城镇污水处理厂低浓度进水原因分析及提升措施

城镇污水处理厂进水浓度偏低是污水治理提质增效的难题之一。以无锡市某污水处理厂为例,基于水质分析和调研资料,采用水量平衡三角法分析了进水浓度偏低的原因分析,提出了整治措施。分析结果表明:该厂进水中地下水或河水渗入量和雨水混入量比例分别为28.9%和9.8%;晴天时进水浓度偏低的原因为污水管网渗漏和低浓度工业废水纳管,雨天时进水浓度偏低的主要原因是小区管网雨水混入,COD和BOD₅降幅分别可达到65.4%和52.9%。针对上述问题,提出了完善排水管理体制、工业企业排水实行三管分设整改、细化管网渗漏的检测排查和有效修复、加强管网验收和质量监管、尽量降低管网水位4项整治措施。     

城镇污水处理厂进水中地下水、河水及雨水混入比例研究

进水污染物浓度低及比例失调是目前许多城镇污水处理厂面临的问题,然而鲜有关于渗漏来源及定量分析的相关文献报道。为定量分析河水、地下水、雨水、管道中污染物降解等因素对污水浓度降低的影响,通过水量平衡三角法,并结合典型位点的24 h采样测试分析及S-P降解模型,对目标城镇污水处理厂进水组成进行分析。历史水量数据结合降雨情况分析表明,该污水处理厂进水中实际原生污水量仅为60.0%左右,其余40.0%左右为地下水及河水渗入量或雨水混入量。在连续晴天无降雨的情况下,小区自建管网和市政排水管网是主要的渗漏源,其对于进水有机物浓度降低的贡献分别为20.2%和26.4%。此外,在25 mm降雨量情况下,小区自建管网是主要的渗漏源,对于进水浓度降低的贡献达到39.5%。因此在污水处理提质增效工作中,小区自建管网的完善程度应引起关注。     

A2/O+MBR工艺运行效果与碳排放特征研究

对北京市通州区H再生水厂采用的A²/O+MBR工艺运行效果与不同环节碳排放特征进行研究.结果表明：2018年该再生水厂对BOD₅,COD_cr,NH₄⁺-N,TN和TP的平均去除率分别为97.3%,94.1%,98.6%,77.0%,96.2%;全厂碳排放总量和吨水碳排放量呈春夏季节逐渐降低,秋冬季节缓慢升高的特征,全厂综合吨水碳排放量约为2.26kgCO₂e/t.碳排放总量中能耗碳排放量占主要地位,CH₄,N₂O和物耗碳排放量占比较小;统计分析显示CH₄,能耗和物耗吨水碳排放量与BOD₅,TN进水浓度及BOD₅去除率显著相关;N₂O吨水碳排放量与TN与BOD₅进水浓度显著相关;直接,间接吨水碳排放量与水量无显著相关性.     

生活污水中BOD5与CODCr关系的区域性差异分析

生活污水含有大量可降解有机物,在厌氧条件下可以产生温室气体.IPCC(联合国政府间气候变化专门委员会)指南提供的计算温室气体的方法中,BOD₅和COD_Cr是计算CH₄排放的重要参数.以BOD₅和COD_Cr生化构成特性和数学模型为基础,对2005年347家城镇污水处理厂的ρ(BOD₅)和ρ(COD_Cr)数据进行分析,研究生活污水中ρ(BOD₅)与ρ(COD_Cr)关系的区域性差异.结果表明,生活污水中ρ(BOD₅)与ρ(COD_Cr)间的相关关系存在明显的区域特征,这种区域性差异主要由污水的来源和其理化特性决定.总体来看,ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)值基本在0.4～0.5之间.在省级温室气体估算过程中,各省区可采用本地特有的ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)值,进行源自生活污水的CH₄排放计算.      

基于GA优化的SVR水质预测模型研究

针对污水中BOD₅参数不易直接测得的特点,提出了基于遗传算法（Genetic Algorithm,GA）优化参数的支持向量机回归（Support Vector Regression,SVR）水质预测模型。采用机器学习的方法,通过建立污水中COD等参数与BOD₅的数学关系模型的方式对BOD₅进行测定。使用遗传算法对SVR中的关键参数进行寻优,解决了传统SVR预测模型参数选择的问题。以北京市污水处理厂进水污水作为研究对象进行实验,结果表明,与BP神经网络与SVR相比,使用GA-SVR方法进行预测的结果更优,其平均误差与均方根误差分别降至0.009443与16.88 mg/L。     

AAO-MBR工艺用于污水处理厂的不停产扩能提标改造

成都市某污水处理厂在不新增土地、不停产情况下,采用AAO-MBR主体工艺,通过改造生化处理单元和深度处理单元等,将污水处理规模从10万m3/d提升至15万m3/d,同时将出水水质中的主要指标COD、BOD₅、NH₃-N和TP由GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准A标准提升至GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类标准。     

臭氧氧化工艺对污水处理厂二级出水的处理特性

城镇污水处理厂深度处理单元采用臭氧氧化和臭氧催化氧化工艺可对溶解性难降解有机物进行强化去除。针对臭氧氧化的选择性和臭氧催化氧化去除COD的稳定性,以污水处理厂二级出水为研究对象进行臭氧氧化小试和中试试验,考察不同进水水质情况下臭氧氧化的效果,臭氧氧化后污水可生化性和NH₃-N的变化情况以及臭氧催化氧化去除COD的稳定性。研究结果表明:臭氧氧化对不同水质进水COD的去除效果差异较大,对含有较多饱和有机酸的污水处理效果有限,且臭氧氧化处理后污水BOD₅和NH₃-N均未升高。臭氧催化氧化去除COD的效果与催化剂的吸附饱和程度相关。因此,建议设计城镇污水处理厂臭氧氧化和臭氧催化氧化工艺前需进行小试实验明确对COD的去除效果,臭氧催化氧化小试实验需进行90 d以上或试验至臭氧催化剂达到吸附饱和,不建议在臭氧氧化工艺后增设生物滤池和曝气生物滤池。     

城镇污水处理厂一级A标准运行评估与再提标重难点分析

截至2019年底,全国共有2913座城镇污水处理厂执行GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准,占全国城镇污水处理厂总数的53.2%,一级A标准已成为目前国内城镇污水处理厂执行最广泛的排放标准。通过对近6年太湖流域204座执行一级A标准污水处理厂的深入调研,结合全国100多座污水处理厂的全流程分析工作成果,首先系统评估了执行一级A标准的城镇污水处理厂的运行成效,其中太湖流域城镇污水处理厂在一级A提标改造后由于进水量的不断增加和出水浓度的不断降低,污染物削减总量显著提高,对太湖流域有机物、氮、磷减排及太湖富营养化控制做出了积极贡献。然后总结了城镇污水处理厂在运行过程中的常见问题,在进水水质、工艺设计、设备设施选择和维护以及活性污泥功能菌群性能调控等方面仍有进一步完善和优化空间,并提出了针对性的优化运行措施。最后重点探讨新一轮提标改造工作的重难点和对策,提出在新一轮提标改造中,应当重视污水收集系统的提质增效,提高管网质量和输送效率,并建议提标改造前先开展现有工艺的全流程分析,再在此基础上确定采取工艺优化或工程措施。     

城镇生活污水处理厂出水硝酸盐浓度及同位素组成的影响因素

城镇生活污水是地表水硝酸盐(NO^-₃)的重要来源,但其NO^-₃浓度和同位素组成(δ¹⁵N-NO^-₃和δ¹⁸O-NO^-₃)仍不明确,特别是污水处理工艺对出水NO^-₃浓度、δ¹⁵N-NO^-₃和δ¹⁸O-NO^-₃影响仍不清楚.选择焦作市污水处理厂作为研究载体,每隔8 h收集污水厂进水、二沉池出水以及总排口出水样品,连续收集3 d,分析NH⁺₄浓度、 NO^-₃浓度以及δ¹⁵N-NO^-₃和δ¹⁸O-NO^-     

城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体核算方法与案例研究

针对城镇污水处理厂的污染物与温室气体如何实现协同减排核算问题,该研究提出了城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体的核算边界、协同机制和核算方法,并通过实例进行验证分析,给出了如何核算污染物去除的协同控制效应和协同程度.结果表明:①污水处理厂污染物去除与温室气体排放之间存在关联机制,厌氧环境去除COD_Cr会产生CH₄,污泥厌氧消化过程也可产生大量CH₄,硝化和反硝化过程中去除TN会产生N₂O.②城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体核算可分为确定核算边界、选择核算方法、收集活动水平数据与确定排放因子、质量控制、形成核算报告等步骤.一方面构建了污染物去除量计算公式,去除量涵盖CH₄回收量、COD_Cr和TN去除量、污泥处理量;另一方面构建了温室气体排放量计算公式,排放量涵盖回收CH₄产生的温室气体减排量、去除COD_Cr产生的温室气体排放量、处理污泥产生的温室气体排放量、去除TN产生的温室气体排放量.③案例分析结果表明,该污水处理厂污染物去除并没有协同减排温室气体排放量,从温室气体排放强度来看,单位COD_Cr去除量、单位TN去除量和单位污泥处理量产生的温室气体排放量分别为0.051 3、2.435 6和0.546 0 t,单位TN去除量产生的温室气体量（2.435 6 t）最大,其次为污泥处理（0.546 0 t）;从温室气体排放总量来看,该污水处理厂使用电力间接排放的温室气体量（1 362.68 t）最大.研究提出的城镇污水处理厂污染物去除协同控制温室气体核算方法可行,能够根据污水处理厂相关数据判定污水处理不同环节污染物去除和温室气体减排二者间的关系.针对核算过程中存在的数据不确定性问题、质量控制问题以及如何实现减污降碳协同增效等方面提出了相应的完善方法,如在质量控制中可通过制定核算方案、监测方案与计划,开展核算人员业务培训,进行数据核验,测量仪器校准和调整等提高核算质量.研究显示,在碳达峰碳中和的“双碳”目标约束下,城镇污水处理厂在进行污水处理时需要全面考虑各种因素,建立协同控制的治理体系,实现减污降碳协同增效的最大化.      

基于全流程分析的低碳氮比进水污水处理厂运行调控

为使某污水处理厂出水达标排放,对该厂进行了全流程测试,分析其主要污染物沿工艺流程分布特征以及活性污泥特性,评估工艺运行现状,为该污水处理厂优化调控提供基础数据。研究发现,该厂进水ρ（BOD₅）/ρ（TN）仅为2.45,属于典型的低碳氮比进水。此外,通过活性污泥特性测试发现,反硝化潜力为9.0 mg/（g·h）,反硝化菌群相对丰度较高。进水碳源不足及外部碳源投加位点设置不合理是该厂无法实现TN达标排放的主要原因。在采取改变碳源投加位点、减小好氧池末端曝气量、增加碳源投加量等措施后,出水ρ（TN）由32.0 mg/L降至12.7 mg/L,实现了TN的达标排放;此外,厌氧释磷潜力由1.3 mg/（g·h）提升至2.6 mg/（g·h）,生物除磷能力也有了较大提升。研究提供了一种解决污水处理厂出水水质超标问题的思路,可为含低碳氮比进水的城镇污水处理厂运行调控及稳定达标提供参考。     

城镇污水处理厂总量减排现场核查要点分析

从现场水量、水质、运行状况核查等3个方面来衡量城镇污水处理厂总量减排主要参数,即:日污水处理量、污水处理厂运行天数、进出水CODCr质量浓度等,以此对城镇污水处理厂CODCr减排进行核算.     

基于排放因子法的中国主要城市群城镇污水厂温室气体排放特征

温室气体产生是"碳中和"背景下污水处理行业亟待解决的问题之一,准确掌握我国主要城市区域污水处理厂温室气体的产生特征和变化规律是制定减排政策的前提。基于污水处理量的排放因子法,建立了2015-2019年中国五大城市群城镇污水处理厂温室气体二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)和氧化亚氮(N₂O)的排放清单,分析了温室气体排放的时空分布和影响因素。结果表明:五大城市群城镇污水处理厂温室气体排放量逐年升高,长江三角洲城市群排放量始终最高,2019年达到2042.78 Gg CO₂-eq,汾渭平原城市群排放量最低;珠江三角洲城市群人均温室气体排放量最高,2019年达到20.36 kg/人;相关性分析显示,污水厂温室气体排放量与人口、GDP、污水处理能力和污水处理率呈显著正相关。     

宝鸡市污水厂SBR工艺运行管理

分析了宝鸡市污水处理厂SBR工艺投产运行以来,进水水质受地理环境、季节性气候等因素的影响变化特点,实践摸索出一套适合该厂SBR工艺特点较高水准的运行管理经验,使出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标。对于优化和完善SBR工艺运行管理,提高污水处理质量有着重要的理论和实际意义。     

咸宁市城镇污水处理厂污泥处理现状及展望

污泥处理处置既是污水处理的重要环节,也是衡量污水处理成效的重要内容。随着城镇污水处理厂相继建成并投入运营,污水进水浓度和负荷率不断提高,污水处理厂的污泥产量也急剧增加。目前,咸宁各地在污水处理过程中普遍存在"重水轻泥"现象,大多数污泥以直接填埋为主,污泥处理处置规划滞后、配套政策不完善、技术定位不准确和处理处置部门责任不清、监管缺位等问题十分突出,由此引起的二次环境污染问题已不容忽视,不但降低了污水处理的减排效果,而且将会对我市生态环境构成威胁。该文从国家对污泥处理的要求、咸宁城镇污水处理厂污泥处理现状、存在的问题入手,结合咸宁现有的条件,提出现阶段咸宁城镇污水处理厂污泥处理的建议。     

南昌某城市污水处理厂进水浓度低成因分析研究

针对南昌某城市污水处理厂进水浓度低的现象,为明确造成污水处理厂进水浓度低的原因,通过对南昌市2018—2020年降雨特征对污水处理厂进水污染物浓度影响的统计分析,估算了降水对雨污合流制管网污水浓度的影响.考察了合流制管网4个污水提升泵站、污水处理厂的日处理水量,结合水量平衡三角法,核算地下水、河水、雨水的渗入.以及利用倒排查法对源居民小区内/外-污水提升泵站-污水处理厂的水质沿程采样分析,得出相关结论.研究结果表明：①2018—2019年上半年污水处理厂进水COD在降雨后2~5 h进水浓度明显降低;但2019年下半年—2020年这种相关性明显削弱.②污水处理厂日进水COD受泵站的日流量的影响,呈显著负相关.③水量三角平衡定量分析表明地下水、河水混入28%~38%,雨水混入11%~18%.④水质沿程的分析显示小区到某些泵站的浓度明显降低,雨天COD、氨氮浓度分别减少了69.78%、75.21%,晴天COD、氨氮浓度分别降低了66.78%、76.94%,表明相应的小区外-泵站段的市政管网是污水处理厂进水浓度降低的关键管段,亟需进一步重点排查和改造.⑤老旧小区排水浓度受天气的影响远比新小区大,雨天分别比晴天减少79.23%、67.87%和54.40%,可能发生了大量雨水混入.     

城镇污水处理厂除磷影响因素及优化运行研究

随着全国重点流域城镇污水处理厂迎来新一轮提标改造,其中部分污水处理厂对出水总磷（TP）的排放限值由0.5 mg/L降低为0.3 mg/L,甚至降至0.2 mg/L,这对城镇污水处理厂除磷提出了新的挑战。通过对全国58座执行GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准的城镇污水处理厂进行调研分析,探讨了目前污水处理厂在实际生产运行中除磷存在的主要问题并给出相应对策,为今后高TP标准排放下污水处理厂的运行管理提供技术指导。调研结果表明:各污水处理厂的释磷潜力为0.01~23.98 mg/（g·h）,其平均值为2.77 mg/（g·h）,释磷潜力普遍较弱。生物除磷效果较差的主要原因为进水碳源不足、厌氧区存在高浓度硝态氮及同步化学除磷的抑制作用。基于上述调查分析,有针对性地提出了具体的调控措施,并建议污水处理厂要根据进水水质情况,通过静态实验确定最佳除磷药剂种类及合适的投加量,有效控制化学除磷过程,从而达到节省药耗的目的。     

生物硅藻土反应器处理雨水泵站截流污水中试

分流制排水系统雨污混接严重所造成的放江污染是河道黑臭的主要原因之一。对此,以A₁/O₁/A₂/O₂工艺和粉体强化技术为基础,研发了1款一体化生物硅藻土反应器,以水质波动较大的雨水泵站截流污水为原水,探索工艺参数对污水中污染物去除效果的影响,以及枯水期污水与丰水期污水处理运行时微生物种群结构的差异性。结果表明:反应器内硅藻土浓度为3 g/L,进行枯水期污水处理时,最佳运行条件为Q=1.5 m3/h,O₁池ρ（DO）为1.5~2.5 mg/L,R_内=50%,R_外=100%,经处理后出水达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》的地表水质Ⅴ类标准;进行丰水期污水处理时,最佳运行条件是Q=1.0 m3/h,O₁池ρ（DO）为2.5~3.5 mg/L,R_外=200%,R_内=100%,PAC投加量为23 mg/L,A₂池碳源投加量折合ρ（COD）为60 mg/L,经处理后出水达到浙江省DB 33/2169—2018《城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》中表2排放标准。高通量测序结果表明,枯水期污水处理运行时,Proteobacteria（59.25%）为优势菌门,Gammaproteobacteria（31.57%）为优势菌纲,反硝化菌属Dechloromona（7.76%）为优势菌属;丰水期污水处理时,Proteobacteria（46.02%）为优势菌门,Bacteroidia（32.71%）为优势菌纲,norank-Saprospiracea（20.65%）为优势菌属。硅藻土发挥了微生物载体及助沉的作用,增加了生物黏性,提高了生化系统内污泥浓度,扩大了反应器的处理范围,对生物硅藻土反应器有良好的应用前景。     

我国城镇污水处理厂运行效率评价

污水处理厂运行效率的定量评价是当前污水处理行业管理需要解决的问题,效率研究将有助于政府制订合理政策以促进污水处理厂的发展. 基于全要素生产框架,采用DEA(数据包络分析)方法构建了污水处理厂运行效率评价模型,以固定资产总额、年运行费用、污水处理人员数和年耗电量为投入变量,以污水年处理量、BOD₅和氨氮削减量为产出变量,对2013年我国74座排放标准为一级A且处理工艺相同的城镇污水处理厂作为样本进行效率评价,基于评价结果,对运行效率和污水厂处理规模之间的关系进行检验,并对样本的投入冗余和产出不足情况进行定量分析. 结果显示:有20个样本的运行效率达到相对最优,可以成为其余效率不足样本今后改进的标杆;有10个样本纯技术效率有效但规模效率无效,需要改进其规模;85.2%的DEA无效样本规模报酬为递增状态,表明我国污水处理行业整体上处于规模收益递增的发展阶段;通过KW(Kruskal-Wallis)检验发现,样本污水处理厂具有规模效应,规模越大的运行效率越高;54个DEA无效样本存在不同程度的投入冗余和产出不足,冗余率或不足率较高的样本是今后进行效率改进的重点对象.      

城市污水处理厂进水水质与降雨量的关系研究

本文以某市污水处理厂运行情况为例,详细分析了污水处理量与降雨量的关系、氨氮进水浓度与降雨量的关系,建立了污水处理厂氨氮进水浓度变化率与前一日降雨量之间的线性模型。