目前，國家、各地方污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，北京、天津、廣東、浙江、陜西、湖南等多地已參照III類至V類水水質(zhì)制定了地方排放標(biāo)準(zhǔn)，尤其是昆明頒布的地方標(biāo)準(zhǔn)，是現(xiàn)階段全國范圍內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放領(lǐng)域最嚴(yán)的標(biāo)準(zhǔn)，新建或擴(kuò)容污水處理廠勢在必行。但面對較大的用地及投資運(yùn)營壓力，污水處理廠又該如何提質(zhì)增效?

9月17日，在2020(第十二屆)上海水業(yè)熱點(diǎn)論壇上，湖南科友環(huán)保有限公司技術(shù)高級總監(jiān)韓紅波以實(shí)際案例分享了HPB技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，并以“HPB技術(shù)助力城鎮(zhèn)污水處理廠提質(zhì)增效”為題做了主題發(fā)言。

近幾年，國家、地方相繼出臺了多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，污水處理廠面臨從《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 一級B標(biāo)準(zhǔn)提升至一級A標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)IV類或更高標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)。此外，北京、天津、廣東、浙江、陜西、湖南等多地已參照III類至V類水水質(zhì)制定了地方排放標(biāo)準(zhǔn)，尤其是昆明頒布的地方標(biāo)準(zhǔn)，是現(xiàn)階段全國范圍內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放領(lǐng)域最嚴(yán)的標(biāo)準(zhǔn)。

2010年~2019年全國城鎮(zhèn)污水排放量平均年增長率為4.25%，全國城鎮(zhèn)污水處理量平均年增長率為7.13%，污水處理率從2011年79%逐年上升至2019年95%，平均為88.42%。

近年來，城鎮(zhèn)污水收集管網(wǎng)不斷完善、污水排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高、合流制溢流污染問題日益凸顯，新建或擴(kuò)容污水處理廠勢在必行，但受建設(shè)用地及運(yùn)營成本的制約，城鎮(zhèn)污水處理廠提質(zhì)增效也面臨著巨大壓力，污水處理技術(shù)亟待創(chuàng)新與突破。

HPB創(chuàng)新技術(shù)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展

湖南科友環(huán)保聚焦污水處理活性污泥法同步提高脫氮除磷效率，創(chuàng)新性開發(fā)了應(yīng)用于城鎮(zhèn)污水處理廠新建與提標(biāo)擴(kuò)容的HPB(高濃度復(fù)合粉末載體生物流化床)技術(shù)，有效解決了污水處理廠的提標(biāo)擴(kuò)容征地難、建設(shè)周期長和投資費(fèi)用高等難題。

高濃度復(fù)合粉末載體生物流化床(High Concentration Powder Carrier Bio-fluidized Bed，簡稱HPB)

韓紅波介紹，HPB技術(shù)是基于污水生物處理的技術(shù)原理，通過向生化池中投加復(fù)合粉末載體，提高生物池混合液濃度的同時(shí)，構(gòu)建了懸浮生長和附著生長“雙泥”共生的微生物系統(tǒng);并通過二沉池對污泥濃縮分離，以及對排放剩余污泥進(jìn)行復(fù)合粉末載體回收，實(shí)現(xiàn)“雙泥齡”，同步提高生物脫氮除磷效率。

韓紅波強(qiáng)調(diào)HPB工藝擁有五個(gè)系統(tǒng)：復(fù)合粉末載體及投加系統(tǒng)、專業(yè)機(jī)械攪拌、復(fù)合粉末載體回收系統(tǒng)、精準(zhǔn)控制系統(tǒng)、具有在線檢修系統(tǒng)。HPB工藝的特點(diǎn)也可以簡單概括為“三省、三高”——省投資、省占地、省周期、高效率、高標(biāo)準(zhǔn)、高保障。

它的創(chuàng)新意義在于一方面可以滿足城鎮(zhèn)污水處理不斷發(fā)展的高標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)需求，同時(shí)還具有超過傳統(tǒng)污水處理工藝的更加穩(wěn)定的高效脫氮除磷能力;另一方面它還可以提升單位容積城鎮(zhèn)污水處理能力的上限，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)、水量雙提升。HPB技術(shù)的研發(fā)不僅可用于已建成的城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)擴(kuò)容改造，也可直接用于新建城鎮(zhèn)污水處理廠項(xiàng)目。

HPB技術(shù)助力城鎮(zhèn)污水處理提質(zhì)增效

目前，在同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院全力支持下，HPB技術(shù)已實(shí)現(xiàn)“產(chǎn)、學(xué)、研、用”循環(huán)創(chuàng)新體系的持續(xù)發(fā)展動力，韓紅波表示，在長沙市新開鋪水質(zhì)凈化廠二期改擴(kuò)建工程、湖南省益陽首創(chuàng)水務(wù)團(tuán)洲污水處理廠應(yīng)急處理項(xiàng)目，以及長沙水業(yè)集團(tuán)下屬排水公司花橋、新港、暮云等污水廠提標(biāo)擴(kuò)容項(xiàng)目中，HPB技術(shù)已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

隨后，韓紅波對這些工程案例做了詳細(xì)講解：

湖南省長沙新開鋪污水處理廠

湖南省長沙新開鋪污水處理廠原來的污水處理能力為10萬噸/天，目前已運(yùn)行了11年的時(shí)間，現(xiàn)在它面臨的改造是從10萬噸/天擴(kuò)大到19萬噸/天，對標(biāo)準(zhǔn)四類水標(biāo)準(zhǔn)。原來的設(shè)計(jì)是在廠區(qū)東側(cè)，新增94畝地，涉及拆遷費(fèi)7.4億，廠區(qū)建設(shè)費(fèi)4.6個(gè)億，共計(jì)12億的總投資。對于地方政府來講投資壓力非常大，他們急需一種新的技術(shù)來解決資金等問題，所以就找到了科友環(huán)保的HPB技術(shù)。

生化池改造

上圖是改造完一半時(shí)，廠區(qū)平面布置的情況。HPB技術(shù)突破了污水處理行業(yè)生化時(shí)間長的難題，處理負(fù)荷提升兩倍以上，水力停留時(shí)間由傳統(tǒng)工藝的12小時(shí)左右縮短到5小時(shí)，污泥濃度控制在8000毫克每升左右，出水水質(zhì)可以穩(wěn)定達(dá)到地表水準(zhǔn)四類水的標(biāo)準(zhǔn)。

通過改造前后平均水質(zhì)、泥質(zhì)對比發(fā)現(xiàn)，該廠采用BHP技術(shù)工藝改造后，在原廠即實(shí)現(xiàn)了水量和水質(zhì)“雙提升”。此外，該項(xiàng)目總投資僅為3.6億，比之前的計(jì)劃節(jié)約了近9億的投資成本，總投資節(jié)省比例達(dá)到了70%。

湖南省益陽首創(chuàng)水務(wù)團(tuán)洲污水處理廠應(yīng)急處理項(xiàng)目

湖南省益陽首創(chuàng)水務(wù)團(tuán)洲污水處理廠應(yīng)急處理項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)劃規(guī)模為10萬m3/d ，提標(biāo)擴(kuò)建工程目標(biāo)為16萬m3/d。韓紅波介紹，該廠原設(shè)計(jì)方案是把二沉池改造為膜池，但在改造過程中(約130天)須停產(chǎn)或減產(chǎn)，這將會造成約5萬m3/d污水下河，對飲用水安全造成威脅，難以取得環(huán)保許可。

后采用科友環(huán)保HPB工藝對生化池進(jìn)行應(yīng)急強(qiáng)化，在二級處理構(gòu)筑物減半的情況下，維持處理水量(10萬m3/d )不變，且出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不變，最終使得該項(xiàng)目得以順利提標(biāo)擴(kuò)建。

其他應(yīng)用案例

韓紅波表示，HPB技術(shù)產(chǎn)業(yè)化推廣與項(xiàng)目應(yīng)用正持續(xù)加速中。目前，HPB技術(shù)作為以同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院專家團(tuán)隊(duì)研發(fā)并產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的成果，已有數(shù)十個(gè)項(xiàng)目案例，并完成了技術(shù)規(guī)程編撰和產(chǎn)品認(rèn)證，正在進(jìn)行地方標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定等工作，已完全具備大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的條件，相信在污水處理領(lǐng)域?qū)锌焖俚耐茝V和應(yīng)用。