中国的污水处理起步较晚,进入21世纪,工业生产产生的各种污染物大量排入水体环境,点源污染和面源污染日益严重,氮、磷等营养盐的大量排入导致水体富营养化问题日趋严重,水环境质量急剧恶化。为改善环境,国家和各级地方政府采取各种措施,颁布了一大批环境法律法规,污水处理厂建设和升级进入快速发展阶段,一些具有同步脱氮除磷的工艺相继投入使用。
广西壮族自治区在中国污水处理近10年的快速发展时期,也取得了显著成效。根据2010年发布的中国第一次污染源普查公报(2007年数据),全国污水处理厂(作为集中式污染治理设施)共有2094座,其中广西壮族自治区污水处理厂有14座。中国2007年污水处理厂年实际处理量达210.31亿t,广西壮族自治区2007年污水年实际处理量为1.83亿t。
可以看出,2007年
广西污水处理厂较少,处理能力还相对较弱。但到2015年,广西己建成并运行了126座污水处理厂,为2007年9倍;年污水处理量达到12.37亿t,是2007年的6.8倍,反映出广西近些年污水处理领域的快速发展。
本文详细调查了广西 2015年所有污水处理厂的基本情况,定量/定性评估污水处理厂运行状况及特征,发现存在的主要问题,为相关科学研究和相应管理政策措施的制定提供依据。
广西各地级市均建有污水处理厂,其中桂林市最多,达到27个,百色市和南宁市仅次于桂林市,均为13个,北海市最少,仅有2个。处理能力较大的污水处理厂主要集中在南宁、桂林和柳州等重点城市,其中江南污水处理厂污水设计处理能力达到48万t/d,是广西设计能力规模最大的污水处理厂,同时龙泉山污水处理厂、红坎污水处理厂等也属于处理能力较大的污水处理厂。
污水处理厂进水水质特征
以
COD浓度为代表的进水水质指标对于污水处理厂的处理工艺以及出水水质达标情况具有重要影响,广西污水处理厂整体COD进水浓度都不高,平均值为153 mg/L,最高值也未超过500 mg/L。各地级市的COD进水浓度有较大差异,其中桂林市的污水处理厂较多,所以COD进水浓度分布范围较大,而百色市污水处理厂的COD进水浓度整体较低。
广西各地级市2015年污水处理厂COD进水浓度特征
处理工艺现状
(1)污水处理工艺应用现状以及排水去向
广西2015年污水处理厂的总污水处理能力达339万t/d,以A/0和A2/0、氧化沟为代表的活性污泥法工艺占据主要地位。
广西2015年代表性污水处理工艺的应用情况
基于调查统计,污水处理厂的排放去向绝大部分为江河湖库,漓江、红水河、柳江(都柳江、融江)、邕江、洛清河、得江、郁江(驮娘江、右江、邕江)等都是主要的受纳水体,广西污水处理能否正常运行以及排放的污染物总量对下游水体环境(珠江、湘江作为下游流域的饮用水水源)有着重要的影响。
广西2015年污水处理厂排水去向
(2)污泥处置现状
污水处理产生的剩余污泥不仅含水率高、易腐败、有恶臭,而且还可能含有有毒有害化学物质和病原微生物,因此剩余污泥的处置是污水处理过程中的重要一环。广西的污泥处置率己基本达到100 %,显示出广西在处置污水处理厂剩余污泥方面取得了良好的效果。广西省全年污泥产生量33万t,以土地利用、填埋和作为建筑材料使用为主,仅有2%的污泥被焚烧。
出水水质达标评价
由于城镇污水处理厂有较为统一的排放标准,因而对广西城镇生活污水处理厂的出水水质情况进行评估和比较。根据GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》,对广西城镇污水处理厂出水中主要污染物(化学需氧量、总氮与总磷)的达标率进行统计和分析可见:一级A、一级B和二级标准的平均出水水质的达标率分别为90.82% , 7.34%和0.92%,平均出水水质未达标污水厂有1个。可见,广西城镇生活污水处理厂总体出水情况良好。
运行负荷率分析
中国污水处理厂的建设速度较快,但由于配套管网建设滞后和运行费用不足等问题,使相当数量的污水处理厂未能满负荷运行。广西污水处理厂2015年平均运行负荷率为82.9 %,有78. 6%的污水厂未能满负荷运行,12.7%的污水处理厂的运行负荷率低于50%,甚至有少数污水处理厂的运行负荷率低至约10%。考虑部分污水处理厂的超负荷运行,目前闲置的污水处理能力己超过69. 9万t/d。2015年广西污水处理厂实际处理量只有设计处理量的80%左右,其原因主要是污水处理厂配套管网建设滞后,不能与污水处理厂同步建成,导致排水管网普及率低,收集污水困难,因此建议统一规划污水厂和管网建设,加快接管进度和管网建设,扩大纳污范围,提高污水厂的运行负荷率,使现有污水处理厂的功能得到充分发挥。
运行费用分析
通过对污水处理厂的运行费用调查发现,2015年广西有68.2%的污水处理厂吨水处理成本不超过1.0元;吨水用电量为0.02—1.5 kW˙h,88.9%的污水处理厂吨水用电量不超过0.5kW˙h,92.1%的污水处理厂吨水用电量不超过1kW˙h。从以上分析可以看出,尽管绝大部分污水处理厂吨水耗电量相差不大,但最终吨水处理费用却相差较大,有近1/3的污水厂吨水处理成本超过1元。
污水处理厂运行费用包括能源消耗、设备维护与维修、人员工资、管理费、药剂费及与污水处理厂(或处理设施)运行有关的其他费用等,不包括设备折旧费。因此可以从以下几个方面降低污水厂运行费用:
(1)优化工艺运行。根据监测数据对各工艺阶段进行优化组合,在确保出水水质稳定达标的前提下,降低运行费用;
(2)降低能源消耗。污水处理厂的日常能耗主要为生产电耗。在污水处理厂运营过程中,应结合生产实际,优化能耗方案,科学配置污水处理设备的投运量和运行时间,尽可能地提高用电设备运行效率
(3)控制药品消耗。污水处理厂的日常药品消耗主要为污泥脱水使用的药剂消耗,应合理选配絮凝剂和投加量;实验室药剂的使用应严格按照操作规程完成,杜绝浪费;
(4)控制人工成本。精简机构,优化人员组织,组织培训工作,提高员工工作效率,增强工作技能;
(5)降低设备的维护维修成本。制定合理的设备设施检查和维护保养制度,精心维护,保证设备设施高效运转,延长设备使用寿命。