作為污水界學(xué)霸級(jí)的，比如丹麥，一些較古老的污水廠都有超過百年的歷史。
時(shí)至今日，丹麥97%的污水都得到了處理，成為世界上首個(gè)應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新等手段大踏步減少污水排放給水體造成負(fù)效應(yīng)的國家之一。
丹麥Ejby M?lle污水廠——一座已經(jīng)有114年歷史的污水廠，卻一直在不斷地升級(jí)，具有雨污同治、出水前后曝氣、側(cè)流厭氧氨氧化及厭氧消化固體回流的工藝特色。
Ejby M?lle污水廠污水排放高標(biāo)準(zhǔn)、雨污同治、精細(xì)化運(yùn)營管理等方面蘊(yùn)含的經(jīng)驗(yàn)值得我國污水廠借鑒。
1? .Ejby M?lle污水廠概況
作為丹麥最負(fù)盛名的三大水務(wù)公司之一，VCS的公司化歷史始于1853年，是一家有著近170年歷史的公司。
目前該公司將供水和排水職能一體化，管理5個(gè)水廠和8個(gè)污水處理廠，其中Ejby Mφlle污水廠規(guī)模最大。
Ejby M?lle污水廠 | 圖源：VCS Denmark
根據(jù)丹麥出口協(xié)會(huì)提供的數(shù)據(jù)，Ejby Mφlle污水廠設(shè)計(jì)能力為70000m3/d，2019年進(jìn)水平均流量為50750m3/d，運(yùn)行負(fù)荷率為72.5%。運(yùn)行負(fù)荷以進(jìn)水BOD5計(jì)為13100kg/d，負(fù)荷率為53.29%。
該廠接納的是分流制污水，同時(shí)也處理當(dāng)?shù)赜晁到y(tǒng)輸送來的雨水，旱天最大流量為6800m3/h，雨天最大流量為19000m3/h。
Ejby M?lle污水廠工藝流程
水處理過程中分離出的砂子經(jīng)過清洗可再利用，污泥處理中的能源利用通過熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化，污泥脫水后的污泥餅由拖車運(yùn)往堆肥場(chǎng)，后續(xù)再度得到循環(huán)利用。
2? .Ejby M?lle污水廠工藝特色
2.1 雨水、污水同步處理
丹麥的排水體制是分流制。廠外雨水調(diào)蓄池的主要作用是調(diào)節(jié)流量，對(duì)雨水起存儲(chǔ)和削峰作用。
雨水經(jīng)過調(diào)蓄池的流量調(diào)節(jié)后經(jīng)過雨水泵站送入污水處理廠處理，Ejby M?lle污水廠的工藝全流程中包含雨水的處理。
處理工藝首先經(jīng)過格柵和沉淀，然后視流量決定去向，不超過污水廠最大設(shè)計(jì)流量的雨水和污水一同進(jìn)入生物處理單元進(jìn)行全流程處理，超過最大設(shè)計(jì)流量的雨水即在格柵和沉淀后排入河道。沉淀物被送入污水處理的格柵端口進(jìn)行處理。
2.2 尾水排放前曝氣增氧
Ejby M?lle污水廠在完成了污水的生物處理后，在排放到水體前設(shè)置了后曝氣單元。
污水廠工藝控制中，出于節(jié)能降耗和微生物生長(zhǎng)要求的考慮，在生物處理單元必須精準(zhǔn)控制溶解氧水平，因此，出水排放前溶解氧水平的調(diào)整是生態(tài)友好的。
Ejby M?lle污水廠在污水處理流程末端設(shè)置后曝氣的目的是使污水廠排放的污水中溶解氧的含量與受納水體接近，以免造成對(duì)水體的耗氧。
2.3 污泥處理特色
該廠污泥處理特色包括側(cè)流厭氧氨氧化和厭氧消化后生物固體部分回流。
污泥消化脫水的上清液經(jīng)過側(cè)流厭氧氨氧化工藝進(jìn)行單獨(dú)脫氮處理，可大大降低高氨氮回流到污水主流生物處理單元造成的高能耗和外加碳源消耗；
而厭氧消化后的生物固體部分回流至厭氧消化罐內(nèi)，使污泥在消化池中的平均停留時(shí)間延長(zhǎng)10%，以此提高厭氧消化的效率。
3.標(biāo)桿工廠：能源自給率達(dá)到188%
從2010年開始，通過技術(shù)創(chuàng)新和管理加強(qiáng)，該廠的能源管理工作不斷取得新進(jìn)展。
技術(shù)創(chuàng)新方面，進(jìn)行了污泥熱水解工藝強(qiáng)化污泥厭氧消化的實(shí)證研究、膜曝氣生物反應(yīng)器（MABR）工藝提高曝氣過程氧利用率的研究。
使用多種技術(shù)改進(jìn)提高厭氧消化的效率，如根據(jù)不同負(fù)荷靈活調(diào)整消化池的水力停留時(shí)間（HRT），2020年8月該污水廠的HRT為31d。
管理加強(qiáng)方面，根據(jù)運(yùn)營報(bào)表，動(dòng)態(tài)進(jìn)行能耗的全流程分析，找出薄弱環(huán)節(jié)，替換成更節(jié)能的設(shè)備；
聯(lián)合當(dāng)?shù)責(zé)崮芄?，在污水廠安裝20MW熱泵，對(duì)出水的熱能進(jìn)行利用。如此，熱能公司可獲得穩(wěn)定、持久、免費(fèi)的熱能來源，廠方可獲得免費(fèi)的熱能，形成雙贏局面。
近年來，該廠污泥厭氧消化甲烷產(chǎn)量約為260萬m3/a，用于熱電聯(lián)產(chǎn)。
2019年，Ejby M?lle污水廠能源自給率達(dá)到188%，成為VCS公司旗下名副其實(shí)的能源管理標(biāo)桿工廠。
4.Ejby M?lle污水廠的4點(diǎn)啟示
分析Ejby M?lle污水處理廠案例，可為當(dāng)今我國蒸蒸日上的環(huán)保和污水處理事業(yè)帶來不少啟迪。
4.1 “污染者付費(fèi)”，確保污水排放高標(biāo)準(zhǔn)
在丹麥，國家環(huán)保政策有一條是“污染者付費(fèi)”，污染者即為污水處理設(shè)施的運(yùn)營單位，“付費(fèi)”實(shí)際是支付一種排污“稅”，按照排放的BOD5、TN、TP這3大污染物量和各自單價(jià)折算相應(yīng)該支付的排污“稅”。
在這種機(jī)制約束下，為了減少排污“稅”并謀求發(fā)展，運(yùn)營污水廠的企業(yè)不得不盡量減少對(duì)水體的污染排放。
在我國可試行“優(yōu)排獎(jiǎng)勵(lì)”辦法，即優(yōu)于排放標(biāo)準(zhǔn)排放的企業(yè)，可在稅收、勞動(dòng)工資、人才引進(jìn)和補(bǔ)貼等方面享受獎(jiǎng)勵(lì)和優(yōu)惠制度。
4.2 因地制宜，實(shí)施雨污同治
丹麥的排水體制屬于分流制，由于初期雨水仍攜有一定的污染，雨水通過調(diào)蓄池削峰后，調(diào)節(jié)流量進(jìn)入周邊污水處理廠處理。
污水處理廠從設(shè)計(jì)起，即完整考慮雨水和污水的共同處理，和部分發(fā)達(dá)國家污水廠設(shè)計(jì)理念一致。
對(duì)于污水，100%全流程二級(jí)處理+深度處理；對(duì)于雨水，首先經(jīng)過格柵和沉淀，然后視流量決定去向。
4.3 高效設(shè)備支撐智能管理
以Ejby M?lle污水廠為例，使用了AVK的閥門、格蘭富的泵、丹佛斯的變頻器、Stjernholm的除砂器等，均是在業(yè)內(nèi)享有較好質(zhì)量口碑的品牌設(shè)備。
在國內(nèi)，為加快排水智能管理的進(jìn)程，可吸納丹麥經(jīng)驗(yàn)，將設(shè)備的高可靠性和持久耐用性作為采購環(huán)節(jié)需要重點(diǎn)考慮的因素，采用全生命周期比價(jià)制度。
4.4 精細(xì)化運(yùn)營管理永續(xù)推進(jìn)
Ejby M?lle污水廠以運(yùn)營規(guī)范為基礎(chǔ)，將持續(xù)不斷進(jìn)行精細(xì)化管理視作其終極目標(biāo)。
如能耗分析，動(dòng)態(tài)分析各設(shè)備及各單元的能耗是該廠精細(xì)化管理的內(nèi)容之一。
通過研究和分析，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，更新老舊設(shè)備，或者將當(dāng)前設(shè)備替換為同期更節(jié)能的設(shè)備；通過不斷優(yōu)化或革新工藝，將每個(gè)單元的能耗控制在合理范圍。這些精細(xì)化的管理方法值得國內(nèi)同行學(xué)習(xí)和借鑒。
5 .總? 結(jié)
丹麥的這座污水廠，處理規(guī)模不大，卻是VCS公司旗下名副其實(shí)的能源管理標(biāo)桿工廠。
早在2013年它就聲稱實(shí)現(xiàn)能量100%自給。2019年，他們甚至宣布：污水廠的能耗盈余率高達(dá)88%！
這與該廠對(duì)于新技術(shù)的不斷探索與成功應(yīng)用，精細(xì)化的高水平運(yùn)營管理和重視能源回用的理念密不可分。
路漫漫其修遠(yuǎn)兮，在污水處理的道路上，我們真正需要向西方學(xué)習(xí)的除了先進(jìn)的水處理技術(shù)和運(yùn)營管理經(jīng)驗(yàn)，更重要的是將我們“達(dá)標(biāo)保平安”的想法向他們那種將廢水當(dāng)成一種寶貴的資源去利用的理念的轉(zhuǎn)變。
