王 頊
(中赟國際工程有限公司,鄭州 450007)
近年來,隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程的加快,人流、物流和信息流向城市聚集,構(gòu)成了高密集的人工生態(tài)系統(tǒng)。其中,水質(zhì)資源構(gòu)成了城市化進程的重要物質(zhì)代謝基礎。因此,各地紛紛加快了城市污水處理廠基礎設施建設。住房和城鄉(xiāng)建設部公布的數(shù)據(jù)顯示,截至2018年6月底,全國設市城市建成運行污水處理廠2 149 座,形成污水處理能力1.32 億m3/d,僅2018年第二季度,全國污水處理廠就完成累計處理污水 126.2億m3/d,36個大中城市累計處理污水48.2億m3/d。
城市污水處理廠是能源密集的高耗產(chǎn)業(yè)之一,且污水處理過程中還會給周圍環(huán)境產(chǎn)生臭氣、噪聲、固廢等不利影響[1]。從能耗占比看,城市污水處理廠的能耗主要集中于污水提升、曝氣供養(yǎng)、混凝沉淀等環(huán)節(jié)和部位。為此,可以加強日常設備運行的維護和管理,改進生產(chǎn)工藝,合理利用廢棄物,提高污水處理廠的資源、能源利用效率,實現(xiàn)清潔生產(chǎn)目標。
根據(jù)清潔生產(chǎn)的要求和城市污水處理廠的運行特點,清潔生產(chǎn)審核的主要程序包括以下方面[2]。
在實行清潔生產(chǎn)審核之前,要在全廠上下進行廣泛的宣傳和教育,凝聚全廠共識,使廣大員工及領導對清潔生產(chǎn)審核工作有正確的認識,從而在思想上消除觀念障礙,了解清潔生產(chǎn)審核工作的具體程序、要求和內(nèi)容,為后期審核工作的開展奠定思想基礎。
是對城市污水處理廠進行全面的調(diào)查,結(jié)合企業(yè)現(xiàn)狀,探討城市污水處理廠生產(chǎn)的前景及機遇,確定審核的關(guān)鍵點和重點環(huán)節(jié),明確后期審核的主攻方向。
是指在前期預評估的基礎上,通過物料平衡等方法分析污水處理廠產(chǎn)污原因,指出物料運輸、經(jīng)營管理及排放方面存在的問題,比較國內(nèi)外城市污水處理廠的運行狀況,提出清潔生產(chǎn)改進的方式和方法。
通過預評估、評估的嚴格開展,結(jié)合運行現(xiàn)狀確定清潔生產(chǎn)的具體方案,并通過方案的產(chǎn)生、篩選等,為后一階段中/高費清潔生產(chǎn)方案的制定提供依據(jù)。
通過分析和評估中/高費清潔生產(chǎn)方案,最終確定一套符合污水處理廠清潔生產(chǎn)實際的科學解決方案。
確定中/高費可行性方案后,城市污水處理廠的生產(chǎn)及運營要嚴格按照該方案,推動企業(yè)技術(shù)進步,提高經(jīng)濟效益和環(huán)境效益,并定期對實施所產(chǎn)生的成果進行評估,通過物質(zhì)、精神等手段激勵清潔生產(chǎn)。
要堅持清潔生產(chǎn),提高污水治理水平。
根據(jù)城市污水處理廠生產(chǎn)、運營的實際特點以及清潔生產(chǎn)審核的具體要求,在現(xiàn)場對污水處理廠生產(chǎn)、經(jīng)營現(xiàn)狀進行深入調(diào)研的基礎上,結(jié)合清潔生產(chǎn)的現(xiàn)狀評估,著重指出和發(fā)現(xiàn)城市污水處理廠原輔材料、能源消耗、產(chǎn)品和設備設施等重點環(huán)節(jié)存在的主要問題,經(jīng)審核人員的集體討論,并邀請污水處理廠人員參加,最終確定審核重點:電耗、污染物去除率、自來水耗。同時建立污泥脫水車間物料平衡、整個廠區(qū)的水平衡圖,深入分析城市污水處理廠的物料流失及自來水損耗的具體環(huán)節(jié)、部位以及具體原因,為方案的制定和出臺提供全面、客觀的現(xiàn)實依據(jù)。
城市污水處理廠清潔生產(chǎn)目標的確定應嚴格按照相關(guān)原則,科學地選取目標項值,發(fā)揮清潔生產(chǎn)審核目標對整個清潔生產(chǎn)審核工作的激勵和引領作用。具體應堅持如下原則。一是一致性原則是指污水處理廠的清潔生產(chǎn)目標與審核重點要保持一致,以達到通過審核重點來實現(xiàn)污水處理廠清潔生產(chǎn)的預期效果。二是代表性原則是指清潔生產(chǎn)審核目標的確定應具有相當?shù)拇硇?,不宜過多,以達到將有限審核資源集中于重點環(huán)節(jié)。三是科學性原則是指清潔生產(chǎn)審核目標的確定及內(nèi)容要具有科學性,與城市污水處理廠的實際生產(chǎn)、運營相匹配。
針對城市污水處理廠清潔生產(chǎn)審核重點,結(jié)合當前城市污水處理廠的行業(yè)技術(shù)標準和實際,根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002)的具體標準要求,確定具體的審核目標及體系。主要包括技術(shù)性指標和管理性指標。人們要綜合技術(shù)性指標和管理性指標,制定出城市污水處理廠具體的清潔生產(chǎn)審核指標體系,如表1所示。
表1 城市污水處理廠清潔生產(chǎn)指標
根據(jù)具體的技術(shù)性指標和管理性指標的不同,按照城市污水處理廠清潔生產(chǎn)的具體要求,相應內(nèi)容主要有6 個方面。
2.4.1 生產(chǎn)工藝與裝備
工藝的選擇至關(guān)重要,要結(jié)合實際運營規(guī)模來選擇,常見的、規(guī)模較大的污水處理廠一般會選擇污泥法或改進型A/O 法、A2/O 法,具有能耗低、運維費低等特點,而中小型污水處理廠則一般選擇SBR、氧化溝等工藝,具有管理簡便、設備少等特點。過程控制優(yōu)化則是指加強污水處理廠相關(guān)設備運行的在線監(jiān)測,如氨氮在線監(jiān)測儀的安裝等,根據(jù)污水處理量,合理安排設備運行周期,達到提升設備使用效率、最大限度地降低設備能耗的預期效果。要做好污泥脫水機、提升泵、鼓風機等核心設備的日常維護和升級工作,延長使用年限,并及時維保,保障設備運行工況的優(yōu)良。
2.4.2 污染物產(chǎn)生
城市污水處理廠中會產(chǎn)生噪聲、污泥等污染物。指標數(shù)反映工藝水平或者管理水平。例如,污泥產(chǎn)生量越大,說明該污水處理廠的清潔生產(chǎn)有很大的提升空間。
2.4.3 資源與能源利用
在生產(chǎn)環(huán)節(jié),污水處理廠不僅要考慮單位污水處理所需的能源及物資消耗量,還要考慮能源及物料的重復利用率,如新鮮水耗量、藥劑的使用量。
2.4.4 廢物回收利用
污水處理過程中會產(chǎn)生大量污泥,經(jīng)堆肥、焚燒等可變廢為寶,中水可用作景觀用水、綠化等用水。
2.4.5 產(chǎn)品
污水處理廠將污水處理后達標排放的出水即可視為產(chǎn)品。通過在線監(jiān)測或?qū)嶒炇冶O(jiān)測分析,出水中的COD、BOD、SS、TN、NH3-N、TP 等各項指標的濃度和處理水量情況進行計算,分析進出水污染負荷變動情況和出水穩(wěn)定達標狀況,最終獲得污水處理廠的產(chǎn)品達標率,這也是反映清潔生產(chǎn)成效的一項重要指標。
2.4.6 管理性指標
從當前城市污水處理廠的運行和管理來看,重生產(chǎn)輕管理的現(xiàn)象較為突出,污水處理過程中未按照流程和要求管理,管理人員業(yè)務素質(zhì)不高,缺少突發(fā)事件應急管理機制,設備運行記錄不完整,廠區(qū)標識不規(guī)范等問題較普遍,因此需加強管理,既要做好基礎設施投入的管理,提升設備的自動化率,加強物料和能源管理,提升資源整體利用效率,又需要加強現(xiàn)有技術(shù)人員、設備操作人員及行政管理人員的業(yè)務知識培訓。
在建立城市污水處理廠清潔生產(chǎn)審核指標及指標體系的基礎上,要定期對實際應用效果進行定量和定性評價,尤其是污水處理廠建設周期長,不同建設運行階段要對相關(guān)指標進行評價,并及時提出改進策略。
主要是根據(jù)考核評分計算,以該廠評價階段對相應的二級評價指標實際達到的數(shù)據(jù)為基礎進行計算,并綜合其他因素,獲取定量評價總分。二級指標中的單項評價指數(shù)計算公式為:
式中,Si為第i項評價指標的單項評價指數(shù);Sxi為第i項評價指標的實際數(shù)值;Soi為第i項評價指標的基準值。
二級指標中考核總分值計算公式為:
式中,P1為二級指標中考核總分值;n為參與考核的二級指標中的項目總數(shù);Si為第i項評價指標的單項評價指數(shù);Ki為第i項評價指標的權(quán)重值。
對于城市污水廠清潔生產(chǎn)審核的定性指標考核,既要評價各種設備的運行是否正常,也需要對管理效率進行考核,還需要考核“有”和“無”,然后將各個考核結(jié)果進行總分計算,得出定性化清潔生產(chǎn)審核的總分值。具體計算公式為:
式中,P2為二級指標考核總分值;Fi為第i項二級指標的得分值;n為參與考核的定性化二級指標的項目總數(shù)。
確定污水處理廠清潔生產(chǎn)審核項目及體系后,人們要根據(jù)相關(guān)指標定性、定量考核結(jié)果,制定出清潔生產(chǎn)方案,并將其應用到日常生產(chǎn)運行和管理環(huán)節(jié)。其間應著重注意以下問題:首先,要重視和實施企業(yè)管理;其次,要做好企業(yè)現(xiàn)狀的詳細和全面分析;再次,要加強出水水質(zhì)的分析,在滿足達標排放的基礎上,減少能耗和污染物排放;第四,要注重節(jié)約能源,污水處理廠的曝氣系統(tǒng)、污水提升泵等設備耗電較大,采取調(diào)節(jié)風量、提升泵調(diào)頻等措施,降低能耗,提升運行效果;最后,要加強中水回用。污水處理廠的出水是其產(chǎn)品,要將其處理達標滿足中水回用要求,可回用至廠內(nèi)生產(chǎn)或其他行業(yè),降低水耗[3]。