圖為“智能(neng)松花江”項目中污水處理廠群智能(neng)化集群調控平臺。資料圖片(pian)  

◆本報記者吳殿(dian)峰通訊員張福貴  

松(song)花(hua)(hua)江，我國七大水系之一(yi)，是東北老(lao)工業(ye)基地生(sheng)存和發(fa)展的命脈。自實施(shi)“讓松(song)花(hua)(hua)江休養生(sheng)息(xi)”以來，通過(guo)排污(wu)總(zong)量目標控制(zhi)，松(song)花(hua)(hua)江水質總(zong)體上由中度污(wu)染好轉為輕度污(wu)染。  

但是，松(song)花江(jiang)仍存在各(ge)水期(qi)季節性水環境(jing)容量波動較大、特(te)殊(shu)水期(qi)流(liu)域水體水質達標(biao)難(nan)等(deng)問題，在冬季等(deng)特(te)殊(shu)水期(qi)的不利條件(jian)下，松(song)花江(jiang)流(liu)域內的污(wu)水處理廠存在處理效果差、處理效率低、水質達標(biao)難(nan)，缺少污(wu)水處理智(zhi)能(neng)化(hua)集群調控(kong)等(deng)問題，不達標(biao)的時間段除冰封期(qi)還有豐水初(chu)期(qi)、桃花水期(qi)。  

為此，由龍江(jiang)(jiang)環(huan)保集(ji)(ji)團股份有限公(gong)司承擔(dan)的《松(song)花(hua)江(jiang)(jiang)流(liu)(liu)域(yu)污(wu)水(shui)(shui)處理(li)智能化集(ji)(ji)群(qun)調(diao)控(kong)技(ji)術研究(jiu)與示范》課(ke)題，以(yi)流(liu)(liu)域(yu)污(wu)水(shui)(shui)處理(li)智能化集(ji)(ji)群(qun)調(diao)控(kong)為目(mu)標，旨在研發(fa)污(wu)水(shui)(shui)處理(li)廠優化運行關鍵技(ji)術、流(liu)(liu)域(yu)污(wu)水(shui)(shui)處理(li)水(shui)(shui)質水(shui)(shui)量(liang)彈性調(diao)控(kong)技(ji)術，構(gou)建松(song)花(hua)江(jiang)(jiang)流(liu)(liu)域(yu)污(wu)水(shui)(shui)處理(li)智能化集(ji)(ji)群(qun)調(diao)控(kong)平臺，有效改善(shan)松(song)花(hua)江(jiang)(jiang)干(gan)流(liu)(liu)水(shui)(shui)質狀(zhuang)況(kuang)。  

污水(shui)處理(li)廠群對水(shui)環境影響大  

冰(bing)封期、豐(feng)水(shui)(shui)(shui)初期和桃花(hua)水(shui)(shui)(shui)期等不利條件下，污水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)廠水(shui)(shui)(shui)質難達標  

目(mu)前，松花江流域(yu)已建大中型城市(shi)污(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠90多(duo)座，設計處(chu)(chu)(chu)理(li)量364.37萬m3/日，污(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠的快速集(ji)群(qun)發展，導致(zhi)沿江污(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠群(qun)排水(shui)規(gui)模的持續增大，城市(shi)污(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠排放(fang)污(wu)染對松花江水(shui)質(zhi)貢(gong)獻增大。加之東北地區冬季冰封期長(chang)達(da)4個月，水(shui)體自(zi)凈能力較(jiao)弱，同時低溫(wen)引起的污(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠處(chu)(chu)(chu)理(li)效(xiao)果差、處(chu)(chu)(chu)理(li)效(xiao)率低，對流域(yu)水(shui)環境產生嚴重(zhong)影(ying)響(xiang)。特(te)別是在(zai)冰封期、豐水(shui)初期和桃花水(shui)期等(deng)不利條(tiao)件(jian)下，污(wu)水(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)廠水(shui)質(zhi)難達(da)標的問題比較(jiao)突出。  

而《松花江(jiang)(jiang)流(liu)(liu)域(yu)污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理智(zhi)能化集群(qun)調控(kong)技(ji)(ji)術研究(jiu)與示范(fan)》課(ke)題，正是針對松花江(jiang)(jiang)流(liu)(liu)域(yu)各(ge)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)期季節(jie)性(xing)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)環境容(rong)量波(bo)動較大、特殊水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)期流(liu)(liu)域(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)體水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)達標難、缺(que)少污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理智(zhi)能化集群(qun)調控(kong)等一(yi)系(xi)列問(wen)題展(zhan)開(kai)的。“結合流(liu)(liu)域(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)功能劃和流(liu)(liu)域(yu)規劃考核斷面要求，研發污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理廠(chang)(chang)優化運(yun)行關鍵技(ji)(ji)術、水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量彈性(xing)調控(kong)技(ji)(ji)術，以實現污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理廠(chang)(chang)群(qun)的優化調度和水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量錯峰(feng)。”課(ke)題負責(ze)人介紹說。  

在(zai)(zai)動(dong)態水文設計條件下，課題以阿什河口(kou)內斷面及其附近的(de)(de)污水處理廠(chang)群排放口(kou)排放混合區作為示范混合區開展研(yan)究(jiu)，結果顯示，化學需氧(yang)量(liang)（COD）和氨氮（NH3-N）的(de)(de)環(huan)境容(rong)量(liang)分(fen)布十分(fen)不均勻，且COD環(huan)境容(rong)量(liang)分(fen)布均勻性更差(cha)。其中(zhong)，環(huan)境容(rong)量(liang)最(zui)大(da)值(zhi)出現在(zai)(zai)8月(yue)，最(zui)小值(zhi)出現在(zai)(zai)2月(yue)，同時，實際環(huan)境容(rong)量(liang)要遠(yuan)遠(yuan)小于理想環(huan)境容(rong)量(liang)，NH3-N的(de)(de)環(huan)境壓力更加嚴(yan)峻，增加了治理壓力。  

研究數據表(biao)明，阿(a)(a)什河（阿(a)(a)什河口內斷面(mian)處(chu)）COD排(pai)(pai)放量(liang)為12612t/a（噸(dun)/年），NH3-N排(pai)(pai)放量(liang)為493t/a（1月(yue)(yue)(yue)(yue)～4月(yue)(yue)(yue)(yue)，11月(yue)(yue)(yue)(yue)，12月(yue)(yue)(yue)(yue)）和890t/a（5月(yue)(yue)(yue)(yue)～10月(yue)(yue)(yue)(yue)），斷面(mian)對應(ying)的(de)(de)文昌(chang)太平污(wu)(wu)水處(chu)理廠(chang)執行《城鎮污(wu)(wu)水處(chu)理廠(chang)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)排(pai)(pai)放標(biao)準(zhun)》（GB18918-2002）一(yi)級(ji)A排(pai)(pai)放標(biao)準(zhun)，其COD排(pai)(pai)放量(liang)為8910t/a，NH3-N排(pai)(pai)放量(liang)為220t/a（1月(yue)(yue)(yue)(yue)～4月(yue)(yue)(yue)(yue)，11月(yue)(yue)(yue)(yue)～12月(yue)(yue)(yue)(yue)）、254t/a（5月(yue)(yue)(yue)(yue)～10月(yue)(yue)(yue)(yue)）。與(yu)實際水環境容量(liang)對比可(ke)見，阿(a)(a)什河排(pai)(pai)入松花江的(de)(de)COD總量(liang)占(zhan)COD環境容量(liang)的(de)(de)93.5%，已經接(jie)近COD的(de)(de)環境容量(liang)，文昌(chang)太平污(wu)(wu)水處(chu)理廠(chang)COD排(pai)(pai)放濃度需控制在65mg/L以(yi)下，才可(ke)以(yi)滿(man)足環境容量(liang)需求(qiu)。  

進行水環境(jing)承載(zai)力全(quan)解(jie)析  

以課題為基(ji)礎(chu)，以問題為導(dao)向，構建流域污水處理廠群混合區(qu)水質信息數據庫，實現優化調(diao)度和錯峰  

據了解，以流域污水(shui)處理(li)廠(chang)群排水(shui)混(hun)合區(qu)為(wei)研究對象，集合各水(shui)期(qi)水(shui)質(zhi)、典型(xing)代(dai)表污染因(yin)子(zi)、水(shui)量(liang)、水(shui)環(huan)(huan)境(jing)最大承(cheng)載量(liang)值及沿江污水(shui)處理(li)廠(chang)的(de)規模、工(gong)藝和(he)處理(li)量(liang)、不同集水(shui)類型(xing)、排水(shui)量(liang)等數據，課題構建起流域污水(shui)處理(li)廠(chang)群混(hun)合區(qu)水(shui)質(zhi)信(xin)息(xi)數據庫。其(qi)中包含流域考核(he)斷面(mian)水(shui)質(zhi)信(xin)息(xi)11萬余(yu)條(tiao)，黑龍(long)江省(sheng)污水(shui)處理(li)廠(chang)建設信(xin)息(xi)及污染物進(jin)出水(shui)指標2000余(yu)條(tiao)，區(qu)段水(shui)環(huan)(huan)境(jing)容量(liang)信(xin)息(xi)200余(yu)條(tiao)，混(hun)合區(qu)水(shui)質(zhi)特征信(xin)息(xi)200余(yu)條(tiao)，為(wei)污水(shui)處理(li)廠(chang)群和(he)環(huan)(huan)境(jing)管理(li)機構建立有效的(de)交互(hu)關(guan)系(xi)提供數據支撐。  

龍江(jiang)環(huan)保在其運(yun)營(ying)管(guan)理(li)(li)的(de)20多(duo)個污(wu)(wu)水(shui)處理(li)(li)廠，建(jian)立(li)了(le)污(wu)(wu)水(shui)處理(li)(li)廠群優(you)化運(yun)行管(guan)理(li)(li)平臺，以探(tan)索出(chu)污(wu)(wu)水(shui)處理(li)(li)廠處理(li)(li)效率、處理(li)(li)水(shui)量(liang)、污(wu)(wu)水(shui)排放量(liang)和污(wu)(wu)水(shui)處理(li)(li)費用的(de)最優(you)方案。  

課(ke)題參(can)與單位中國(guo)環(huan)境科學研究(jiu)院(yuan)、哈(ha)爾濱工業大學、黑(hei)龍江省環(huan)境科學研究(jiu)院(yuan)等(deng)，在城鎮(zhen)(zhen)污水高效(xiao)處理(li)技(ji)(ji)術、城鎮(zhen)(zhen)污水低能耗的生態處理(li)技(ji)(ji)術、城鎮(zhen)(zhen)污泥的有效(xiao)利用(yong)技(ji)(ji)術等(deng)方(fang)面取得多(duo)項重(zhong)大突破性研究(jiu)成果，使課(ke)題也(ye)形(xing)成一系列具(ju)有自主知識產(chan)權的研究(jiu)成果。  

課題通(tong)過開展改良型厭氧折流(liu)板工(gong)(gong)藝、A2O生物脫氮(dan)除磷(lin)工(gong)(gong)藝、周期循環(huan)活性(xing)污(wu)泥法等典(dian)型污(wu)水(shui)處(chu)理廠工(gong)(gong)藝優化(hua)模擬，分(fen)析篩選了(le)制約典(dian)型污(wu)水(shui)處(chu)理工(gong)(gong)藝排污(wu)總量削減及運行穩定性(xing)的62個參(can)數(shu)，其中(zhong)化(hua)學(xue)計量學(xue)參(can)數(shu)29個，動力學(xue)參(can)數(shu)33個。課題已經有了(le)研究(jiu)結果(guo)：在冬季時各污(wu)水(shui)處(chu)理廠應通(tong)過增(zeng)大污(wu)泥齡、增(zeng)加曝氣量、提高內外回流(liu)比等措施，來(lai)彌補低(di)溫對運行效果(guo)的不利影響。  

構建彈性調控技術體(ti)系  

不僅解決(jue)了松花江流域季節性水容量不均(jun)衡問題，課(ke)題組還(huan)為各地(di)制(zhi)定治(zhi)理(li)方(fang)案和補償機制(zhi)提出(chu)建議  

課題負責(ze)人表示，目前他(ta)們正通過構建污水(shui)(shui)處理水(shui)(shui)質水(shui)(shui)量彈性調控技(ji)術體(ti)系，在松花江流域內的不同地(di)區因(yin)地(di)制宜，向水(shui)(shui)環境改(gai)善集中發力。  

比如(ru)，著名的扎龍濕(shi)(shi)地(di)所在地(di)齊齊哈爾，當地(di)濕(shi)(shi)地(di)面積較大(da)，課題組進(jin)行了人(ren)工濕(shi)(shi)地(di)低(di)溫啟動運行效(xiao)能、低(di)溫生物強化(hua)(hua)人(ren)工濕(shi)(shi)地(di)處(chu)理(li)效(xiao)能、冰封期人(ren)工濕(shi)(shi)地(di)處(chu)理(li)效(xiao)能、植物多樣(yang)性配置對人(ren)工濕(shi)(shi)地(di)出水水質的影(ying)響、濕(shi)(shi)地(di)氮(dan)素(su)轉(zhuan)化(hua)(hua)途徑及脫氮(dan)機理(li)分(fen)析等(deng)相關研(yan)究，為(wei)污(wu)水處(chu)理(li)廠提出了“濕(shi)(shi)地(di)協同(tong)去除污(wu)染(ran)”的水質調配方案。  

以龍鳳濕地為例，冬季采用(yong)(yong)低溫脫氮菌劑強化(hua)(hua)的(de)(de)方(fang)式(shi)對(dui)(dui)人工(gong)(gong)濕地的(de)(de)脫氮效能(neng)進(jin)行(xing)強化(hua)(hua)；春、夏、秋(qiu)三(san)季可利(li)用(yong)(yong)多(duo)元植物(wu)復配方(fang)式(shi)對(dui)(dui)人工(gong)(gong)濕地的(de)(de)污(wu)染物(wu)去(qu)除效能(neng)進(jin)行(xing)強化(hua)(hua)，利(li)用(yong)(yong)菖(chang)蒲(pu)(pu)對(dui)(dui)COD和(he)氨氮的(de)(de)日削減(jian)量分(fen)別(bie)為0.313噸(dun)、0.139噸(dun)，利(li)用(yong)(yong)鳶尾(wei)(wei)——菖(chang)蒲(pu)(pu)復配對(dui)(dui)硝氮的(de)(de)日削減(jian)量為0.092噸(dun)，利(li)用(yong)(yong)鳶尾(wei)(wei)——菖(chang)蒲(pu)(pu)——香蒲(pu)(pu)復配對(dui)(dui)總(zong)氮的(de)(de)日削減(jian)量為0.187噸(dun)，利(li)用(yong)(yong)鳶尾(wei)(wei)——香蒲(pu)(pu)對(dui)(dui)總(zong)磷的(de)(de)日削減(jian)量為0.047噸(dun)。  

而大(da)慶市(shi)和(he)(he)哈(ha)爾濱市(shi)，則存在(zai)污水(shui)處(chu)理(li)(li)(li)廠典(dian)型污染物(wu)(wu)(wu)復(fu)雜的特點(dian)，課(ke)題組(zu)(zu)著重探討污水(shui)處(chu)理(li)(li)(li)廠出(chu)水(shui)典(dian)型污染物(wu)(wu)(wu)深度削減對(dui)(dui)策(ce)。研(yan)究發現(xian)，針對(dui)(dui)COD含量(liang)高(gao)的廢(fei)水(shui)深度處(chu)理(li)(li)(li)應(ying)優選臭氧-生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)活性炭工藝；混凝沉淀過濾(lv)對(dui)(dui)磷的去(qu)(qu)除(chu)有(you)明顯優勢，混凝沉淀——BAF對(dui)(dui)氨氮(dan)的處(chu)理(li)(li)(li)效(xiao)果最優；混凝沉淀——BAF和(he)(he)O3——BAC都可有(you)效(xiao)去(qu)(qu)除(chu)亞硝(xiao)氮(dan)，但這三種組(zu)(zu)合工藝都不能有(you)效(xiao)去(qu)(qu)除(chu)TN。因此，考(kao)慮脫氮(dan)的問題，在(zai)污水(shui)深度處(chu)理(li)(li)(li)技術中可以選擇采用交替式(shi)曝氣生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)濾(lv)池或多級(ji)曝氣生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)濾(lv)池、反(fan)硝(xiao)化濾(lv)池和(he)(he)膜生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)反(fan)應(ying)器等進(jin)一步去(qu)(qu)除(chu)二(er)級(ji)出(chu)水(shui)中的氮(dan)。反(fan)硝(xiao)化生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)濾(lv)池生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)量(liang)大(da)，處(chu)理(li)(li)(li)效(xiao)率高(gao)。  

此外，針(zhen)對(dui)松花江流域(yu)污水(shui)處理廠(chang)群水(shui)質調(diao)配的(de)不同技術方案，課題組還進(jin)行了準確的(de)經濟評估。其中(zhong)提出，廠(chang)群優化調(diao)控的(de)補償(chang)(chang)標準、補償(chang)(chang)方式和補償(chang)(chang)政策，依據(ju)“實(shi)踐與(yu)推廣相結合”的(de)原則，分步(bu)驟實(shi)施。  

以齊(qi)齊(qi)哈爾市(shi)“污(wu)水(shui)(shui)處理廠——濕地協同除污(wu)染”水(shui)(shui)質調配(pei)方案為例，建議(yi)采用(yong)“國家層面(mian)補償+地區層面(mian)補償+跨區域地區補償”的混合補償模式。  

目前，黑龍江省正在以(yi)課(ke)題為(wei)抓手之(zhi)一(yi)，積極推動松花江流域(yu)水質持續改善，確保松花江流域(yu)同(tong)江等17個省控斷(duan)面水質達標率(lv)比(bi)2013年總體提高10%。

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