杭世珺

2017年12月

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

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20000

0

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2000

3000

4000

5000

6000

污水

处理

规模

（万

m3/d）

污水

厂数

量（

座）

年度

数量 规模

• 污水处理厂数量、建设规模与处理率数量：超过5000座（2017）

规模：超过1.8亿m3/d（2017）

处理率：93.44%（设市城市2016年数据）数量及处理率增长速度快

中国城镇污水处理设施2007年~2017年数据（根据住建部污水信息系统统计）

全国平均运行负

荷率81%

处理厂年均负荷

率>1比例为20%

处理规模越大，

年均运行负荷率

越高

• 城镇污水处理厂运行负荷率

污水处理厂运行负荷率与建设规模和处理厂数量关系

平均 <5% <10% <90% <95%

>10万m3/d 0.89 0.53 0.65 1.09 1.17

5~10万m3/d 0.86 0.50 0.60 1.10 1.20

2~5万m3/d 0.82 0.38 0.47 1.09 1.19

<2万m3/d 0.76 0.30 0.40 1.06 1.20

全国 0.81 0.36 0.47 1.09 1.19

0

20

40

60

80

100

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2

运行负荷率（%）

百分

百（

%）

全国

10万m3/d及以上规模

5-10万m3/d规模

2-5万m3/d规模

2万m3/d以下规模

＜2

全国

2~5

5~10

≥10

处理厂数量比例（

%）

运行负荷率

建设规模数量比例

• 水环境形势严峻

全国劣V类水体约占10%，

部分流域污染严重。

城镇黑臭水体较多，公众

关注度高，不满意度高。

涉及饮水安全的水环境突

发事件的数量依然不少。

中国地表水水质地图（http://www.ipe.org.cn/）

完善截流设施，控制初雨及

面源污染。

• 提高排放标准的必要性

点源污染严重，污水截流设施不健全，

存在雨污错接现象；面源污染普遍，

初期雨水及农田污水直接排入水体

河道自然补给量不足 污水处理厂出水成为主要补给水源

北方降雨量少，河流流动性差，水环境

容量小，自然净化能力差；往往污水处

理厂出水就是城镇水体主要补给水源

提出提高污水处理厂排放标

准，达到水体功能要求

• 排放标准的演变

1.《关于发布<城镇污水处理厂污染物排放标准>（GB18918-

2002）修改单的公告》（2006年5月8日发布）

城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等

封闭、半封闭水域时，执行一级标准的A标准（GB18918-2002）。

2.《水污染防治行动计划》（水十条，2015年4月16日发布）

敏感区域（重点湖泊、重点水库、近岸海域汇水区域）—城镇污水

处理设施应于2017年底前全面达到一级A排放标准。

城镇建成区水体水质达不到地表水IV类标准的城镇—新建城镇污水

处理设施要执行一级A排放标准。

• 排放水质标准（国家及地方标准）

国家标准 COD BOD5 SS NH3-N TP TN

污水综合排放标准(GB 8978-1996)

二级 120 30 30 15 1.0 —

一级 60 20 20 15 0.5 —

城镇污水处理厂污染物排放标准

(GB18918-2002)

一级B 60 20 20 8/(15)a 1.0 20

一级A 50 10 10 5/(8)a 0.5 15

特别排放限值（2015年GB18918修订征求意见稿）

30 6 51.5/(3)a

3/(2)a 0.3 10/15

地表水环境质量标准(GB3838-2002)

IV类 30 6 — 1.5 0.3/(0.1)b (1.5)b

III类 20 4 — 1 0.2/(0.05)b (1.0)b

国家标准主要水质指标（mg/L）

a. 括号外数值为水温>12ºC时的控制指标，括号内数值为水温≤12ºC时的控制指标；b. 适用于湖泊和水库；特别排放限值适用于位于生态环境脆弱敏感区的污水处理厂

部分地方标准主要水质指标（mg/L）

地方标准 COD BOD5 SS NH3-N TP TN

北京(DB11/890-2012)

B 30 6 5 1.5/(2.5)a 0.3 15

A 20 4 5 1.0/(1.5)a 0.2 10

天津(DB12/599-2015)

C 50 10 10 5/(8)b 0.5 15

B 40 10 5 2.0/(3.5)b 0.4 15

A 30 6 5 1.5/(3)b 0.3 10

太湖地区(DB32/1072-2017)

征求意见稿

三级保护区 50 5/(8)c 0.5 12

一、二级保护区 40 3/(5)c 0.3 10

巢湖流域(DB34/2710-2016)

现有 50 5/(8)c 0.5 15

新建 40 2/(3)c 0.3 10/(12) c

地表水环境质量标准(GB3838-2002)

IV类 30 6 — 1.5 0.3/(0.1)d (1.5)d

III类 20 4 — 1 0.2/(0.05)d (1.0)d

a. 12月1日~3月31日执行括号内的排放标准；b. 11月1日~3月31日执行括号内的排放标准；c. 括号外数值为水温>12ºC时的控制指标，括号内数值为水温≤12ºC时的控制指标；d. 适用于湖泊和水库。

• 排放水质标准（国家及地方标准）

• 存在的问题

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

百分

比

COD/TN

碳源不足：

污水处理厂进水碳氮比分布情况（生化处理进水COD/TN值更低）

➢ 生物合成过程

BOD/TN=20

➢ 反硝化脱氮

BOD/TN=2.86

➢ 短程反硝化

BOD/TN=1.71

➢ 综合脱氮

BOD/TN=6 ~ 7

➢ 考虑污泥排放

BOD/TN=5 ~ 6

（外加优质碳源4~5）

标准提升后BOD、NH3-N基本达标，TN、TP是制约因素

BOD=(0.35~0.5)COD

处理厂数量

比例（

%）

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

0.3 0.65 1.25 1.5SS/BOD

污泥产率（kgDS/kgBOD）

无机物累积

惰性有机物

内源残留物

活性微生物

0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%

0.3 0.65 1.25 1.5

SS/BOD5

无机物累积

惰性有机物

内源残留物

活性微生物

进水泥沙含量高 生物系统无机组分高（MLVSS/MLSS低)

泥砂等无机组分比例较高：

污水处理厂进水无机物相对比例

活性污泥组分比例（

%）

• 存在的问题

先源头控制，后强化处理；先优化运行，后工程措施;

先内部碳源，后外加碳源；先生物除磷，后化学除磷。

➢ 稳定进水—水量和水质

➢ 强化预处理—提高污水的可生化性（优化格栅处理能力、提高除砂效果等）

➢ 优化主流工艺—调整工艺流程、优化运行参数、外加碳源、强化生物脱氮

➢ 增加深度处理—提高出水标准，利于再生水回用

➢ 附属设施改造—污泥处理、隔音、除臭等

➢ 设备升级—机械、电气、自控

• 总体原则

• 技术思路

1. 调整前（预）处理工艺

➢ 提高除砂效果

➢ 强化格栅功能

➢ 优化初沉池功能（开发内碳源）

➢ 增设水解酸化池（提高可生化性）

新型平板式格栅过滤孔径2 mm

旋流沉砂池改造除砂量提高3~5倍

高效初沉池初沉发酵，提高C/N

• 主要技术措施

2. 工艺调整与优化（尽量利用已建成设施）

➢ 投加外碳源（甲醇、葡萄糖、乙酸钠等）

➢ A2O工艺前设置预缺氧池、采用倒置A2O工艺

➢ 采用多点进水

➢ 精确曝气

➢ 提高回流污泥质量（极细砂）

➢ 强化化学除磷

• 主要技术措施

3. 增加生化池容积

➢ 提高HRT（水力停留时间）

4. 增加生化池微生物量

➢ 采用接触氧化工艺（生物膜）

➢ 采用MBR工艺（提高MLSS ）

➢ 采用MBBR工艺（活性污泥+生物膜）

一级A标准对TN和TP要求高，

当C/N较低或水温低时，仅通

过工艺调整与优化运行难以达

到一级A标准，需采用工程措施

污泥细砂分离设备可分离污泥中粒径100μm细砂

5. 增加深度处理工艺

➢ 二级生物处理+絮凝+沉淀+过滤

➢ 二级生物处理+超滤（UF）

➢ 二级生物处理+硝化及反硝化滤池

➢ 二级生物处理+高级氧化（臭氧氧化）

➢ 二级生物处理+人工湿地或氧化塘

• 主要技术措施

人工湿地南宁那考河湿地公园出水达准IV类标准

反硝化滤池江苏无锡市芦村污水处理厂规模5万m3/d

污水处理设施数量分布

污水处理设施规模分布

一级A标准设施比例显著增加

• 2008年以来提标改造成果

•污水处理厂提标改造典型案例（合肥王小郢污水处理厂）

➢ 原工艺（1级B标准）

➢ 改造后工艺（TN<5mg/L, TP<0.3mg/L, NH3-N<1.5mg/L, COD<30mg/L）

厌氧池 转刷氧化沟 二沉池

厌氧池 A2O底曝氧化沟 二沉池

厌氧池 转碟氧化沟 二沉池

15万m3/d

砂滤池

15万m3/d

10万m3/d

反硝化滤池 砂滤池

臭氧/氯

厌氧池 A2O底曝氧化沟 二沉池 活性砂滤池 臭氧(预留)

消毒池

20万m3/d

5万m3/d

15万m3/d

15万m3/d

消毒池

10万m3/d

5万m3/d

紫外

15万m3/d

河道

景观/河道

景观/河道

河道

河道

一期进水

二期进水

一期进水

二期进水

改造前工艺

改造前标准

改造后工艺

改造后标准

应用单位 备注

AO 二级 A2O(增容)+微絮凝+深床纤维滤池 一级A 上海竹园二厂

AO 二级 改良A2O (MBBR)+混凝沉淀+微滤 一级A 呼和浩特某厂

AO 二级 改良A2O(增容)+混凝沉淀+微滤 一级A 大连开发区二厂

AO 二级A2O(MBBR) +混凝沉淀+硝化反硝化滤池+超滤+臭氧氧化

V类TN(10)

呼和浩特某厂

A2O 一级B A2O(增容)+深床滤池 一级A 杭州七格厂

A2O 一级B 改良A2O(填料)+膜/滤布滤池 一级A 无锡芦村厂

A2O 一级B改良A2O(回流污泥内源反硝化池)+

滤布滤池一级A 常州清潭厂

水解酸化+

改良A2O一级B

初沉+AO(MBBR) +混凝沉淀+精密过滤+两级臭氧催化氧化

一级A 焦作万方厂处理生物医药废水

深池曝气 一级B 三级AO+混凝沉淀+超滤北京地标B

北京碧水厂

AO+混凝沉淀+过滤+反硝化滤池

一级AAO+混凝沉淀+过滤+反硝化滤池(增容)+臭氧催化氧化

天津地标A

天津张贵庄厂

•污水处理厂提标改造典型案例（2008~今）（A2O）

1.调整预处理工艺2.工艺调整与优化3.增加生化池容积4.增加生化池污泥量5.增加深度处理工艺

改造前工艺

改造前标准

改造后工艺

改造后标准

应用单位 备注

Carrousel氧化沟

二级厌氧池+Carrousel氧化沟+混凝沉淀+活性砂滤池

一级A 驻马店污水厂

厌氧池+Carrousel氧化沟

一级B Carrousel氧化沟+ARP/SSH 一级A 淮南首创一厂

DE氧化沟 一级BDE氧化沟+反硝化滤池+硝化滤池+活性砂滤池

一级A 浙江余杭厂

三沟氧化沟 一级B 水解酸化+改良A2O+滤布滤池 一级A 宿迁城东厂

Orbal氧化沟 一级B氧化沟(底曝)+BAF+混凝沉淀+滤布滤池

一级A 西安泾渭新城厂

Orbal氧化沟 一级BOrbal氧化沟(改良)+混凝沉淀+滤布滤池

一级A 济源污水厂

Orbal氧化沟 一级B BNR+MBR 一级A 无锡城北厂

TU氧化沟 一级B 多段AO+混凝沉淀+V型滤池V类

TN(10)

呼和浩特班定营厂

与 MBR

出水混合

一体氧化沟 一级A CASS(填料)+混凝+滤布滤池 一级A 济宁某厂

•污水处理厂提标改造典型案例（2008~今）（氧化沟）

1.调整预处理工艺2.工艺调整与优化3.增加生化池容积4.增加生化池污泥量5.增加深度处理工艺

改造前工艺

改造前标准

改造后工艺

改造后标准

应用单位 备注

CAST 二级 恒水位AO(SBR) 一级B 河北某厂

厌氧+CASS 二级 厌氧(填料)+CASS 一级B 重庆某厂

DAT-IAT 二级 A-A2O+混凝沉淀+V型滤池 一级A ——

CASS 二级 CASS+混凝沉淀+深床滤池 一级A 阜阳颍南厂

初沉+SBR+

气浮二级

初沉+水解酸化+好氧池+混凝沉淀+

普通快滤池一级A

许昌某产业聚集区污水厂

造纸废水为主

气浮+水解+SBR+BAF

二级 水解+AO+气浮+砂滤北京地标B

北京某化工园区污水厂

化工园区污水

CAST 一级B A2O+混凝沉淀+滤布滤池 一级A 泰州一厂

改良SBR 一级B AO(MBR)+微滤+气浮+臭氧 一级A 北京经开区东区

厌氧+SBR 一级B A2O+滤布滤池 一级A 常州漕桥厂

CAST 一级B CAST+BAF 一级A 湖州小梅厂

CAST 一级B 水解酸化+A2O+混凝沉淀+滤布滤池 一级A 盐城经开区厂

水解+CAST+BAF

一级B混凝沉淀+CAST+反硝化滤池+滤布滤池+氧化塘+人工湿地

一级A 金华东阳厂

CAST 一级B CAST(增加缺氧区)+滤布滤池 一级A+ 广东南部某厂

•污水处理厂提标改造典型案例（2008~今）（SBR）

1.调整预处理工艺2.工艺调整与优化3.增加生化池容积4.增加生化池污泥量5.增加深度处理工艺

《“十三五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》（2016年12月）：

➢ “十三五”期间，提标改造城镇污水处理设施规模4220万m3/d，其中

设市城市3639万m3/d，县城581万m3/d。

➢ 提标改造污水处理设施投资432 亿元。

• 提标改造规模持续增长

➢ 对于环境敏感区，将要求达到准III类、准IV类排放标准

• 污水排放标准进一步提高

• 国策（中共十九大报告）

➢ 加快生态文明体制改革，建设美丽中国；

➢ 既要绿水青山，也要金山银山；

➢ 推动形成人与自然和谐发展现代化建设新格局。

➢ 氧化剂、电化学法处理—强化去除难降解有机物

➢ 絮凝剂、膜法处理—提高分离效率，强化去除SS

• 物化工艺将发挥重要作用

➢ 内碳源的开发利用

➢ 厌氧氨氧化的工程应用

（侧流工程在建，主流工艺正在研究）

• 生化工艺进一步优化

厌氧氨氧化工程应用北京某污水处理厂厌氧氨氧化示范基地

超滤系统北京清河污水处理厂40万m3/d

➢ 提高尾水对水环境的生态改善作用

➢ 提升污水处理设施的节地及景观功能

• 注重环境友好型设施建设

➢ 能耗分析与控制

➢ 碳排放分析与控制

• 注重节能减排

➢ 提升污水处理设施的监测与运行水平

➢ 结合“智慧水务”建设，提升厂网协同运行能力

• 注重提升运营管理能力

➢ 污泥集中热水解消化（回收能源）

➢ 污泥与其他生物质协同处理(提高能源回收率)

• 注重资源回收

污泥热水解-厌氧消化高碑店污水处理厂

地下式污水处理厂北京槐房再生水厂(处理规模：50万m3/d)