污水處理關(guān)鍵技術(shù)六大成果

　　 “十二五”期間，由無(wú)錫市排水有限公司牽頭、清華大學(xué)等作為技術(shù)支持單位的“污水處理系統(tǒng)區(qū)域優(yōu)化運(yùn)行及城市面源削減技術(shù)研究與示范”課題，以削減環(huán)太湖流域水網(wǎng)地區(qū)城市群水污染總負(fù)荷為核心，從城市區(qū)域?qū)用娉霭l(fā)，開(kāi)展污水處理優(yōu)化運(yùn)行、污水管網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)與高效管理、城市面源污染負(fù)荷評(píng)估方法與綜合控制技術(shù)等研究。通過(guò)技術(shù)研發(fā)、集成創(chuàng)新和綜合示范，在區(qū)域管理和調(diào)控層面，實(shí)現(xiàn)污水處理節(jié)能降耗、管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行及廠網(wǎng)聯(lián)合調(diào)度，建立城市面源綜合評(píng)估及控制技術(shù)體系，有力地促進(jìn)城市區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量的改善。研究成果為工程示范點(diǎn)無(wú)錫市創(chuàng)建“城市水環(huán)境改善和飲用水安全保障”示范城市提供了重要的技術(shù)支撐，為城市區(qū)域水體的污染控制和水環(huán)境保護(hù)提供系統(tǒng)的技術(shù)支持和治理模式。

　　太湖流域是我國(guó)經(jīng)濟(jì)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)之一，人口與經(jīng)濟(jì)對(duì)環(huán)境的壓力很大。“十一五”期間，無(wú)錫地區(qū)完成了城鎮(zhèn)污水處理廠的全面升級(jí)改造，出水可以達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，“提標(biāo)改造”和“控源截污”等工作取得了明顯成效。但是，無(wú)錫地區(qū)仍然面臨著發(fā)展新階段出現(xiàn)的污水處理廠節(jié)能降耗、排水管網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行和城市河網(wǎng)水質(zhì)保持等實(shí)際需求，亟須以城市排水管網(wǎng)和污水處理廠的區(qū)域性運(yùn)行技術(shù)為重點(diǎn)，建立和完善城市污水收集、輸送、處理和排放的科技開(kāi)發(fā)綜合平臺(tái)，并開(kāi)展相關(guān)的工程示范和技術(shù)推廣。

　　本課題通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)突破、集成創(chuàng)新和綜合示范，開(kāi)發(fā)了“MBR工藝優(yōu)化運(yùn)行控制技術(shù)”等6類(lèi)城市區(qū)域水體污染控制關(guān)鍵技術(shù)、“污水處理工藝優(yōu)化運(yùn)行控制器”等4類(lèi)關(guān)鍵設(shè)備、“污水管網(wǎng)——污水處理廠”聯(lián)合運(yùn)行與調(diào)度系統(tǒng)等3套應(yīng)用軟件，完成了“太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠一級(jí)A穩(wěn)定達(dá)標(biāo)工藝技術(shù)指南”等3項(xiàng)指南的編制，建設(shè)了梅村Ⅲ期MBR優(yōu)化運(yùn)行示范工程等7項(xiàng)示范工程，發(fā)表論文40余篇，申請(qǐng)專(zhuān)利15項(xiàng)，獲得軟件著作權(quán)5項(xiàng)。通過(guò)城市排水技術(shù)的集成與創(chuàng)新，提高了無(wú)錫地區(qū)排水基礎(chǔ)設(shè)施的區(qū)域管理和宏觀調(diào)控能力，有力促進(jìn)城市區(qū)域水環(huán)境的保持和改善。為“環(huán)太湖河網(wǎng)地區(qū)城市水環(huán)境整治技術(shù)研究與綜合示范”項(xiàng)目總體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)支撐和示范。

　　成果一：MBR工藝節(jié)能降耗與優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)

　　針對(duì)現(xiàn)有MBR工藝運(yùn)行能耗偏高等問(wèn)題，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和監(jiān)測(cè)，識(shí)別出膜池曝氣和生化曝氣為節(jié)能降耗的關(guān)鍵，研發(fā)出脈沖曝氣（圖1）等膜池曝氣控制技術(shù)、“氨氮——DO二階反饋”的生化池曝氣控制技術(shù)、膜污染清洗技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)了MBR穩(wěn)定運(yùn)行基礎(chǔ)上的節(jié)能降耗。成果分別在無(wú)錫梅村污水廠和城北污水廠得到應(yīng)用，建成示范工程2座，規(guī)模均為5萬(wàn)m3/d，穩(wěn)定運(yùn)行半年以上，出水水質(zhì)均穩(wěn)定地達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，能耗相比示范前分別降低20.3%和15.6%。

圖1 MBR示范工程中膜池脈沖曝氣系統(tǒng)和控制原理

　　成果二：氧化溝優(yōu)化運(yùn)行與節(jié)能降耗自控系統(tǒng)技術(shù)

　　通過(guò)模型模擬優(yōu)化、控制策略設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、上下位機(jī)集成等工作，研發(fā)了氧化溝工藝優(yōu)化運(yùn)行控制系統(tǒng)（圖2），包括轉(zhuǎn)碟曝氣、碳源投加以及除磷加藥等單元控制環(huán)節(jié)，采用“前饋補(bǔ)償——反饋控制”控制思想，可以根據(jù)進(jìn)水負(fù)荷的變化動(dòng)態(tài)調(diào)整工藝運(yùn)行參數(shù)。成果在城北污水廠得到應(yīng)用，建立Orbal氧化溝工藝節(jié)能降耗示范工程1項(xiàng)，規(guī)模5萬(wàn)m3/d，出水水質(zhì)達(dá)到一級(jí)A，能耗與優(yōu)化運(yùn)行前相比降低10.8%。

圖2 Orbal氧化溝示范工程的系統(tǒng)控制界面