城市污水處理廠實(shí)施清潔生產(chǎn)的主要途徑

吳育津

蘇州市環(huán)科環(huán)保技術(shù)發(fā)展有限公司，江蘇蘇州 215007

清潔生產(chǎn)是一種新的發(fā)展戰(zhàn)略，在產(chǎn)品生命周期的各個(gè)階段運(yùn)用相關(guān)的理論和技術(shù)來采取“預(yù)防”措施，通過生產(chǎn)技術(shù)、生產(chǎn)流程、運(yùn)營管理、產(chǎn)品與物流、能源、信息等要素的有機(jī)結(jié)合，優(yōu)化運(yùn)營模式，實(shí)現(xiàn)最小的環(huán)境影響、最少的資源、最少的能源使用，最佳的管理模式以及最優(yōu)化的經(jīng)濟(jì)增長水平。更重要的是，良好的環(huán)境作為經(jīng)濟(jì)的載體，能夠更好地支持經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)提供必要的資源和能源，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。文章結(jié)合實(shí)例，對城市污水處理廠實(shí)施清潔生產(chǎn)的主要途徑進(jìn)行簡要分析，以此為相關(guān)行業(yè)提供參考[2]。

1 推行清潔生產(chǎn)的重要意義

第一，清潔生產(chǎn)是控制環(huán)境污染的有效手段。城市污水處理廠的清潔生產(chǎn)，徹底改變了過去被動(dòng)和落后的污染控制方法，強(qiáng)調(diào)污染應(yīng)在生產(chǎn)前減少，即在產(chǎn)品的生產(chǎn)和生產(chǎn)過程中，直至在售后服務(wù)中減少污染物及不利影響。近年來，國內(nèi)外實(shí)踐證明，清潔生產(chǎn)倡議具有污染治理效率高、經(jīng)濟(jì)效益好、實(shí)施方便等特點(diǎn)。

第二，清潔生產(chǎn)可大大減少末端處理的負(fù)擔(dān)。末端處理是目前國內(nèi)外控制污染的主要手段，但是成本較高。通過實(shí)施清潔生產(chǎn)，可以從源頭上控制污染物的產(chǎn)生，從而降低末端處理設(shè)施的建設(shè)投資和日常運(yùn)營成本。

第三，通過實(shí)施清潔生產(chǎn)、提高工業(yè)效率、發(fā)展清潔技術(shù)、原材料和能源、更新和替代對環(huán)境有害的產(chǎn)品和材料，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和資源的有效管理。

2 城市污水處理廠實(shí)施清潔生產(chǎn)的主要途徑

2.1 企業(yè)概況

昆山市某污水處理廠一期投資1500萬元，占地面積約為12000m2，設(shè)計(jì)規(guī)模為5000m3/d，實(shí)際建成規(guī)模為2500m3/d，2007年4月建成投入運(yùn)行。該廠采用倒置A2/O處理工藝，即缺氧-厭氧-好氧法。廠內(nèi)設(shè)有進(jìn)水泵房、曝氣沉砂池、曝氣池、二沉池、無閥濾池、消毒池、污泥脫水機(jī)房、鼓風(fēng)機(jī)房等主要污水處理設(shè)施。廠里設(shè)有水質(zhì)化驗(yàn)室，用于COD、氨氮、總磷等常規(guī)指標(biāo)的日常檢測。尾水排放口安裝自動(dòng)計(jì)量裝置、COD在線監(jiān)測儀，與當(dāng)?shù)丨h(huán)保局聯(lián)網(wǎng)。該污水處理廠注重日常管理，建立完善的安全生產(chǎn)和環(huán)境管理制度，廠區(qū)內(nèi)道路整潔，草木蔥蘢，綠化率達(dá)60%以上，是一座園林式的污水處理廠。

2.2 污水處理工藝流程

昆山市某污水處理廠采用倒置A2/O處理工藝。倒置A2/O工藝的三個(gè)工藝段（缺氧段、厭氧段、好氧段）作用如下：（1）缺氧段：微生物利用水中的有機(jī)物作為碳源，對回流污泥帶來的硝酸鹽氮進(jìn)行反硝化。形成N2或NxOy，逸至大氣中以達(dá)到脫氮的目的。（2）厭氧段：水中溶解氧和氮合氧均已消耗，處于厭氧狀態(tài)，聚磷微生物利用胞內(nèi)聚磷分解產(chǎn)生的能量吸收污水中的易降解COD，同時(shí)釋放磷酸鹽。（3）好氧段：前半部分主要降解污水中的有機(jī)物，過量吸收磷，在有氧區(qū)后期，BOD明顯降低，BOD/TKN值降低有利于硝化細(xì)菌的生長，主要是硝化反應(yīng)。

2.3 企業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)存在的問題分析

為了充分了解污水廠的實(shí)際情況，在污水處理廠內(nèi)內(nèi)尋求和發(fā)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的潛力和機(jī)會(huì)，并為確定審核重點(diǎn)作好準(zhǔn)備工作。清潔生產(chǎn)審核小組結(jié)合現(xiàn)狀調(diào)研結(jié)果，對污水廠運(yùn)行全過程進(jìn)行現(xiàn)場考察，發(fā)現(xiàn)廠內(nèi)目前主要存在的問題如下：第一，尾水排放不能滿足現(xiàn)行的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)和《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要污染物排放限值》（DB 32/T1072—2007）標(biāo)準(zhǔn)的要求，需增加必要的深度處理工藝；第二，企業(yè)消耗電能較大，需要對部分設(shè)備進(jìn)行更換或進(jìn)行節(jié)能措施整改，另外，還缺乏相關(guān)先進(jìn)的監(jiān)測分析設(shè)備[3]。

2.4 企業(yè)實(shí)施清潔生產(chǎn)的主要途徑

2.4.1 確定清潔生產(chǎn)審核重點(diǎn)

根據(jù)清潔生產(chǎn)審核要求，結(jié)合污水廠運(yùn)行情況，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，減少污染物排放目的，通過考察該污水處理廠的運(yùn)行現(xiàn)狀，全面整理和分析所收集到的相關(guān)資料，結(jié)合整個(gè)污水處理工藝流程的污染物產(chǎn)生量、能耗量等內(nèi)容，來確定該污水廠清潔生產(chǎn)審核的重點(diǎn)。按照《江蘇省太湖污染防治條例》和《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點(diǎn)工業(yè)行業(yè)主要污染物排放限值》（DB 32/T1072—2007）要求，結(jié)合清潔生產(chǎn)審核重點(diǎn)的基本原則，從廢棄物產(chǎn)生量、原料及有毒有害物質(zhì)、能源、資源的消耗、生產(chǎn)效率提高以及工作積極性等方面考慮，采用直接判斷法，把尾水的深度處理定為清潔生產(chǎn)審核重點(diǎn)。

2.4.2 提出并實(shí)施無（低）費(fèi)方案

按照清潔生產(chǎn)“邊審邊實(shí)施”的原則，及時(shí)取得成果，滾動(dòng)開展審計(jì)工作。從原材料、產(chǎn)品、能源供應(yīng)與用水、生產(chǎn)工藝與設(shè)備維護(hù)、控制流程、生產(chǎn)管理、廢棄物處理與回收等八個(gè)方面入手篩選出4項(xiàng)清潔生產(chǎn)無（低）費(fèi)方案。

方案一：使用節(jié)能燈替代傳統(tǒng)燈具；

方案二：脫水污泥經(jīng)編織袋密封后外運(yùn)處理；

方案三：污泥脫水機(jī)房地面開鑿排水通道；

方案四：購置一臺(tái)新的超聲波流量計(jì)替換原有設(shè)備。

2.4.3 清潔生產(chǎn)審核重點(diǎn)的工藝流程

由于工農(nóng)業(yè)的高速發(fā)展及部分生活污水的直排，水體富營養(yǎng)化形勢嚴(yán)峻，造成富營養(yǎng)化的主要污染物是磷和氮，所以對城市污水廠的氮磷排放要求也將更加嚴(yán)格。某處理廠原設(shè)計(jì)尾水排放的一級B標(biāo)準(zhǔn)已不能滿足要求，必須進(jìn)行升級改造，對尾水采取一定的深度處理，以進(jìn)一步減少污染物向自然水體的排放，其可選的處理方案如下：

方案一：混凝、沉淀、過濾處理＋消毒；

方案二：微絮凝反應(yīng)＋過濾處理＋消毒（或管道混合＋過濾處理＋消毒）；

方案三：膜處理即微濾＋反滲透雙膜法處理＋消毒；

方案四：微絮凝反應(yīng)＋轉(zhuǎn)盤式微過濾器處理＋消毒。

鑒于某污水處理廠的原水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求，對二沉池排出的尾水需進(jìn)一步去除懸浮物和總磷，經(jīng)研究決定采用常規(guī)絮凝、沉淀、過濾三級處理工藝，另增加紫外消毒，使出水指標(biāo)由《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級B標(biāo)準(zhǔn)提高到一級A標(biāo)準(zhǔn)。尾水深度處理的審核目標(biāo)為懸浮物和總磷的排放量削減。

工藝流程說明：處理流程主要去除的指標(biāo)為懸浮物和總磷，前端二沉池出水投加混凝劑PAC后經(jīng)提升泵提升，在泵出水管道上設(shè)管道混合器并在此投加絮凝劑PAM混合后進(jìn)入反應(yīng)沉淀池，反應(yīng)沉淀池提供了長達(dá)7min的反應(yīng)時(shí)間，有利于微小懸浮物的重復(fù)凝聚增大，反應(yīng)充分礬花增大后，通過斜管沉淀進(jìn)行固液分離。反應(yīng)沉淀池出水經(jīng)配水槽進(jìn)入后續(xù)的流砂過濾器過濾，底部沉淀的污泥通過重力排泥管就近排入污水廠的污泥處理系統(tǒng)。流砂過濾器主要用于去除水中沒有來得及沉淀的懸浮物，洗砂水排入污水廠前端重新處理，過濾水達(dá)標(biāo)排放[4]。

2.4.4 建立物料平衡

對審核重點(diǎn)的整個(gè)生產(chǎn)過程的輸入輸出物流進(jìn)行實(shí)測，為物料平衡提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。審核小組在污水廠領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)部門的支持和配合下，現(xiàn)場核實(shí)了尾水深度處理各操作單元的工藝操作記錄和設(shè)備運(yùn)行記錄，制定了切實(shí)可行的物流測試計(jì)劃，先后對“混凝沉淀＋勻質(zhì)過濾”工藝輸入輸出物流進(jìn)行了實(shí)測。根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行了物料平衡計(jì)算，從而較全面地掌握尾水深度處理過程中的物料損耗和廢棄物產(chǎn)生情況。根據(jù)上述物料輸入輸出的實(shí)測結(jié)果，建立尾水深度處理過程的物料平衡，具體結(jié)果為輸入：912500t/a廢水，PAC20t/a，PAM5t/a；輸出：水分揮發(fā)84250t/a，進(jìn)入污泥664.95 t/a，尾水排放813000t/a。

2.5 持續(xù)實(shí)施的清潔生產(chǎn)項(xiàng)目

增加節(jié)能燈使用；污水提升泵、風(fēng)機(jī)等設(shè)備安裝變頻控制；繼續(xù)引進(jìn)節(jié)能減排技術(shù)，節(jié)省能源；進(jìn)一步完善管理體系，并監(jiān)督落實(shí)；增加報(bào)警裝置，在進(jìn)出水口的監(jiān)測儀表上設(shè)置合理的報(bào)警上限，以便工藝人員及時(shí)調(diào)整，提高出水合格率。提高回用水使用率，如用于廠區(qū)綠化的澆灌、城市雜用水和工業(yè)冷卻用水；進(jìn)一步增加污水管網(wǎng)覆蓋面，提高污水處理率。

3 結(jié)語

從清潔生產(chǎn)各項(xiàng)指標(biāo)來看，經(jīng)濟(jì)效益最終會(huì)體現(xiàn)出來，這是清潔生產(chǎn)的生命力。由于污水廠與一般生產(chǎn)企業(yè)性質(zhì)不同，其更加注重的是環(huán)境效益。污水廠的集中處理與企業(yè)分散處理相比，污水處理率高并降低了處理費(fèi)用，也可以說為企業(yè)節(jié)約成本，創(chuàng)造間接經(jīng)濟(jì)效益。通過清潔生產(chǎn)審核，昆山市某污水處理廠有了一個(gè)良好開端，決心在今后的工作中不斷總結(jié)和提高清潔生產(chǎn)水平，推動(dòng)清潔生產(chǎn)工作向更深層次發(fā)展。使清潔生產(chǎn)工作更好，爭取更大的環(huán)境及經(jīng)濟(jì)效益。