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屢察屢現(xiàn),督察通報污水處理廠長期超負(fù)荷運行問題,如何破解?

中國環(huán)境 / 2024-06-11 / :89

不久前,第三輪第二批中央生態(tài)環(huán)保督察再次將利劍指向污水處理廠“吃太飽”的問題,不少地方存在長期超負(fù)荷運行的現(xiàn)象。

例如,督察發(fā)現(xiàn),昆明市主城區(qū)現(xiàn)有22座污水處理廠,有7座常年超負(fù)荷運行,治理工程進(jìn)展嚴(yán)重滯后。2023年,重慶市中心城區(qū)污水處理廠中有8家長期超負(fù)荷運行。其中,雞冠石污水處理廠設(shè)計日處理能力80萬噸,實際2023年單日最高處理水量達(dá)121.9萬噸,負(fù)荷率高達(dá)152%,造成該廠服務(wù)范圍內(nèi)雨季生活污水溢流問題長期難以根本解決。

這類問題在中央生態(tài)環(huán)保督察通報的涉水典型案例中,是出現(xiàn)頻率較高的一類問題。例如,2023年12月,督查組就通報了福建龍巖市鐵山污水處理廠長年滿負(fù)荷運行和河南洛陽市多座污水處理廠長期超負(fù)荷運行,繼發(fā)生活污水溢流問題。

屢察屢現(xiàn),頑疾難改。背后的原因是什么?如何破解?圍繞相關(guān)問題,記者采訪了業(yè)內(nèi)專家。

超負(fù)荷運行≠超標(biāo)排放,關(guān)鍵看出水水質(zhì)和是否有污水溢流

如何理解“超負(fù)荷運行”?其中的“負(fù)荷”指的是什么?污水處理中各種“負(fù)荷”的定義有必要先厘清一下。

首先,什么是“設(shè)計負(fù)荷”?舉個例子。假如通過“人口數(shù)量 x 人均污水排放量”等方法估算出某座城鎮(zhèn)生活污水處理廠所服務(wù)區(qū)域內(nèi)的每日污水產(chǎn)生量是10萬噸,則該污水處理廠設(shè)計水量為10萬噸/天,即設(shè)計負(fù)荷。為了應(yīng)對水量的正常波動,這座廠子的處理能力需要保證一定余量,比如按照水量變化系數(shù)1.3來設(shè)計構(gòu)筑物。

督察中所指“負(fù)荷率高達(dá)152%”,如果單純以水量看,可以理解為實際處理水量達(dá)到了水量設(shè)計負(fù)荷的1.52倍。

清華大學(xué)水環(huán)境保護(hù)研究所的邱勇告訴記者:“污水處理系統(tǒng)是否正常運行,主要看出水水質(zhì)是否達(dá)標(biāo)和上游管網(wǎng)是否溢流。如果出水可以達(dá)標(biāo)排放,就無需過于關(guān)注其是否超負(fù)荷運行。就像睡眠一樣,只要睡醒后精神充足,就無需過于在意是睡了6個小時還是8個小時。如果因為超負(fù)荷運行,導(dǎo)致出水不能達(dá)標(biāo)排放或者存在污水溢流問題,那就要分析原因、尋找對策、迅速改善。”

記者注意到,督察組通報的污水處理廠超負(fù)荷問題,均涉及超標(biāo)排放或溢流問題。比如,2023年,重慶雞冠石污水處理廠、太平門污水提升泵站共向長江溢流直排污水約900萬噸,溢流污水化學(xué)需氧量平均濃度為96.6毫克/升,超地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)3.8倍。僅重慶市三峽悅來排水有限責(zé)任公司全年就溢流了24次,溢流時長605小時。

云南麗江市城區(qū)現(xiàn)有3座污水處理廠,已經(jīng)全部超負(fù)荷運行。晴天時每天有超過2萬噸生活污水直排金沙江一級支流漾弓江,雨天時排放量更大。

在福建龍巖市鐵山污水處理廠案例中,大量生活污水通過污水處理廠進(jìn)水總管的溢流口直排龍津河,化學(xué)需氧量、氨氮和總磷濃度分別為75毫克/升、17.6毫克/升和2.1毫克/升,分別超地表水環(huán)境質(zhì)量Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)2.8倍、16.6倍和9.5倍。

因此,督察組明確指出,問題長期得不到解決的根本原因是多地落實綜合治理、系統(tǒng)治理、源頭治理責(zé)任不到位,對長期存在的污水直排等問題重視不夠、投入不足,推動生活污水收集處理設(shè)施建設(shè)不力。

一位污水處理廠廠長表示:“當(dāng)水力負(fù)荷率大于80%時,除少數(shù)超大型污水處理廠以外,一般的污水廠根本無法在出水達(dá)標(biāo)的前提下倒池停水檢修。”這就意味著有些機(jī)器可能存在長期“帶病”工作的情況,運營風(fēng)險自然較大。所以,長期超負(fù)荷運行會對出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放產(chǎn)生不利影響。

長期超負(fù)荷運行且存在超標(biāo)排放、污染溢流,“牛鼻子”在網(wǎng)還是廠?分情況

首先,分清這種情況發(fā)生在雨污分流制下還是雨污合流制下。

邱勇分析,如果是在“雨污分流+雨污分流工作做得比較好”的情況下,進(jìn)入污水處理廠的大多是高濃度污水。在這種情況下,污水處理廠長期超負(fù)荷運行,就說明當(dāng)?shù)厣钗鬯幚砟芰Σ蛔?,需要考慮對污水處理廠進(jìn)行擴(kuò)容。如果是在“雨污分流+雨污分流不規(guī)范、不到位”的情況下,也可能出現(xiàn)污水處理廠超負(fù)荷運行問題,那首要工作是對排水管網(wǎng)錯接、混接、漏接等問題進(jìn)行精細(xì)化排查,提高管網(wǎng)質(zhì)量。如果是在“雨污合流”的情況下,特別是雨天,容易發(fā)生超標(biāo)排放或者溢流污染問題,那就要重視應(yīng)對雨水沖擊負(fù)荷,包括進(jìn)行管網(wǎng)提升改造、開展雨天污水應(yīng)急強化處理、新建管網(wǎng)調(diào)蓄池、安裝雨季溢流污染快速凈化設(shè)施、建設(shè)海綿城市等,綜合施策。

其次,分清是“進(jìn)水水量超負(fù)荷”還是“進(jìn)水水質(zhì)超負(fù)荷”?

山西省城鎮(zhèn)排水專業(yè)委員會專家委員郝曉光向記者介紹說:“進(jìn)水水量超負(fù)荷的主要原因有:一是污水處理廠已建成年代較長,服務(wù)范圍內(nèi)人口數(shù)量增加,超過了原有設(shè)計量;二是雨污合流制下,雨水大量進(jìn)入污水處理廠;三是污水處理廠管網(wǎng)建管不到位,沿途地下各種匯水進(jìn)入污水管網(wǎng)中;四是部分地區(qū)采用其他方式的水源,如自備井等,這些水源未進(jìn)入供水范圍,污水處理廠設(shè)計過程中無法計算這部分水量,造成設(shè)計進(jìn)水量低于實際進(jìn)水量,從而出現(xiàn)進(jìn)水量超負(fù)荷的現(xiàn)象。”

他進(jìn)一步指出危害。進(jìn)水水量超負(fù)荷會導(dǎo)致污水在污水處理廠內(nèi)的水力停留時間短,污染物無法得到有效降解,導(dǎo)致超標(biāo)排放。此外,這會造成設(shè)備運行負(fù)荷增大,嚴(yán)重時會造成設(shè)備損毀。

如果是“進(jìn)水水質(zhì)超負(fù)荷”,主要原因有哪些?

郝曉光介紹:“一是污水處理廠服務(wù)區(qū)域內(nèi),居民生活排水發(fā)生變化,比如餐飲業(yè)快速發(fā)展、飲食結(jié)構(gòu)變化等。改變排水習(xí)慣可能造成排水中污染增多,超過設(shè)計負(fù)荷;二是人口增加導(dǎo)致污水處理廠服務(wù)區(qū)域內(nèi)排放污染物總量增加;三是存在中小企業(yè)的污水直排市政管網(wǎng)的情況,不少中小企業(yè)缺乏污水處理設(shè)施,或者無力投用和維護(hù),導(dǎo)致排水水質(zhì)指標(biāo)超過企業(yè)納管標(biāo)準(zhǔn),造成污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)超負(fù)荷;四是企業(yè)偷排。”

這種情況的主要危害有哪些?

他分析道:“第一,污水處理廠是根據(jù)設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)來進(jìn)行廠區(qū)內(nèi)處理構(gòu)筑物、活性污泥濃度、曝氣風(fēng)量、脫泥設(shè)施的設(shè)計、計算的。當(dāng)出現(xiàn)實際運行的進(jìn)水濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過原有設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)濃度這一‘水質(zhì)超負(fù)荷’運行情況時,這些設(shè)計處理參數(shù)就不適用了,直接的結(jié)果就是造成污染物在廠內(nèi)的降解效果下降,出水水質(zhì)超標(biāo)。二是企業(yè)偷排的污廢水中可能含有大量有毒有害物質(zhì),會造成污水處理廠的活性污泥中微生物受到毒性沖擊,造成微生物抑制或者死亡,最終造成出水水質(zhì)超標(biāo)。”

如何看待主動出擊,以“高峰負(fù)荷運行”減少雨季污水外排?

長期以來,“保障防汛安全”和“避免雨污水外排造成污染”都是一個兩難的問題。在保障防汛安全的前提下,為最大限度減少污染排入外部水環(huán)境,各地都在積極探索。記者了解到,某地自去年以來,在努力探索通過污水處理廠長時間持續(xù)保持高峰負(fù)荷、高效率運行,來減少排入長江的初期雨水和污水。比如,長時間按照其設(shè)計的最大校核值,一般為設(shè)計負(fù)荷的130%運行,以接納更多來水。

這種做法和被動長期超負(fù)荷運行不同,是在做好充分準(zhǔn)備的前提下,主動出擊,以提升處理工藝、精細(xì)化運營等提高處理效率、提升處理能力,保障出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹:“一開始,我們感覺污水處理廠超高效運行的話,達(dá)標(biāo)排放的穩(wěn)定性肯定會受影響,但是經(jīng)過試驗,我們發(fā)現(xiàn)這是可以實現(xiàn)的。兩座百萬噸處理規(guī)模的污水處理廠最終都取得了整月出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的成果,且各項運行參數(shù)都很好。”

但這不代表每座污水處理廠都能在高峰負(fù)荷的情況下,完全把控出水水質(zhì)。能取得這樣的效果是基于兩個前提條件。

這位負(fù)責(zé)人說:“第一個條件是目前的污水處理濃度整體偏低,且未達(dá)到設(shè)計污染物負(fù)荷。我們所在地的污水處理廠進(jìn)水COD的設(shè)計濃度基本在350mg/L—450mg/L之間,但實際年日均值約為200mg/L—260mg/L。在現(xiàn)有超高效運行工況下,雖然進(jìn)水水量負(fù)荷超過設(shè)計值,但由于污染濃度偏低,污染物負(fù)荷仍未超過設(shè)計值,所以污水處理廠仍可以實現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。第二個條件是要求設(shè)備達(dá)到幾乎100%的完好率。污水處理廠在按照130%的負(fù)荷運行時,會啟用備用設(shè)備,設(shè)備備用率有所下降。從而一定程度上會降低系統(tǒng)的抗風(fēng)險能力。這就要求所有設(shè)備包括備用設(shè)備均須處于完好狀態(tài),特別是主關(guān)鍵設(shè)備。在超高效運行工況下,一旦有設(shè)備突發(fā)故障,高負(fù)荷的生產(chǎn)狀態(tài)難以持續(xù)。因此,如果污水處理廠決定實施超高效運行的話,須考慮實施必要的技術(shù)改造,以保證全廠完全運行必需的設(shè)備備用率。”

應(yīng)對溢流難題,還有哪些有效措施?

其實,雨季溢流污染對很多國家、很多地區(qū)來說都是個難題。如何應(yīng)對,各方可謂“八仙過海,各顯神通”。

邱勇認(rèn)為:“一是進(jìn)行雨污分流,加強排水管網(wǎng)建設(shè)和維護(hù)。二是實施科學(xué)有效的技術(shù)方案。例如,有污水處理廠采取新建一級強化處理設(shè)施應(yīng)對雨季增加的進(jìn)水負(fù)荷,設(shè)施出水與正常工藝段出水混合后達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)。如果雨污分流不徹底,下雨時污水管網(wǎng)負(fù)荷非常高,可以安裝一套‘平行’的溢流污水處理設(shè)施削減排放的污染總量,如生態(tài)環(huán)境部鼓勵的雨季溢流污水快速凈化設(shè)施。三是直接擴(kuò)容,新建污水處理廠或者原位擴(kuò)容。在新建污水處理設(shè)施之前,應(yīng)當(dāng)先對排水管網(wǎng)進(jìn)行精細(xì)化排查,完善排水管網(wǎng)。如果排水管網(wǎng)錯接、混接、漏接問題沒有妥善解決,新建污水處理廠也無法發(fā)揮預(yù)期作用。原位擴(kuò)容在不新增廠區(qū)占地面積的前提下,通過設(shè)施改建或技術(shù)升級來提高污水處理廠的處理水量,同時也能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。”

郝曉光也提出了自己的看法。他說:“這一問題的解決需要從以下幾個層面考慮。一是進(jìn)行污水管網(wǎng)排查整改、老舊管網(wǎng)的維護(hù)更新。二是加強對污水處理廠服務(wù)區(qū)域內(nèi)企業(yè)的排水、排污管理。排水、排污分別由城市管理和生態(tài)環(huán)境兩個部門進(jìn)行管理,這兩個部門需協(xié)同管控。有條件的地方應(yīng)積極推進(jìn)廠網(wǎng)一體化管理,讓污水處理廠介入管網(wǎng)管理。這樣,污水處理廠出于自身穩(wěn)定運行的需要,會積極主動地做好相關(guān)工作,提高對排水企業(yè)的監(jiān)管力度。三是推進(jìn)排水管網(wǎng)的信息化建設(shè),對排水管網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點進(jìn)行在線儀表布控,收集關(guān)鍵節(jié)點的信息化內(nèi)容,通過信息化平臺建設(shè),實時監(jiān)控企業(yè)排污情況,避免超負(fù)荷水質(zhì)進(jìn)入污水處理廠。四是污水處理廠應(yīng)對進(jìn)水進(jìn)行全時段的監(jiān)測,并建立各時段水樣的留存,為今后的溯源做好證據(jù)留存。如果是由于進(jìn)水超標(biāo)導(dǎo)致出水超標(biāo),污水處理廠要想避免行政處罰,需要‘自證清白’,留存證據(jù)非常重要。五是城鎮(zhèn)管理部門應(yīng)建立本城區(qū)內(nèi)排水企業(yè)的水指紋庫,在污水處理廠出現(xiàn)超標(biāo)進(jìn)水時,能及時進(jìn)行水指紋比對,確定排污源頭企業(yè),保障污水處理廠的穩(wěn)定運行。”