發達國家污水處理廠到底走什么路？

    美國、加拿大、歐盟等發達國家和地區的污水處理廠的建設運營經過多年實踐，積累了許多先進經驗，本文對發達國家和地區污水處理廠的先進運營管理辦法和技術進行一次梳理和總結，以期對我國污水處理廠的運營優化提供借鑒。

    加拿大渥太華市的羅伯特皮卡德環境中心（圖片資源來源于網絡）

    運營管理體系完善

    西方發達國家污水處理廠的出水質量高且達標穩定，總體運營水平較高，原因之一是對運行技術的長期積累和不斷總結研究。

    美國環保局組織高水平專家團隊，總結各地污水處理運營經驗，分析研究各地的水質特點和工藝特點，編制了權威的運營管理指南作為全國污水處理運營的基本技術工具。

    加拿大從污水處理廠全廠的角度考察各流程之間的相互影響，并通過大量模型模擬或試驗的方式印證了這些影響，為污水處理廠提高處理性能、降低處理成本提供了可靠的數據基礎與控制策略。

    美國污水管理署辦公室編寫了一套能源持續管理的系統方案，總共分為“計劃-行動-核查-實施”4個階段。這個方法發展成一個適用于自來水廠和污水處理廠的“九步方案”，包括組建可持續發展團隊、收集數據、測定污水處理廠設備性能、能源計算等部分。利用這套方案系統地進行改進后，污水處理廠能很好地解決存在的問題，節能降耗效果也非常明顯。

    國外污水處理廠高運營水平的另一個原因是多年來持續開展員工培訓。美國環保局編制了運營培訓教材，ÿ年舉辦多次運營管理培訓班，并舉行優秀污水處理廠評比，評選出高出水水質、低能耗等方面表現優秀的污水處理廠。

    國際合作也有助于提高污水處理廠運營水平。歐盟在污水處理方面倡導各方廣泛研究與交流，開展各國間的科技合作，具有代表性的研究項目有歐洲“歐盟科學技術合作計劃（COST）”的課題《綜合廢水管理1992~1998》以及《廢水系統的優化管理1998~2004》課題等；國際水質協會聯合多個國家開發了活性污泥模型、基準模擬模型等，在歐洲許多污水處理廠的運營管理中已投入應用。

    運營優化技術領先

    美國許多污水處理廠運用了先進的運營優化技術，使污水處理能效大大提高。美國將運營優化技術分為兩大類：新興技術和創新技術。

    新興技術指雖然在中試示范項目尚δ有完善的操作數據，但是在試驗階段已經顯示出節能潛力的技術；創新技術指可能已經在國外確立或者在美國作為示范項目已經做過驗證，或者在美國污水處理廠使用了1~5年的技術。

    這些技術可概括為以下3個部分：高效的控制策略、高效的機電設備和高效的管理體系。這些新興技術和創新技術的使用可以使污水處理廠單元能耗降低20%~90%。

    一般來說，污水處理廠的提標改造有兩種途徑可供選擇，一是大規模的土建改造；二是工藝優化升級。歐盟提升城市污水處理廠處理能力和運行效果的基本理念是：先優化工藝，后建工程設施。歐盟重點研究了污水處理工藝的優化技術，以便在滿足歐洲排放標準的前提下，了解污水處理廠裝置的潛能，達到減少投入、減少占地、減少運營費的目的。

    利用先進的工藝綜合模型，預測工藝處理效果、發現系統問題、及時修補工藝缺陷，是污水處理廠優化運營的科學而經濟的技術方案。它不僅節約大量投資、縮短改造時間，而且成本小，與此同時，出水水質也得到了穩定及提升。

    芬蘭提倡運用基于數據處理的新方法對污水處理過程進行模擬。基于數據的分析模擬通常需要在線測量儀來獲得足夠的數據，因此芬蘭的污水處理廠在設計規劃階段還充分考慮了一些必要的儀器儀表的使用，以構建高質量的確定性模型。

    挪威推薦應用精確的數學模型控制化學混凝，實現了污水處理廠可以根據進水水質及水量按比例精確加藥，達到了節省絮凝劑消耗、提升自動化控制水平、提高出水水質和降低污泥管理成本的目的。