淺談污水處理及其再生利用行業清潔生產評價指標體系

雷斯玲

（佛山市節能減排服務管理中心有限公司，廣東佛山 528000）

1 引言

隨著市政污水管網的完善，城鎮污水處理規模逐步擴大，城鎮污水處理廠的污染物處理處置和能耗問題日益突出。2019年8月，國家發展和改革委員會、生態環境部、工業和信息化部發布《污水處理及其再生利用行業清潔生產評價指標體系》。2020年8月，國家發展和改革委員會、住房和城鄉建設部發布《城鎮生活污水處理設施補短板強弱項實施方案》。城鎮污水處理廠的社會關注度逐步提高，越來越多的城鎮污水處理廠被納入應開展清潔生產企業名單內，如何在現有政策的引導下，實現節能、降耗、減污、增效的清潔生產目的，成為城鎮污水處理廠開展清潔生產審核的重點。

本文以廣東地區城鎮污水處理廠為研究對象，對指標體系文件進行解讀，為城鎮污水處理廠開展清潔生產審核提供參考。

2 城鎮污水處理廠清潔生產審核政策狀況

清潔生產審核是指按照一定程序，對生產和服務過程進行調查和診斷，找出能耗高、物耗高、污染重的原因，提出減少有毒有害物料的使用和產生及降低能耗物耗以及廢物產生的方案，進而選定技術、經濟及環境可行的清潔生產方案的過程。

2019年8月發布的《污水處理及其再生利用行業清潔生產評價指標體系》，填補了多年以來污水處理及其再生利用企業清潔生產評價的空白。在此之前，一般污水處理廠開展清潔生產審核會以污水處理行業協會等機構公布的數據或同行業相關數據作為參考，結合污水處理行業相關排污標準對自身進行評價和挖掘清潔生產潛力，但礙于同行企業部分數據不公開，以致其難以全面地評價自身清潔生產水平。

《污水處理及其再生利用行業清潔生產評價指標體系》為指導性標準，適用于以城鎮污水為主要處理對象，接納的工業廢水不超過總水量20%的污水處理及其再生利用企業的清潔生產審核、清潔生產潛力與機會的判斷以及清潔生產績效評定和清潔生產績效公告制度，也適用于環境影響評價、排污許可證、環保領跑者等環境管理制度。

3 《污水處理及其再生利用行業清潔生產評價指標體系》解讀

該體系從生產工藝及裝備指標、資源能源消耗指標、資源綜合利用指標、污染物產生指標、產品特征指標和清潔生產管理指標六大方面進行評價。

3.1 生產工藝及裝備指標

根據指標體系要求，在生產工藝及裝備指標方面，Ⅰ級基準值需達到工藝為二級處理＋深度處理，配有精確控制、自動加藥、污泥消化干化及資源化設施，采用非加藥的紫外線及臭氧消毒工藝，惡臭廢氣完成集中處理，主要耗能設備完成變頻改造且達到一級能效水平，有完善的配套調節池和應急池。

按照《水污染防治行動計劃》要求，目前廣東省大部分污水處理廠已完成或正開展提標改造，全面執行GB 18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A標準。提標改造一般以末端增加反硝化處理以及高效過濾沉淀的深度處理工藝為主，提高自動控制水平，完善自動加藥系統為輔，因此在工藝先進性及設計規范性上，一般污水處理廠均可達到Ⅰ級基準值。

精確控制，一般以精確曝氣系統為主，精確曝氣需要在生化池內安裝多組在線溶解氧分析儀以及懸浮物分析儀，空氣支管上安裝氣體流量計，空氣閥門安裝自動啟閉系統，鼓風機安裝線上自動控制系統，同時配備多個鼓風機為佳，精確控制對受溶解氧濃度影響較大的BOD、氨氮、磷酸鹽等污染物有明顯的處理效果，且在一定程度上達到節能的目的。Ⅰ級基準值要求企業配套精確控制系統，Ⅱ級和Ⅲ級基準值要求企業有中控系統。

污泥處理工藝上，體系遵從污泥的減量化、資源化和無害化的防治原則，Ⅰ級基準值要求配套污泥消化、干化以及綜合利用、焚燒等其他資源化工藝。污泥的消化是指對剩余污泥的進一步厭氧或好氧處理，利用細菌的作用，對污泥中的有機成分進一步處理以達到降低污泥量的最終目的，一般適用于大型的污水處理廠。污泥的干化一般指熱干化，采用直接或者間接的方式將污泥加熱干燥。污泥的綜合利用一般指污泥的堆肥或用于生產環保建材［1］。市政污泥雖熱值不高，但根據相關學者的研究，在生活垃圾焚燒過程中加入市政污泥能夠提高焚燒材料中硫元素和氯元素的質量比，從而抑制PCDD/Fs的再合成，進而降低PCDD/Fs的排放。一般的污水處理廠以深度脫水為污泥的二次處理，污泥的含水率即可從80%降低到60%以下，實現污泥的減量化。

在污水的消毒處理方面，危險氣體氯氣消毒即便有較好的消毒效果及一定的持久性，也已不是推崇的消毒工藝。一座25萬m3/d處理規模的市政污水處理廠，其需配套的氯氣消毒間一旦出現泄漏事故，方圓5 km范圍的居民均需緊急疏散。非加藥式的消毒方式成本較高，若劑量不足，容易出現大腸桿菌光復活的情況，但其安全性高，只要劑量控制妥當，污水即可達標排放，同時不會對排放口周邊的生態環境產生不良影響，因此在清潔生產上，推薦使用非加藥方式的消毒。

城鎮污水處理廠的臭氣主要來源于格柵間、生化池、污泥處理間，其成分主要是氨、硫化合物、氮化合物，污水處理廠廢氣具有刺激性的異味，對人的神經系統有一定的危害，因此對廢氣進行處理有其必要性［2］。結合污水處理廠的實際情況，對不同類型的廢水處理單元分別采用玻璃加蓋、玻璃鋼加蓋和充氣膜加蓋的方式收集惡臭氣體。惡臭氣體經過生物濾池廢氣處理系統處理后排放，惡臭治理效果顯著。在清潔生產評價體系中，Ⅰ級和Ⅱ級基準值均要求對廢氣開展集中收集及處理。

在設備能效方面，污水處理廠具有運行不可停的特征，大部分設備以大小機搭配，部分配有可手動調頻或開度設置，一般可實現全日滿負載開機，若企業配套精確曝氣、精準反饋等系統，設備的啟閉與開度調節則為常態，變頻節能效果可最大化。另一方面，作為公共機構的污水處理廠，資產的管理較為嚴格，現有設備的淘汰報廢均需有迫切性、必要性和經濟可行性。Ⅰ級和Ⅱ級基準值要求企業采用泵與風機容量匹配及變頻技術，且達到一級能效水平，多重遞進的要求較高，一般企業較難全面達到，但適用于新建企業的設備選型參考。在設備能效方面，建議企業在把握污水處理變化規律的基礎上，設置啟動峰值和峰谷率。

3.2 資源能源消耗指標

在資源能源消耗方面，主要關注于處理單位污水的水耗、電耗，去除單位COD的電耗以及單位污泥處理的絮凝劑消耗量，因南北方的居民用水習慣、氣候等情況不同，劃分為3個不同的區域，分別為華北、東北，華南、華中、華東，西北、西南。

對比DB44/T 1461—2014《廣東省用水定額標準》，污水處理及其再生利用行業的單位產品耗水量限額為0.1 m3/t，而清潔生產指標體系文件Ⅲ級基準要求為7.0 m3/萬t，兩者數額相差甚遠，然而污水處理廠主要用水在污泥處理間，其次是配藥，指標體系文件的水耗要求更貼合實際，而Ⅰ級基準要求的1.5 m3/萬t則對企業的尾水利用率要求較高。

在珠三角地區，大部分污水處理廠的進水COD、氨氮、懸浮物等濃度遠低于工藝設計中的濃度，如某市政污水處理廠入廠污水COD濃度設計為350 mg/L，實際年均入水COD濃度約為180 mg/L，出水COD濃度標準限值為40 mg/L，入水濃度較低決定了可降解的COD量較低，因此在降低去除單位COD的電耗上，存在實際工藝的困難。

3.3 資源綜合利用指標

污水處理廠采用生物、物理、化學處理法對市政污水進行處理，其原料為市政污水，輔料為各種水處理或污泥處理藥劑，產物是達標排放的污水，副產物是廢氣和固廢。對于污水處理廠而言，達標的污水和固廢則為其可再利用資源，提高尾水的回用率，提高污泥可再利用率，是提高資源利用率的手段，也是降低污染物排放的手段。一般工業固體廢物以污泥為主，污泥的再利用可將污泥交由環保建材公司制磚，也可采用好氧堆肥技術將污泥分解為腐殖質用于綠化等，但受政策影響，目前大多數的污泥以填埋方式處理，50.0%以上污泥資源化利用的Ⅲ級基準要求對于一般污水處理廠而言要求較高。

3.4 污染物產生指標

污染物產生指標主要針對污泥的減量化。在污泥的含水率方面，一般企業按地方政策實現80%以下的含水率，要達到Ⅰ級基準值要求的40%以下含水率，企業需配套設置污泥干化裝備。一般企業的進水污染物濃度高，則在污水處理的過程中，可去除的污染物濃度總量就大，為實現降低去除單位COD及懸浮物產生的絕干污泥量，進水污染物濃度不高的企業可從污泥減量化方面著手，采用污泥厭氧消化工藝降低污泥中的有機質，從而降低污泥量。

3.5 產品特征指標

污水處理廠將污水處理后達標排放的出水視為產品，因此產品特征指標著眼于COD、氨氮、色度的處理效果，值得注意的是出水穩定度。比如執行GB 18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A標準的某城鎮污水廠，COD最高允許排放濃度為40 mg/L，以一個月數據統計，實際平均出水COD濃度均值為12 mg/L，最低排放濃度為6 mg/L，最高為20 mg/L，則按指標體系文件中計算方法獲得其出水穩定度為0.57 mg/L。雖然該污水廠COD出水濃度已穩定控制在20 mg/L以內，但根據計算結果，尚未達到Ⅲ級基準值的穩定度低于0.25的要求。指標體系在穩定度的計算中，僅解釋為一定計量時間內的污染物濃度，因此該“一定計量時間”則需要企業仔細考究。

3.6 清潔生產管理指標

污水處理行業的清潔生產管理指標與其他行業的清潔生產指標文件類同，主要為環保手續、環保制度、安全管理、職業衛生管理等方面的規定和限制。

3.7 綜合評價

指標體系的評價指數方案采用了近年來流行的指標無量綱化評價方法，需要建立原始指標的隸屬函數，通過多級加權平均、逐層收斂獲得各指標的分值，進而取其綜合分值分級。該方法在多個行業的指標體系中均被利用，可更全面直觀地評價企業的清潔生產水平。

然而值得注意的是，該指標體系明確當污水處理廠相關指標不滿足Ⅲ級限定性指標要求或綜合指數得分低于100分時，則評定未達到國內清潔生產一般水平。2016年發布的《廣東省清潔生產審核及驗收工作流程》提出，“達不到相關行業清潔生產評價指標體系的Ⅲ級水平（國內清潔生產基本水平）或同行業基本水平的企業驗收不通過”，因此在清潔生產水平評價上，審核單位需對每個指標深入考量。

4 結語

城鎮污水處理廠正朝著精細化、信息化、資源化、自動化、生態化、社會化方向發展，《污水處理及其再生利用行業清潔生產評價指標體系》的制定，為污水處理及其再生利用行業的清潔生產、技術改造和改革提供了指導性方向，但企業在開展清潔生產審核過程中，不應教條化、片面化，清潔生產是通過節能、降耗和減污，最終實現增效的目的，因此對于城鎮污水處理廠的清潔生產審核不可一味追求更優的數值，應結合企業實際綜合分析，靈活運用相關政策文件。

在城鎮污水處理廠的清潔生產審核中，建議政府部門進一步加強政策性指導文件的宣傳貫徹，消除企業清潔生產的思想障礙；加大資金的支持，建立環保專項資金，鼓勵企業開展符合清潔生產指標體系文件的技術改造；加強污水處理廠的達標排放污水及污泥資源化利用的下游產業鏈發展，如對于達到雜用水標準的污水，主管部門可積極聯動市政綠化部門開展綠化等用水的研究。建議企業加強清潔生產能力建設，積極參與政府部門清潔生產宣傳活動，主動開展內部清潔生產水平比對，認真貫徹清潔生產指標體系文件精神。