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北极星水处理网报道：对长三角地区三省一市最新公布的污水处理厂排放污染物标准进行了详尽的比较与分析。面对污水处理厂在提升排放标准过程中遇到的难题，本文从工程内部措施和管网水质源头分流两大方面，深入探讨了提升排放标准改造方案的策略思考，旨在为污水处理厂提标改造工程的顺利实施提供新思路和参考。
2018年11月5日，首届中国国际进口博览会上，国家领导人宣布将长三角一体化提升至国家战略层面。长三角地区包括沪苏浙皖三省一市，其总面积达35.9万平方公里，常住人口约为2.2亿，这两个数据分别占全国总量的1/26和1/6。此外，该地区的经济总量高达19.5万亿元，约占全国总量的四分之一。在这样的宏观背景下，长三角水务一体化项目也被纳入了重要的讨论议程。2015年4月，国务院颁布了《水污染防治行动计划》，简称“水十条”。随后，沪苏浙皖四地也分别出台了各自的水污染防治行动方案。这些方案对水污染防治、水生态保护以及水资源管理等方面都设定了具体的工作目标和实施措施。在这些方案中，提升污水处理厂的处理能力和标准成为了一项关键措施。自2016年起，众多地区相继推出了各自的污水处理厂污染物排放地方性规范。与现行的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中的A级一级标准相比，这些地方性规范对污水处理厂排放的污染物，特别是在氮、磷含量方面，设定了更为严格的限制。这一变化无疑给污水处理厂提升排放标准及进行改造工作带来了更加严峻的考验。
1 长三角地区污水处理厂排放标准及其解析
2016年4月，上海市环保局与上海市水务局共同发布了一则通知，该通知针对全市污水处理厂新建、扩建及提标改造项目中的污染物排放标准做出了相关规定。通知明确指出，污水处理厂尾水排放的标准需达到或超过一级A的标准。鉴于上海水环境中氨氮和总磷含量问题较为严重，故对那些尚未建设或尚未获得开工许可的内陆水体排水污水处理厂，提出明确要求：其排放的氨氮和总磷必须达到地表水Ⅳ类水质标准，具体为氨氮浓度在1.5 mg/L（水温超过12℃）和3.0 mg/L（水温不超过12℃），总磷浓度则需控制在0.3 mg/L以内。同时，在规划这些污水处理厂的建设空间布局时，还需对其他水质指标进行综合考虑和预留。
2018年5月，江苏省颁布了《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB 32/1072-2018）的新版本。该地区涵盖苏州市、无锡市、常州市，以及南京市溧水区、高淳区，还包括镇江市丹阳市、句容市和丹徒区。该标准相较于2007年版，对太湖流域的一级和二级保护区内的主要水污染物排放限值进行了提升，包括化学需氧量、氨氮、总氮以及总磷等；同时，也对太湖地区其他区域内的某些工业行业的废水排放限值进行了上调。
2018年12月，浙江省颁布了《城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》（DB 33/2169-2018），该标准对省内现有的以及新建的城镇污水处理厂设定了差异化的排放标准，重点关注化学需氧量、氨氮、总氮以及总磷等四个关键指标。
2016年9月，安徽省颁布了《巢湖流域城镇污水处理厂和工业行业主要水污染物排放限值》（DB 34/2710-2016）的规定。该规定要求巢湖流域内的城镇污水处理厂，包括巢湖市、肥西县、肥东县、舒城县，以及合肥市庐阳区、瑶海区、蜀山区、包河区等地的全部行政区域，还有长丰县、庐江县、含山县、和县、无为县、岳西县、芜湖市鸠江区、六安市金安区的行政区域，都必须遵守这一排放标准。本标准根据城镇污水处理厂是既有的还是新建立的，以及进水中的工业废水所占比例是否超过50%，制定了差异化的排放要求。同时，它也明确了对化学需氧量（COD）、氨氮、总氮以及总磷这四项关键指标的限值。
三省一市主要水污染物排放指标如表1所示。
根据上述数据，我们可以观察到长三角地区的三省一市污水处理厂在排放标准方面具有以下显著特征：
观察排放限值的具体数值，可以发现各地在一级A标准的基础上，又提出了更为严格的限制。这些标准主要针对氮、磷营养物以及化学需氧量等指标。控制这些指标有助于减轻水体富营养化现象，并提升环境质量。然而，新标准的实施也意味着各地需要在现有的一级A标准之上，着手进行污水处理厂提标改造的准备工作。
从适用区域的角度分析，上海和浙江的标准覆盖面最为广泛，它们分别在全市和全省范围内得到应用。相较之下，江苏的标准则限定在太湖流域，而安徽的标准则仅限于巢湖流域。
在对比三省一市的排放标准时，浙江省的规定尤为严格。新建的污水处理厂在COD、氨氮以及总磷的排放上，均达到了地表水Ⅳ类标准，而总氮的控制标准更是按照10（12）mg/L执行，这几乎是国内污水处理厂的最高要求。此外，现有污水处理厂的排放标准也在一级A的基础上进行了显著提高。
安徽省设定的排放要求较为宽泛，并且对各类污水处理设施进行了细致的分类，这涵盖了现有设施与新建设施的区别，以及进水中工业废水所占比例是否超过50%的区分。特别是对于那些进水中工业废水含量达到或超过50%的现有污水处理厂，其排放要求甚至比一级A标准还要更加宽松。
2 污水处理厂提标改造面临的挑战
长三角区域近期正全力推进污水处理厂升级至一级A标准的改造工程。至2016年年末，上海市已拥有53座城镇污水处理厂，日处理能力达812.2万立方米，其中约3.75%的厂执行了一级A标准，而96.25%的厂则执行了一级B或二级标准。经过近两年的努力，全市污水处理厂的一级A标准改造工作已基本完成。自2007年太湖蓝藻事件爆发以来，江苏省规定太湖流域内的污水处理厂必须满足一级A排放要求。到了2010年年底，太湖流域内城镇污水处理厂的提标改造工程已全面收官，众多污水处理厂已基本达到或超过了这一排放标准。到2015年9月底，江苏省内已建成695座城镇污水处理设施，其处理总能力达到1551.89万立方米每日。在太湖流域，已建成的城镇污水处理厂有250座，处理能力为818.31万立方米每日。浙江省在2017年年末时，已成功建设了296座城镇污水处理设施，这些设施的设计处理能力达到了1224.55万立方米/日。到2017年年末，全省范围内的城镇污水处理厂一级A提标改造工作已基本完成。而在安徽省，截至2018年9月30日，全省已投入运行的污水处理厂共有146座，日处理能力为696.74万立方米。此外，安徽省还计划对长江流域的24座污水处理厂进行提标改造。
长三角区域实施的污水处理新标准发布，无疑给污水处理厂的技术升级和改造带来了额外的压力与挑战，这一影响主要表现在以下两点：
稳定达标面临一定挑战。在众多指标中，氨氮达标相对简单，通常在好氧阶段充分曝气的情况下，氨氮达标问题不大。同样，总磷达标也较为容易，通过适量添加药剂和有效控制出水悬浮物SS，可以使出水总磷稳定达到标准。然而，总氮和COD指标的稳定达标则相对更具挑战性。稳定将总氮含量维持在10至12毫克每升以下，仅依靠二级生物处理存在一定挑战，特别是在冬季低温时期；在现有工程实践中，通常会在深度处理环节增设反硝化深床滤池以作为最后的防线，然而，实际运行效果仍需依赖于对补充碳源的精确调控。COD指标受污水处理厂进水水质影响显著，若进水中难以降解的COD基础值偏高，那么确保出水COD稳定在40 mg/L，甚至30 mg/L以下，其难度便不言而喻。此外，在国内水质监测体系中，尽管排放标准对水污染物检测的规定均为“取样需至少每2小时进行一次，采集24小时的混合样本，并计算日平均值”。在实际的考核或督查过程中，通常仅采集瞬时样本，并以这些样本作为执法的依据，这实际上意味着出水水质必须达到百分之百的合格标准。因此，在执行新的标准之后，污水处理厂确保出水稳定达标将面临更为严峻的考验。
污水处理厂在运营成本控制方面面临诸多挑战。为了满足环保考核的标准，众多污水处理厂在提标改造过程中可谓是使出了浑身解数，各种方法手段无所不用其极。一方面，污水处理工艺流程不断延长，包括预处理阶段增设调蓄池以进行水质和水量调节，针对COD的去除效果，实施水解酸化处理；在二级处理阶段，生物反应池内添加填料以提升处理效率；至于三级深度处理阶段，则引入了多种工艺组合，如采用多种高效沉淀方法和不同类型的滤池组合。这样的工艺流程延长无疑会导致电力和药剂消耗的大幅上升。另一方面，以往仅限于工业废水处理厂使用的臭氧催化氧化、活性炭吸附等工艺，如今正越来越多地被引入到城市污水处理领域。在嘉兴联合污水处理厂进行的一级A提标改造项目中，为了保障出水COD指标能够持续达到标准，该厂在处理流程的末端增设了臭氧氧化处理设施。该厂日处理能力达到60万立方米，配备了600公斤每小时臭氧发生器，臭氧的投加浓度大约为24毫克每升。此外，在加砂高效沉淀池中，还安装了粉末活性炭投加装置。项目投运之后，为确保出水质量稳定达到标准，必须同时采用臭氧和活性炭两种处理方法。这种处理工艺和手段的复杂化，不仅提升了运营管理的挑战性，而且显著提高了污水处理厂的整体运营费用。以嘉兴联合污水处理厂为案例，该厂将污水处理标准从二级提升至一级A，导致单位水量运营成本上升了0.53元每立方米；若进一步将一级A标准提升至当前污水处理厂的新标准，根据提标方案初步计算，单位水量运营成本预计还将增加0.30至0.40元每立方米。
3 污水处理厂提标改造对策的思考
随着国家对环保的日益关注和环保监管力度的不断加强，污水处理厂遵循更为严格的排放规定已成为必然趋势。自2019年1月1日起，浙江省的新排放标准正式生效，长三角区域在原有的一级A排放标准之上，全面实施了这一新标准。尽管在制定新标准的过程中存在诸多争议，但标准一旦确定，我们所能做的就只剩下思考如何适应和应对。作者认为，在新标准要求下对污水处理厂进行提标改造，仅依靠厂内工程手段已不足以满足所有厂家的改造需求，特别是在江浙一带，一些污水处理厂的进水中工业废水所占比例较高，这就要求我们必须从厂内和管网两个方面同时进行改进，这样才能确保污水处理厂在新标准下能够稳定达到排放标准。
3.1 污水处理厂内工程措施
面对新的排放要求，污水处理厂必须实施提标改造的相关措施。在前一轮的一级A提标改造过程中，我们已经尝试了多种技术途径，如厌氧水解酸化、二级生物处理的强化、多样化的三级深度处理技术以及高级氧化技术等。在此次新的提标工作中，我们主要还是依赖这些工艺的组合，并对设计参数进行适当的调整。作者指出，在进行特定提标改造工程设计时，必须关注以下两点：首先，必须针对具体问题进行深入分析，不能盲目地照搬其他污水处理厂所采用的工艺流程。每座污水处理厂均具备独特之处及特定挑战，在制定提升标准改造计划时，必须对厂内现有进水水质状况及出水水质标准进行深入剖析，明确当前状况与提升目标之间的差距以及问题的核心所在，这样才能精准地选择恰当的工艺流程。面对情况较为复杂的污水处理厂，必须借助小规模实验、中规模实验等方法，对工艺流程进行探究，并确定适宜的设计参数。设计时必须充分考虑到预留空间，这涵盖了处理方法的预留以及用地的预留等方面。由于污水处理厂的进水水质不可避免地会出现波动，而季节性的变化也会对处理效果造成影响，因此，针对那些可能对稳定达标造成威胁的风险点，我们必须制定相应的预留策略。具体而言，这包括预留生化反应池以实现多模式运行的灵活性、预留多个加药点以及预留粉末活性炭的投加方案等。污水处理厂用地规划及与未来设施相连接的接口设置同样不容忽视，至关重要。随着污水处理标准的持续提升，对污水处理及污泥处理处置的需求亦不断涌现，故在工程设计阶段，务必充分考虑未来发展的需要，预留充足的空间以供扩展。
3.2 管网源头的水质分流
为了达到新标准的稳定达标目标，仅依靠厂内工程手段可能无法完全满足需求，这一点在浙江省的部分地区已经显现出来。例如，嘉兴和绍兴等地，城市污水处理厂接收的工业废水占比超过50%，并且工业废水的种类繁多，使得污水处理面临极大的挑战。嘉兴联合污水处理厂在一级A提标改造工程阶段，对小试和中试阶段的进水水质进行了详尽分析。结果显示，进水中的难降解COD浓度介于80至120毫克每升之间，而进水总磷含量中亦含有相当比例的有机磷。面对如此水质，要确保出水稳定达到一级A标准已属不易，更不用说在此基础上还要提升标准，实现稳定达标几乎是不可能的任务。在嘉兴联合污水处理厂进行扩容升级的方案研究阶段，通过多方面的讨论与论证，我们提出了一个管网源头水质分流的具体方案。该方案涉及对污水处理厂服务区域的管网系统进行系统性的梳理与改造，目的是将主要工业区的废水进行有效分流，并独立建设工厂进行废水处理，从而确保这些废水不再流入嘉兴联合污水处理厂。积极推广“分门别类收集、分等级处理”的污水处理新策略，确保城镇生活污水处理厂的尾水排放全面符合清洁排放的严格要求，这一工作目标在2019年1月发布的《嘉兴市城乡污水治理三年攻坚行动计划》（征求意见稿）中已明确指出。长三角区域内存在众多遭受工业废水污染困扰的污水处理设施，这些设施的数量并不少。针对这些设施，依照新的标准，对管网源头的水质进行分流处理，无疑是一种必须加以考虑的、行之有效的策略。
4 结语
近年来，在“水十条”的指导下，长三角区域内的污水处理设施纷纷进入了一个提标升级的建设热潮。在此之前，各地区的提标要求并不一致，工程中曾实施过多种标准，包括“准Ⅳ类”甚至“准Ⅲ类”。只有当各地污水处理厂的污染物排放标准正式公布后，提标改造工作才有了明确的标准和依据。长三角三省一市虽在排放标准上存在细微差异，但总体上仍保持统一，均对氮、磷等营养物及化学需氧量设定了更为严格的管控标准。尽管与较早实施于北京的地区标准和天津的地区标准相比，长三角的排放标准略显宽松，然而鉴于江浙地区众多工业企业密集分布，工业废水排放量亦较大，全面实施新的排放标准仍面临不小的挑战。当前，各地正依据新规范逐步推进污水处理厂的提标改造项目，这些厂子有的已开始建设，有的虽已建成但运营时间尚短。至于提标改造的实际成效，还需经过时间的检验。同时，改造过程中可能出现的各类问题及相应的解决方案，亦需在工程实施过程中持续地摸索与归纳。
