对比国际，当前中国污水厂运营痛点和破题之路初探

“由于中国市政污水的性质和其它地区不同，要对症下药，发展适应污水性质的设计路线和运营方式。” 中持新概念环境发展宜兴有限公司总工艺师、新加坡PUB(国家水管理机构)前首席专家曹业始在“2019(第十一届)上海水业热点论坛”上表示。曹业始在新加坡从事多年水业研究工作，在论坛上，他从技术方面分析了中国市政污水处理一些现存的关键问题，同时给出了方案建议。

来源：中国水网    整理：王馨

“由于中国市政污水的性质和其它地区不同，要对症下药，发展适应污水性质的设计路线和运营方式。” 中持新概念环境发展宜兴有限公司总工艺师、新加坡PUB(国家水管理机构)前首席专家曹业始在“2019(第十一届)上海水业热点论坛”上表示。曹业始在新加坡从事多年水业研究工作，在论坛上，他从技术方面分析了中国市政污水处理一些现存的关键问题，同时给出了方案建议。

曹业始

以下为曹业始现场发言内容(根据现场速记整理，未经本人审阅)

曹业始表示，经过多年的发展，中国的污水处理事业取得了显著成就。中国拥有世界上最强大的废水处理能力, 覆盖94.5%的城市地区;同时废水处理中将营养物去除写进条例并在全国范围实施。

与此同时，过快的发展也带来了一系列的问题，曹业始指出，中国城市污水处理可持续性方面现存三个瓶颈：第一、很少的能源回收;第二、高成本的营养物去除;第三、污泥量比正常量多。

我国城市污水三项特性及带来的影响

第一、高浓度无机悬浮固体。高浓度无机物悬浮固体称之为ISS，ISS/TSS正常值是40%到20%，中国值在60%到40%。这反映出两个问题：一是沉沙池的预处理有待改进;二是由于中国的下水道泄漏和广泛的城市建设, 污水中含高浓度的直径 < 200μ 细无机颗粒。

污水特性1: 高浓度无机悬浮固体

第二、低COD。2017年数据显示，中国COD平均值是267，只有一些国家的一半。

污水特性2: 低COD

第三、低碳氮比。进水的碳氮比正常值应该是8到12，中国的平均值在8左右。

污水特性3: 低碳氮比

高浓度无机物悬浮固体对系统运营带来诸多影响：

第一，带来高污泥产量及低挥发成分。曹业始表示，用简单的数学模拟可以得出，当进水VSS/TSS降10%, 污泥量增加30%。国内活性污泥VSS/TSS范围30%-60%, 正常范围应为60%-80%。

高ISS的影响: 高污泥产量及低挥发成分

第二，高污泥产量。2017年中国平均污泥产率为每去除一公斤COD产生0.75KG公斤干污泥，意味着比正常值高出77%，考虑到厌氧消化40%的VSS破坏,中国污泥产率可能超过正常值更多。“相当一部分污泥来自进水的无机悬浮固体。”

高ISS的影响: 高污泥产量

第三、低沼气产量。

高ISS的影响: 低沼气产量

曹业始表示，高ISS还会带来多重影响，很重要一点是影响了厌氧消化的应用，另外还会造成能量回收很低。在中国，具有厌氧消化污水厂的比例是5%，在新加坡是100%，在英国是90%，在法国是40%。曹业始表示，中国能源回收效率很低。

高ISS的多重影响: 放弃厌氧消化器

曹业始表示，由于碳源不够，中国约80%的污水处理厂里面没有初沉，对于活性污泥,体积增加可以高达40%。

厌氧消化的好处在美国进一步得到了肯定，在欧盟地区，一万吨的污水处理量建立厌氧消化是适合的，曹业始指出，需要讨论的是在中国，使用厌氧消化的废水处理厂的规模是多少。

由于碳氮比不够，外加碳源很普遍。曹业始指出这个做法的弊端：与此相关有两方面问题，第一、实际上进水当中的COD没有被充分利用;第二，消耗了能源，是不可持续的。

低COD和COD/N比影响: 高成本营养物去除

为增加中国污水处理可持续性发展当前三个对策

“由于中国市政污水的性质和其它地区不同，要对症下药，进行设计和运营。”曹业始表示，在进行管网修复同时，可以聚焦以下三点：

方案一、提高沉沙池效率、开发新沉沙技术。曹业始指出，中国污水处理要关注初沉池的预处理，提高现有砂粒去除装置的效率，应用现有(Hydro®, HeadCell®)和开发创新的去除细颗粒物砂粒装置。同时要开发新沉沙技术，“现有的沉沙池经过简单的更新改造，是有潜力可挖的。”

方案一、 提高沉沙池效率

方案二、最大限度利用内部碳源。如下图所示，以10万立方米/日市政污水处理厂做初沉污泥发酵，可以增加VFA 40 毫克/升, 可减少出水约5 mg NO3-N/L.，等价每天节省10 000 元购买碳源的费用。

方案二、最大限度地利用内部碳源

方案三，应用低碳营养物去除技术。

方案三、应用低碳营养物去除工艺

曹业始认为，方案的执行或许能获得以下三个方面的变化：

第一、能量回收。将VSS/TSS提高到等于或高于60%，有厌氧消化厂的比例增加到大于15%。

突破一、能量回收

第二、污泥减量三分之一。如果所有的厂把VSS/TSS增加10%，50%的日处理量大于10万吨污水厂应用厌氧消化，污泥量就能减少三分之一。

第三、减少外部碳添加。通过利用碳源溶解性和可降解的生物碳源，通过污泥消化，污水厂可获得额外的 20-30 毫克 sCOD/L，为进一步加强总氮控制和总磷控制提供经济上的支持。

突破三、减少外部碳添加

曹业始介绍，上海白龙港污水处理厂和苏黎世-Werdholzli 污水处理厂的数据显示，白龙港污水处理厂VSS/TSS在60%，两厂的进水COD浓度都在250(mg/L)，二者都拥有完整的能量回收系统。

最后曹业始总结：由于独特污水特征, 当前市政污水处理厂的运营呈现出低效率，需要研究在各地污水条件下污水处理厂单元操作和整个厂集成设计准则。当前可做的应注意包括提高沉沙池效率, 最大限度地利用内部碳源, 显著减少污泥产量, 提高能量回收和降低营养物去除成本，为应用创新工艺, 加强工程研究。

2019（第十一届）上海水业热点论坛暖场视频

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编辑 | 刘影、李艳茹

统筹 | 谷林

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