問渠哪得清如許 力保奧運水質達標
看北京排水集團怎樣力保奧運水質達標
北京奧林匹克森林公園里,一條“水龍”橫貫整個公園,湖水碧波蕩漾,湖邊的植被茂盛、花團錦簇。這個喧鬧城市當中的伊甸園已經帶給很多人驚喜,而更讓人驚奇的是,這條波光粼粼的“水龍”居然喝的是再生水。為了實現綠色奧運的承諾,北京排水集團交出了迎接奧運會和提標改造的雙重答卷,事實證明,答卷是令人滿意的。
怎樣完成提標改造?
在節能降耗的前提下,盡量開發內部碳源,為全國提標改造做一個樣板
按照清河、涼水河、通惠河、壩河等排污河道的河流分布、自然地形、污水管道系統、污水回用等因素,大中小相結合,上下游相結合,北京市規劃建設14座污水處理廠,日處理能力可達到268萬立方米,目前已經建成的有高碑店、方莊、酒仙橋、北小河、清河、吳家村、肖家河、盧溝橋、小紅門等9座污水處理廠,日處理能力可達到254萬立方米。2007年市區處理污水8億立方米,污水處理率達到92%,提前1年實現奧運承諾目標。
僅有量是不夠的,還要有質的保證,奧運會對污水處理的質量要求更高。在2006年,當時的國家環保總局對2002年的污水處理標準(GB18918-2002)發布了一個修改:城鎮污水處理廠出水排入國家和省確定的重點流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時,執行一級標準的A標準。而為了迎接北京奧運會,北京排水集團面對著提標改造和奧運會的雙重壓力,很快用自己的力量,交出了一份滿意的答卷。
“我們進行了3年的試驗,目前提標改造中試已經成功,很快就可以投入實際應用了。”甘一萍介紹說,北京高碑店污水處理廠承擔了這項艱巨而光榮的任務。“在達標排放的前提下,盡量的節能降耗。這是我們的出發點。”秉承這一宗旨,高碑店污水處理廠著重開發內部碳源,電耗只增加了10~20%,圓滿地完成了任務。
“經過試驗研究,我們決定選擇活性污泥法,因為生物法處理污水成本低、改造量小。而臭氧、超聲波等技術都掌握在外國人的手里,我們受制于人。于是我們就白手起家,開始研究適合中國國情的提標改造技術。我們利用污泥水解發酵工藝,并且通過各種形式開發碳源,減少投藥量。”甘一萍解釋說,之前他們試驗了分池單獨水解、泵循環、攪拌等各種方法,最后選擇了改造初沉池的方法,既可以保證原有功能,又可以有效提高除磷脫氮效率。
甘一萍說:“每年,尤其在北方城市,應該說污水處理廠對防汛承擔的作用非常大,每下一場雨,污水處理廠,像高碑店污水處理廠,30毫米的降雨量可以抽出80萬噸水,污水處理廠公共安全職責比較多。從我們建設運營污水處理廠,要求不排放惡臭,要求對污泥進行妥善的處理,整個廠區應該做成一個花園式。污水處理廠是重要的公共基礎設施,一談到公共基礎設施,要求它的穩定運營的水就得比較高,而不是有一些特許經營可以停產檢修30天,可以給的要求比較寬。公共基礎設施應持續穩定的處于正常運營狀態,并且隨時根據上游的變化,隨時進行超負荷運營。”
傳統污水處理廠的要求變化比較大,能滿足水環境質量的需要,能提供高品質的快生水,能對公共安全保障發揮關鍵作用,能夠大家高標準和要求,能夠對資源再生利用,在這些情況下,完成這些職責的情況下,成本還要降低。
社會對高質量、高品質的水環境和水資源的要求也是越來越大。從客觀物質基礎來看,只能落到最核心的污水處理廠,所以這是客觀形勢對污水處理廠要求的提高。
清河污水處理廠,是根據北京市具體情況需要,發展成現代化污水處理廠的,它原本是建設40萬噸的污水處理廠。由于奧運會以及再生水的需要,做了8萬噸水的深度處理設施(超濾膜+活性炭),目前正在建設日處理兩萬立方米的臭氧高級氧化設施。正在建設日處理400噸的污泥干化設施。廠內所有建筑均采用污水熱泵供暖和制冷。清河再生水廠為奧林匹克湖和圓明園提供高品質生態景觀用水。
按照清河、涼水河、通惠河、壩河等排污河道的河流分布、自然地形、污水管道系統、污水回用等因素,大中小相結合,上下游相結合,北京市規劃建設14座污水處理廠,日處理能力可達到268萬立方米,目前已經建成的有高碑店、方莊、酒仙橋、北小河、清河、吳家村、肖家河、盧溝橋、小紅門等9座污水處理廠,日處理能力可達到254萬立方米。2007年市區處理污水8億立方米,污水處理率達到92%,提前1年實現奧運承諾目標。 僅有量是不夠的,還要有質的保證,奧運會對污水處理的質量要求更高。在2006年,當時的國家環保總局對2002年的污水處理標準(GB18918-2002)發布了一個修改:城鎮污水處理廠出水排入國家和省確定的重點流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時,執行一級標準的A標準。而為了迎接北京奧運會,北京排水集團面對著提標改造和奧運會的雙重壓力,很快用自己的力量,交出了一份滿意的答卷。 “我們進行了3年的試驗,目前提標改造中試已經成功,很快就可以投入實際應用了。”甘一萍介紹說,北京高碑店污水處理廠承擔了這項艱巨而光榮的任務。“在達標排放的前提下,盡量的節能降耗。這是我們的出發點。”秉承這一宗旨,高碑店污水處理廠著重開發內部碳源,電耗只增加了10~20%,圓滿地完成了任務。 “經過試驗研究,我們決定選擇活性污泥法,因為生物法處理污水成本低、改造量小。而臭氧、超聲波等技術都掌握在外國人的手里,我們受制于人。于是我們就白手起家,開始研究適合中國國情的提標改造技術。我們利用污泥水解發酵工藝,并且通過各種形式開發碳源,減少投藥量。”甘一萍解釋說,之前他們試驗了分池單獨水解、泵循環、攪拌等各種方法,最后選擇了改造初沉池的方法,既可以保證原有功能,又可以有效提高除磷脫氮效率。 甘一萍說:“每年,尤其在北方城市,應該說污水處理廠對防汛承擔的作用非常大,每下一場雨,污水處理廠,像高碑店污水處理廠,30毫米的降雨量可以抽出80萬噸水,污水處理廠公共安全職責比較多。從我們建設運營污水處理廠,要求不排放惡臭,要求對污泥進行妥善的處理,整個廠區應該做成一個花園式。污水處理廠是重要的公共基礎設施,一談到公共基礎設施,要求它的穩定運營的水就得比較高,而不是有一些特許經營可以停產檢修30天,可以給的要求比較寬。公共基礎設施應持續穩定的處于正常運營狀態,并且隨時根據上游的變化,隨時進行超負荷運營。” 傳統污水處理廠的要求變化比較大,能滿足水環境質量的需要,能提供高品質的快生水,能對公共安全保障發揮關鍵作用,能夠大家高標準和要求,能夠對資源再生利用,在這些情況下,完成這些職責的情況下,成本還要降低。 社會對高質量、高品質的水環境和水資源的要求也是越來越大。從客觀物質基礎來看,只能落到最核心的污水處理廠,所以這是客觀形勢對污水處理廠要求的提高。 清河污水處理廠,是根據北京市具體情況需要,發展成現代化污水處理廠的,它原本是建設40萬噸的污水處理廠。由于奧運會以及再生水的需要,做了8萬噸水的深度處理設施(超濾膜+活性炭),目前正在建設日處理兩萬立方米的臭氧高級氧化設施。正在建設日處理400噸的污泥干化設施。廠內所有建筑均采用污水熱泵供暖和制冷。清河再生水廠為奧林匹克湖和圓明園提供高品質生態景觀用水。
如何成功消除臭味?
自主知識產權的生物濾床工藝、沼氣脫硫工藝為奧運加分
隨著城市的擴展,原本在郊區的污水處理廠逐漸被劃入了城區,城市污水處理廠的臭味就成為了周圍居民的一塊心病。但是,在國際上,消除污水處理廠臭味問題一直是一個難點。國外的解決辦法大多是把城市生活污水處理廠全部封閉起來,防止臭氣外溢。但是這種治標不治本的方法,很難適用于大型城市生活污水處理廠。北京奧運會的召開,對解決城市生活污水處理廠的臭味問題提出了更高的要求。北京排水集團又是如何面對這一艱巨的挑戰呢?
高碑店污水處理廠位于北京東部,通惠河下游。廠區內的各類污水處理池每天運轉不休,處理著城市所產生的污水,總處理量相當于全市污水總量的40%。一走進高碑店污水處理廠,綠樹成排,綠草如茵,如果不是旁邊巨大的污水處理池,幾乎讓人誤以為走進了一個公園。科技研發中心自主研發了生物濾床技術,不但有效的解決了城市污水處理廠的臭味難題,而且還用產生臭味的氣體發電,成為綠色奧運的又一個亮點。在申奧期間,高碑店污水處理廠就曾為北京“加分”。當年,國際奧委會綜合評估團考察北京的環境時,高碑店污水處理廠就是其中一站。一名成員參觀完廠區后由衷贊嘆:“真沒想到,在中國、在北京竟有這樣一家美麗的高科技污水處理廠。”
在北京排水集團科技研發中心的墻上,掛著一幅照片。畫面上一個人正在清掃積雪,而背景卻是兩個形狀奇特的罐子。王佳偉工程師笑著說:“這是當年研發沼氣脫硫工藝時,我在清掃積雪。后面那兩個罐子就是沼氣凈化系統。”在高碑店污水處理廠里,記者見到了照片上的那兩個罐子。
“那兩個罐子的作用是把消化池中產生的沼氣吸收氧化。”王佳偉工程師解釋說,沼氣中的硫化氫氣體通過再生塔作用可以產生單質硫,而可燃性氣體就被用來發電。“高碑店污水處理廠每天可以產生4萬立方米的沼氣,用這些沼氣發電,每年可以節省700萬元的電費。這套系統完全符合北京綠色奧運的主題,我們還將考慮申請CDM項目。”
三道關成就奧運景觀用水
超濾膜技術、磁分離技術等新技術挑大梁
北京奧林匹克森林公園人工湖的再生水,主要由清河再生水廠和北小河再生水廠提供。為了保證奧運會用水的水質,北京排水集團采用了一系列的新技術提高污水處理廠出水水質。清河污水處理廠日污水處理能力40萬噸,汛期水量超過50萬噸/日。生活污水進廠后經過曝氣沉砂池、生化反應池、沉淀池等多道工序20多個小時的處理,出廠時可達到國家排放水一級B的標準。
北京排水集團科技研發中心經理甘一萍介紹說,這時候的水并不能直接作為奧運景觀用水,還要經過再生水廠的三道關口:0.02微米超濾膜進行過濾、活性碳吸附、臭氧氧化。經過這三關之后的水清澈透明,無色無味,看上去和自來水已經沒有明顯差別。到這里,污水完成了自己的“再生”過程,可以直接進入到奧運湖以及其他景觀綠化地帶。據介紹,北京奧林匹克公園水面是世界上迄今為止規模最大的以再生水作為主要補充水源的人工水景。
在北小河污水處理廠使用了6萬噸/日的MBR工藝,“我們這套膜裝置,是第一次在國內大型再生水廠使用。這種超濾膜用于降低目前出水的懸浮物,效果遠好于傳統活性污泥法的二沉池。”甘一萍告訴記者,所采用的超濾膜過濾技術具有國際先進水平。而在以前,這種技術由于成本和工藝的限制,只在小型的再生水回用裝置或者五星級賓館的再生水系統中使用。
為了應付突發情況,2007年清河污水處理廠開始建設規模為每日10萬立方米的應急污水處理設施,保證奧運湖補水的再生水廠的出水水質。這套應急系統采用了磁分離技術對污水處理廠出水進行深度處理。甘一萍告訴記者,這套磁分離技術原本是用在冶金行業選礦處理方面,這次是首次應用到市政污水處理工程當中,出水水質得到了明顯改善。利用磁分離技術處理城市污水具有占地面積小、處理能力大、沉淀速度快、除磷效果好、易于操作等特點。
清河污水處理廠引進了一套脫氣塔工藝,提高出水水質。這種技術的核心是通過將混合液真空脫氣來提高活性污泥處理系統生物脫氮除磷效率。活性污泥處理系統的混合液在進入二沉池前,通過真空脫氣塔脫氣,極大的改善了混合液污泥在二沉池中的沉降和濃縮性能,從而使回流污泥濃度可以高達2%,而回流污泥濃度的增加進一步提高了生物反應器中的污泥濃度,使得活性污泥處理系統中的混合液濃度可以維持在6000~8000毫克/升。“這套工藝在全國還是第一個。”
10多年來,北京市投入100多億元用于水污染治理和水環境改善,進行了大規模的排水設施和再生水設施建設。甘一萍表示:“這都是北京城市規劃整體的一部分,主要為了補充城市水資源,提高居民生活品質。綠色奧運是我們的一個重點服務項目,同時,舉辦奧運會也確實加快了北京水污染治理和污水資源化的工作進程。”
污泥處置干化為先
用發電廠余熱干化污泥,再用污泥做燃料余熱利用
污水處理廠每天產生大量的污泥,如果不做好處理,不僅造成污染轉移,而且還影響市容市貌。距離奧運會會場不遠的清河污水處理廠是怎樣解決污泥問題的呢?如果進行污泥干化,能耗又十分驚人,如何解決這個矛盾呢?北京排水集團想到了一個資源循環利用的好點子,即利用緊鄰高碑店污水廠的華能熱電廠的尾熱來干化污泥,然后把干化后的污泥作為清河污泥干化廠的燃料,以達到既環保又節能的目的。
清河污水處理廠每天產生650噸的含水80%的濕泥,在綠色奧運的宗旨下,這么多的污泥,將分階段采取干化措施,然后進行再利用。北京市高碑店污水處理廠是北京市最大的污水處理廠,也是全國最大的城市生活污水處理廠,每年要產生22萬噸的濕污泥,這些污泥要100%實現干化處理。為了解決污泥干化的能耗問題,北京排水集團從污水處理廠旁邊的華能熱電廠那得到了答案。設計規劃中,華能電廠的尾熱被高碑店污水處理廠拿來進行污泥干化,每天可以產生120噸的干泥。這些干泥當中含有一定的熱值,北京排水集團將把這些污泥當作燃料,與一定比例的煤進行摻燒,處理清河污水處理廠產生的污泥,節約了大量的能源。王佳偉工程師介紹說,目前把1噸污水所產生的污泥從含水率80%降到10%成本在100元左右,每噸水的處理費用將增加1角左右,“不用余熱利用的話,污泥處理成本將提高近1倍。”
干化好的污泥也不浪費,現在,以往困擾污泥再利用的汞超標問題已經得到了解決。污泥,尤其是城市生活污水處理廠的污泥,是在污水處理領域的“粉煤灰”。污泥既可以用來當作路基、垃圾填埋場的填埋土,也可以用來當作花木、園林行業的營養土。甚至有些地方把泥污用來燒水泥,這樣可以減少氮氧化物的排放,防止空氣污染。這些都是污泥變廢為寶的好途徑,以前污泥資源利用之所以推廣不開,只要還是受到污泥干化的能耗限制。規劃中,這種大區域下的能源綜合利用,為解決這一難題開辟了一條新路。
再生水回用按需生產
每天再生水生產量達102萬噸,其中25萬噸為高品質再生水
申辦奧運會成功之后,北京市就將水污染治理列為了市政府奧運工作的重要目標。北京是一個超大型國際化都市,水資源缺乏始終是城市發展面臨的嚴峻挑戰。北京排水集團把水當作資源看待,再生水回用項目被提上日程。
北京市把再生水利用作為新水源加以開發利用。讓再生水成為工業冷卻、河湖景觀用水、農業灌溉等的主要水源。2007年北京市利用再生水4.8億立方米,實現再生水回用達到50%的承諾目標。目前北京市排水集團已經形成了日產102萬噸再生水,包括25萬噸高品質再生水的生產能力,其中大部分用于工業用水和景觀用水。
甘一萍告訴記者,目前北京市排水集團主要按照需求量生產再生水,生產的再生水被國電、國華、華能、石景山熱電廠等電廠用作冷卻水。余下的大部分都被用作景觀補充用水,尤其是奧林匹克森林公園人工湖的建成,更是成為了再生水回用的最大客戶。

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