脫氮現狀和問題分析


氮元素過量是造成水污染的重要因素之一,嚴重威脅著水體安全。生態環境部發布修訂國家環境保護標準《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的征求意見稿后,北京、天津、浙江、太湖流域、巢湖流域、岷沱江流域、滇池、雄安等陸續發布基于準III類、準IV類標準的地方標準和流域標準,對總氮、總磷提出了越來越高的排放要求。在當前嚴峻脫氮形勢下,我國污水廠亟需進行改造,解決現有的脫氮技術落后、外加碳源成本過高、污水廠管理人員水平差、儀表選型安裝不匹配、工藝設計不合理以及處理效能未達最佳狀態等問題,實現污水處理水平和能力的提升,為建設美好安全的水環境體系打下堅實的基礎。



污水處理廠脫氮現狀


水體中氮元素過量是造成水污染的重要因素之一,其帶來的危害是多方面的,其中的一個突出問題就是水體的富營養化,不僅破壞了水體的生態平衡,同時威脅到水源地的取水安全,進一步加劇了水資源的短缺局面,近些年來,為了加速推進氮元素污染問題,國家不斷推出政策法規、給予財政支持,污水處理廠的數量和處理能力逐年增加;從2009年到2018年底,我國污水處理廠數量從1958座增加到5362座,處理規模由1.03x108m3/d提高到2.01x108m3/d,脫氨水平得到了大幅度提高,同時改善了我國城市水環境,氮污染引起的水華等現象明顯減少。盡管取得了不錯的治理效果,但我國水環境污染問題仍十分嚴重,2017年,《中國工程科學》刊登中國工程院院士郝吉明,環境保護部環境規劃院王金南等人的聯合論文《環境承載力約束下的國家產業發展布局戰略研究》,文章指出:我國主要水污染物環境容量已嚴重超載,全國的COD和NH3-N的超載率分別為210%和330%,如果不把污染物排放控制在環境容量范圍內,“裝不下”的結果只能是環境繼續惡化。為了有效解決氮污染的排放問題,自生態環境部出臺了修訂的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)的征求意見稿后,我國多個區域和城市也紛紛出臺了地方標準,提高TN排放限值,各地污水廠迎來了城市水處理廠提標改造的大趨勢?;诋斍暗膰谰奶針颂幚硇蝿?,我國城市污水處理廠要實現高效穩定的脫氮仍然面臨若諸多問題。


污水處理廠脫氮存在問題


脫氮技術落后,外加碳源成本過高

目前污水廠應用最廣的脫氮工藝為傳統A2/0 工藝,該過程對進水中碳氮比(C/N)要求比較嚴格,理論上C/N為2.86才可反硝化完全,但在實際工程中,由于溶解氧(DO)及其他因素的影響,C/N一般控制在4~5,才能實現進水TN的高效去除,我國城市污水C/N低碳源不足問題一直困擾著TN的處理,在低溫季節這種現象更為嚴重。通常,污水廠為實現TN達標,會采取外加碳源的方式,以保證達標排放:傳統碳源一般是甲醇、乙酸、乙酸鈉。葡葡糖等低分子有機物等,大都屬于化工產品,價格昂貴且資源有限,為應對傳統外加碳源在脫氮過程中存在的問題,研究者逐漸把目光轉向探索開發價廉高效的新型外加碳源來代替,或開發自養脫氟工藝技術,但目前距離廣泛應用仍有一段距離。



污水廠管理人員水平差,儀表選型安裝不匹配

除了污水廠處理工藝技術問題,在目前的運營方面也存在問題,主要體現在兩個方面。一方面為運維人員管理水平問題,另一方面為儀器儀表。設備的選型安裝問題,在污水廠日常運維工作中,運營管理人員數量和技術水平對污水廠實際運行x效果至關重要,部分污水廠由于人員管理混亂及技術水平低下造成實際運行受限,難以進一步提高污水處理效率,其次,部分建造較早的大型污水處理廠由于設備/構筑物等老化問題,造成系統難以持續高效穩定運行。


工藝設計不合理,處理效能未達量佳狀態

工藝設計的問題主要包括預處理系統的設置和設計不合理,生物系統處理工藝設計存在問題以及深度處理單元效果不佳等,其中典型問題如:預處理系統消耗碳源過多、生化單元停留時間太短。CAST/氧化溝等工藝提標潛力低以及深度處理單元堵塞等問題,工藝設計問題不同程度的影響系統對污染物的去除,這一點在蘇錫常的污水處理廠中均有不同程度的出現。另外,污水廠普遍存在設計水量和實際運行水量差異大問題,設計不合理導致整體運行工況井不能發揮最佳效能,這也是垂待解決的問題之一。

總結:在國家政策推動及各地污水排放標準加嚴背景下,污水廠迎來提標改造大趨勢,面對市場需求,未來還需在技術研發,降低成本、提高運營管理水平,完善污水廠設計等方面持續努力,將我國城市污水廠脫氣能力提升至新的臺階,從而減緩環境承載壓力,保障水環境安全。


微信公眾號
聯系電話:18810885505/13867019928
地址:北京市海淀區中關村環??萍紙@地錦路7號院11號樓101-1
          浙江省衢州市常山金川街道竹亭路6號
郵箱:bjzhhlkj@163.com