“及时拨付经费，完善配套管网...”住建部说的“标杆”污水厂，究竟什么样？

去年年底，《关于推进污水处理减污降碳协同增效的实施意见》首次明确提出“2025年建成100座能源资源高效循环利用的污水处理绿色低碳标杆厂”。

当时，让不少同行看得“云里雾里”——标杆厂？是啥？什么样的污水厂才能称为标杆厂？成为标杆厂需要满足哪些条件？

就在近日，国家发展改革委办公厅、住房城乡建设部办公厅又联合印发了《关于开展污水处理绿色低碳标杆厂遴选工作的通知》，再次提出：

“采取'遴选一批、新/改/扩建一批'的方式，2025年底前，建成100座能源资源高效循环利用的污水处理绿色低碳标杆厂。”进一步诠释了污水处理绿色低碳标杆厂的“内涵”。

入选“标杆”污水处理厂须具备哪些条件？

评选不上，不一定是污水处理厂的问题

遴选一批是指在已经建成、运行良好的污水处理厂中，围绕水质、节能、降碳、资源利用、环境友好、系统协调等指标进行综合评价，评选出一批代表性标杆厂。

其中，东、中部地区各省（区、市）推荐数量不超过10个，其它省（区、市）推荐数量不超过6个。

申报参加遴选的污水处理厂需要具备下面4个基本条件：

◎ 日处理量20000立方米以上；

◎ 出水水质达标率达到100%；

◎ 污泥无害化处置率均达到100%；

◎ 近一年进水BOD浓度达到100毫克/升以上或近三年增幅不低于10毫克/升。

对此，有业内人士认为，“标杆厂”遴选表面上考的是污水处理厂，但实际上考的是整个地方的污水治理体系。

除此之外，山西省城镇排水专业委员会专家委员、环保水圈金牌讲师郝晓光认为：“在明确合理排放标准的前提下，申请成为标杆污水处理厂应具备全过程的碳排放核算能力。

要特别注意的是，目前污水处理厂碳排放核算研究大多采用排放因子法，参考的是IPCC指南提供的参数因子。但由于该方法的相关计算参数取值大多都源于国外，在我国污水处理行业碳排放方面可能会出现“水土不服”。

为此，在IPCC核算方法框架的基础上，中国环境保护产业协会发布了我国污水处理领域首个低碳团体标准《污水处理厂低碳运行评价技术规范》，规范了污水处理厂碳排放核算、低碳运行评价等内容。

如CH4的直接排放量计算公式为：

式中，

m(CH4)为CH4直接排放量，kgCH4；

Q2为污水处理厂进水水量，m3；

COD(进)为污水处理厂平均进水CODCr浓度，mg·L-1；COD(出)为污水处理厂平均出水CODCr浓度，mg·L-1；

SG为污水处理厂产生的干污泥量，kg；

Pv为污水处理厂干污泥的有机分，%；

ρS为污泥中的有机物与CODCr的转化系数，取值为1.42kgCODCr·kg-1DS；

B0为CH4的产率系数，取值为0.25kgCH4·kg-1CODCr；

MCF为污水处理过程CH4修正因子，取值0.003；

Ｒ(CH4)为CH4回收体积，m3；

f(CH4)为CH4温室效应指数，取值为28kgCO2·kg-1CH4。

E(CH4)为CH4直接碳排放量，kgCO2。

低碳+绿色，“标杆”污水处理厂的2个关键词

污水厂减碳、绿色的5个有效措施（附案例）

随着城镇化发展带来的污水处理量增加，由此产生的碳排放量也必然会跟着增加。因此，污水处理厂必须通过优化技术和管理等措施对碳排放进行控制，以实现污水厂碳减排。

除了低碳，标杆厂的另一个关键词就是“绿色”。中规院王家卓工程师表示，能源资源高效循环利用’为‘绿色’相关指标的选取指明了大致的方向。

那么，当下污水处理厂到底该如何实现绿色、低碳？

1、优化原料投入环节

众所周知，生化处理环节是需要投加碳源和多种化学药剂的，这些原料在其生产和运输过程中会消耗能源，在投加过程中也消耗一定能源。

目前，解决措施主要是对加药系统进行配置升级。

比如，在曝气池末端出水投加的PAC除磷药剂，将常用的变频计量泵升级为数字泵，通过监测曝气池出水正磷酸盐浓度对PAC药剂进行精确投加，加药量有不同程度的降低。

该技术可以同时应用到污水处理厂的其他药剂投加段，一段时间后对于药耗成本的降低较为可观。

2、升级改造曝气系统

相关数据表明，我国污水处理厂单吨水电耗一般在0.15～0.28 kW·h。其中，曝气鼓风机的电耗所占比例为56.2%。

正因如此，污水厂节能降耗的关键点在于精准掌控微生物的活动过程，防止过度曝气增加电耗和设备损耗（也要注意防止曝气不足导致微生物死亡的情况），这就对曝气系统的智能化、数字化控制提出了很高的要求。

比如，通过计算每日处理水量所需要消耗的溶解氧对应的曝气总管压力值，在自控系统内进行设定并实时监测实际压力值，鼓风机的启停与负荷就会在曝气总管压力值的控制下进行自动调节。

同时在进入曝气池的各曝气支管出口前加装可精确控制开度的奥码头，根据现场溶解氧仪表的实际监测示数进行开度调节，从而达到精确曝气实现降低电耗的目的。

3、采用能耗更低的处理工艺

污水厂可以结合水量和水质情况，并综合考虑经济性、高效性、低碳性等因素，优化现有的污水处理技术，适当引入厌氧氨氧化、好氧颗粒污泥等低能耗生物工艺工艺，以减少能源和药剂消耗，从而减少碳排放。

◎ 短程硝化-厌氧氨氧化工艺

厌氧氨氧化工艺主要建设在具有板框压缩脱水能力的污水处理厂，主要作用是处理板框机压榨泥饼后产生的滤液。

为保证厌氧氨氧化反应的顺利进行，往往会将厌氧氨氧化工艺与短程硝化工艺组合为短程硝化-厌氧氨氧化工艺。

与传统脱氮工艺相比，该工艺仅需将部分NH4+(-N)氧化为NO2-(-N)，节省了剩余NH4+(-N)的进一步氧化需氧量以及NO2-(-N)转化为NO3-(-N)的深度氧化需氧量，从而可节约大量因曝气产生的电耗。

值得一提的是，该工艺以IC为碳源，无需额外投加有机碳源，可以大幅度降低脱氮成本。此外，该工艺流程的出水会进入厂前区总进水，对于后续污水处理区域的生产压力有大幅降低，一定意义上也降低了单吨水处理成本。

◎ 反硝化除磷

反硝化除磷菌以硝酸盐作为电子受体，在反硝化的同时完成吸磷的作用，反硝化除磷工艺就是运用这一原理来实现的，将反硝化与除磷合二为一，同时实现脱氮除磷的目的。

从除磷的过程来看，是将反硝化与除磷这两个不同的生物过程利用同一个细菌在同一过程中完成。其中聚羟基脂肪酸酯不仅是反硝化除磷菌的碳源，也是能量储存物质，具有双重的效果。

可以说，该种除磷原理既可以达到除磷的目的，还能够节省碳源，属于一种可持续的生活污水除磷技术。

4、提高热电联产回收能力

要想提高污泥中的能量回收率就必须极力改善污泥消化处理工艺，在进水有机物充足的情况下，最大程度的开发污泥中有机物能量。

比如，采用热水解+厌氧消化工艺。通过污泥热压水解技术在高温高压下裂解污泥中有机物的细胞结构从而提高污泥产气率，除满足热水解能量平衡的需要外还有余量。

这部分余量经过干式脱硫后可以通过沼气发电机转化为电能或通过沼气拖动鼓风机直接为污水处理生化反应段提供曝气，减少大功率电力拖动单级离心式鼓风机的运行时间，降低电耗和设备损耗。

需要特别说明的是，在具备单独供暖条件的水厂冬季时还可以通过热水锅炉为厂区提供供暖，减少办公区域和生产车间的空调使用，热电联产余热最大限度地被回收。

5、加大自产清洁能源力度

◎ 安装光伏板

生物处理池及初沉池、二沉池等单元具有庞大的表面面积，可以为太阳能光伏发电创造必要的场地条件。

安装光伏组件后不仅可以实现太阳能发电并入电网供水厂使用，还能在冬季利用光伏板来覆盖这些处理单元，实现对生物处理的保温作用和臭气收集。

◎ 储存利用自产的冷热能

相关数据表明，污水中的热能储量远高于污水中的化学能（有机物能量），实际可回收的热能为化学能的9倍。

比如，可通过污水源热泵所产生的冷、热源直接为厂区提供制冷和供暖，余量可以输出厂外供其他商业或民用用户使用，以“碳交易”的方式实现“碳中和”。

6、案例：洛阳市瀍东污水处理厂-绿色低碳运行标杆

北控水务洛阳市瀍东污水处理厂是中国环保产业协会发布了首批城镇污水处理低碳运行案例，也是唯一一个专家实地核验的项目。

据悉，该项目设计规模20万吨/日（远期规模30万吨/日），占地总面积24公顷，服务面积约30平方公里。

在能源利用上，巧妙利用了厂内受光面积，布置光伏发电装置，大幅提高能源资源自给率。

在低碳运行上，通过工艺优化、节能技改、光伏利用、精益管理、智慧运行，实现污水厂的低碳运行；通过水、肥资源的持续输出，实现资源循环利用。