對長三角三省一市新近發(fā)布的污水處理廠污染物排放標(biāo)準做了較為詳細的對比和解析，針對污水處理廠新一輪提標(biāo)面臨的挑戰(zhàn)，從污水處理廠內(nèi)工程措施和管網(wǎng)源頭水質(zhì)分流兩個方面闡述了對提標(biāo)改造對策的思考，希望能為污水處理廠提標(biāo)改造工程的實施開拓思路、提供借鑒。
習(xí)近平總書記在2018年11月5日的首屆中國國際進口博覽會上，宣布將長三角一體化上升為國家戰(zhàn)略。長三角三省一市（滬蘇浙皖）的地域面積35.9萬km?、常住人口2.2億，分別占全國的1/26和1/6，經(jīng)濟總量19.5萬億元，占全國的近1/4。在一體化發(fā)展的大背景下，長三角水務(wù)一體化也被提上了議事日程。2015年4月國務(wù)院發(fā)布《水污染防治行動計劃》（即“水十條”）后，滬蘇浙皖也相繼發(fā)布了各自的水污染防治行動工作方案，對水污染防治、水生態(tài)保護和水資源管理等均提出了明確的工作目標(biāo)和具體措施。在各地的行動方案中，提高污水處理廠的處理能力和處理標(biāo)準均為一項重要舉措。2016年以來，各地也陸續(xù)發(fā)布了關(guān)于污水處理廠污染物排放的地方標(biāo)準，相對于現(xiàn)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準》（GB 18918-2002）中的一級A標(biāo)準，各地方標(biāo)準對污水處理廠的污染物排放，尤其是氮、磷指標(biāo)均提出了更高的要求，這就給污水處理廠的提標(biāo)改造帶來了更大的挑戰(zhàn)。
1 長三角地區(qū)污水處理廠排放標(biāo)準及其解析
上海市在2016年4月由上海市環(huán)保局和上海市水務(wù)局聯(lián)合發(fā)布了“關(guān)于全市污水處理廠新建、擴建和提標(biāo)改造項目污染物排放標(biāo)準有關(guān)事項的通知”。要求污水處理廠尾水排放標(biāo)準按不低于一級A的指標(biāo)控制。由于上海水環(huán)境中氨氮、總磷問題突出，特此明確向內(nèi)陸水體排水且尚未建設(shè)（尚未批復(fù)工可）的污水處理廠，氨氮和總磷必須執(zhí)行地表水Ⅳ類水標(biāo)準，即氨氮1.5 mg/L（水溫>12 ℃）和3.0 mg/L（水溫≤12 ℃），總磷0.3 mg/L，同時對其他指標(biāo)在建設(shè)空間布局上進行總體預(yù)留考慮。
江蘇省在2018年5月發(fā)布了新版的《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》（DB 32/1072-2018），太湖地區(qū)包括蘇州市、無錫市、常州市，南京市溧水區(qū)、高淳區(qū)，鎮(zhèn)江市丹陽市、句容市和丹徒區(qū)。該標(biāo)準相對原2007版提高了太湖流域一級、二級保護區(qū)內(nèi)主要水污染物（化學(xué)需氧量、氨氮、總氮和總磷）的排放限值，也提高了太湖地區(qū)其他區(qū)域內(nèi)部分工業(yè)行業(yè)的廢水排放限值。
浙江省在2018年12月發(fā)布了《城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放標(biāo)準》（DB 33/2169-2018），對全省現(xiàn)有城鎮(zhèn)污水處理廠和新建城鎮(zhèn)污水處理廠分別提出了不同的排放標(biāo)準要求，主要涉及化學(xué)需氧量、氨氮、總氮和總磷共4項指標(biāo)。
安徽省在2016年9月發(fā)布了《巢湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠和工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》（DB 34/2710-2016），要求巢湖流域（包括巢湖市、肥西縣、肥東縣、舒城縣和合肥市廬陽區(qū)、瑤海區(qū)、蜀山區(qū)、包河區(qū)的全部行政區(qū)域，以及長豐縣、廬江縣、含山縣、和縣、無為縣、岳西縣、蕪湖市鳩江區(qū)、六安市金安區(qū)行政區(qū)域）的城鎮(zhèn)污水處理廠需執(zhí)行該標(biāo)準。該標(biāo)準按城鎮(zhèn)污水處理廠是現(xiàn)有還是新建、進水中工業(yè)廢水比例是否超50%設(shè)定了不同的排放標(biāo)準。同樣是規(guī)定了COD、氨氮、總氮和總磷共4項指標(biāo)。
三省一市主要水污染物排放指標(biāo)如表1所示。
從前述數(shù)據(jù)來看，長三角三省一市的污水處理廠排放標(biāo)準有以下特點：
（1）從排放限值的具體數(shù)值來看，各地均在一級A標(biāo)準的基礎(chǔ)上又提出了更高的要求，各地標(biāo)準都是針對氮、磷營養(yǎng)物和化學(xué)需氧量指標(biāo)。這些指標(biāo)的控制對于緩解水體的富營養(yǎng)化、提升環(huán)境質(zhì)量有著積極的作用。但新標(biāo)準的實施意味著各地又要在目前的一級A標(biāo)準基礎(chǔ)上，著手考慮進行新一輪的污水處理廠提標(biāo)改造。
（2）從適用范圍來看，上海和浙江標(biāo)準的適用范圍最廣，均適用于全市和全省。而江蘇省的標(biāo)準僅適用于太湖流域，安徽省的標(biāo)準僅適用于巢湖流域。
（3）三省一市的排放標(biāo)準相比較，浙江省的標(biāo)準最嚴。新建污水處理廠的COD、氨氮和總磷均為地表水Ⅳ類水標(biāo)準，總氮按10（12）mg/L控制也基本是目前國內(nèi)污水處理廠的最高標(biāo)準。現(xiàn)有污水處理廠的排放標(biāo)準也在一級A基礎(chǔ)上做了較大的提升。
（4）安徽省的排放標(biāo)準相對寬松且對不同污水處理廠的類型做了詳細區(qū)分，包括現(xiàn)有廠和新建廠的區(qū)分，進水中工業(yè)廢水量比例是否大于50%的區(qū)分等。對于進水中工業(yè)廢水量≥50%的現(xiàn)有污水處理廠，排放標(biāo)準甚至比一級A標(biāo)準還要寬松。
2 污水處理廠提標(biāo)改造面臨的挑戰(zhàn)
長三角地區(qū)近年來正全面進行污水處理廠一級A標(biāo)準的提標(biāo)改造。上海市截至2016年底，全市共有城鎮(zhèn)污水處理廠53座，處理規(guī)模812.2萬m?/d，其中執(zhí)行一級A標(biāo)準的占3.75%，執(zhí)行一級B及二級標(biāo)準的占96.25%，經(jīng)過近兩年的提標(biāo)改造后，全市污水處理廠的一級A提標(biāo)改造基本完成。江蘇省自2007年太湖藍藻事件后，要求太湖流域污水處理廠必須達到一級A排放標(biāo)準，至2010年底，太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠的提標(biāo)改造工作全面完成，大部分污水處理廠基本能達到一級A標(biāo)準。截至2015年9月底，江蘇全省實際建成695座城鎮(zhèn)污水處理廠，處理能力1 551.89萬m?/d，太湖流域建成城鎮(zhèn)污水處理廠250座，處理能力818.31 m?/d。浙江省截至2017年底共建成城鎮(zhèn)污水處理廠296座，設(shè)計規(guī)模1 224.55萬m?/d，至2017年底，全省基本完成城鎮(zhèn)污水處理廠的一級A提標(biāo)改造。安徽省截止2018年9月底，全省共有146座污水處理廠投入運行，處理能力696.74萬m?/d，計劃對長江流域24座污水處理廠實施提標(biāo)改造。
長三角地區(qū)污水處理廠新排放標(biāo)準的出臺無疑對污水處理廠的提標(biāo)改造帶來了新的壓力和挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：
（1）穩(wěn)定達標(biāo)的挑戰(zhàn)。幾項指標(biāo)中，氨氮的達標(biāo)相對容易，一般在好氧段充分曝氣的情況下氨氮達標(biāo)都問題不大。總磷達標(biāo)也相對容易，通過適量加藥和出水SS的控制也能做到出水總磷穩(wěn)定達標(biāo)。總氮和COD指標(biāo)的穩(wěn)定達標(biāo)則相對難度較大。總氮指標(biāo)要穩(wěn)定控制在10～12 mg/L以下只靠二級生物處理有一定難度，尤其是在冬季低溫的情況下，目前工程中往往在深度處理段增加反硝化深床濾池作為最后的把關(guān)，但實際運行中的效果還要取決于對補充碳源的精準控制。COD指標(biāo)則受污水處理廠進水水質(zhì)的影響較大，如進水中難降解COD的本底值較高，要保證出水COD穩(wěn)定在40 mg/L甚至30 mg/L以下的難度就可想而知了。另外，在國內(nèi)的水質(zhì)監(jiān)測方式上，盡管排放標(biāo)準中對水污染物檢測的要求都是“取樣頻率為至少每2 h一次，取24 h混合樣，以日均值計”。但在實際的考核或督查中，基本上都是取瞬時樣，并以此為執(zhí)法依據(jù)，這實際上就是要求出水水質(zhì)必須要100%達標(biāo)。因此在按新標(biāo)準執(zhí)行后，污水處理廠出水的穩(wěn)定達標(biāo)將面臨更嚴峻的挑戰(zhàn)。
（2）污水處理廠運營成本控制的挑戰(zhàn)。為了達到環(huán)保考核的要求，在各污水處理廠提標(biāo)改造中可以說“十八般武藝”都用上了。一方面是污水處理工藝流程一再加長，如預(yù)處理段增加調(diào)蓄池調(diào)質(zhì)調(diào)量，針對COD去除增加水解酸化，二級處理段在生反池內(nèi)投加填料，三級深度處理段也增加多種工藝組合如各種高效沉淀、各種濾池的組合等，工藝流程的加長無疑會帶來電耗和藥耗的大量增加。另一方面是以往僅用于工業(yè)廢水廠的工藝如臭氧催化氧化、活性炭吸附等也越來越多地應(yīng)用到了城市污水處理廠。如在嘉興聯(lián)合污水處理廠一級A提標(biāo)改造的工程中，為確保出水COD的穩(wěn)定達標(biāo)，就在污水處理廠末端設(shè)置了臭氧氧化池，污水處理廠規(guī)模60萬m?/d，配置了600 kg/h的臭氧發(fā)生器設(shè)備，臭氧投加量約24 mg/L；同時在加砂高效沉淀池還配置了粉末活性炭投加設(shè)備。在項目建成運行后，確實需要臭氧和活性炭兩種手段齊上才能保證出水的穩(wěn)定達標(biāo)。處理工藝和手段的復(fù)雜化除了增加運營管理的難度之外，還大大增加了污水處理廠的運營成本。以嘉興聯(lián)合污水處理廠為例，污水處理廠從二級標(biāo)準提升到一級A標(biāo)準，單位水量經(jīng)營成本增加了0.53元/m?；要從一級A標(biāo)準提升到新地標(biāo)的現(xiàn)有污水處理廠標(biāo)準，按提標(biāo)方案初步估算，單位水量經(jīng)營成本還要增加0.30～0.40元/m?。
3 污水處理廠提標(biāo)改造對策的思考
在國家對環(huán)境保護越來越重視、環(huán)保督察力度也越來越大的背景下，污水處理廠執(zhí)行越來越嚴的排放標(biāo)準是大勢所趨。自浙江省新地標(biāo)從2019年1月1日正式實施后，長三角地區(qū)已在原一級A標(biāo)準基礎(chǔ)上全面執(zhí)行新的排放標(biāo)準。盡管在新標(biāo)準的制定過程中不乏各種爭論，但在塵埃落定之后，唯一能做的就是考慮如何應(yīng)對。筆者認為，對于新標(biāo)準下的污水處理廠提標(biāo)改造，單純的廠內(nèi)工程措施已難以滿足所有污水處理廠的提標(biāo)改造需求，尤其是對于江浙地區(qū)部分進水中工業(yè)廢水比例較高的污水處理廠，需要從廠、網(wǎng)兩方面同時入手，才能有效應(yīng)對新標(biāo)準下污水處理廠穩(wěn)定達標(biāo)的需求。
3.1 污水處理廠內(nèi)工程措施
應(yīng)對新的排放標(biāo)準，污水處理廠內(nèi)的提標(biāo)改造工程措施必不可少。可以采用的技術(shù)手段在前一輪的一級A提標(biāo)改造中已基本都采用過了，包括厭氧水解酸化、二級生物處理強化、各種三級深度處理工藝以及高級氧化等。在新的提標(biāo)中無非還是這些工藝的組合以及設(shè)計參數(shù)的適當(dāng)調(diào)整。筆者認為，在具體的提標(biāo)改造工程設(shè)計中，還需要注意以下兩個方面：①要具體問題具體分析，不能簡單套用其他污水處理廠的工藝方案。每座污水處理廠都有其特點和特定的問題，在考慮提標(biāo)改造方案時，一定要對污水處理廠的現(xiàn)有進水水質(zhì)特點和出水水質(zhì)情況進行詳盡的分析，搞清楚現(xiàn)狀與提標(biāo)目標(biāo)的差距和問題的關(guān)鍵點，才能有的放矢地確定適宜的工藝方案。對于情況相對復(fù)雜的污水處理廠，需要通過小試、中試等手段來研究工藝路線、確定合適的設(shè)計參數(shù)。②設(shè)計中要充分考慮預(yù)留，包括處理手段預(yù)留和用地預(yù)留等。污水處理廠的進水水質(zhì)難免會有波動，季節(jié)變化對處理效率也有影響，對于可能影響穩(wěn)定達標(biāo)的風(fēng)險點，一定要有預(yù)留措施。處理手段預(yù)留諸如預(yù)留生化反應(yīng)池多模式運行的可能性、預(yù)留多點加藥手段、預(yù)留粉末活性炭投加措施等。污水處理廠內(nèi)的用地預(yù)留、以及預(yù)留與遠期設(shè)施的銜接接口等也是不能忽視的一個重要方面。現(xiàn)在污水處理廠的處理標(biāo)準不斷提高，污水處理和污泥處理處置都不斷有新的需求出現(xiàn)，因此在工程設(shè)計時，要盡量為今后預(yù)留一定的拓展空間。
3.2 管網(wǎng)源頭的水質(zhì)分流
要滿足新標(biāo)準的穩(wěn)定達標(biāo)需求，單純的廠內(nèi)工程措施已不一定能完全滿足要求，這一問題在浙江的一些地區(qū)已有體現(xiàn)。如嘉興和紹興等地區(qū)，城市污水處理廠進水中工業(yè)廢水比例均在50%以上，而且工業(yè)廢水種類復(fù)雜，污水處理的難度很大。在嘉興聯(lián)合污水處理廠一級A提標(biāo)改造工程中，就曾在小試和中試中對進水水質(zhì)進行過分析，進水中難降解的COD含量在80～120 mg/L，進水總磷中還有一定比例的有機磷。這樣的進水水質(zhì)要出水穩(wěn)定達到一級A標(biāo)準已有相當(dāng)大的難度，在此基礎(chǔ)上還要進一步提標(biāo)，要穩(wěn)定達標(biāo)的可能性很小。因此在嘉興聯(lián)合污水處理廠擴容提標(biāo)的前期方案研究中，經(jīng)過多方論證提出了管網(wǎng)源頭水質(zhì)分流的方案，即對污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)的管網(wǎng)系統(tǒng)進行梳理和分流改造，把主要工業(yè)區(qū)的廢水分流出來，單獨建廠進行處理，避免再進入嘉興聯(lián)合污水處理廠。推進“分類收集、分質(zhì)處理”的污水處理新模式，城鎮(zhèn)生活污水處理廠尾水出水全面達到清潔排放標(biāo)準，這一工作目標(biāo)已在2019年1月的《嘉興市城鄉(xiāng)污水治理三年攻堅行動計劃》（征求意見稿）中予以明確。長三角地區(qū)有類似工業(yè)廢水影響問題的污水處理廠也不在少數(shù)，對于此類污水處理廠，管網(wǎng)源頭的水質(zhì)分流確實是新標(biāo)準下不得不考慮的一種有效措施。
4 結(jié)語
近年來，在“水十條”的指引下，長三角各地的污水處理廠掀起了一波提標(biāo)改造的建設(shè)高潮。各地的提標(biāo)標(biāo)準之前并不統(tǒng)一，各種不同的“準Ⅳ類”、甚至“準Ⅲ類”標(biāo)準都曾在工程中被采用。在各地的污水處理廠污染物排放標(biāo)準頒布后，污水處理廠提標(biāo)改造才有了明確的依據(jù)。雖然長三角三省一市的排放標(biāo)準略有不同，但總體上的要求還是一致的，即均是對氮、磷營養(yǎng)物和化學(xué)需氧量提出了更高的控制要求。雖然相對于更早開始實施的北京地標(biāo)和天津地標(biāo)來講，長三角地區(qū)的排放標(biāo)準要略低一些，但在江浙地區(qū)工業(yè)企業(yè)廣泛分布、工業(yè)廢水產(chǎn)生量較多的情況下，全面執(zhí)行新的排放標(biāo)準還是有相當(dāng)難度的。目前，各地按照新標(biāo)準提標(biāo)改造的污水處理廠正陸續(xù)啟動建設(shè)，部分已建成的污水處理廠運行時間也不長，污水處理廠提標(biāo)改造的效果還有待于時間的驗證，提標(biāo)改造中可能遇到的各種問題和處理對策也需要在工程實踐中不斷探索和總結(jié)。
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