解密水魔法：水的重生探訪六安污水處理工程

◎ 文|黃克瑤 制圖|木易 編輯|田宗偉

問題1

污水如何收集

問題2

污水如何“改頭換面獲新生”

問題3

“新生之門”通往哪里

問題4

污泥是如何被“改造”的

1 污水如何收集

你知道家中洗衣洗菜后的洗滌廢水和廁所污水最終去了哪里嗎？它們又是如何被收集和處理的呢？

在人們看不見的地埋管道中，污水正在通過密布全城的“高速流通網(wǎng)”，歷經(jīng)一場化“濁”為“清”的蛻變。

室內(nèi)管道系統(tǒng)及設(shè)備

在民用住宅及公共建筑內(nèi)，各種衛(wèi)生設(shè)備既是用水器具，也是承接污水的容器，是污水收集系統(tǒng)的起端設(shè)施，污水從這里經(jīng)水封管、建筑立管、出戶管等室內(nèi)排水系統(tǒng)排至室外小區(qū)污水管道系統(tǒng)。

小區(qū)管道雨污分流

過去，許多老舊小區(qū)的污水管網(wǎng)建設(shè)不夠健全，通常是雨水污水一根管。當(dāng)雨季來臨，雨污混合排放。雨污混排的結(jié)果必然是污水混入雨水排入河道導(dǎo)致水體黑臭，而大量雨水混著污水被送進(jìn)污水處理廠就導(dǎo)致污水處理廠要超負(fù)荷運(yùn)行，影響污水處理效率。而且，管道易堵塞，時有管網(wǎng)破裂，污水外溢，小區(qū)漬水，城市“看海”。

如今的六安，在共抓長江大保護(hù)時，力圖實(shí)現(xiàn)污水全收集、收集全處理、處理全達(dá)標(biāo)。而小區(qū)雨污分流改造是提高城鎮(zhèn)污水收集處理效率最有效的源頭手段。

雨污分流改造后，居民家中的生活廢水和污水將進(jìn)入獨(dú)立的污水管道，經(jīng)城市市政管道送入污水處理廠進(jìn)行處理。雨水則通過天溝，地面匯水進(jìn)入專用雨水管道，就近流入自然水體。雨水、污水各行其道，一方面可以避免污染物進(jìn)入水系而引發(fā)水體黑臭，同時也避免了雨水?dāng)D占污水管網(wǎng)收集能力，提高了污水處理廠進(jìn)水濃度，促進(jìn)污水處理廠高效運(yùn)行。

調(diào)蓄池

經(jīng)過科學(xué)測算，初期雨水有較高的污染指標(biāo)，后期雨水則較為潔凈且水質(zhì)穩(wěn)定，調(diào)蓄池可把雨水徑流的高峰流量暫存其內(nèi)，待到晴天時污水處理廠具備一定的處理能力后，打開調(diào)蓄池調(diào)控閥，將之前暫存的初雨送至污水廠處理；若調(diào)蓄池配套建設(shè)有凈化站、雨水花園等初期雨水凈化設(shè)施，則直接處理后排放河道。如此既能規(guī)避雨水洪峰，又能避免初期雨水對受納水體的污染，還能對排水區(qū)域間的排水調(diào)度起到積極作用。

市政管網(wǎng)系統(tǒng)

市政污水管網(wǎng)主要敷設(shè)在市政道路、街巷上，收集輸送小區(qū)、公共建筑、工業(yè)園區(qū)等來水。污水管道可以分為支管、干管和主干管，支管承接居住小區(qū)管道流來的污水或集中流量排出的污水，干管匯集輸送由支管流來的污水同時收集沿線污水，主干管匯集多條干管流來的污水并輸送至污水處理廠。

通常城市污水管網(wǎng)會根據(jù)地形地勢、排污口高差等條件來進(jìn)行布設(shè)，使得污水能夠依靠重力自流輸送。當(dāng)污水不能依靠重力流輸送或者因重力流污水管道埋深過大，導(dǎo)致施工或后期運(yùn)行困難時，就需要設(shè)立中途泵站提升污水高程，讓污水順利進(jìn)入污水處理廠進(jìn)行后續(xù)的凈化處理。

2 污水如何“改頭換面獲新生”

生活污水通過管網(wǎng)收集后自流或泵送至污水處理廠，在這里“改頭換面”，如層層闖關(guān)，污水需歷經(jīng)沉淀、磨礪、煥新，方可獲得“新生”。

以六安城北污水處理廠為例，污水大體需要經(jīng)過三級處理：首先，通過物理的方法去除和分離污水中的固體污染物及懸浮物；然后，通過生化反應(yīng)去除污水中有機(jī)污染物并脫氮除磷；最后，再經(jīng)過深度處理進(jìn)一步去除剩余污染物，并進(jìn)行殺菌和消毒，確保出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

一級處理

污水在市政污水管網(wǎng)中遷移、流動和匯集過程中不可避免會混入各式各樣的雜質(zhì)和懸浮物，例如：泥沙、石頭、生活垃圾等。如果不將這些雜質(zhì)清除干凈，會直接影響后續(xù)處理設(shè)備的運(yùn)行，磨損機(jī)泵、堵塞管網(wǎng)，干擾甚至破壞生化處理工藝過程。

首先，通過孔距疏密程度不同的粗、細(xì)格柵過濾掉生活污水中不同大小的顆粒雜質(zhì)；再在沉沙池通過重力、離心力分離的方式去除污水中的砂粒；隨后再通過沉淀、去除部分有機(jī)污染物等方式，減少污水中的有機(jī)污染物負(fù)荷，為接下來處理提供良好條件。

二級處理

城北污水處理廠二期生化反應(yīng)階段采用改良型AAO工藝。AAO 工藝是Anaerobic-Anoxic-Oxic 的英文縮寫，它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，是污水處理廠普遍運(yùn)用的一種處理工藝。其基本方式是通過微生物的新陳代謝作用來處理污水中的污染物質(zhì)，利用微生物群在不同氧氣環(huán)境的生化反應(yīng)機(jī)制，達(dá)到去除相應(yīng)的污染物的目的。

經(jīng)過生化處理后的污水再進(jìn)入二沉池，此環(huán)節(jié)中，參與生化反應(yīng)的活性污泥沉降，一部分污泥回流至生化反應(yīng)池內(nèi)繼續(xù)參與生化反應(yīng)，另一部分作為剩余污泥送至污泥廠處置，而上清液繼續(xù)前行歷經(jīng)第三重考驗(yàn)。

三級處理

三級處理為污水的深度處理，六安城北污水處理廠主要包括高效沉淀池、反硝化深床濾池、紫外線消毒池三道環(huán)節(jié)，在這里進(jìn)一步脫氮過濾去除懸浮物，并在最終排放水體前，利用紫外線殺菌消毒，至此，污水已經(jīng)重?zé)ㄐ骂仯辉偃绠?dāng)初混沌的面貌。

值得注意的是，六安鳳凰橋二期新建污水處理廠在二沉池后增加了臭氧氧化工藝，利用臭氧的強(qiáng)氧化作用來降解如抗生素、藥物殘余等新污染物，向著更高水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行探索。

小貼士

生活污水中的氮磷從哪來

城市生活污水中含有豐富的氮，其中糞便是生活污水中氮的主要來源，與此同時，某些生化處理設(shè)施的出水和農(nóng)田排水中可能含有大量的硝酸鹽氮。

生活中含磷洗滌劑的大量使用會使生活污水中磷的含量顯著增加。此外，化工、造紙、橡膠、染料和紡織印染、農(nóng)藥、焦化、石油化工、發(fā)酵、醫(yī)藥與醫(yī)療及食品等行業(yè)排放的工業(yè)廢水常含有有機(jī)磷化合物。

為什么要脫氮除磷

氮、磷是營養(yǎng)元素，工業(yè)廢水和生活污水中的氮、磷大量進(jìn)入水體后，水生生物特別是藻類，比如水華和赤潮將大量繁殖，從而對自然水體的環(huán)境造成破壞和污染。

什么是新污染物

新污染物具有生物毒性、環(huán)境持久性、生物累積性等特征的有毒有害化學(xué)物質(zhì)，包括持久性有機(jī)污染物、內(nèi)分泌干擾物、抗生素等，若被排放到河水中，通過飲水、食品等被人體攝入，可能產(chǎn)生耐藥性，威脅人類健康。目前，國內(nèi)外廣泛關(guān)注國務(wù)院辦公廳于2022 年5 月4 日剛剛印發(fā)《新污染物治理行動方案》。

3 “新生之門”通往哪里

污水處理廠的尾水已經(jīng)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，但為了助力六安母親河——淠河的水質(zhì)進(jìn)一步提升，在入河口淠河右岸生態(tài)農(nóng)業(yè)示范園區(qū)，通過人工濕地提高出水水質(zhì)，構(gòu)建美麗的生態(tài)景觀。

在六安規(guī)劃建設(shè)的淠河右岸生態(tài)農(nóng)業(yè)示范園區(qū)，水流緩緩流過精心設(shè)計(jì)的濕地、凈化塘，最終出水水質(zhì)化學(xué)需氧量滿足地表Ⅳ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，氨氮、總磷滿足地表Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，匯入淠河后，為下游區(qū)域水源水質(zhì)的保障貢獻(xiàn)一份力量。

取水

蘇大堰旱季來水主要由城區(qū)3 個污水處理廠的尾水匯集而成，是流向淠河的排水通道。在蘇大堰河道上建設(shè)節(jié)制閘蓄水，通過取水泵站每天抽取24 萬立方米的水進(jìn)入生態(tài)池塘。

生態(tài)池塘（強(qiáng)化預(yù)處理）

尾水在生態(tài)池塘進(jìn)行強(qiáng)化預(yù)處理，在這里通過格柵攔截、生物接觸氧化及沉淀處理，去除部分有機(jī)物污染物、氨氮及固體物質(zhì)，減少后端污染負(fù)荷。

水生態(tài)有機(jī)農(nóng)業(yè)種植區(qū)（潛流濕地）

在水生有機(jī)農(nóng)業(yè)種植區(qū)設(shè)置40 組水平潛流濕地，潛流濕地以耐污能力強(qiáng)的挺水植物為表面綠化物，以礫石、沸石及鋼渣等為填料，來水順著濕地床水力坡度自然流過各層基質(zhì)，通過填料截留吸附、微生物降解、水生植物根系吸收等多重作用，凈化水質(zhì)。

生態(tài)河道（近表流濕地）

生態(tài)河道按照近自然表面流濕地設(shè)計(jì)，設(shè)置密植區(qū)及開放水面區(qū)，開放水面溶解氧高，密植區(qū)溶解氧低，交替形成厭氧好氧環(huán)境，促進(jìn)污染物去除，進(jìn)一步發(fā)揮脫氮除磷作用，同時具有良好的生態(tài)景觀效益。

深度凈化塘

在深度凈化塘構(gòu)建以沉水植物為主的包含水生動物和微生物的完整水生態(tài)系統(tǒng)，形成“草型清水態(tài)”湖泊，同時通過深潭淺灘不同水下地形構(gòu)建，營造豐富的動植物棲息生境與生動的湖面景觀。深度凈化塘出水最終達(dá)到地表準(zhǔn)Ⅲ類水后排放或園林灌溉。

4 污泥是如何被“改造”的

污水處理環(huán)節(jié)會產(chǎn)生污泥殘余物，污泥的處理與處置已成為污水處理系統(tǒng)運(yùn)行中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。污水換新顏，污泥也正在被“改造”的路上。

污泥濃縮預(yù)脫水

城北、鳳凰橋、東部新城和河西污水處理廠含水率 99.2% 的原始污泥經(jīng)管道輸送至來料緩存池，緩存池中設(shè)置有攪拌器進(jìn)行攪拌，污泥均勻混合后進(jìn)入到污泥濃縮機(jī)進(jìn)行濃縮預(yù)脫水，將污泥含水率降低至 92%。

污泥濃縮的目的是降低污泥的含水率，減少污泥體積，以利于后續(xù)厭氧消化處理。

厭氧消化反應(yīng)

濃縮后的污泥進(jìn)入?yún)捬跸磻?yīng)器，在無氧條件下進(jìn)行厭氧生化反應(yīng)，分解污泥中的有機(jī)物質(zhì)，轉(zhuǎn)化為甲烷、二氧化碳、水等，目的在于使污泥穩(wěn)定化，不會腐臭，避免在運(yùn)輸及最終處置過程中對環(huán)境造成不利影響，同時對有機(jī)物進(jìn)行降解，減少污泥量，降低污泥含水率，再者還可以產(chǎn)生沼氣，實(shí)現(xiàn)資源化利用進(jìn)行發(fā)電，供廠區(qū)自用或上網(wǎng)。

脫水系統(tǒng)

厭氧消化后消化液溢流排出罐體，通過出料管排至消化液暫存池，泵送至消化液脫水區(qū)，通過離心脫水機(jī)將消化液含水率降低 80% 后，進(jìn)一步通過螺旋輸送機(jī)送至深度脫水系統(tǒng)，運(yùn)用高壓帶式脫水機(jī)將含水率降至 70% 左右。

太陽能干化及低溫干化

深度脫水后的沼渣輸送至干化區(qū)。在光照充足情況下，太陽能干化棚充分利用陽光輻射熱量，實(shí)現(xiàn)脫水沼渣的深度干化，并配有智能化的地暖輔助加熱系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)污泥干化過程的智能化控制。在氣候條件不佳時，部分脫水沼渣經(jīng)過破碎機(jī)破碎到一定粒徑后進(jìn)入低溫?zé)岜脦礁苫瘷C(jī)，由循環(huán)風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)帶走水分，最終實(shí)現(xiàn)干物料的出料。

資源化利用

干化后的沼渣可用于“移動森林”、園林綠化、制磚用土，另外沼渣制成的營養(yǎng)土也應(yīng)用于蘇大堰濕地公園“污泥變花海”的科研示范。