時應該充分考慮工藝搭配，避免出現“高效沉淀池+濾布濾池”等不合理的組合工藝形式。

4.紫外消毒效果欠佳，無法保障糞大腸桿菌的達標排放。

（二）再提標調研情況

通過再提標調研，調研組總結出：提標過程中，TN和TP是提標難點，TN對城鎮污水廠的內碳源利用和外碳源投加提出了更高的要求；TP穩定達標需要更好的化學除磷控制。對于部分存在難生物降解COD的城鎮污水廠，需要通過模擬試驗確定提標方案。

基于調研表格反饋、現場普查和蘇錫常三地現場咨詢會內容分析，位于太湖流域內的主要城市無錫、常州和蘇州的城鎮污水處理廠既有共性問題也有地區特性問題，對問題類型和各城市問題特征進行總結，主要分為以下四類：工藝設計問題、進水水質問題、運行管理問題和其他問題。

1.工藝設計問題

預處理系統功能缺失、能力不足、設備故障、過度消耗碳源、復氧嚴重等；

生物處理系統優化不足、氧化溝/CAST等工藝提標潛力低，一定數量需要工程措施；

再提標調研情況-問題總結

深度處理負荷不足、衰減嚴重、功能缺失等。

2.進水水質問題

工業廢水過多和管網滲漏、河水倒灌等；

進水中含有難生物降解COD，工業廢水影響；

進水碳源不足最為突出，同時還有冬季低水溫問題；溶解態有機磷問題。

3.運行管理問題

運行管理問題主要分為技術人員缺乏、工藝現狀分析不足、設備儀表運維欠缺等問題；

日常檢測與運行優化關聯性分析不足、評估能力不強；

小型污水處理廠和建成較早的大型污水處理廠更應加強管理。

4.其他問題

可用占地問題；

水量波動下的水廠超負荷運行問題；

升級改造過程的連續運行問題。

二、技術完善

基于調研，江蘇省住房和城鄉建設廳組織編制和發布了《江蘇省太湖地區城鎮污水處理廠DB32/1072提標技術指引》。其中的一些技術不僅僅是針對本輪提標，也有未來長遠發展構想。

（一）工作流程與技術評估

a.源頭管控

1.生活污水

（1）居住小區和公共建筑等的生活污水應依法規范接入市政污水管網。

（2）城鄉規劃部門依法核發建設用地規劃許可時，應采納城鎮排水主管部門意見。

（3）建設單位應按照設計方案建設排水管網等設施。

2.工業廢水

（1）城鎮排水主管部門應依據企業環評批復和《污水排入城鎮下水道水質標準》（GBT31962-2015），對接管范圍內的工業企業排水情況進行評估，新建、改建、擴建工業企業以及各類開發區、工業集聚區、循環園區（以下統稱工業園區）內產生的工業廢水，不應接入市政污水管網。

（2）冶金、電鍍、化工、印染、原料藥制造、光伏、垃圾滲濾液等含重金屬或高濃度、難生物降解污染物廢水，不應接入市政污水管網；由于歷史原因已經接入的，應限期退出。

（3）化肥、焦化、洗毛、制革、石油精煉、煤加工等高含氮工業廢水，不應接入市政污水管網；由于歷史原因已經接入的，需給予特別關注和監控，在進一步強化源頭管控的基礎上，應經評估后確定是否限期退出。

（4）城鎮排水主管部門應對已接入市政污水管網的工業企業排水戶進行評估，未達到相關要求的應限期整改；達到相關要求的，依法核發污水排入排水管網許可證。

（5）已獲許可的工業企業應將接入口位置、排水方式、主要排放污染物等信息主動向社會公示，接受公眾和相關部門監督。

3.河湖水及施工降水

（1）河湖水不得進入市政污水管網。有條件時，應合理控制河湖水體水位，防止倒灌進入市政排水系統。

（2）施工降水或基坑排水不宜排入市政污水管網，鼓勵采取自行處理措施，并將處理后水質較好的施工降水或基坑排水直接利用或用于河道生態補水。

4.管網運維保障

（1）應制定完善的管網運行維護保障計劃。

（2）應加強排水管網的驗收、運行、巡查、養護與維修，保障排水管網及其附屬設施的安全穩定運行，提升管網綜合管理水平。

（3）鼓勵按《排水管道維護安全技術規程》（CJJ 6-2009）相關規定，采用CCTV、QV等數字化設備開展排水管網功能性和結構性缺陷檢測，并根據檢測結果及時對排水管網進行修復完善。

（4）應建立泵站、管網、污水處理廠的聯動調度機制，防止管網冒溢，確保管網安全和污水處理廠正常運行。

（5）鼓勵采用廠、網、受納水體一體化管理模式和專業化運維方式。

b.技術評估

1.源頭管控調查

擬提標城鎮污水處理廠提標前，應開展源頭管控調查，包括但不限于以下內容：

（1）居住小區和公共建筑生活污水是否依法規范接入市政污水管網，建設單位是否按照排水設計方案建設管網等設施。

（2）是否存在新建、改建、擴建工業企業以及各工業園區內產生的工業廢水接入市政污水管網情況；是否存在冶金、電鍍、化工、印染、原料藥制造、光伏、垃圾滲濾液等含重金屬或高濃度、難生物降解污染物廢水接入市政污水管網情況。

（3）是否存在河湖水進入市政污水管網情況；是否存在施工降水或基坑排水進入市政污水管網情況。

（4）是否有完善的排水管網及其附屬設施的運行監管系統；是否建立完善的管網運行維護保障計劃并定期開展管網排查和清淤；是否建立有效的廠、站、網聯動調度機制。

2.水質水量特征分析

（1）水量分析

① 根據服務區域內水量的日、月、季變化規律以及旱、雨季變化特征，合理設定變化系數，保障水量水質高峰時段出水達標。

② 結合區域規劃、排水規劃，合理確定近遠期規模、設施布局、建設時序、工程預留措施與用地等。

（2）水質分析

① 現狀水質分析。開展擬提標城鎮污水處理廠進出水化學需氧量（CODCr）、五日生化需氧量（BOD5）、懸浮固體（SS）、氨氮（NH3-N）、總氮（TN）、總磷（TP）等水質指標日均值的統計分析，包括但不限于概率分布、變化系數、關聯關系等。必要時補充連續24 h的時變化檢測分析。

② 未來水質預測。結合區域規劃、排水規劃和提質增效要求，預測未來水質變化趨勢，合理確定擬提標城鎮污水處理廠的水質設計值。

（3）水質指標測試

①應按《城鎮污水處理廠運行、維護及安全技術規程》（CJJ60-2011）要求開展城鎮污水處理廠的水質檢測，擬提標城鎮污水處理廠水質指標不全、數據不足的，應進行補充測試。

②重點關注CODCr、TN、TP及BOD5等指標，加強BOD5的日常檢測，作為進水可生化性、碳氮比等參數分析的重要依據。

③對存在達標難度的指標開展關聯組分分析，重點關注CODCr中溶解性難生物降解CODCr組分、TN中硝態氮和出水溶解性不可氨化有機氮組分、TP中溶解性難化學沉淀TP組分。

3.主要達標影響因素識別

（1）SS/BOD5（或SS/CODCr）

進入生物系統的SS/BOD5（或SS/CODCr）可間接影響活性污泥產率和污泥活性，當SS/BOD5＞1.5時，應采取強化沉砂效果、設置初沉池或具有同等功能的措施，強化無機懸浮固體去除。

（2）BOD5/TN（或CODCr/TN）（單位硝態氮需BOD5量1:5）

進水BOD5/TN（或CODCr/TN）反映生物脫氮潛力，進水TN濃度越高，所需的進水BOD5/TN越高。

（3）BOD5/TP（或CODCr/TP）（BOD5/TP＞20）

進水BOD5/TP（或CODCr/TP）反映生物除磷潛力，比值越高，生物除磷潛力越大。

（4）冬季低水溫條件的影響分析

低溫會明顯影響活性污泥性能。對低溫時段進行統計分析，必要時測定硝化速率，并考慮采取提升硝化生物量及硝化菌活性的措施。

4.關鍵指標達標難點分析

（1）化學需氧量（CODcr）

主要難點為進水中溶解性難生物降解CODcr。溯源并加強源頭管控。

（2）氨氮（NH3-N）

NH3-N受水溫、HRT、DO、pH、堿度、MLVSS/MLSS、污泥濃度等綜合影響，冬季低水溫為難點。

（3）總氮（TN）

出水TN達標影響因素包括進水BOD5/TN（或CODCr/TN）、進水碳源構成及分配、泥齡、水溫、混合液回流比、缺氧環境（HRT、DO、混合條件、ORP）、外部碳源投加（種類、點位、投加量）等，硝態氮和溶解性不可氨化有機氮是達標難點。

（4）總磷（TP）

出水TP達標影響因素：生物除磷包括進水BOD5/TP（或CODCr/TP）、進水碳源構成及分配、pH、泥齡、水溫、厭氧環境（停留時間、DO、混合條件、ORP、硝態氮）等；化學除磷包括藥劑種類、投加點、投加量、混合條件（方式、時間、強度）等。

5.工藝運行效能測試

為科學合理地制定提標工藝技術方案，在編制提標技術方案前，宜自行或委托專業機構對擬提標城鎮污水處理廠開展工藝全流程效能測試與評估，特別是進水水質條件復雜的污水處理廠。污水處理廠工藝全流程效能評估，主要包括預處理系統的能效評估、生物處理系統的能效評估和深度處理系統的能效評估。

6.設備儀表及電氣自控評估

對設備、儀表及自控水平進行總體評估，包括核心設備運行和調控能力、在線儀表布設及運行維護情況、自控系統建設和運行效果（對水質水量和運行環境變化的監控和響應能力），同時兼顧電氣系統的容量配置評估。

7.用地調查

對可用于提標建設的土地情況進行調查，分析提標建設用地條件。

8.運行管理能力評估

對運行管理人員的教育背景、專業能力、工作經驗等進行綜合評估。運行管理人員應經培訓合格上崗。

9.建設時序與預案研究

擬提標城鎮污水處理廠應就提標建設期間的處理規模、運行難點、達標考核及可能發生的不利情況與生態環境部門和城鎮排水主管部門溝通。建設過程中優先考慮廠廠、網網和站站之間的水量調度，分析先擴建后改造或分組提標的可能性，并制定提標建設期間的運行風險控制預案。

（二）處理工藝

處理工藝包含預處理、生物處理、深度處理。在預處理中，水泵出水口處、沉砂池出水端應盡量減少跌水復氧，降低碳源損耗。后續的生物處理、深度處理環節都應非常重視氧氣的管控。

（三）尾水濕地

針對DB32/1072-2018要求的“廠區排口出水達到GB18918一級A標準的城鎮污水處理廠，在其排口下游建設人工濕地水質凈化工程，且工程建設符合HJ2005要求時，可以以濕地的出口作為污水處理設施最終的排口進行水質達標檢測”。尾水濕地的主要功能是提升出水的生態安全性，增強生態景觀效果；具有一定的水質凈化效果，但受季節、環境、動植物生命活動等影響較大。因此，在《指引》中特別強調，不得將城鎮污水處理廠出水的考核采樣點設置于尾水濕地出水口。

尾水濕地在昆山市、張家港市、太倉市等地污水處理廠已經得到了實踐應用。太湖地區共計214座城鎮污水處理廠，其中，處于一二級保護區的45座，其他區域的169座。計劃采取工程措施進行提標的有109座，采取優化運行管理措施進行提標的有95座(10座污水處理廠計劃遷建或關停)，目前已有4座污水處理廠完成提標、1個污水處理廠完成優化運行管理工作。結合城鎮污水處理廠新一輪提標建設，江蘇城鎮污水處理將從 “工程水”階段進入“生態水”階段，這是江蘇治水理念的新提升。