美國、加拿大、歐盟等發(fā)達國家和地區的污水處理廠(chǎng)的建設運營(yíng)經(jīng)過(guò)多年實(shí)踐,積累了許多先進(jìn)經(jīng)驗,本文對發(fā)達國家和地區污水處理廠(chǎng)的先進(jìn)運營(yíng)管理辦法和技術(shù)進(jìn)行一次梳理和總結,以期對我國污水處理廠(chǎng)的運營(yíng)優(yōu)化提供借鑒。運營(yíng)管理體系完善
西方發(fā)達國家污水處理廠(chǎng)的出水質(zhì)量高且達標穩定,總體運營(yíng)水平較高,原因之一是對運行技術(shù)的長(cháng)期積累和不斷總結研究。
美國環(huán)保局組織高水平專(zhuān)家團隊,總結各地污水處理運營(yíng)經(jīng)驗,分析研究各地的水質(zhì)特點(diǎn)和工藝特點(diǎn),編制了權威的運營(yíng)管理指南作為全國污水處理運營(yíng)的基本技術(shù)工具。
加拿大從污水處理廠(chǎng)全廠(chǎng)的角度考察各流程之間的相互影響,并通過(guò)大量模型模擬或試驗的方式印證了這些影響,為污水處理廠(chǎng)提高處理性能、降低處理成本提供了可靠的數據基礎與控制策略。
美國污水管理署辦公室編寫(xiě)了一套能源持續管理的系統方案,總共分為“計劃-行動(dòng)-核查-實(shí)施”4個(gè)階段。這個(gè)方法發(fā)展成一個(gè)適用于自來(lái)水廠(chǎng)和污水處理廠(chǎng)的“九步方案”,包括組建可持續發(fā)展團隊、收集數據、測定污水處理廠(chǎng)設備性能、能源計算等部分。利用這套方案系統地進(jìn)行改進(jìn)后,污水處理廠(chǎng)能很好地解決存在的問(wèn)題,節能降耗效果也非常明顯。
國外污水處理廠(chǎng)高運營(yíng)水平的另一個(gè)原因是多年來(lái)持續開(kāi)展員工培訓。美國環(huán)保局編制了運營(yíng)培訓教材,每年舉辦多次運營(yíng)管理培訓班,并舉行優(yōu)秀污水處理廠(chǎng)評比,評選出高出水水質(zhì)、低能耗等方面表現優(yōu)秀的污水處理廠(chǎng)。
國際合作也有助于提高污水處理廠(chǎng)運營(yíng)水平。歐盟在污水處理方面倡導各方廣泛研究與交流,開(kāi)展各國間的科技合作,具有代表性的研究項目有歐洲“歐盟科學(xué)技術(shù)合作計劃(COST)”的課題《綜合廢水管理1992~1998》以及《廢水系統的優(yōu)化管理1998~2004》課題等;國際水質(zhì)協(xié)會(huì )聯(lián)合多個(gè)國家開(kāi)發(fā)了活性污泥模型、基準模擬模型等,在歐洲許多污水處理廠(chǎng)的運營(yíng)管理中已投入應用。
運營(yíng)優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)先
美國許多污水處理廠(chǎng)運用了先進(jìn)的運營(yíng)優(yōu)化技術(shù),使污水處理能效大大提高。美國將運營(yíng)優(yōu)化技術(shù)分為兩大類(lèi):新興技術(shù)和創(chuàng )新技術(shù)。
新興技術(shù)指雖然在中試示范項目尚未有完善的操作數據,但是在試驗階段已經(jīng)顯示出節能潛力的技術(shù);創(chuàng )新技術(shù)指可能已經(jīng)在國外確立或者在美國作為示范項目已經(jīng)做過(guò)驗證,或者在美國污水處理廠(chǎng)使用了1~5年的技術(shù)。
這些技術(shù)可概括為以下3個(gè)部分:高效的控制策略、高效的機電設備和高效的管理體系。這些新興技術(shù)和創(chuàng )新技術(shù)的使用可以使污水處理廠(chǎng)單元能耗降低20%~90%。
一般來(lái)說(shuō),污水處理廠(chǎng)的提標改造有兩種途徑可供選擇,一是大規模的土建改造;二是工藝優(yōu)化升級。歐盟提升城市污水處理廠(chǎng)處理能力和運行效果的基本理念是:先優(yōu)化工藝,后建工程設施。歐盟重點(diǎn)研究了污水處理工藝的優(yōu)化技術(shù),以便在滿(mǎn)足歐洲排放標準的前提下,了解污水處理廠(chǎng)裝置的潛能,達到減少投入、減少占地、減少運營(yíng)費的目的。
利用先進(jìn)的工藝綜合模型,預測工藝處理效果、發(fā)現系統問(wèn)題、及時(shí)修補工藝缺陷,是污水處理廠(chǎng)優(yōu)化運營(yíng)的科學(xué)而經(jīng)濟的技術(shù)方案。它不僅節約大量投資、縮短改造時(shí)間,而且成本小,與此同時(shí),出水水質(zhì)也得到了穩定及提升。
芬蘭提倡運用基于數據處理的新方法對污水處理過(guò)程進(jìn)行模擬?;跀祿姆治瞿M通常需要在線(xiàn)測量?jì)x來(lái)獲得足夠的數據,因此芬蘭的污水處理廠(chǎng)在設計規劃階段還充分考慮了一些必要的儀器儀表的使用,以構建高質(zhì)量的確定性模型。
挪威推薦應用精確的數學(xué)模型控制化學(xué)混凝,實(shí)現了污水處理廠(chǎng)可以根據進(jìn)水水質(zhì)及水量按比例精確加藥,達到了節省絮凝劑消耗、提升自動(dòng)化控制水平、提高出水水質(zhì)和降低污泥管理成本的目的。