丹麥——作為污水界學(xué)霸級的國家，一些較古老的污水廠都有超過百年的歷史。時至今日，丹麥97%的污水都得到了處理，成為世界上首個應(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

這是一座已經(jīng)有114年歷史的污水廠，卻一直在不斷地升級，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)化運營管理等方面蘊含的經(jīng)驗值得我國污水廠借鑒。

01 Ejby M?lle污水廠背景

Ejby M?lle污水廠由VCS的公司運營。VCS作為丹麥最負(fù)盛名的三大水務(wù)公司之一，它的公司化歷史始于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個水廠和8個污水處理廠，其中Ejby Mφlle污水廠規(guī)模最大。

02 Ejby M?lle污水廠工藝簡介

根據(jù)丹麥出口協(xié)會提供的數(shù)據(jù)，EjbyMφlle污水廠設(shè)計能力為70000m3/d，2019年進(jìn)水平均流量為50750m3/d，運行負(fù)荷率為72.5%。運行負(fù)荷以進(jìn)水BOD5計為13100kg/d，負(fù)荷率為53.29%。

該廠接納的是分流制污水，同時也處理當(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。

整體工藝如上圖所示，包括雨水處理、污水處理和污泥處理。

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)組實現(xiàn)轉(zhuǎn)化，污泥脫水后的污泥餅由拖車運往堆肥場，后續(xù)再度得到循環(huán)利用。

03 工藝特色

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，對雨水起存儲和削峰作用。

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。

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。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，以免造成對水體的耗氧。

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間延長10%，以此提高厭氧消化的效率。

04 能源管理標(biāo)桿工廠-能源自給率達(dá)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)運營報表，動態(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荆谖鬯畯S安裝20MW熱泵，對出水的熱能進(jìn)行利用。如此，熱能公司可獲得穩(wěn)定、持久、免費的熱能來源，廠方可獲得免費的熱能，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)。2015 年始，電能持續(xù)凈產(chǎn)出，熱能平衡曲線自2011 年開始持續(xù)上揚。

2019年，Ejby M?lle污水廠能源自給率達(dá)到188%，成為VCS公司旗下名副其實的能源管理標(biāo)桿工廠。

05

智能運營

艾比米勒污水廠安裝了智能管理所需要的各種傳感器，開發(fā)和安裝了智能管理系統(tǒng)。VCS采用2+N方式對其所有污水廠進(jìn)行管理。2 是VCS水務(wù)公司的2名值守人員，輪流對所有污水廠進(jìn)行終端值守管理，工作日的工作時間管理方式是電腦終端，其余時間通過手機(jī)終端管理。N為故障解決團(tuán)隊的人數(shù)，包括VCS 自有員工和設(shè)備商的運維人員，其中自有員工解決自行安裝的信息系統(tǒng)等部分故障，設(shè)備商運維人員負(fù)責(zé)解決品牌設(shè)備的故障，恢復(fù)正常運行，故障以預(yù)警聲和界面標(biāo)紅形式給出。

艾比米勒污水廠在正常運營狀態(tài)下無人值守，VCS 水務(wù)公司利用極少的人力資源，通過智能運營改造、終端監(jiān)控和故障解決團(tuán)隊的保障，實現(xiàn)了其轄下各污水廠的集約化管理。

06 結(jié) 論

案例對我國水務(wù)行業(yè)發(fā)展啟迪如下。

一是內(nèi)外因聯(lián)動，確保污水排放高標(biāo)準(zhǔn)。外因上，創(chuàng)新相應(yīng)政策和制度，可試行“優(yōu)排獎勵”；內(nèi)因方面，水務(wù)行業(yè)應(yīng)加快民主治理，喚起民眾主觀能動性，使按照標(biāo)準(zhǔn)和優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)處理污水成為自覺行為。

二是因地制宜，污水廠實施雨污同治。合流制地區(qū)現(xiàn)階段應(yīng)盡快制訂雨水處理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，因地制宜，采取有效手段對污染嚴(yán)重的初期雨水先行治理，后續(xù)逐步提高雨水治理率。

三是優(yōu)化頂層設(shè)計，促進(jìn)污水廠轉(zhuǎn)型發(fā)展。目前我國正大力推動“碳達(dá)峰”和“碳中和”工作，建議創(chuàng)新體制機(jī)制，將氣候與能源管理的要求揉合進(jìn)水務(wù)管理的頂層設(shè)計，優(yōu)化污水處理廠的考評體系，增加能源產(chǎn)出或能源自給率指標(biāo)，在發(fā)達(dá)地區(qū)先行先試，逐步積累經(jīng)驗，推廣應(yīng)用，并建立標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

四是建議將設(shè)備的高可靠性和持久耐用性作為采購環(huán)節(jié)需重點考慮的因素，采用全生命周期比價制度確定供貨商，以高效設(shè)備支撐智能管理。

編輯：李丹