田園馨,傅鴻飛,劉嘉誠
(1.國家應對氣候變化戰略研究和國際合作中心,北京 100035;2.澳大利亞墨爾本大學,墨爾本 3010;3.三一筑工科技股份有限公司,北京 102200)
某污水廠作為該地區主要的生活污水處理設施,承擔了全市近一半的生活污水和工業廢水處理任務。該廠設計規模為5 萬m3/d,污水量總變化系數為1.3,采用改良型A2/O 工藝,出水指標滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)規定的一級A 標排放標準。自2016 年投入運營以來,該廠由于進水波動較大,一直保持著高污泥濃度運行,處理水量常年維持在4.0 萬m3/d 以下,尤其是冬季,污泥膨脹導致處理水量減少,進而造成管網溢流河道,影響河道斷面達標,政府也因考核斷面不達標而頻繁受到處罰。2020 年5 月,技術人員利用生化池沿程分析結果,調整工藝運行模式,成功解決了污泥膨脹問題。當年處理水量提升至5.6 萬m3/d,比之前每天增加了1.6 萬m3的處理水量,相當于再造了一個近2 萬t 的污水廠。
加強內部管理后,處理水量不僅逐年提升,而且在溫度最低的第一季度,水量增幅達24%,按照該廠水價核算,每年多增加水費收入530 多萬元,不僅節省了建設投資,降低了碳排放,而且解決了溢流問題,使斷面水質得到提升。2019—2021 年,各季度處理水量如圖1 所示。

圖1 某污水廠各季度處理水量比較分析圖
由圖1 可知,該廠同一季度污水處理量逐年提升,年均污水處理量由2019 年的4.76 萬m3/d 提升到2022 年的5.49 萬m3/d,提升了15.34%。
通過對生化池進行沿程分析,找到解決污泥膨脹的關鍵路徑和方案,解決污泥膨脹問題,污泥濃度得到控制。總體來說,該廠污泥濃度降低了約20%,這不僅騰出了池容,降低了能耗,還減少了污泥產量,降低了污泥處置費,節省了成本。
三年來,該廠利潤大幅提升,以2019 年利潤目標為基點,利潤翻了近3 倍。2020 年就實現利潤翻番(具體數據見圖2)。這些成果的取得,是在沒有任何資金投入,僅靠加強內部管理,就解決了污泥膨脹問題,實現利潤大幅增加。由此可見,水廠專業力的提升能改善水廠經營狀況,減少投資,一舉多得。

圖2 某污水廠目標利潤與實際利潤比較分析圖
在獲得可觀的經濟效益的同時,還解決了溢流、垃圾滲漏液、電廠補水等難題。存量項目提質增效的同時,還獲取了新的增量市場。
2020 年1—3 月生化池污泥SV30 約為96%,SVI 最高可達200,處理水量3.76 萬m3/d,達不到5 萬m3/d 的設計水量。
根據沿程分析,判斷在好氧區因氨氮在好氧二廊道中段低于1mg/L,在好氧區中段以后,污泥處于衰變期,污泥中微生物在同化作用過程中缺少氮的摻入,微生物分泌胞外聚合物過多,造成污泥粘性膨脹[2][3]。
為此調控曝氣閥門,將好氧池前端三分之一的曝氣閥門調小,調低好氧池前
端三分之一處的曝氣量,使得溶解氧后移,以此使氨氮在好氧池二廊道為1mg/L 延遲到三廊道的位置,保證在好氧區同化過程中能有充分的氮進行參與[4][5]。
根據污水廠特點,考慮基層員工受教育水平,結合各項制度和運行工具,形成污水廠“557”管理模型,將復雜邊界問題標準化,將出水達標的多因素變量降低為單因素影響。
“557”是指針對基層員工的五大工單,針對中層的五個模型,以及針對管理層的七大載體和保障。第一個“5”指運行工單、設備工單、化驗工單、安全工單、綜合工單;第二個“5”指成本分析模型、活性污泥法調控模型、設備能耗模型、動態定額分析模型、上位機模塊標準化模型;“7”指釘釘應用二次開發、人才培養計劃、“三數”統一、材料二維碼、化驗線上考核、工單考核、積分考核。通過分類分級管理,將污水廠現有人員分為三個層級,設定不同層級的崗位責任和職責,分類實施管理措施。
污水廠的制度體系是一個綜合性的體系,包括程序文件、工作內容、管理辦法和作業指導書四個方面。程序文件是污水廠管理的核心部分,包括經營目標指標和過程管理控制程序、人力資源控制程序、設備設施管理控制程序、生產運行控制程序等;工作內容包括設備、安全、綜合、運行等年度作業內容及計劃;管理辦法是指對污水廠管理工作進行規范和約束的文件;作業指導書是針對具體操作項目的操作指南。整個制度體系的編寫可以確保污水處理工作的高效、規范和安全,促進污水廠的可持續發展[6][7]。
提升污水廠內部管理水平不僅可以節省建設投資,而且還可以降低運行成本,提升設施設備利用效率,提高污水廠效益,一舉多得。從國家層面看,在不增加投資的前提下,解決了溢流問題,保護了生態環境,造福當代,更造福子孫后代;從企業層面看,投資收益大大提升,出水達標率更加可控,對生態環境影響降低到最低限度。由于不增加剛性投入,間接降低生產成本,減少碳排放,有利于雙碳目標的實現。總之,污水廠內部管理水平提升是解決現狀設施空置率高的有效措施,也是促進河道考核斷面達標,解決生態污染環境問題的有效手段之一。對此應不斷優化管理措施和工藝流程,加強技術研發與創新,完善管理制度,降低運營成本,加強設施建設與改造,為建設美麗中國、實現綠色發展作出積極貢獻■