?？谑墟?zhèn)域污水處理廠的運(yùn)行管理難點(diǎn)及對(duì)策

?？谑兴畡?wù)集團(tuán) 羅妤

鎮(zhèn)域污水處理廠是指位于市縣轄區(qū)的鎮(zhèn)級(jí)行政區(qū)范圍內(nèi)的污水處理設(shè)施。與人口密集、商業(yè)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)密集的主城區(qū)不同，鎮(zhèn)域人口相對(duì)較分散和稀少、經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，生產(chǎn)活動(dòng)以農(nóng)業(yè)和輕工業(yè)為主。

目前，?？谑谐鞒菂^(qū)外其他下設(shè)的17個(gè)鎮(zhèn)中，僅有3個(gè)鎮(zhèn)目前已建成運(yùn)行污水處理廠。

為解決?？谑惺姓鬯幚碓O(shè)施建設(shè)現(xiàn)存收集管網(wǎng)建設(shè)不全、污水處理設(shè)施處理能力不足的問(wèn)題，響應(yīng)國(guó)家和政府提出的“鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”，推動(dòng)公共資源和基礎(chǔ)設(shè)施向村鎮(zhèn)延伸，補(bǔ)齊鎮(zhèn)域污水處理能力不足的短板，?？谑姓?019年開始規(guī)劃建設(shè)了13座鎮(zhèn)域污水處理廠及配套提升泵站，近期總處理量10.66萬(wàn)m3/日，預(yù)計(jì)2021年年底將全部建成投入試運(yùn)行。屆時(shí)，13座廠（站）的同時(shí)投產(chǎn)將給運(yùn)維單位和監(jiān)管部門帶來(lái)一定壓力。因此，積極研究現(xiàn)有鎮(zhèn)域污水廠運(yùn)行管理的特點(diǎn)、難點(diǎn)，分析將面臨的問(wèn)題和探討應(yīng)對(duì)解決措施，對(duì)于確定高效率的運(yùn)維管理方案具有較大意義。

一、海口市鎮(zhèn)域污水廠現(xiàn)狀

?？谑心壳耙呀ǔ蛇\(yùn)行的鎮(zhèn)域污水處理廠共三個(gè)（詳見表1）。

二、鎮(zhèn)域污水廠運(yùn)行管理中存在的問(wèn)題

（一）進(jìn)水負(fù)荷低

從三座鎮(zhèn)區(qū)污水廠的運(yùn)行指標(biāo)數(shù)據(jù)可知，現(xiàn)狀進(jìn)水水質(zhì)B/C值均大于0.4，可生化性較好，但是運(yùn)行負(fù)荷存在進(jìn)水量、進(jìn)水濃度“雙低”的問(wèn)題，除了A污水廠因接收工業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)企業(yè)排放的廢水，進(jìn)水量和進(jìn)水濃度值相對(duì)較高，三座污水廠實(shí)際日均進(jìn)水量均未達(dá)到設(shè)計(jì)值的50%，進(jìn)水COD濃度平均值不超過(guò)110mg/L，BOD5均值不超過(guò)50mg/L。鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理設(shè)施進(jìn)水負(fù)荷“雙低”是全國(guó)普遍存在的問(wèn)題，其原因主要是鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后，配套的市政污水收集管網(wǎng)設(shè)施建設(shè)不完全，且隨著越來(lái)越多的農(nóng)村人口外遷務(wù)工，排水量無(wú)法提升。除此之外，鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)域管網(wǎng)普遍采取雨污合流制，有些村鎮(zhèn)居民甚至未將廁所產(chǎn)生的黑水納入污水管，而是私用于農(nóng)灌，導(dǎo)致污水廠進(jìn)水水質(zhì)濃度較低。

一般傳統(tǒng)活性污泥法污泥負(fù)荷（F/M）值控制在0.08-0.12kg/（kg.d）較為理想[1]，而三座鎮(zhèn)域污水廠污泥負(fù)荷均值已低至0.007kg/(kg.d)。系統(tǒng)污泥負(fù)荷長(zhǎng)期處于低水平運(yùn)行的情況下，容易出現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)不足導(dǎo)致微生物活性降低、污泥老化、絲狀菌過(guò)量，發(fā)生污泥膨脹等異常情況，而有機(jī)物負(fù)荷過(guò)低導(dǎo)致的微生物增殖抑制又使得系統(tǒng)溶解氧過(guò)剩，進(jìn)一步加快了污泥自身氧化分解，如此不斷惡性循環(huán)，最終污泥活性不斷下降，系統(tǒng)耐沖擊性變差，需要靠不斷外加補(bǔ)充碳源維持。

（二）進(jìn)水碳源不足

三座鎮(zhèn)區(qū)污水廠的進(jìn)水水質(zhì)碳氮比均小于3.5，嚴(yán)重失衡，屬于碳源缺乏狀態(tài)，影響生物脫氮過(guò)程缺氧段反硝化的進(jìn)行，同時(shí)聚磷菌細(xì)胞內(nèi)糖原水平下降抑制了厭氧段的釋磷，不利于生化系統(tǒng)脫氮除磷功能的發(fā)揮[2]。

（三）進(jìn)水異常情況頻發(fā)

進(jìn)水異常的情況主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是管網(wǎng)來(lái)水?dāng)y帶垃圾多，包括各種塑料、纖維類生活垃圾，甚至包括建筑垃圾和道路泥沙，給污水處理設(shè)施帶來(lái)較大運(yùn)行壓力，如管網(wǎng)、閥門、泵的堵塞故障頻發(fā)，格柵柵渣大量堆積，沉砂池的泥沙淤泥過(guò)量堆積，需頻繁放空清淤等。二是超標(biāo)廢水的偷排問(wèn)題，由于鎮(zhèn)區(qū)污水廠大多地處偏遠(yuǎn)，環(huán)保監(jiān)管能力有限，有的企業(yè)伺機(jī)將未經(jīng)預(yù)處理的工業(yè)生產(chǎn)廢水、垃圾處理站滲濾液等高濃度廢水偷排入鎮(zhèn)域污水廠的進(jìn)水管網(wǎng)中，給污水處理系統(tǒng)造成較大的負(fù)荷沖擊。

（四）檢修維修不及時(shí)

因鎮(zhèn)區(qū)污水廠離中心城區(qū)較遠(yuǎn)，選址偏且交通不便，員工工資水平較低，難以招聘專業(yè)維修技術(shù)人員長(zhǎng)期駐廠跟班，現(xiàn)有運(yùn)行人員普遍專業(yè)素質(zhì)不高，僅能實(shí)施一般的日常運(yùn)行操作和設(shè)備一級(jí)維護(hù)保養(yǎng)工作，涉及到二級(jí)檢修、設(shè)備配件更換、故障維修等專業(yè)技術(shù)要求較高的工作必須委托專業(yè)的維修公司派員到廠操實(shí)施，過(guò)程由于路途和手續(xù)的延誤，經(jīng)常造成檢修不及時(shí)、故障排除耗時(shí)長(zhǎng)等問(wèn)題。

（五）缺乏專業(yè)的運(yùn)行指導(dǎo)手段

由于缺乏有經(jīng)驗(yàn)的給排水或環(huán)保技術(shù)專業(yè)人員的駐廠指導(dǎo)調(diào)試，以及缺乏專門的化驗(yàn)部門及人員對(duì)各段水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)分析，運(yùn)行僅靠主觀經(jīng)驗(yàn)，不利于遇到異常情況時(shí)采取有效調(diào)控措施保證穩(wěn)定運(yùn)行。

（六）運(yùn)行成本高

鎮(zhèn)域污水廠存在水量負(fù)荷低的問(wèn)題，間接導(dǎo)致噸水處理成本過(guò)高的問(wèn)題，這主要體現(xiàn)在人力成本、折舊費(fèi)和其他管理費(fèi)等固定成本上。可變成本中動(dòng)力費(fèi)也受運(yùn)行負(fù)荷影響較大，以相似規(guī)模和工藝的污水廠進(jìn)行對(duì)比，主城區(qū)內(nèi)高負(fù)荷運(yùn)行的污水廠電單耗為0.24度/噸水，而低負(fù)荷運(yùn)行的鎮(zhèn)域污水廠電單耗為0.63度/噸水，這主要是因?yàn)槟承┨幚碓O(shè)備在低水量運(yùn)行時(shí)難以壓縮運(yùn)行時(shí)間和功率。

如政府按照固定噸水處理單價(jià)撥付運(yùn)營(yíng)服務(wù)費(fèi)的模式，低水量的運(yùn)行必然導(dǎo)致運(yùn)行單位虧損，企業(yè)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)大、效益差，不利于激發(fā)其主動(dòng)承擔(dān)環(huán)保社會(huì)責(zé)任的積極性。

三、鎮(zhèn)域污水廠運(yùn)行管理對(duì)策

（一）優(yōu)化運(yùn)行調(diào)控措施

應(yīng)對(duì)低水量和低濃度負(fù)荷的進(jìn)水情況，除了采取降低系統(tǒng)污泥濃度提高污泥負(fù)荷[3]、降低鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率防止污泥過(guò)氧化、額外增加碳源等常規(guī)措施外，還能采用分階段運(yùn)行處理的模式，即將原本集中進(jìn)水處理調(diào)整為分2-3批次進(jìn)水，下一批次的進(jìn)水為上一批次回流帶來(lái)的硝態(tài)氮提供充分碳源，因而可實(shí)現(xiàn)提高碳源的利用率，加強(qiáng)反硝化的目的[4]，此外，還可采用延遲曝氣的方式，在每次進(jìn)水處理后的前30-60min內(nèi)，不進(jìn)行曝氣，綜合回流過(guò)程中帶來(lái)的高濃度溶解氧，能更好地保持缺氧段需要的低溶解氧狀態(tài)，減少碳源被異樣菌在好氧過(guò)程中消耗，使碳源能充分利用于缺氧反硝化。

以B污水廠運(yùn)行調(diào)控為案例，在進(jìn)水總氮沒(méi)有顯著變化的情況下，采取上述分段進(jìn)水和延遲曝氣的調(diào)整措施，每日分8:00-12:00、16:00-20:00、0:00-3:00 三個(gè)不同時(shí)間段分別進(jìn)水，每次進(jìn)水3-4小時(shí)，單次處理200-300m3污水，中間間隔4-5小時(shí)，內(nèi)外回流，攪拌機(jī)與進(jìn)水泵同時(shí)啟停，鼓風(fēng)機(jī)在進(jìn)水泵啟動(dòng)后30min開啟。與調(diào)整前集中一次性進(jìn)水，進(jìn)水同步進(jìn)行曝氣的模式相比，調(diào)整后可在減少碳源投加量的情況下同時(shí)保證出水總氮的達(dá)標(biāo)。調(diào)整前碳源投加達(dá)到0.08kg/L以上，出水TN可保持平均7.5mg/L。在不加碳源的情況下，出水TN平均9.4mg/L,個(gè)別時(shí)段有臨近超標(biāo)（15mg/L）的風(fēng)險(xiǎn)。調(diào)整運(yùn)行模式后，碳源投加量控制在0.02kg/L，出水TN可保持較穩(wěn)定4-8mg/L之間，均值6.7mg/L（詳見圖1）。

圖1 B污水廠運(yùn)行模式調(diào)整前后碳源投加及出水TN情況對(duì)比

（二）依靠專業(yè)運(yùn)行團(tuán)隊(duì)統(tǒng)一管理

針對(duì)鎮(zhèn)域污水廠分布廣、散的特點(diǎn)，委托專業(yè)的運(yùn)營(yíng)單位對(duì)各鎮(zhèn)區(qū)污水廠進(jìn)行統(tǒng)一管理，提供工藝調(diào)試指導(dǎo)、運(yùn)行培訓(xùn)、設(shè)備設(shè)施維護(hù)檢修、水質(zhì)化驗(yàn)分析、提供技改方案和制定應(yīng)急措施等服務(wù)，不僅有利于提升鎮(zhèn)域污水廠的整體運(yùn)行水平，與在各廠設(shè)置單獨(dú)的運(yùn)維管理部門相比，集中式的管理模式還可攤薄各廠運(yùn)行中發(fā)生的管理成本，效率更高。以現(xiàn)運(yùn)營(yíng)A、B污水廠的D公司為例，該司共目前負(fù)責(zé)運(yùn)維六座污水處理廠，其組織架構(gòu)詳見圖2。近年來(lái)綜合各方面評(píng)價(jià)，D公司運(yùn)營(yíng)六座污水廠近三年出水達(dá)標(biāo)率均穩(wěn)定在95%以上，未發(fā)生環(huán)保處罰及重大輿情事件。

圖2 D運(yùn)營(yíng)公司的組織架構(gòu)圖

與在各廠設(shè)置獨(dú)立管理部門相比，集中模式的管理成本至少可節(jié)約30%以上，并且分管的污水廠項(xiàng)目越多，效益越明顯，這主要是因?yàn)榧泄芾聿块T的明確分工模式可發(fā)揮其高效優(yōu)勢(shì)。以化驗(yàn)部門為例，如六個(gè)廠下各分設(shè)化驗(yàn)室，不僅儀器設(shè)備需要重復(fù)購(gòu)置六套，分廠配備化驗(yàn)員也將產(chǎn)生更多人力成本。城鎮(zhèn)污水廠在低水量負(fù)荷運(yùn)行的情況下，原本盈利效益就堪憂，如果分別設(shè)置管理部門，不僅冗余低效，也更加重了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)負(fù)擔(dān)。

（三）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)手段

在污水處理廠運(yùn)行工藝控制過(guò)程中，水質(zhì)化驗(yàn)分析是必不可少的環(huán)節(jié)，能夠幫助技術(shù)人員根據(jù)水質(zhì)特性確定處理工藝方案，在系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)也能準(zhǔn)確定位出現(xiàn)異常的工藝段。然而，傳統(tǒng)的水質(zhì)化驗(yàn)過(guò)程復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)，得到數(shù)據(jù)往往存在滯后性，不利于工藝指導(dǎo)的及時(shí)性。使用目前市場(chǎng)上出售的各類快速檢測(cè)試劑能夠很好地解決這個(gè)問(wèn)題，不僅操作簡(jiǎn)單，任何沒(méi)有化驗(yàn)背景的運(yùn)行員經(jīng)過(guò)培訓(xùn)也能迅速掌握方法，并且出結(jié)果速度快、準(zhǔn)確度高。經(jīng)過(guò)比對(duì)，快速試劑檢測(cè)結(jié)果與化驗(yàn)室手工檢測(cè)的誤差一般在10%以內(nèi)，具有較好的參考性，且大部分產(chǎn)品從檢測(cè)操作到出結(jié)果的過(guò)程都可在15分鐘內(nèi)完成，時(shí)效性高。

四、其他建議

（一）管網(wǎng)一體化管理

當(dāng)前?？谑械奈鬯幚韽S由政府委托社會(huì)企業(yè)以特許經(jīng)營(yíng)、采購(gòu)服務(wù)、代管等模式負(fù)責(zé)運(yùn)維，而管網(wǎng)和泵站則分別由市政局和水務(wù)局負(fù)責(zé)管理。在污水收集管網(wǎng)和污水處理廠分別運(yùn)維的模式下，污水廠對(duì)于來(lái)水的變化情況掌握不及時(shí)，且不利于對(duì)上游排污的監(jiān)管，對(duì)于地處偏遠(yuǎn)鎮(zhèn)域管網(wǎng)在監(jiān)管更是薄弱。建議鎮(zhèn)域污水收集管網(wǎng)運(yùn)維業(yè)務(wù)也與污水廠運(yùn)管業(yè)務(wù)統(tǒng)一交由運(yùn)營(yíng)單位負(fù)責(zé)，將上游排污信息與下游納污單位共享，可充分調(diào)動(dòng)運(yùn)營(yíng)單位的力量對(duì)上游排污進(jìn)行監(jiān)管，提高污水處理設(shè)施的運(yùn)維監(jiān)管效率。

（二）提高自控運(yùn)行水平，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、智能化管理

鎮(zhèn)域污水廠建設(shè)過(guò)程中應(yīng)重視自控系統(tǒng)的建設(shè)，各工藝段應(yīng)增設(shè)核心指標(biāo)的在線監(jiān)測(cè)儀表，如進(jìn)水碳、氮、磷指標(biāo)，生化段的ORP、DO、MLSS等，通過(guò)在線指標(biāo)的數(shù)據(jù)分析控制關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行，如通過(guò)DO高低控制鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率、進(jìn)水C/N控制加藥量等，不僅減少現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員的工作負(fù)擔(dān)，還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)控、智慧運(yùn)行、精細(xì)控制的目標(biāo)。除了加強(qiáng)場(chǎng)站層面自控建設(shè)外，還應(yīng)建立公司層面的信息化集中平臺(tái)，將各鎮(zhèn)域污水廠的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)上傳至信息平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)在運(yùn)行調(diào)度、事故預(yù)警中能以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)分析手段，幫助技術(shù)人員、管理人員作出科學(xué)判斷，從而優(yōu)化決策。

五、結(jié)論

因?yàn)楦鞴芫W(wǎng)建設(shè)不完善、缺乏有力監(jiān)管等原因，各廠普遍存在運(yùn)行負(fù)荷過(guò)低、碳氮比失衡、進(jìn)水異常狀況頻繁、運(yùn)維能力有限、運(yùn)行成本過(guò)高等問(wèn)題，通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行工藝、加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)手段、委托專業(yè)運(yùn)維單位統(tǒng)一管理等方式，可優(yōu)化鎮(zhèn)域污水廠的運(yùn)行管理。同時(shí)，建議鎮(zhèn)域污水廠應(yīng)該與污水收集管網(wǎng)同步規(guī)劃和建設(shè)、統(tǒng)一運(yùn)維管理單位，從根本上杜絕污水廠進(jìn)水負(fù)荷“雙低”的問(wèn)題，也能有效控制上游偷排、超排的違法行為。同時(shí)，提高鎮(zhèn)域污水廠自控化程度，建立集中信息管理平臺(tái)，強(qiáng)化數(shù)據(jù)分析手段，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、智能化管理，提高運(yùn)維效率。