中國市政污水處理的瓶頸和起因以及可能的解決方案

作者：曹業(yè)始，MCM Van Loosdrecht, 劉智曉, Glen Daigge

來源：中國水協(xié)教育委

摘要：自90年代以來，中國在城市衛(wèi)生方面取得了了不起進(jìn)步:建立了廣泛的污廢水處理基礎(chǔ)設(shè)施，城市污水處理率達(dá)到94.5％, 并且依法在全國范圍內(nèi)實施了污水營養(yǎng)物去除。但是，市政污水處理廠仍然面臨著源自于獨特污水水質(zhì)特征的問題。這項研究了比較了中國和其他具有較長的污廢水處理歷史的國家在城市污水處理中的能量回收、營養(yǎng)物去除和污泥產(chǎn)量方面的差異，揭示了中國的污水特性，即高無機(jī)懸浮固體（ISS）濃度，低COD濃度和低碳氮比(C/N)以及與市政污水處理廠性能之間的因果關(guān)系，并提出市政污水處理廠設(shè)計和操作應(yīng)該結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃�質(zhì)特征,給出了具有成本效益的改善市政污水處理可持續(xù)性的措施和方案，并評估了這些措施實施可能帶來的收益，強(qiáng)調(diào)了加強(qiáng)以結(jié)果導(dǎo)向的市政污水處理應(yīng)用研究的必要性。

關(guān)鍵詞：能源回收，城市污水處理，營養(yǎng)物去除，污泥產(chǎn)生，可持續(xù)性，中國污水處理

導(dǎo)言

自90年代以來，中國在城市衛(wèi)生方面取得了顯著進(jìn)步。2017年市政污水處理能力達(dá)到49.2 x 109 m³，在城市地區(qū)的覆蓋處理率達(dá)94.5％。 去除營養(yǎng)物（氮和磷）已經(jīng)在國家范圍內(nèi)依法實施。然而，許多市政污水處理廠面臨很少能量回收，脫氮除磷成本高昂，污泥產(chǎn)量高等問題。污水管網(wǎng)滲漏造成中國污/廢水的獨特特征是市政污水處理廠效率低下的主要原因。最近，中國三部委頒布了題為“城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動方案（2019—2021年）”文件強(qiáng)調(diào)污水管網(wǎng)修復(fù)在城市環(huán)境衛(wèi)生與生態(tài)關(guān)鍵功能，標(biāo)志著中國城市環(huán)境衛(wèi)生戰(zhàn)略的轉(zhuǎn)折點�？紤]到污水管網(wǎng)修復(fù)所涉及的繁重任務(wù)，所需的巨大投資和長周期，必須采取具有成本效益的快速行動和措施，以改善中國市政污水處理效率和可持續(xù)性。 這項研究有三個目標(biāo)：(1) 比較中國和其他具有更長的污/廢水處理歷史的國家在市政污水處理廠在能量回收、營養(yǎng)物去除和污泥產(chǎn)生量等方面的差異；(2)揭示市政污水處理廠的污水特征和工藝性能之間的因果關(guān)系；(3)建議適于中國污水水質(zhì)特性的具有成本效益的措施和解決方案，以提高市政污水處理廠的可持續(xù)性。

方法

中國、歐洲、美國和新加坡的污水處理廠均基于使用厭氧消化（AD）熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）（以下簡稱AD-CHP）進(jìn)行能源回收基于使用厭氧消化（AD）熱電聯(lián)產(chǎn)（CHP）。中國相當(dāng)部分廠省略初級污泥沉降（PS）, 很少有處理廠使用污泥厭氧消化(AD)，污泥的產(chǎn)生主要基于觀察生物產(chǎn)量(系數(shù))和進(jìn)水無機(jī)懸浮固體(ISS)積累。

結(jié)果和討論

市政廢水處理 – 可持續(xù)性

表1 顯示，不到5％的中國城市污水處理廠使用污泥厭氧消化，這個比例與歐洲、美國和新加坡相比非常低, 盡管具有較長污水處理歷史的國家在很久之前已經(jīng)廣泛應(yīng)用AD-CHP技術(shù)，但在中國，通過AD-CHP污泥厭氧消化和熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)（下稱AD-CHP）途徑技術(shù)進(jìn)行的能量回收非常有限。舍棄使用污泥厭氧消化不僅導(dǎo)致污泥穩(wěn)定化問題，招致二次污染和衛(wèi)生問題，同時，由于沒有污泥厭氧消化中VSS破壞,加上調(diào)理板框脫水添加石灰還增加了污泥量（由于沒有污泥厭氧消化中VSS破壞,加上調(diào)理板框脫水添加石灰）增加了污泥處理,增加了處置和再利用的困難難度。

表1 在中國和其他國家/地區(qū)采用污泥厭氧消化的市政污水處理廠占比（％）

為了達(dá)到嚴(yán)格的營養(yǎng)物排放標(biāo)準(zhǔn)[如中國市政污水處理廠一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，TN（總氮）<15 mg-N/L，TP(總磷）< 0.5 mg-P/L，和在一些省份敏感地區(qū)實施的TN <10 mg-N/L，TP <0.3 mg-P/L], 盡管舍棄沒有設(shè)置初級污泥沉降,但中國許多污水處理廠仍需要額外采用了外投加碳源除氮(和磷)。從根本上講，這是由于其根本原因歸結(jié)為進(jìn)水的低C/N比，因為對于典型的污水，常規(guī)的生物脫氮工藝可以在不添加或添加少量碳情況下實現(xiàn)出水TN <10-15 mg-N/L�，F(xiàn)今在一些污水廠中，化學(xué)藥品花費僅次于電力。如果實行更嚴(yán)格的營養(yǎng)物排放標(biāo)準(zhǔn)（例如TN <5 mg-N/L和TP < 0.1 mg-P/L）,將給工污水廠運營和地方帶來進(jìn)一步的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，此外，考慮初級能源的使用和相應(yīng)的溫室氣體排放, 過量化學(xué)物質(zhì)添加對環(huán)境也是不可持續(xù)的。

污水廠活性污泥由微生物，難降解的顆粒和無機(jī)懸浮固體（ISS）組成, 其產(chǎn)量和組成取決于廢水的水質(zhì)特性，處理工藝和場地環(huán)境。 表2列出了以中國市政污水處理在2015年，2016和2017年基于COD去除量計算的年平均污泥產(chǎn)量（干固體（DS））。三年平均量為0.69 kg/去除kgCOD。鑒于采用初級污泥沉降的污水廠只有10％–20％和少于5％污水廠采用污泥厭氧消化, 每去除kg化學(xué)需氧量產(chǎn)生的污泥量可以視為活性污泥過程定義的表觀產(chǎn)率（系數(shù)）Yob 。運用中國2017年市政污水的平均成分，假設(shè)進(jìn)水VSS/TSS比80％, 采用的生物除氮和除磷工藝與輔助化學(xué)除磷（摩爾鐵/磷去除比率為1.5, 去除了80％的P），廢水的易于生物降解的COD (RBCOD）分?jǐn)?shù)為8％，BOD/P為18％，污泥停留時間（SRT）為18天，根據(jù) Paul 等（2001）提議計算方法算得污泥產(chǎn)率為0.48 kg/去除kg COD。這數(shù)量比傳統(tǒng)生物除氮（BNR）的0.37 kg/去除kg COD 多30％。原因是化學(xué)除磷所添加的金屬藥劑導(dǎo)致化學(xué)污泥量的增加。上文提到的中國市政污水廠近三年平均量污泥產(chǎn)率0.69 kg/去除kg COD（見表2），比正常進(jìn)水VSS/TSS比率（80％）條件下理論估算值0.48 kg/去除kg COD大約高出44％。

對中國部分污水處理廠的調(diào)查表明, 當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)特性大致正常時，污水處理廠污泥產(chǎn)率接近0.48 kg/去除kg COD，而當(dāng)污水水質(zhì)特性異常，污泥產(chǎn)率接近0.69或甚至更高。分析認(rèn)為高的污泥產(chǎn)率系數(shù)在很大程度上源自進(jìn)水中高濃度無機(jī)懸浮顆粒。在法國，39％的污水處理廠具有污泥厭氧消化 (表1)，其平均污泥產(chǎn)率為0.44 kg/去除kg COD. 新加坡的污泥產(chǎn)率僅0.24 kg/kg COD，為中國三分之一，新加坡所有市政污水處理廠采用污泥厭氧消化進(jìn)行能量回收由此減少約35％的固體。通過與法國和新加坡污水污泥產(chǎn)率相比，可以看出中國目前的市政污水廠污泥產(chǎn)量系數(shù)確實過高。

表2 2015年、2016年和2017年中國年度市政污水處理COD去除量和污泥產(chǎn)量以及污泥的觀測產(chǎn)率系數(shù)

a COD去除，kg x 10 -1 /米 3 ，市政污水處理廠的平均值（CUWA 2016）。

b 去除了COD，kg x 10 9 ，所有市政污水處理廠量，（CUWA 2017）。

c 去除所有COTP，kg x 10 9 ，所有污水處理廠量（CUWA 2018）。

d 污泥產(chǎn)生（DS），kg x 10 -1 /米 3 ，市政污水處理廠的平均值（CUWA 2016）。

e 產(chǎn)生的污泥（DS），kg x 10 9 ，所有市政污水處理廠量（CUWA 2017）。

f 污泥產(chǎn)生量（DS）kg x 10 9 ，所有市政污水處理廠量（CUWA 2018）。

低性能原因：獨特的污水水質(zhì)特性

污水水質(zhì)特性對于活性污泥和整個廠工藝的設(shè)計至關(guān)重要。較早的一項對中國和中國三個城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行的滲漏比估算研究結(jié)果顯示 污水管網(wǎng)系統(tǒng)滲漏導(dǎo)致的中國市政污水水質(zhì)具有三個基本特征，即高的無機(jī)懸浮固體濃度(ISS)，低COD和C/N比。

盡管需有更多數(shù)據(jù)描述全國情況, 但初步調(diào)查顯示，在中國, 即便在施工質(zhì)量及管理維護(hù)良好的污水管網(wǎng)系統(tǒng)，某些地區(qū)的污水處理廠的進(jìn)水VSS/TSS比在50％ - 70％范圍,低于60％-80％的正常范圍。文獻(xiàn)報告進(jìn)水低 COD/SS比(<1)和BOD5/SS比(0.3-0.5)較低反映污水含高ISS（砂質(zhì),粉土和粘土等）, 表明國內(nèi)污水廠進(jìn)水“無機(jī)化”特性顯著。如式（1）所示, 在假設(shè)沒有初沉和最終出水中無ISS條件下, 進(jìn)水的ISS/TSS率直接影響到混合液非揮發(fā)性固體（MLISS）濃度。

MLISS = ISSIO x（τ/Θc） (1）

其中，ISSIO：進(jìn)水ISS; Θc：污泥停留時間SRT；τ：水力停留時間。

對于沒有初沉，12天SRT和0.5天HRT的活性污泥工藝，進(jìn)水VSS為180 mg/L，ISS為79 mg/L [VSS比率為70％[180/(79+180）]，當(dāng)進(jìn)水VSS比率減少10％（ISS增加至120 mg/L）使用公式（1）, 混合液ISS增加大約1,000 mg-ISS/L，表明了進(jìn)水ISS對混合液MLVSS/MLSS分?jǐn)?shù)的敏感性。

模擬顯示，當(dāng)進(jìn)水的ISS/TSS增加(VSS/TSS比率減少)10%, MLVSS/MLSS分?jǐn)?shù)可減少約10％ (見圖 1)。在中國大多數(shù)污水處理廠活性污泥（和污泥厭氧消化進(jìn)料）中，MLVSS/MLSS比在30至60％范圍。較低的MLVSS/MLSS比通常來自進(jìn)水高ISS濃度，連結(jié)滲漏相對嚴(yán)重污水管網(wǎng)系統(tǒng)的污水處理廠，而相對較高M(jìn)LVSS/MLSS比通常來自連結(jié)維護(hù)管理較好管網(wǎng)系統(tǒng)或發(fā)生滲出性滲漏污水管網(wǎng)系統(tǒng)的中國北方污水處理廠，它的進(jìn)水ISS較低。最近報告顯示中國污水廠活性污泥混合液平均揮發(fā)性固體分?jǐn)?shù)低于50％，遠(yuǎn)低于正常的70％-75％的范圍 , 表明進(jìn)水含高濃度的無機(jī)固體(ISS)在活性污泥系統(tǒng)中的積累影響顯著, 即使考慮到化學(xué)除磷形成的化學(xué)污泥及礦物的積累（揮發(fā)性固體成分60％）。

低混合液MLVSS/MLSS比對市政污水處理廠工藝性能和運行有多方面的不利影響。以活性污泥固體含量70％作為比較基準(zhǔn)，為了在反應(yīng)器中保留相同數(shù)量的生物量, 較低的MLVSS/MLSS-50％則意味著需要活性污泥池的容積增加約30％。另外，混合液中無機(jī)顆粒增加導(dǎo)致單位體積活性微生物含量的減少. 其影響類似于在設(shè)計中忽略了高進(jìn)水ISS, 二者都會影響生化過程性能,比如低水溫硝化污泥齡不足導(dǎo)致冬天出水高氨氮。

類似于活性污泥, 污泥厭氧消化池進(jìn)料中的低揮發(fā)性固體含量，降低了單位有效體積（或每單位污泥）的沼氣產(chǎn)率, 減少沼氣產(chǎn)量。而為了達(dá)到預(yù)定VSS的削減率和產(chǎn)氣率,需要增加額外容積或延長SRT。沼氣產(chǎn)量降低與砂子等固體在污泥厭氧消化池沉積，以及砂子引起材料磨損和管道堵塞在很大程度上限制污泥厭氧消化在中國的應(yīng)用。廢水中較高的ISS含量被認(rèn)為是是中國應(yīng)用污泥厭氧消化的主要技術(shù)障礙。

進(jìn)水中ISS在初沉污泥和二沉污泥的積累導(dǎo)致增加污泥產(chǎn)生量。模擬表明，在有或沒有初沉條件下, 在進(jìn)水VSS/TSS 35％-75%的范圍內(nèi), 當(dāng)進(jìn)水VSS/TSS比每降低10％(剩余)污泥產(chǎn)量（DS）降低20％-30％ (見圖 1)。與污泥增加有關(guān), 高ISS導(dǎo)致剩余污泥明顯增加需要二沉池額外的表面積(容量)和固體處理設(shè)施(比如脫水和泵)容量，以及處理固體的能量, 將大大的增加了市政污水處理廠處理固體所需的投資。綜上所述，當(dāng)下污水中高ISS對中國市政污水處理廠的績效和運營造成多種不利影響, 極大地影響其可持續(xù)性。

圖 1. 進(jìn)水VSS/TSS比對MLVSS/TSS和污泥產(chǎn)量的影響。使用GPX-s（6.02）沒有初沉COD去除和硝化活性污泥過程。進(jìn)水成分：COD:429 mg-COD/L，sCOD:107 mg-COD/L，可生物降解顆粒物COD:238 mg-COD/L，ISS隨進(jìn)水VSS/TSS比值變化。

2016年中國市政污水處理廠的進(jìn)水COD濃度平均值僅為267 mg-COD / L，約為表3所列國家污水廠的進(jìn)水濃度的一半。這歸因于下水道在線生物降解和高滲漏比率。許多污水處理廠進(jìn)水懸浮固體（SS）濃度在100 mg/L范圍，比污水典型值低約150 mg/L, 顆粒在下水道中沉降和積累可能是原因之一。

表3 中國市政污水處理廠和其他地方的進(jìn)水COD濃度（mg-COD / L）

進(jìn)水低COD導(dǎo)致活性污泥池低生物量（MLVSS）濃度。進(jìn)水ISS越高，混合液中的相對于去除單位COD的非揮發(fā)性固體分?jǐn)?shù)和污泥產(chǎn)量越高。這使得高效除砂在處理COD較低進(jìn)水時尤其至關(guān)重要。這里需要注意的是, 較低的進(jìn)水COD濃度并不意味著必須廢除污泥厭氧消化(參見下文), 盡管與進(jìn)水COD較高相比，能量回收的量可能會受到影響。中國城市污水處理廠的進(jìn)水C/N比在5.4到10.9之間，北京,上海和廣州污水處理廠的進(jìn)水碳氮比介于7.5（廣州）到8.8（北京）之間，平均8.0, 低于其他地方的典型范圍8到12 。低C/N比率導(dǎo)致碳短缺, 尤其是面對高效生物脫氮時。此外, 鑒于潛在的高濃度惰性顆�；瘜W(xué)需氧量，與具有類似進(jìn)水的典型污水(較低比例的惰性顆粒COD)的活性污泥相比，反硝化效率和生物除磷效率可能進(jìn)一步減少 。

在中國許多污水處理廠,由于進(jìn)水COD較低，為增加碳供應(yīng)，提高生物脫氮(反硝化)效率, 而省略了初沉池。考慮初沉池去除30％–40％進(jìn)水COD，在省略初沉池情況下，則生物池的池容將增加約40％，同時二沉池表面積也須顯著增加,導(dǎo)致設(shè)施體積和水力停留時間增加，增加了建設(shè)成本。而由于引入了更多可生物降解的顆粒COD, 顆粒的水解速率成為反硝化效率的提高決定因素,由于水解和溫度的關(guān)系，夏季反硝化效率的提高是可能的, 但是冬季則未必。所以,省略初沉池的目的并不一定是可以實現(xiàn)的。需要全面詳細(xì)分析污水特征，測量在不同溫度范圍下硝酸鹽還原速率等，以及具靈活性操作策略的的設(shè)計。

另一方面，為了滿足日趨嚴(yán)格的營養(yǎng)物排放標(biāo)準(zhǔn)（例如，TN <10 mg-N/L），外加碳源被越來越普遍地實踐。以當(dāng)前市場價格粗略估計, 一個100,000 m³/d的污水處理廠為購買相當(dāng)于20 mg-HAc/L醋酸（HAc）, 每年花費大約300萬元人民幣（約45萬美元）。購買碳和化學(xué)物質(zhì)正成為工廠運營沉重負(fù)擔(dān)。

潛在的解決方案

綜合污水水質(zhì)特征考慮市政污水處理廠的設(shè)計和運行

面對中國獨特的污水水質(zhì)特征，污水處理廠設(shè)計和運營須綜合考慮當(dāng)?shù)匚鬯�水質(zhì)特征，排放要求，地理位置，處理能力以及能源供給，化學(xué)藥品和污泥處置成本。污水水質(zhì)特性在污水處理廠的工藝選擇和設(shè)計中起著至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)生物工藝可能不適用于中國南方部分地區(qū)的低COD濃度進(jìn)水（例如，COD <100 mg-COD/L）處理,而基于膜分離的技術(shù)或SANI（硫酸鹽還原，自養(yǎng)反硝化和硝化）可能是適用的技術(shù)。省略初沉池、利用可生物降解的顆粒COD提高反硝化效率在溫暖氣候條件下可能可行，但在寒冷的地區(qū)則未必可行。

能源回收應(yīng)在市政污水處理廠議程得到足夠的關(guān)注。早在在世紀(jì)之交的美國，基于其經(jīng)濟(jì)上的可行性, 許多處理規(guī)模大約或超過100,000 m³/d的污水處理廠使用污泥厭氧消化。最近幾年數(shù)據(jù)顯示，甚至處理量為20,000–40,000 m³/d的工廠使用污泥厭氧消化在經(jīng)濟(jì)上仍然有利。歐洲數(shù)據(jù)則顯示處理量大約或超過10,000 m³/d (50,000 PE）廠使用污泥厭氧消化經(jīng)濟(jì)上是可行的。中國的條件與美國和歐洲有所不同,研究在當(dāng)?shù)貤l件和因素情況下市政污水處理廠應(yīng)用污泥厭氧消化經(jīng)濟(jì)可行性和必要性的迫切性是顯而易見的,包括能量回收與營養(yǎng)物去除兩者之間的平衡和成本-效益分析。

建議措施

鑒于污水管網(wǎng)修復(fù)耗時長久和當(dāng)前廣泛存在市政污水處理廠的狀態(tài)，需要找出具有成本效益的措施和解決方案并加以實施，以及制定整合了各個方面因素的污水處理廠設(shè)計與運行指南, 以提高污水處理廠的運行績效。下面將談及除砂池的改進(jìn),污泥發(fā)酵,污泥厭氧消化和熱電回收的應(yīng)用。考慮到眾多效益和有限成本，所有污水處理廠, 不管規(guī)模多大，提高砂粒去除效率都是值得去做的，而污泥發(fā)酵，污泥厭氧消化和熱電聯(lián)產(chǎn)的應(yīng)用可能適合處理能力相對較大、且具有較高的進(jìn)水COD濃度的污水處理廠。

增強(qiáng)除砂池除砂效率。從上面討論可以明顯看出，混合液低揮發(fā)性固體分?jǐn)?shù)和高污泥產(chǎn)量歸因于：

i. 很多情況下除砂裝置的設(shè)計存在技術(shù)缺陷，如停留時間不足(低估)和運營中缺乏必要維護(hù)。

ii. 在中國的許多地方，污水中的ISS濃度很高，且含相當(dāng)部分直徑遠(yuǎn)小于200微米的微細(xì)無機(jī)固體（這部分微細(xì)無機(jī)固體難以被常規(guī)除砂單元去除）。

建議性措施包括:

研究現(xiàn)有除砂單元的性能，包括ISS固體負(fù)荷和去除效率，并定期加以維護(hù)。另外，升級或改造現(xiàn)有的常規(guī)除砂設(shè)備，例如增加水力停留時間以提高效率。一些例子表明, 經(jīng)簡單升級后, 一些常規(guī)的除砂裝置性能提升后可能將生物池混合液揮發(fā)性固體MLVSS/MLSS提高到55％至60％。總之，現(xiàn)場調(diào)查認(rèn)真評估除砂設(shè)施對小于200微米顆粒物的去除效率非常必要的。考慮中國污水中廣泛存在的高濃度的細(xì)小無機(jī)固體（ISS），以及ISS對許多污水處理廠運行性能產(chǎn)生的的負(fù)面影響，國內(nèi)亟需開展對進(jìn)水除砂尤其是ISS高效去除技術(shù)方面的研究或者設(shè)備開發(fā)。

基于上述分析， 對改善中國污水處理廠除砂工藝運行性能提供如下的建議：

i. 對城市污水處理廠污水中和混合液中的揮發(fā)性固體成份進(jìn)行廣泛調(diào)查；測量和估算不同類型除砂工藝的除砂性能，尤其是粒徑低于200微米砂礫去除效率；

ii. 通過提高除砂裝置的效率來減少過程中的ISS積累：通過提高除砂效率可使混合液中的揮發(fā)性固體成分增加約10％，有望將小型污水處理廠的混合液中的揮發(fā)性固體成分提高到55％-60％，中大型污水處理廠(≥50,000 m³/d）提高到60 ％- 65%，

污泥發(fā)酵。最大限度地利用污水所含有的COD應(yīng)該是解決生物脫氮除磷工藝中的碳短缺的首要途徑。在充分利用易生物降解的可溶性COD方面, 可以參考蘇黎世污水處理廠。在充分利用可生物降解的固體COD方面,初沉污泥發(fā)酵是一種被廣泛應(yīng)用的技術(shù)。圖2顯示了中國某地生產(chǎn)規(guī)模污水廠初沉污泥發(fā)酵數(shù)據(jù),從進(jìn)料到出料，平均增加40 mg-VFA/L揮發(fā)性脂肪酸(VFA)。同時，利用回流活性污泥（和在線混合液）發(fā)酵技術(shù)改善脫氮除磷效果已在丹麥、瑞典和美國和歐洲等國家得到廣泛應(yīng)用。中國已經(jīng)有初沉污泥和活性污泥發(fā)酵的工程實例, 但缺乏長期成功運營報告, 因此, 影響了污泥發(fā)酵技術(shù)的廣泛應(yīng)用，這可能是由于國內(nèi)對這些污泥發(fā)酵項目后期長周期跟蹤性研究不夠所致。

圖2 生產(chǎn)規(guī)模初級污泥發(fā)酵中的VFA進(jìn)出，顯示平均增加40 mg-VFA/L [VFA出 -VFA入]，溫度16–18°C，NH4-N和磷的凈釋放量分別為2和1 mg/L。

低碳要求的營養(yǎng)物去除工藝。可以考慮采用像BCFS（生物化學(xué)除磷和除氮），SANI (綜合硫酸鹽還原，自養(yǎng)反硝化和硝化)和MABR（膜曝氣生物反應(yīng)器）等可在低碳情況下去除營養(yǎng)物的工藝。BCFS和MABR已被行業(yè)規(guī)模化應(yīng)用，SANI處于中試規(guī)模,仍然有待工程尺度的應(yīng)用驗證。此外，西安四污出現(xiàn)的主流厭氧氨氧化現(xiàn)象也值得進(jìn)一步關(guān)注和研究。

未來

增加能量回收。對于那些具有適當(dāng)處理能力和較高的進(jìn)水COD的濃度（例如 > 300 mg / L）的污水處理廠，污泥混合液揮發(fā)性固體組份（MLVSS/MLSS比）是應(yīng)用污泥厭氧消化的關(guān)鍵。根據(jù)計算，如果將混合液MLVSS/MLSS由55％提高到65%，揮發(fā)份只是提高10%，就可以增加20％沼氣產(chǎn)率。污泥揮發(fā)份的提升也有效提高了生物池的污泥活性，提高了池容利用效率，同時，顯著減少了金屬材料磨損和管道堵塞，大大消除了技術(shù)上應(yīng)用污泥厭氧消化的障礙。通過熱電聯(lián)產(chǎn)從污泥厭氧消化回收的電可節(jié)省經(jīng)營污水處理廠電力的大約30％。上海白龍港污水處理廠(產(chǎn)能2,000,000 m³ / d )，進(jìn)水COD濃度為250 mg/L，蘇黎世污水處理廠初沉池出水COD濃度約為250 mg / L，兩個廠都使用污泥厭氧消化用于能量回收。對于中國處理能力超過100,000 m³ /d的污水廠，即便只有一半的應(yīng)用了污泥厭氧消化進(jìn)行能量回收，其對污水處理廠運行效益和環(huán)境可持續(xù)也有很大的提高。對于規(guī)模較小的污水處理廠，可以考慮脫水污泥合并送到大型污泥工廠或區(qū)域污泥處理中心進(jìn)行能量回收。

減少碳支出。目標(biāo)是通過污泥發(fā)酵獲得凈25 mg-COD/ L。這相當(dāng)于最終出水硝酸氮濃度降低了約5 mg-N/L，有助于實現(xiàn)在幾乎沒有或添加少量碳情況下實現(xiàn)出水總氮濃度少于10 mg-N / L。

減少污泥量。通過增進(jìn)進(jìn)水砂粒去除, 提高10％進(jìn)水VSS / TSS分?jǐn)?shù)，可將污泥產(chǎn)量減少約20％。

結(jié)合污泥厭氧消化去除大約40％VSS（Grady等，1999）污泥量減少可達(dá)約50％。

這意味著如果在約一半的污水處理廠實現(xiàn)了ISS減少并應(yīng)用污泥厭氧消化，則全國范圍內(nèi)污泥產(chǎn)生量可能減少約25％。連同能量回收增加的和購買化學(xué)品成本減少，落實減少ISS并應(yīng)用污泥厭氧消化將在很大程度改善污水處理廠的可持續(xù)性。

加強(qiáng)結(jié)果導(dǎo)向的應(yīng)用研究。要大力加強(qiáng)針對克服或解決中國污水水質(zhì)特性形成的技術(shù)瓶頸進(jìn)而實現(xiàn)高效污水處理目標(biāo)的可持續(xù)性研究與技術(shù)開發(fā)，從開始就需要制定詳細(xì)的可行性研究計劃，針對污水特性，尤其是進(jìn)水ISS，和硝酸鹽還原速率等研究與實際測試，將有助于從技術(shù)確定是否需要初沉池。通過生化揮發(fā)物脂肪酸潛力（BVFAP）等指標(biāo)測試可用于評估初沉污泥和活性污泥發(fā)酵的可行性。目前看來，現(xiàn)在針對實際水質(zhì)特征條件下的污水廠設(shè)計，針對解決獨特中國污水水質(zhì)相關(guān)的市政污水處理現(xiàn)實問題的研究仍然相對薄弱。最近幾年中國在水科學(xué)研究方面取得了出色的進(jìn)步，現(xiàn)在也正是時候，可進(jìn)一步加強(qiáng)在可持續(xù)市政污/廢水處理應(yīng)用領(lǐng)域的研究。

結(jié)束語

自90年代以來，中國在城市衛(wèi)生工程方面取得了顯著進(jìn)步。但是，市政污水處理仍然面臨著低效率的能量回收，營養(yǎng)物去除高成本和高污泥量問題. 這些難題源于獨特的污水水質(zhì)特性: 高ISS，低COD和C / N比。這項研究揭示了污水水質(zhì)特性和市政污水處理廠的低效率之間的因果關(guān)系。進(jìn)一步提出建議，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H水質(zhì)特性，進(jìn)行污水處理廠的設(shè)計和運行。鑒于管網(wǎng)完善需要一定周期, 污水處理廠的可持續(xù)性改進(jìn)可以與管網(wǎng)提質(zhì)增效、管網(wǎng)修復(fù)等工作并行。提供具有成本效益的措施和解決方案的建議，即高效除砂、污泥發(fā)酵和應(yīng)用低碳生物脫氮除磷工藝，并估算了實施可能帶來的收益。強(qiáng)調(diào)了未來加強(qiáng)以結(jié)果導(dǎo)向的市政污水處理應(yīng)用研究的必要性。

致謝

楊向平（中國城鎮(zhèn)供水與排水協(xié)會），張悅（中國水工業(yè)協(xié)會），鄭興燦（中國市政工程華北設(shè)設(shè)計研究總院有限公司），甘一蘋（中國城鎮(zhèn)供水和排水協(xié)會），王洪臣(中國人民大學(xué)),王佳偉（北京排水集團(tuán)），胡維杰（上海市政工程設(shè)計研究總院(集團(tuán))有限公司），吳遠(yuǎn)遠(yuǎn) (北京首創(chuàng)），楊岸明（北京排水集團(tuán)），李金河（天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保），丁永偉（蘇州水務(wù)集團(tuán)公司），李 激（江南大學(xué)）, 王 燕（江南大學(xué)）和呂 貞(常州市排水管理處)等提供了有用的信息和觀點.

參考資料(省略)

來源：中國水協(xié)教育委 作者：曹業(yè)始，MCM Van Loosdrecht, 劉智曉, Glen Daigge

中國給水排水2020年中國污水處理廠提標(biāo)改造（污水處理提質(zhì)增效）高級研討會

(第四屆)邀請函暨征稿啟事

2020年中國排水系統(tǒng)提質(zhì)增效大會——鼎力打造高質(zhì)量、高效能，與城市水環(huán)境相融合，網(wǎng)廠河一體的排水系統(tǒng)

共創(chuàng) 共生 共贏-- 鼎力打造中國污水處理廠提標(biāo)改造及排水系統(tǒng)提質(zhì)增效核心技術(shù)品牌生態(tài)圈

（請?zhí)崆皥竺�，�?000人；2019年1400余人參會）

時間：2020年8月—9月 ，第一天報到，第二、第三天會場研討，第四天參觀

地點：山西 太原市 (具體酒店待定)

青島思普潤水處理股份有限公司

賽萊默(中國)有限公司

寧波市供排水集團(tuán)有限公司

北京海普潤膜科技有限公司

大連宇都環(huán)境技術(shù)材料有限公司

天津大拇指環(huán)境工程有限公司

天津華博水務(wù)有限公司

國美(天津)水技術(shù)工程有限公司

青島洛克環(huán)保科技有限公司

亞洲環(huán)保

中國水業(yè)網(wǎng)（www.ytziyue.cn）

《給水排水》雜志社

浙江省城市水業(yè)協(xié)會

國家城市給水排水工程技術(shù)研究中心

威立雅水務(wù)工程(北京)有限公司

蘇伊士水務(wù)技術(shù)(上海)有限公司

中國市政工程西北設(shè)計研究總院有限公司

中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司

上海市城市建設(shè)設(shè)計研究總院(集團(tuán))有限公司

上海市政工程設(shè)計研究總院(集團(tuán))有限公司

廣州市市政工程設(shè)計研究總院有限公司

北控水務(wù)集團(tuán)

北京排水集團(tuán)

杭州市水務(wù)控股集團(tuán)有限公司

常州市排水管理處

杭州蕭山環(huán)境集團(tuán)有限公司

河北農(nóng)業(yè)大學(xué)水資源利用與健康水循環(huán)研究所

清華大學(xué) 環(huán)境學(xué)院、中國人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、天津大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院、東南大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 、浙江工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院、浙江工業(yè)大學(xué)建工學(xué)院、北京建筑大學(xué)城市雨水系統(tǒng)與水環(huán)境省部共建教育部重點實驗室、中—荷污水處理技術(shù)研發(fā)中心、江南大學(xué) 環(huán)境與土木工程學(xué)院、北京工業(yè)大學(xué)市政工程研究所、同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院 等。

戰(zhàn)略合作微信平臺

（微信名稱：water8848 微信號：cnwater8848 ）

（微信名稱：中國給水排水微信號：cnww1985 ）

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聯(lián)系人 ：

孫磊 13702113519（展示、廣告）

任瑩瑩15122360102 (論文投稿、預(yù)訂房間)

金晟 會計18622273726 (展示、廣告、贊助、發(fā)票和預(yù)訂房間)

E-mail：wanglingquan88@163.comcnwater@vip.163.com

曹業(yè)始：國內(nèi)城市污水處理的瓶頸與潛在解決方案

原創(chuàng)：中國給水排水water8848

國內(nèi)城市污水處理的瓶頸與潛在解決方案

中國給水排水

曹業(yè)始(報告者)，Mark van Loosdrecht, Daigger G. T.【國際水協(xié)會士（IWA Fellow）, 中持新概念環(huán)境發(fā)展宜興有限公司總工藝師，新加坡PUB (公用事業(yè)局)前首席專家�！�

Mark van Loosdrecht【荷蘭代爾夫特大學(xué) (TUD)教授，斯德哥爾摩 (Stockholm)水獎和李光耀 (Lee Kuan Yew)水獎獲得者。荷蘭科學(xué)和藝術(shù)院院士，美國工程院院士。】

Daigger G.T. 【密西根大學(xué)土木與環(huán)境工程系教授 ,美國工程院院士 ,國際水協(xié) (IWA)和美國水環(huán)境聯(lián)盟 (WEF)前主席】

摘要：近幾十年來, 中國在城市衛(wèi)生方面取得了顯著進(jìn)展，擁有了世界上最大的廢水處理能力, 法律要求的全國范圍營養(yǎng)物去除。然而, 由于污水高細(xì)無機(jī)懸浮固體 (ISS) 濃度、低COD和C/N 比, 我國廢水處理存在低效率能量回收、高成本營養(yǎng)物去除、高污泥產(chǎn)量等問題。本研究重點揭示了城市污水處理廠污水特性與工藝性能之間的因果關(guān)系。顯然需要根據(jù)我國廢水獨特的污水特性制定城市污水處理 (WWT) 設(shè)計和運營綜合指南. 本文介紹了在制定指南之前, 一些潛在的能夠顯著提高城市污水處理系統(tǒng)的效率和可持續(xù)性措施和解決方案。

【延期通知】2020年中國城鎮(zhèn)污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用高級研討會同期召開中國無廢城市建設(shè)及固廢資源化利用大會延期舉辦的通知

《中國給水排水》雜志社2020年中國城鎮(zhèn)污泥處理處置技術(shù)與應(yīng)用高級研討會（第十一屆）同期召開中國無廢城市建設(shè)及固廢資源化利用可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展大會邀請函（請?zhí)崆皥竺�，�?000人）

時間：延期至疫情后（因新冠肺炎疫情影響，會議延期至疫情結(jié)束后召開，新的具體召開日期另行通知）

地點：西安香格里拉大酒店（會場酒店）

酒店地址：陜西省西安市雁塔區(qū)科技路38號乙

《中國給水排水》雜志社
普拉克環(huán)保系統(tǒng)(北京)有限公司

國家環(huán)境保護(hù)污泥處理處置與資源化工程技術(shù)中心(生態(tài)環(huán)境部下屬)

中國水業(yè)網(wǎng)（www.ytziyue.cn）

同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院、臺灣交通大學(xué)、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院、上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院、天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院、浙江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院、中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所、北京建筑大學(xué)城市雨水系統(tǒng)與水環(huán)境省部共建教育部重點實驗室、 中—荷污水處理技術(shù)研發(fā)中心、東北大學(xué)、沈陽建筑大學(xué)、中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所等

支持媒體：《中國給水排水》雜志、中國水業(yè)網(wǎng)（www.ytziyue.cn ）、 中國環(huán)保在線、《環(huán)境衛(wèi)生工程》雜志、中國給水排水雜志網(wǎng)站( http://www.cnww1985.com)、中國水網(wǎng)、慧聰水工業(yè)網(wǎng)、水世界-中國城鎮(zhèn)水網(wǎng)、必高環(huán)保人才網(wǎng)、亞洲環(huán)保雜志 、水處理技術(shù)雜志等.

為了進(jìn)一步提高我國污泥處理處置技術(shù)水平，了解國內(nèi)外污泥處理處置的現(xiàn)狀、前景與發(fā)展趨勢，切實達(dá)到污泥無害化、減量化、穩(wěn)定化、資源化的要求，避免由此引起的二次污染，《中國給水排水》雜志社聯(lián)合西安水務(wù)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司、西安水務(wù)（集團(tuán)）生物質(zhì)能源發(fā)展有限公司、德國施維英機(jī)械有限公司、天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保集團(tuán)股份有限公司、蘇伊士新創(chuàng)建有限公司、普拉克環(huán)保系統(tǒng)(北京)有限公司、 廣東芬尼克茲節(jié)能設(shè)備有限公司、廣東派沃新能源科技有限公司、

附件：2019年的部分技術(shù)報告：

作者：曹業(yè)始，Daigger G.T.

3、設(shè)計單位、工程總承包公司：中國市政工程華北設(shè)計研究總院、中國市政工程西北設(shè)計研究院、北京市市政工程設(shè)計研究總院、中國市政工程中南設(shè)計研究院、中國市政工程東北設(shè)計研究院、中國市政工程西南南設(shè)計研究院、上海市政工程設(shè)計研究總院、天津市市政工程設(shè)計研究院、上海市城市建設(shè)設(shè)計研究總院(集團(tuán))、廣州市市政工程設(shè)計研究總院、同濟(jì)大學(xué)設(shè)計院、天津大學(xué)設(shè)計院、中國能源建設(shè)集團(tuán)、中國鐵道科學(xué)研究院、湖南省建筑設(shè)計院有限公司、深圳中鐵二局工程有限公司、太原市市政工程設(shè)計研究院、河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究總院、中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司昆明分公司、福州城建設(shè)計研究院有限公司、鎮(zhèn)江市規(guī)劃設(shè)計研究院、同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計研究院（集團(tuán)）、武漢市勘察設(shè)計有限公司、浙江省工業(yè)設(shè)計研究院、浙江省環(huán)科院、中國航空規(guī)劃設(shè)計研究總院有限公司、河南省建筑設(shè)計研究院有限公司、福州市規(guī)劃設(shè)計研究院、遼寧城建設(shè)計院、北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司廣東分院、中設(shè)設(shè)計集團(tuán)、山東省陽光工程設(shè)計院、光大環(huán)保技術(shù)研究院、中船第九設(shè)計研究院工程有限公司、北京京城環(huán)保股份有限公司、華陸工程科技有限責(zé)任公司 (化學(xué)工業(yè)部第六設(shè)計院)、中國聯(lián)合工程有限公司、南京市市政設(shè)計院、凈化集團(tuán)（玉環(huán)）給排水設(shè)計研究院有限公司、山東省環(huán)科院、青島市市政工程設(shè)計研究院、華錦建設(shè)集團(tuán)股份有限公司、中建鐵路投資建設(shè)集團(tuán)有限公司、中國電建集團(tuán)裝備研究院有限公司、中化商務(wù)有限公司、中國聯(lián)合工程有限公司、天津市水利科學(xué)研究院、北京市水科學(xué)技術(shù)研究院、武漢市給排水工程設(shè)計院、常德市市政建設(shè)有限責(zé)任公司、大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司、遼寧省市政工程設(shè)計研究院有限責(zé)任公司、南京市給排水工程設(shè)計院、北京京城環(huán)保股份有限公司、機(jī)科發(fā)展科技股份有限公司、同方環(huán)境股份有限公司、中節(jié)能工程技術(shù)研究院、四川蓉信開工程設(shè)計有限公司 等。

4、高校（研究院所）: 清華大學(xué)、臺灣交通大學(xué)、中國科學(xué)院、同濟(jì)大學(xué)、天津大學(xué)、中國人民大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院、重慶大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、北京交通大學(xué)、北京建筑大學(xué)、河北農(nóng)業(yè)大學(xué)城鄉(xiāng)建設(shè)學(xué)院、江南大學(xué) 、武漢科技大學(xué)、華中科技大學(xué)、香港科大、上海大學(xué)、太原理工大學(xué)、太原學(xué)院、斯坦福大學(xué) 威廉與克羅伊•科第伽資源回收研究中心、中國科學(xué)院過程工程研究所、南京河海環(huán)境研究院、寧波諾丁漢大學(xué)、北京交通大學(xué)、中原工學(xué)院、浙江工商大學(xué)、 河北工程大學(xué)、福建師范大學(xué)、吉林建筑大學(xué)、中南大學(xué)、江蘇大學(xué)、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心、蘇州科技大學(xué)、西安理工大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、吉林化工學(xué)院、大連理工大學(xué)、中國科學(xué)院成都生物研究所、華東理工大學(xué)、韓國慶北國立大學(xué)、浙江大學(xué)熱能所、寧波諾丁漢大學(xué)、中國石油大學(xué)（北京）克拉瑪依校區(qū)、等。

5、各地水務(wù)、環(huán)保、污泥投資建設(shè)運營單位：天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保集團(tuán)、北控水務(wù)集團(tuán)、北京城市排水集團(tuán)、北京首創(chuàng)、北京碧水源、啟迪桑德、天津水務(wù)集團(tuán)、成都市興蓉環(huán)境、安徽國禎環(huán)保、深圳市水務(wù)(集團(tuán))、上海城投水務(wù)、重慶水務(wù)集團(tuán)、東莞市水務(wù)投資、廣州市水務(wù)投資集團(tuán)、南京水務(wù)集團(tuán)、杭州市水務(wù)集團(tuán)、武漢市水務(wù)集團(tuán)、沈陽水務(wù)集團(tuán)、廈門水務(wù)集團(tuán)、珠海水務(wù)集團(tuán)、山東水務(wù)發(fā)展集團(tuán)、青島水務(wù)集團(tuán)、濟(jì)南水務(wù)集團(tuán)、上海巴安水務(wù)、中環(huán)保水務(wù)投資、昆明滇池水務(wù)、云南水務(wù)、中國水務(wù)集團(tuán)、中國水務(wù)投資、粵海水務(wù)、威立雅水務(wù)、蘇伊士環(huán)境集團(tuán)、中法水務(wù)投資、中國光大水務(wù)、貴州水務(wù)、海口市水務(wù)、華衍水務(wù)、天津華博水務(wù)、中環(huán)水務(wù)集團(tuán)、成都排水、首創(chuàng)愛華市政環(huán)境、重慶康達(dá)環(huán)保、江蘇長江水務(wù)、鐵漢生態(tài)環(huán)境、沈陽振興環(huán)保、大連德泰小窯灣污水處理有限公司、成都自來水公司、中美綠色投資管理有限公司、 信開水環(huán)境投資有限公司、重慶康達(dá)環(huán)保產(chǎn)業(yè)（集團(tuán)）、中持水務(wù)、江蘇大禹水務(wù)股份有限公司、銀泰達(dá)環(huán)保集團(tuán)有限公司、陜西環(huán)保集團(tuán)、濟(jì)寧中山公用水務(wù)有限公司、濟(jì)南市西區(qū)污水處理廠、常州市金壇區(qū)城市污水處理有限公司、上海南匯自來水公司、包頭排水公司、中山公用水務(wù)、鎮(zhèn)江市水業(yè)總公司、國電東北環(huán)保產(chǎn)業(yè)集團(tuán)、蘇州工業(yè)園區(qū)中法環(huán)境技術(shù)有限公司、南京中電環(huán)保固廢資源有限公司、啟迪桑德環(huán)境資源股份有限公司、上海國惠環(huán)�？萍技瘓F(tuán)有限公司、重慶市環(huán)衛(wèi)集團(tuán)、湖南軍信環(huán)保集團(tuán)、大連德泰控股有限公司、福建海峽環(huán)保集團(tuán)股份有限公司、廣州市花都凈水有限公司、國電東北環(huán)保產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司、福州市水務(wù)投資發(fā)展有限公司、首都機(jī)場動力公司、濟(jì)寧中山水務(wù)公司、山東公用控股污水公司、湖南新晃污水廠、重慶渝水環(huán)�？萍加邢薰�司、浙江建投環(huán)保工程有限公司、北京城市排水集團(tuán)研發(fā)中心、中海油節(jié)能環(huán)保服務(wù)有限公司、昆明滇池投資有限責(zé)任公司、東營市財金水務(wù)有限責(zé)任公司、昆明通用水務(wù)公司、合肥熱電集團(tuán)、瀚藍(lán)綠電固廢處理（佛山）有限公司、鄭州市污水凈化有限公司、北京首創(chuàng)污泥處置技術(shù)有限公司、天津生態(tài)城市政景觀有限公司、金州水務(wù)集團(tuán)股份有限公司、泰州城北污水處理廠、長沙市聯(lián)泰水質(zhì)凈化有限公司等。

6、環(huán)保、生態(tài)環(huán)境、污水、污泥處理處置技術(shù)和設(shè)備工程公司等。成都德菲環(huán)境工程有限公司、深圳瑞新達(dá)新能源科技有限公司、東莞市凱威爾環(huán)保材料有限公司、湖南北控威保特環(huán)境科技股份有限公司、可徠卡（上海）環(huán)境科技有限公司、蒂藹歐環(huán)�？萍及l(fā)展(上海)有限公司、天津管得通環(huán)�？萍加邢薰�司、常州帕斯菲克自動化技術(shù)股份有限公司、湖北華耀生物科技有限公司、河南宜居環(huán)境建設(shè)有限公司、宇星科技發(fā)展(深圳)有限公司、無錫通源環(huán)保技術(shù)工程有限公司、寧波鴻環(huán)土工材料有限公司、湖南鼎玖能源環(huán)境科技股份有限公司、中大萬邦（廈門）有機(jī)質(zhì)科技有限公司 、安德里茨（中國）有限公司、廣東派沃新能源科技有限公司、鄭州國研環(huán)保科技有限公司、河南愛爾福克化學(xué)股份有限公司、上海在伊環(huán)�？萍加邢薰�司、杭州水管家環(huán)保技術(shù)有限責(zé)任公司、安德里茨（中國）有限公司、Prof. Numrich GEV 、大連青烏環(huán)保、江蘇優(yōu)聯(lián)環(huán)境發(fā)展有限公司、科尼茲環(huán)�？萍迹ù筮B）有限公司、北排建設(shè)、吉林省拓達(dá)環(huán)保、蘇州四方特種濾布、 無錫國聯(lián)環(huán)�？萍脊煞萦邢薰�司、河南百川暢銀環(huán)保能源股份有限公司、新鄉(xiāng)仲德能源科技有限公司、 安陽艾爾旺新能源環(huán)境、成都中科能源環(huán)保有限公司、上海環(huán)保工程成套有限公司、科藍(lán)博（北京）環(huán)境技術(shù)有限公司、石垣環(huán)境機(jī)械（蘇州）有限公司、上海美伽水處理技術(shù)有限公司、上海力潔環(huán)�？萍加邢薰�司、維美德自動化公司、德國 Prof. Numrich GEV 、昆山威勝達(dá)環(huán)保設(shè)備有限公司、遼寧裕嘉和盛環(huán)�？萍加邢薰�司、安徽國禎環(huán)保節(jié)能科技股份有限公司、合肥中安清源環(huán)保科技有限公司、奧圖泰、菱重環(huán)環(huán)境技術(shù)、中國船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所、河南光宇鴻愷電子、普茨邁斯特、艾特克控股集團(tuán)、陜西先科環(huán)境、帕克環(huán)保技術(shù)、山東省環(huán)保產(chǎn)業(yè)股份有限公司、成都龍之泉科技股份有限公司、天津凱英科技發(fā)展、上海萊韋環(huán)�？萍加邢薰�司、上海泰譽(yù)環(huán)境科技有限公司、廣州市百明匯照明科技有限公司、無錫愛姆迪環(huán)�？萍加邢薰�司、神美科技有限公司、上海同化新材料科技有限公司、山東華利環(huán)保工程有限公司、南京萬德斯環(huán)�？萍脊煞萦邢薰�司、福建創(chuàng)源環(huán)保有限公司、江蘇東邦機(jī)械有限公司、北京華瑞朗斯水資源科技有限公司、株洲時代新材料科技股份有限公司、湖北加德科技股份有限公司、上�？底R食品科技有限公司、天津凱英科技發(fā)展股份有限公司、索理思（巴斯夫）、廣東天凱環(huán)保有限公司、上海貢境環(huán)境科技有限公司、江蘇寶聯(lián)氣體有限公司、航天晨光股份有限公司、浙江天源環(huán)�？萍脊煞萦邢薰�司、常州天興環(huán)�？萍加邢薰�司、貝卡特環(huán)境技術(shù)（北京）有限公司、大連邁克環(huán)境科技工程有限公司、九洲環(huán)境科技（天津）有限公司、聚光科技（杭州）股份有限公司、浙江卓錦環(huán)�？萍脊煞萦邢薰�司、廣州凱能電器科技有限公司、天府重工有限公司、徐州三原環(huán)境工程有限公司、上海華嚴(yán)檢測技術(shù)有限公司、北京清源華建環(huán)境科技有限公司、廣東芬藍(lán)環(huán)境科技有限公司、寧波甬和環(huán)保科技公司、格蘭富（上海）公司、青島金海晟環(huán)保科技公司、浙江三聯(lián)環(huán)�？萍脊�司、南京萬德斯環(huán)�？萍脊�司、青島思普潤環(huán)�？萍脊�司、愛森絮凝劑中國公司、山東中科恒源環(huán)保公司、江蘇康泰環(huán)�？萍脊�司、山東恒遠(yuǎn)利廢環(huán)保公司、深圳深能環(huán)保上洋公司、揚州四啟環(huán)保設(shè)備有限公司、煙臺桑尼核星環(huán)保設(shè)備有限公司、國美水技術(shù)公司、山東創(chuàng)業(yè)環(huán)�？萍及l(fā)展有限公司、太原正陽環(huán)境工程有限公司、大連海川博創(chuàng)環(huán)�？萍加邢薰�司、江蘇博一環(huán)�？萍加邢薰�司、上海和惠生態(tài)環(huán)境科技有限公司、重慶金瑞圖環(huán)保科技有限公司、香港僑邦國際有限公司、 上海環(huán)信環(huán)境工程有限公司、中鋁山東有限公司、華章科技、杭州楚天科技有限公司、常熟市德潤智慧能源有限公司、重慶澤正、九洲環(huán)境科技（天津）有限公司、愛森(中國)絮凝劑有限公司、浙江卓錦環(huán)�？萍脊煞萦邢薰�司、徐州巨旋重型機(jī)械有限公司、廈門曙光偉業(yè)環(huán)保工程有限公司、徐州格雷安環(huán)保設(shè)備有限公司、四川宏佳蚓生物科技有限公司、菱重環(huán)環(huán)境技術(shù)服務(wù)(北京)有限公司、湖南奇思環(huán)保設(shè)備制造有限公司、寧波格林蘭生物質(zhì)能源開發(fā)有限公司、杰瑞環(huán)保科技有限公司、山東蔚藍(lán)生物科技有限公司、江蘇富淼科技股份有限公司、上海中發(fā)環(huán)保(集團(tuán))有限公司、桐鄉(xiāng)市小老板特種塑料制品有限公司、三川德青科技有限公司、河北瑞諾環(huán)�？萍加邢薰�司、鄭州柳成行垃圾處理工程有限公司、廣東新環(huán)環(huán)保產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司、深圳華凈環(huán)境科技有限公司、青島軟控�？骗h(huán)保有限公司、徐州礦源環(huán)�？萍加邢薰�司、等。

普通參會人員（設(shè)計院、水務(wù)公司、政府部門）為2300元/人（含會務(wù)、資料、場地、用餐、參觀考察等費用，不含住宿費）；2020年3月18日前返回參會回執(zhí)并匯款的普通參會人員為2000元/人；設(shè)備工程技術(shù)企業(yè)參會人員為2900元/人；2020年3月18日前返回參會回執(zhí)并匯款的設(shè)備廠家參會人員為2600元/人�，F(xiàn)場不能刷卡交會議費。注：需要現(xiàn)場或者提前領(lǐng)到發(fā)票的參會代表，請?zhí)崆皩�會�?wù)費匯款到雜志社。會議費現(xiàn)場只能收現(xiàn)金，不能刷卡。

（酒店房間緊張，請?zhí)崆盎貓?zhí)、預(yù)訂房間并付款。請3月18日前聯(lián)系中國給水排水雜志社的 金晟18622273726， 辦理預(yù)定房間手續(xù)，請將預(yù)定住房費用匯款至：金晟6217 9002 0000 4602 885 中國銀行天津分行；匯款時請注明入住參會代表姓名及單位名稱，入住香格里拉酒店的代表需提前支付實際住宿天數(shù)房費，入住藍(lán)溪國際酒店的代表需提前支付首晚住宿房費。 ）廣東芬尼克茲節(jié)能設(shè)備有限公司廣東派沃新能源科技有限公司

同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院、臺灣交通大學(xué)、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院、上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院、天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院、浙江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院、中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所、東北大學(xué)、沈陽建筑大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所等

支持媒體：《中國給水排水》雜志、中國水業(yè)網(wǎng)（ www.ytziyue.cn ）、《環(huán)境衛(wèi)生工程》雜志、中國給水排水雜志網(wǎng)站、中國水網(wǎng)、慧聰水工業(yè)網(wǎng)、水世界-中國城鎮(zhèn)水網(wǎng)、必高環(huán)保人才網(wǎng)、亞洲環(huán)保雜志 、水處理技術(shù)雜志等。

附件：（部分報告）

題 目1：城市靜脈產(chǎn)業(yè)構(gòu)建（固廢資源化會場）

題 目2：污泥處理處置的后發(fā)優(yōu)勢（污泥會場）

題 目：城市污水廠干化污泥協(xié)同餐廚垃圾生物轉(zhuǎn).化研究

報告人：同濟(jì)大學(xué)環(huán)境學(xué)院聯(lián)合國環(huán)境署環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展學(xué)院李風(fēng)亭教授副院長

題目：污水廠COD衡算和用以分析污泥產(chǎn)率和能源回收 曹業(yè)始1(報告人), Helmut Kroiss2,Glen T. Daigger31、曹業(yè)始:國際水協(xié)會士(IWA Fellow)，中持新概念環(huán)境發(fā)展宜興有限公司首席工藝師，新加坡PUB前首席專家 2、Helmut Kroiss:教授, 水質(zhì)、資源和廢物管理研究所, 維也納技術(shù)大學(xué)，歐洲科學(xué)與藝術(shù)院院士 3、Glen T. Daigger:教授, 土木與環(huán)境工程系, 美國密歇根大學(xué)，美國工程院院士，中國工程院外籍院士 摘要：演講介紹了在歐美部分地區(qū)用于污水處理廠定量管理和”對標(biāo)比較”的工具: 污水處理廠質(zhì)量流,平衡. 包括原理,步驟和采用該工具帶來的益處. 並比較了傳統(tǒng)的城市污水處理和目前普遍的省略初沉和厭氧消化的工藝過程污泥產(chǎn)量和能源回收的差異。

題目：生物質(zhì)炭增強(qiáng)污泥穩(wěn)定化過程及溫室氣體減排效應(yīng)報告人：同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院楊長明教授

報告人：北京建筑大學(xué)郝曉地教授 （ 郝曉地，男，山西柳林人，教授，從事市政與環(huán)境工程專業(yè)教學(xué)與科研工作，主要研究方向為污水生物脫氮除磷技術(shù)、污水處理數(shù)學(xué)模擬技術(shù)、可持續(xù)環(huán)境生物技術(shù)�，F(xiàn)為國際水協(xié)期刊《WaterResearch》區(qū)域主編（Editor））

報告人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)許國仁教授國家“萬人計劃”專家

許國仁教授國內(nèi)外學(xué)術(shù)組織及學(xué)術(shù)期刊任職：Water Science & Technology Editor, Water Supply Editor；國際水協(xié)（IWA）小規(guī)模水和廢水專家委員會 副主席；國際水協(xié)（IWA）污泥專家委員會 秘書長；國家標(biāo)準(zhǔn)化委員會（ISO）污泥專業(yè)委員會工作組專家；

報告人：武漢理工大學(xué)桑穩(wěn)姣市政工程系副主任，副教授

桑穩(wěn)姣：工學(xué)博士，碩士生導(dǎo)師，民盟成員�，F(xiàn)任武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院市政工程系副主任，副教授，民盟湖北省委科技工作委員會委員，民盟武漢理工大學(xué)委員會第一支部主委，國際水協(xié)會員，湖北省公共資源交易平臺專家。

題 目：污泥處理處置技術(shù)探討及工程案例分享

題目：破解城鎮(zhèn)污泥處置難題--威立雅污泥處置解決方案及案例介紹

報告人：威立雅水務(wù)工程（北京）有限公司王維燕污泥市場拓展經(jīng)理

報告人：廣東省建筑設(shè)計研究院李駿飛副總工程師/廣東省勘察設(shè)計大師

題 目：市政污泥處理處置系統(tǒng)解決方案及工程化應(yīng)用

報告人：吳偉祥--博士，教授，博導(dǎo)，研究方向“廢物處理處置資源化”。浙江省杰出青年基金項目獲得者，2007年入選國家教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃。2010年入選“浙江省新世紀(jì)151人才工程”培養(yǎng)計劃�，F(xiàn)擔(dān)任浙江大學(xué)環(huán)境保護(hù)研究所所長 、浙江大學(xué)環(huán)資學(xué)院固廢研究中心主任

題 目：城市污泥熱解炭化產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用及發(fā)展趨勢

題 目：微塑料汚染對汚泥處理與管理的新挑戰(zhàn)報告人：吳唯民斯坦福大學(xué)土木與環(huán)境工程系高級研究員Challenge of Emerging Pollution of Microplastics to Sludge Treatment and Management Dr. Wei-Min Wu, Senior Researcher, Department of Civil & Environmental Engineering, Stanford University

題 目：It is now possible to give water industry waste residuals a second life 賦予自來水廠污泥“第二次生命” 報告人： Yaqian Zhao (趙亞乾) （Xi’an University of Technology/University College Dublin） （西安理工大學(xué)/愛爾蘭都柏林大學(xué)） ，國際水協(xié)會會士(FIWA) ，陜西省”百人計劃”特聘教授 ，甘肅省”飛天學(xué)者”講座教授 ，Water Science & Technology副主編

普通參會人員（設(shè)計院、水務(wù)公司、政府部門）為2300元/人（含會務(wù)、資料、場地、用餐、參觀考察等費用，不含住宿費）；2020年3月18日前返回參會回執(zhí)并匯款的普通參會人員為2000元/人；設(shè)備工程技術(shù)企業(yè)參會人員為2900元/人；2020年3月18日前返回參會回執(zhí)并匯款的設(shè)備廠家參會人員為2600元/人。現(xiàn)場不能刷卡交會議費。注：需要現(xiàn)場或者提前領(lǐng)到發(fā)票的參會代表，請?zhí)崆皩�會�?wù)費匯款到雜志社。會議費現(xiàn)場只能收現(xiàn)金，不能刷卡。

共創(chuàng)、共生、共贏-- -- 鼎力打造中國給水排水核心技術(shù)品牌生態(tài)圈

下水道系統(tǒng)的滲漏及其對水體黑臭和污水處理廠運行的影響 報告人：曹業(yè)始--新加坡公用事業(yè)局(PUB)前首席專家，國際水協(xié)會會士

原創(chuàng)：曹業(yè)始water8848

下水道系統(tǒng)的滲漏及其對水體黑臭和污水處理廠運行的影響 報告人：曹業(yè)始--新加坡公用事業(yè)局(PUB)前首席專家，國際水協(xié)會會士(IWA Fellow), 國際水協(xié)會營養(yǎng)物去除和回用專家領(lǐng)導(dǎo)小組成員，世界銀行環(huán)境顧問

下水道系統(tǒng)的滲漏及其對水體黑臭和污水處理廠運行的影響

介紹

中國在解決水污染問題上付出了巨大的努力并取得重大成就:總處理能力在2016年達(dá)到了 1 7.6億 m3/d ( 1 CUWA, 2017), 是世界上第一( 1 CUWA, 2017)。然而,消除 "黑臭水體" 仍然是具有挑戰(zhàn)性的任務(wù), 同時許多污水處理廠面臨著由于異常低進(jìn)水COD濃度(表 1) 和低COD/N 比 (表 2), 外部加碳去除營養(yǎng)物和低效率能量回收等形成操作成本的增加。在許多因素中, 下水道滲漏 (包括外滲和流入) 對改善水環(huán)境質(zhì)量和污水處理廠運行起著中心作用 (張悅, 2017; 1 唐建國, 2017).但定量和整體性研究仍不多。本研究的目的是: 1.建立一種對下水道系統(tǒng)污水、COD、N、P 質(zhì)量負(fù)荷滲透百分率和生物COD 去除率簡便的計算方法.五例[中國(排除香港、澳門和臺灣)、上海、廣州、天津、北京,四個城市具有處理能力≥ 100 000 m3/d 的污水處理廠]被用作量化分析;2. 探討污水滲漏與水環(huán)境以及城市污水處理廠性能和運行的關(guān)系;3. 據(jù)此提出相應(yīng)建議。

題目：下水道系統(tǒng)的滲 漏及其對水體黑臭和污水處理廠運行的影響

題目：污水處理廠審計: 物流與能源效率

報告人：曹業(yè)始--新加坡公用事業(yè)局(PUB)前首席專家，國際水協(xié)會會士(IWA Fellow), 國際水協(xié)會營養(yǎng)物去除和回用專家領(lǐng)導(dǎo)小組成員，世界銀行環(huán)境顧問

下水道系統(tǒng)的滲漏及其對水體黑臭和污水處理廠運行的影響

(詳細(xì)摘要)

介紹

中國在解決水污染問題上付出了巨大的努力并取得重大成就:總處理能力在2016年達(dá)到了 1 7.6億 m3/d ( 1 CUWA, 2017), 是世界上第一 ( 1 CUWA, 2017)。然而,消除 "黑臭水體" 仍然是具有挑戰(zhàn)性的任務(wù), 同時許多污水處理廠面臨著由于異常低進(jìn)水COD濃度(表 1) 和低COD/N 比 (表 2), 外部加碳去除營養(yǎng)物和低效率能量回收等形成操作成本的增加。在許多因素中, 下水道滲漏 (包括外滲和流入) 對改善水環(huán)境質(zhì)量和污水處理廠運行起著中心作用 (張悅, 2017; 1 唐建國, 2017).但定量和整體性研究仍不多。本研究的目的是: 1.建立一種對下水道系統(tǒng)污水、COD、N、P 質(zhì)量負(fù)荷滲透百分率和生物 COD 去除率簡便的計算方法.五例[中國(排除香港、澳門和臺灣)、上海、廣州、天津、北京,四個城市具有處理能力≥ 100 000 m3/d 的污水處理廠]被用作量化分析;2. 探討污水滲漏與水環(huán)境以及城市污水處理廠性能和運行的關(guān)系;3. 據(jù)此提出相應(yīng)建議。

方法和方法

圖1說明了污水下水道系統(tǒng)的滲漏的概念和在本研究中采用的方法。新加坡的個人(民用)用水量、COD、氮、磷的個人負(fù)荷 (PLs)被用作參考值: 0.176 m3/日.個人, 9.7 克氮/日.個人, 1.0 克磷/日.個人。70% 的新加坡個人負(fù)荷被采納作為研究整個中國參考值, 而100% 新加坡個人負(fù)荷為用于四個城市研究。分別從 2 CUWA (2017) 和 1 CUWA (2017)計算中國在污水處理廠的進(jìn)入地點個人(民用)用水量、COD、氮、磷的個人負(fù)荷 (PLs)值。假設(shè)氮、磷為保守化合物,以COD的 外滲透百分率與氮、磷的外滲透平均百分率差計算生物COD去除率。

結(jié)果

污水滲漏呈現(xiàn)很高百分率: 39% 的外滲漏(中國) 和48% 的內(nèi)滲漏 (天津) (表 3).COD 的外滲漏百分率在 17% (北京) 和 66% (中國) 之間 (圖 2), 平均為44%. N 和 P 的外滲漏百分率平均值分別為21.5% 和23.2%。生物 COD 去除率的平均分?jǐn)?shù)至少為24%。大量外滲漏的污水、氮和磷污染了地下水和河流,并形成擴(kuò)散源而難以控制(Metcalf and Eddy, 2004 ), 往往是造成"黑色和惡臭水體’’主要原因.外滲漏污水中的硫酸鹽、氯化物和氮化合物可以再滲入受損的下水道系統(tǒng) (Eiswirth和Hotzl, 2004)。高COD生物去除率意味著COD用于還原地下水中硝酸鹽的可能性 (Nielson, et, 1991;Talib 等, 2002;van Loosdrecht, 2018),消耗的 COD和有氧異養(yǎng)轉(zhuǎn)化消耗的 COD數(shù)量級相同(Huisman等, 2004).廣泛存在于中國地下水硝酸鹽已被證明 (Gu etc., 2013; Hanetc., 2013).低碳/氮比率的另一個可能因素是排放系統(tǒng)中化糞池溢出含有更少 COD(Kroiss, 2018; Daigger, 2018).

下水道系統(tǒng)高COD生物去除率對低進(jìn)水COD/N (五例:7.7 - 8.8 之間,新加坡:11.3) (表 2) 和在許多市政污水處理廠測得低進(jìn)水 VSS/TSS 比率(30% -60%) (戴曉虎, 2017;鄭興燦, 2017;吉芳英, 2017;吳遠(yuǎn)遠(yuǎn), 2018) 表明固體的生物降解性較差 (Henzeetc,, 2002)。后者由于滲透細(xì)砂和黏土與直徑 200µm (吉芳英, 2017)變的更糟。進(jìn)水碳的短缺和生物降解性差和法定的營養(yǎng)物排放要求構(gòu)成了在許多污水處理廠中省略主沉淀池,外部加碳和低百分比 (« 10%)厭氧消化池用于能量回收在中國 (戴曉虎, 2017)的主要原因。

在許多污水處理廠活性污泥池中惰性細(xì)顆粒降低了混合液的 VSS/MLSS 比率(30% - 50%, (鄭興燦, 2017; 吉芳英, 2017; 李激, 2018) 與正常范圍的70% - 80% (Henze等, 2002) 相比, 活性污泥罐和厭氧消化池要求額外的反應(yīng)器容積(Daigger, 2014)。同時在反應(yīng)器沉降的惰性固體減少了有效的反應(yīng)器容量 (吉芳英, 2017)。厭氧消化池污泥低 COD進(jìn)料負(fù)荷和高惰性無機(jī)含量導(dǎo)致低沼氣產(chǎn)量 (吉芳英, 2017),高污泥產(chǎn)量。

建議

五例分析結(jié)果表明總的來說下水道系統(tǒng)滲漏嚴(yán)重.滲漏污染地下水, 與"黑臭水體"密切相關(guān);同時導(dǎo)致廢水處理廠操作偏離可持續(xù)發(fā)展性. 因此恢復(fù)下水道系統(tǒng)的完整性以消除滲透有助從根本上解決以上兩個問題,是當(dāng)前實現(xiàn)綜合和可持續(xù)水和實現(xiàn)城市水循環(huán)閉環(huán)管理的一項緊迫任務(wù)。為此, 主要建議如下:

§ 對目前下水道 (和部分雨水集體系統(tǒng)) 的滲漏進(jìn)行全國范圍的調(diào)查。

§ 研究在當(dāng)?shù)貤l件下,滲漏對水環(huán)境和 "黑臭味水體" 的影響;

§ 研究滲水/河水與污水、化糞池在下水道中的相互作用及對生物 COD 去除的影響, 以提高污水處理廠的進(jìn)水COD濃度;

§ 根據(jù)成本效益分析, 制定任務(wù)清單,替代方案和優(yōu)先考慮,經(jīng)濟(jì)高效制定破損下水道系統(tǒng)修復(fù)工作計劃并付諸實行。

§ 實施下水道系統(tǒng)、污水處理廠和接收水體進(jìn)行一體化管理.

§ 評估現(xiàn)有現(xiàn)有的單元和過程(和新開發(fā)的除砂/粘土微粒去除裝置)的效率,

§ 進(jìn)行在當(dāng)?shù)貤l件下,原污水COD的成分特性研究,特別是在惰性固體COD含量;

§ 研發(fā)在目前的進(jìn)水特性條件下,各個單元/過程設(shè)計和以一體化的方式設(shè)計污水處理廠的基本原理準(zhǔn)則,并制定升級和重建設(shè)計指南.

參考文件 (省略)

Appendix: Tables and Figures

Table 2Characteristics of influent municipal sewage of municipal WWTPs in China and Singapore (in mg/L)

	COD	BOD	SS	TN	NH 4 -N	TP
China	267	111	182	34	25	3.8
Shanghai	280	138	158	32	24	4.1
Guangzhou	181	92	186	24	19	3.5
Tianjin	470	202	242	59	43	5.9
Beijing	513	225	289	56	38	6.7
Singapore	565	325	296	50	38	6.5

Table 2The ratios of organic carbon and nitrogen of the sewages of China, four cities and Singapore

Ratio	China	Shanghai	Guangzhou	Tianjin	Beijing	Singapore
COD/BOD5	2.4	2.0	2.0	2.2	2.3	1.8
COD/TN	7.7	8.7	7.5	8.0	8.8	11.3
BOD5/TN	3.3	4.4	3.8	3.6	4.0	7.6

Table 3Person Loads of water consumtion, treated, COD and exfiltration fractions estimated

	PL of water consumption* m3/cap.d	PLin of water treated** m3/cap.d	Per. PL of water in- or ex- filtrated %	PLin of COD in inf. WWTPs g COD /cap.d	PL of COD disappeared g COD/cap.d	Per. PL of COD Disappeared, %
China	0.168	0.103	39***	28	56	66
Shanghai	0.223	0.252	13	71	50	41
Guangzhou	0.246	0.277	13	50	71	59
Tianjin	0.109	0.162	48	76	45	37
Beijing	NA	0.194	`NA	100	21	17
Singapore	0.176	0.196	10	110	11	10

* 2 中國供水和污水處理協(xié)會(2017), ** 1 中國供水和污水處理協(xié)會(2017), *** - exfiltration

Fig. 2COD fate in the sewer systems of China, Shanghai, Guangzhou, Tianjin and Beijing

下水道系統(tǒng)滲漏對黑臭水體和污水廠運行的影響：北京、上海、廣州、新加坡四地的對比分析研究

來源 ：IWAIWA國際水協(xié)會

中國在水污染治理問題上已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)步。中國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2018年第二季度全國城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)運行情況通報顯示，截至2018年6月底，全國設(shè)市城市、縣（以下簡稱城鎮(zhèn)，不含其它建制鎮(zhèn)）累計建成污水處理廠3,802座，污水處理能力達(dá)1.61億立方米/日，成為全世界單日污水處理量最大的國家。然而，消除黑臭水體依然是巨大挑戰(zhàn)，同時中國污水廠面對日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，也有很多問題尚待解決，其中一大問題是進(jìn)水COD往往異常的低。中國城鎮(zhèn)供水排水協(xié)會（CUWA）2017年發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，市政污水廠的進(jìn)水COD平均值僅為267mg/L，南方地區(qū)的一些污水廠COD甚至低于100mg/L，而歐洲污水廠的進(jìn)水COD一般在400-1,000mg/L。

表1. 中國各地區(qū)污水廠進(jìn)水水質(zhì)和新加坡的對比（單位：mg/L）

中國大多數(shù)城市污水廠進(jìn)水COD的C/N為7.5-8.8，屬于中等偏低的水平，而且有大量惰性固體組分。為了保留更多碳源用于脫氮除磷，許多污水廠都略去初沉池，而且有厭氧消化工藝的污水廠占比不到10%，因此大部分污水廠都要通過外加碳源滿足一級A的總氮標(biāo)準(zhǔn)（TN<10mg/L）。

進(jìn)水COD濃度低也可能是由于污水管網(wǎng)存在滲漏問題，包括了外滲和內(nèi)滲。黑臭水體問題很大程度跟管網(wǎng)滲漏有關(guān)。專家認(rèn)為，要解決黑臭水體問題，先要解決污水廠進(jìn)水低濃度的問題，并且要對管網(wǎng)滲漏情況進(jìn)行量化。國內(nèi)外水務(wù)專家就此進(jìn)行了聯(lián)合研究，目的是開發(fā)出一套簡易的量化方法，探討管網(wǎng)滲漏對黑臭水體和污水廠運行的影響，最后提出相關(guān)建議。專家團(tuán)包括新加坡PUB前首席專家的曹業(yè)始博士、荷蘭TU Delft的Mark van Loosdrecht教授，國際水協(xié)會前主席Helmut Kroiss教授和Glen Daigger教授、上海城市建設(shè)設(shè)計研究總院總工唐建國、中國水協(xié)排水委員會楊向平 主任、甘一萍 秘書長、江南大學(xué)李激教授、中國土木工程學(xué)會水工業(yè)分會張悅 理事長等。他們的報告發(fā)表在國際水協(xié)會的期刊《Water Science & Technology》上。

研究方法

研究人員將污水廠進(jìn)水的氮磷濃度分解為三個來源，第一是人們?nèi)粘Ｉ�活用水產(chǎn)生的負(fù)荷，第二是污水管網(wǎng)的內(nèi)滲和外滲，第三是少量進(jìn)入管網(wǎng)的工業(yè)廢水。此外，還有部分污水在管網(wǎng)里發(fā)生生物降解，這都會影響進(jìn)水COD的濃度。

圖1. 污水下水道的內(nèi)滲外滲過程示意圖

研究團(tuán)隊首先以新加坡為例，計算人均污水負(fù)荷值。結(jié)果顯示，新加坡的人均用水量為200L/天，假設(shè)內(nèi)滲率約10%（旱天），沒有外滲現(xiàn)象，COD在管網(wǎng)的降解率為10%，可以算得COD、氮和磷的個人負(fù)荷人別為121、9.7、1.0g/人/天。這些數(shù)值和奧地利、德國等歐洲國家?guī)缀跻荒Ｒ粯印?/span>

初步計算反映了中國污水管網(wǎng)存在嚴(yán)重的滲漏問題。在這次研究里，他們專門考察了北京、上海和廣州的情況，并和新加坡進(jìn)行對比。下表是人均用水和滲漏對比的概況，統(tǒng)計的都是處理量在10萬m³/天以上的污水廠。

表2. 人均用水、處理率和滲漏率的對比

表3.污水廠進(jìn)水氮、磷和外滲情況的對比

滲漏對水環(huán)境的影響

上表2統(tǒng)計顯示，中國污水管網(wǎng)的整體外滲率達(dá)39%，考慮到南方水位較高，他們認(rèn)為外滲情況主要發(fā)生在北方，而南方以內(nèi)滲為主，致使進(jìn)水濃度便低。但總的來說，這些外滲的COD和氮磷進(jìn)入地下水或者地表水，導(dǎo)致黑臭水體的形成。這種擴(kuò)散污染很難控制，而且其中形成的硫化物、硝酸鹽或亞硝酸鹽會進(jìn)一步消耗可降解的COD。

圖2. 管網(wǎng)系統(tǒng)的COD去向統(tǒng)計

另外，數(shù)據(jù)顯示上海污水廠COD的惰性顆粒組分超過30%，歐洲只為8-20%，VSS/SS比范圍在30-60%之間，低于歐洲的70%。具體參數(shù)見下表4。

表4

作者認(rèn)為，上述結(jié)果說明合理設(shè)計和運行下水道系統(tǒng)，對于保護(hù)水生環(huán)境、消除黑臭水體，以及確保污水廠可持續(xù)運行至關(guān)重要。北京的案例證明了“廠網(wǎng)一體化”管理策略的有效性。最近住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、生態(tài)環(huán)境部、發(fā)展改革委印發(fā)《城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效三年行動方案(2019—2021年)》對下水道的修復(fù)技術(shù)做出了指示，應(yīng)該能加快污水管網(wǎng)系統(tǒng)的修復(fù)和完善。

對污水廠運行的影響

管網(wǎng)的滲漏問題使污水廠的運行表現(xiàn)偏離其設(shè)計能力。下水道系統(tǒng)的COD生物去除率高，使得進(jìn)水COD/N比值偏低，平均在7.7-8.8之間，低于新加坡的11.2(表 4)。許多污水廠測得的進(jìn)水VSS/TSS比率很低，約為30-60%，這表明固體的生物降解性較差。這是由于內(nèi)滲引入的許多細(xì)砂和黏土（直徑小于200µm）造成的，這些物質(zhì)來自土地開發(fā)和城市化發(fā)展。進(jìn)水碳源短缺、生物降解性差，為了滿足氮磷的出水要求，必須外加碳源才能達(dá)標(biāo)排放。這些細(xì)砂也占據(jù)了活性污泥池和厭氧消化管的空間，降低了處理效率和沼氣產(chǎn)量。作者認(rèn)為目前移除初沉池和厭氧污泥消化的常規(guī)做法過于簡單，管理者需要根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w情況，對污水廠運行進(jìn)行優(yōu)化。

七點建議

研究團(tuán)隊的比較分析方法對中國下水道管網(wǎng)的滲漏進(jìn)行了初步量化，總的來說40%的水量流失和50%的COD和氮磷外滲量十分驚人。這也反應(yīng)了管網(wǎng)問題確實和黑臭水體密切相關(guān)，同時也降低了污水處理廠的運行效率。他們指出，修復(fù)下水道管網(wǎng)的完整性，消除滲漏問題，能幫助中國從根本上解決黑臭水體的問題，實現(xiàn)城市可持續(xù)水管理的目標(biāo)。對于日后應(yīng)該采取怎樣的措施，作者們列出了以下七點建議：

有四點建議是關(guān)于對管網(wǎng)滲漏調(diào)查的優(yōu)化：

1. 開展全國范圍的調(diào)查，評估對目前下水道 (以及部分雨水系統(tǒng)) 的滲漏情況。要達(dá)到量化的目的，調(diào)查要考慮旱天和雨天天氣、時間/空間條件的變化情況（例如一年里地下水位的變化），這樣有助了解表面現(xiàn)象背后的復(fù)雜機(jī)制；

2. 研究在當(dāng)?shù)貤l件下，滲漏對水環(huán)境和黑臭水體的影響;

3. 研究內(nèi)滲地下水/河水與污水的相互作用、以及外滲污水和地下水/河水的相互作用，以及這些相互關(guān)系對水環(huán)境和COD在管網(wǎng)里的生物降解的影響;

4. 根據(jù)成本效益分析, 制定任務(wù)清單和替代方案，并列明優(yōu)先級，最終制定下水道系統(tǒng)的修復(fù)計劃，并予以執(zhí)行。

另外三點建議是關(guān)于如何在現(xiàn)有進(jìn)水水質(zhì)條件下改善污水廠的運行表現(xiàn)：

5. 結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r，評估當(dāng)前污水水質(zhì)，尤其是可生物降解和惰性固體的組成比，因為了解進(jìn)水特性是污水廠設(shè)計和運行必不可少的首要任務(wù)。

6. 評估現(xiàn)有工藝單元的運行效率，特別是沉砂池和生物處理單元。分析并確定對污水廠進(jìn)行升級或改造會遇到的瓶頸問題。

7. 根據(jù)目前的進(jìn)水特性，對各單元/工藝開發(fā)一套合理的、一體化的設(shè)計指南，尤其是那些滲漏情況嚴(yán)重的地區(qū)。

參考資料

The leakage of sewer systems and the impact on the ‘black and odorous water bodies’ and WWTPs in China, Y. S. Cao, J. G. Tang, M. Henze, X. P. Yang, Y. P. Gan, J. Li, H. Kroiss, M. C. M. van Loosdrecht, Y. Zhang and G. T. Daigger, Water Science and Technology, Volume 79, Issue 2,Feb 2019

doi: 10.2166/wst.2019.051

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