4李激城镇污水处理厂执行特别排放限值难度分析及对策

城镇污水处理厂执行特别排放限值难度分析及对策1城镇污水处理厂实务培训-技术培训李激[e-mail]江南大学环境与土木工程学院提纲：二、一级B到一级A-达标难度及对策分析一、我国污水排放标准和地表环境质量标准的演变2四、建议三、一级A到特别排放限值-达标难度及对策分析3一、我国污水排放标准和地表环境质量标准的演变4综合排放标准1988年:《污水综合排放标准》（GB8978-88）1996年：《污水综合排放标准》（GB8978-96）2010年：污水排入城镇下水道水质标准（CJ343-2010）污水处理厂排放标准1993年：《城市污水处理厂污水污泥排放标准》（CJ3025-93）2002年：《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）2012年：北京市《城镇污水处理厂水污染物排放标准》（DB11/890-2012）2015年：天津市《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB12/599-2015）2015年：《城镇污水处理厂污染物排放标准》（征求意见稿）GB18918-20□□一、我国污水排放标准和地表环境质量标准的演变1.1我国污水排放标准的演变52015年：《城镇污水处理厂污染物排放标准》（征求意见稿）GB18918-20□□代替GB18918-2002一、我国污水排放标准和地表环境质量标准的演变1.1我国污水排放标准的演变排放标准意见稿与原来的国标比较看到：一级A和一级B标准没有变动，二级标准中COD，氨氮，总氮，总磷指标要求有所提高，并且新增了特别排放限值，针对国土开发密度已经较高、环境承载能力开始减弱，或环境容量较小、生态环境脆弱，容易发生严重环境污染问题而需要采取特别保护措施的地区。注：“/”左侧限值适用于水体富营养化问题突出的地区。3061.51.50.3IV类水限值6一、我国污水排放标准和地表环境质量标准的演变1.2我国地表水环境质量标准的演变1983年：《地面水环境质量标准》（GB3838-83）1988年：《地面水环境质量标准》（GB3838-88）1991年：《景观娱乐用水水质标准》（GB12941-91）1999年：《地表水环境质量标准》（GHZB1-1999）2002年：《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）7一、我国污水排放标准和地表环境质量标准的演变1.2我国地表水环境质量标准的演变废止GHZB1-1999标准水域功能划分为五类增加了污水处理相关指标中的TN（湖、库）亚硝态氮、凯氏氮指标被删除2002年：《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）总氮的组成：总氮（TN）=凯氏氮+亚硝酸盐氮+硝酸盐氮凯氏氮（TKN）=有机氮+氨氮总氮标准的制定：标准非离子氨亚硝态氮硝态氮氨氮凯氏氮总氮备注GB3838-83(II级水)≤0.1≤0.5水体分三级GB3838-88(IV类水)≤0.2≤1.0≤20≤2.0水域分五类GB12941-91(C类水)≤0.2≤1.0≤0.5水体分三类GHZB1-1999(IV类水)≤0.2≤1.0≤20≤1.0≤2.0≤0.7(湖、库)水域分五类GB3838-2002(IV类水)≤1.5≤1.5(湖、库)水域分五类GB3838-83：只对II级水体氮有要求GHZB1-1999：总氮（湖、库）标准为0.7mg/L，氨氮标准是1.0mg/L（IV类水）GB3838-2002：有总氮项目，取消亚硝态氮和凯氏氮项目；同时在附表集中式生活饮用水地表水源地补充硝态氮标准限值为10mg/L单位:mg/L一、我国污水排放标准和地表环境质量标准的演变1.2我国地表水环境质量标准的演变9二、一级B到一级A-达标难度及对策分析二、一级B到一级A-达标难度及对策分析项目CODCrmg/LBOD5mg/LSSmg/LNH3-Nmg/LTNmg/LTPmg/L一级B标准60202010201.0一级A标准5010105(8)150.51括号外数值为水温12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。2.1一级B到一级A-达标难度分析10一级B到一级A需要解决的问题有机物达标问题氨氮达标问题总氮达标问题总磷达标问题悬浮物达标问题负荷高硝化不良反硝化硝化不足生物除磷效果有限固液分离效率低增加微生物数量和活性硝化微生物数量和活性微生物数量和基质浓度化学辅助除磷增加固液分离措施存在问题的原因解决方法新技术的选择填料系统设备填料、曝气设备外加碳源设备除磷加药设备格栅、过滤、膜二、一级B到一级A-达标难度及对策分析2.1一级B到一级A-达标难度分析1112三、一级A到特别排放限值-达标难度及对策分析三、一级A到特别排放限值-达标难度及对策分析项目CODCrmg/LBOD5mg/LSSmg/LNH3-Nmg/LTNmg/LTPmg/L一级A标准5010105(8)150.5特别排放限值30651.5（3）100.3注：另有微生物学指标和微量污染物等3.1一级A到特别排放限值-达标难度分析13一级A到特别排放限值需要解决的问题有机物达标问题COD:5030mg/LBOD:106mg/L氨氮达标问题NH3-N:51.5mg/L总氮达标问题TN:1510mg/L总磷达标问题TP:0.50.3mg/L新技术的选择强化优化生物系统运行、悬浮填料、高级氧化、物理吸附悬浮填料、曝气生物滤池、扩大池容、硝化菌种投加、离子交换树脂外加碳源设备、反硝化滤池、自养反硝化生物除磷+化学除磷+过滤、自动除磷加药系统、磁混凝SS达标问题SS:105mg/L多级砂滤、膜过滤、吸附14存在问题存在溶解性不可降解COD冬季低温氨氮升高存在不可氨化有机氮有机磷注：对污水中微量污染物和抗生素等污染物的去除是未来研究重点。三、一级A到特别排放限值-达标难度及对策分析3.1一级A到特别排放限值-达标难度分析难稳定达标15硝态氮在缺氧段降了多少，内回流再开大些去除效果会更好吗？进水无机砂含量高吗，碳氮比怎样，预处理单元该怎么设置？进水中有没有活性污泥降解不了的氮磷呢？生物段搅拌器能满足搅拌需求吗？。。。。。。三、一级A到特别排放限值-达标难度及对策分析3.2一级A到特别排放限值-提标改造前期分析进水水量再大些出水还能正常达标吗？现有各功能单元的处理潜力如何，可通过条件优化达标还是要外加设施？确定执行新标准难点污水处理厂历年及24h水质数据分析工艺全流程功能运行评估分析功能区指标模拟测试（硝化、反硝化、释磷速率等）针对性实验室模拟优化评估现有工艺运行状态及活性污泥性能及潜力明确提标改造要点，确定可行的优化措施16针对性模型模拟优化三、一级A到特别排放限值-达标难度及对策分析3.2一级A到特别排放限值-提标改造前期分析污水厂全流程分析思路提标改造前可通过全流程分析深度掌握污水厂水质情况和运行现状，为提标改造工艺选择提供重要参考依据。（1）历年进出水水质分析通过对污水处理厂历年的日进出水水质数据进行统计分析，研究有机物、氮磷和固体悬浮物等污染物的变化规律，对各污水处理厂进水水质的可生化性、C/N、C/P等影响氮磷出水稳定达标的主要因素进行分析，初步确定达标难度和水质特性。173.2一级A到特别排放限值-提标改造前期分析三、一级A到特别排放限值-达标难度及对策分析（2）进水24小时水质测试对进水进行24小时间歇取样，通过测定每个水样的COD、BOD、TN、氨氮、TP、SS，分析进水24小时的变化规律，系统研究不同时段进入城镇污水处理厂的污染物来源和主要成分，确定不同时段的水质特征。18三、一级A到特别排放限值-达标难度及对策分析3.2一级A到特别排放限值-提标改造前期分析（3）工艺全流程功能测试根据处理工艺生物系统的功能区划分，通过沿程布点，分析主要污染物指标的沿程变化特征，分析不同功能区（如厌氧段、缺氧段和好氧段）主要对应污染物的去除效果。19三、一级A到特别排放限值-达标难度及对策分析3.2一级A到特别排放限值-提标改造前期分析（4）功能区指标模拟试验对活性污泥的硝化速率、反硝化速率、厌氧释磷速率等污泥活性特征进行试验，判断污泥的活性组分对脱氮除磷的能力，确定针对性影响因素。组别硝化速率(mgNO3--N/(gVSS•h))MLVSS(mg/L)温度(℃)夏季1#3.60483026夏季2#3.73430026冬季2.6328201720三、一级A到特别排放限值-达标难度及对策分析3.2一级A到特别排放限值-提标改造前期分析（5）针对性模拟优化实验分析21针对通过历年数据分析、工艺全流程功能测试分析、功能区指标模拟测试分析的工作找出的该厂所需优化要点，设计针对性模拟优化实验，改变试验条件，探索最佳工艺运行条件，提出工艺优化运行解决措施和提标改造技术建议。三、一级A到特别排放限值-达标难度及对策分析3.2一级A到特别排放限值-提标改造前期分析（6）针对性模型模拟分析构建污水处理厂工艺模型工艺参数录入活性污泥模型矫正控制策略的模拟进水水质工艺尺寸工艺控制参数微生物基础参数根据模拟出水数据偏差调整相关参数对污水处理厂工艺运行状态进行评价分析使用BioWIN模型进行活性污泥建模，可对污水处理厂的工艺运行状态进行评价分析，同时可对无法现场进行的污水处理厂运行模式进行调控模拟，如更改内外回流比、池容、进水条件等，通过模拟后可得出污水处理厂最佳运行方式。三、一级A到特别排放限值-达标难度及对策分析3.2一级A到特别排放限值-提标改造前期分析3.2一级A到特别排放限值-提标改造前期分析无锡10座宜兴7座、江阴2座徐州2座镇江3座长沙1座常州3座23目前已在30座污水处理厂开展全流程分析扬州2座三、一级A到特别排放限值-达标难度及对策分析采用CAST工艺，设计规模2.5万吨/天，一、二期规模各为1.25万吨/天。出水水质执行一级A排放标准。CAST工艺流程：时段0~1h1~2h2~3h3~4h模式进水曝气进水曝气静置沉淀撇水排泥CAST工艺周期运行模式（4h）：24（出水TN有近40%超过15mg/l，TP近20%超过0.5mg/L）污水厂简介三、一级A到特别排放限值-达标难度及对策分析3.2一级A到特别排放限值-提标改造前期分析全流程案例分析0.001.002.003.004.005.006.007.008.009.0010.002013/1/12013/4/12013/6/302013/9/282013/12/272014/3/272014/6/25BOD5/TN日期2013-2014年进水BOD5/TN变化规律0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%0246810累积百分率BOD/TN2013-2014年进水BOD5/TN浓度累积分布特征5项目最高值最低值年均值BOD5/TN6.01.03.0BOD5/TN5的概率仅为5%BOD5/TN总体处于较低水平。进水碳源需优先用于脱氮。（1）TN-历史进水BOD5/TN变化规律25三、一级A到特别排放限值-达标难度及对策分析3.2一级A到特别排放限值-提标改造前期分析一期CAST池硝化速率：4.36mg/LNO3-N/gVSS•h。二期CAST池硝化速率：5.24mg/LNO3-N/gVSS•h。一、二期CAST池硝化速率较好（正常污泥硝化速率≥4mg/LNO3-N/gVSS•h），说明硝化效果正常。一期CAST池硝化速率二期CAST池硝化速率（1）TN-污泥活性硝化速率26三、一级A到特别排放限值-达标难度及对策分析3.2一级A到特别排放限值-提标改造前期分析反硝化速率:1.16mgNO3-N/h•gVSS;反硝化潜力速率：2.84mgNO3-N/h•gVSS;内源反硝化速率：0.39mgNO3-N/h•gVSS。CAST池反硝化速率比正常值（≥4mg/LNO3-N/gVSS•h）偏低，CAST池反硝化潜力也较正常值低。CAST主池反硝化速率CAST主池反硝化潜力CAST主池内源反硝化速率原因分析：一、进水优质碳源较少，不利于反硝化菌利用；二、CAST运行周期内无缺氧时间段，导致反硝化菌无法良好生