低碳发展是未来各行业的发展方向,根据《南京市“十四五”低碳发展规划》(宁委办发〔2021〕21号)要求,“十四五”时期是迈向第二个百年奋斗目标的重要时期,推动高质量发展取得突破的关键阶段,也是推动实现碳排放达峰的攻坚期和窗口期,谋划好“十四五”低碳发展新格局,为开启全面建设社会主义现代化国家新征程,稳步迈向碳中和愿景开好局、起好步。污水处理厂是低碳发展和节能减排的重要领域之一,结合目前城镇生活污水厂的工艺特点,它们在节能耗电、运行效率、污泥减量、尾水利用等方面具有较大的低碳技术改造空间。
全市共有城镇生活污水处理厂68座,总建设规模约330万吨/日,其中80%以上采用A2O处理工艺,该工艺为传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合。优势在于可以同步脱氮除磷和去除有机物,用时短;劣势在于存在碳源竞争,当进水的碳源较低时,聚磷菌会优先利用大多数碳源抑制缺氧段反硝化反应的进行,影响污水处理效率。此外,由于硝化菌生长周期长,聚磷菌生长周期短,还存在污泥龄的矛盾。
除了工艺自身带来的问题以外,厂外管网建设、运行、管理等仍存在问题:一是城市污水管网系统仍存在破损、倒灌、混接、渗漏等现象,根据检测排查,主城1400公里污水管道有173公里存在较大缺陷,导致河水、地下水、雨水等混入管网,主城区污水厂普遍高负荷运行,同时也存在部分城镇污水厂进水COD、BOD浓度偏低的情况。二是合流制溢流污染控制效率偏低,容易造成局部河段水质恶化。由于雨污分流改造尚未彻底完成,老城区仍存在部分截流系统,雨季仍有污水溢流下河,一定程度上造成了污水系统高水位运行。按照《江苏城镇污水处理厂污染物排放标准》(送审稿),我市所有城镇污水处理厂将面临提标改造,化学需氧量、氨氮、总磷、总氮均有不同程度的提升,特别是总氮指标将从15mg/L提标到10/12mg/L,对我市目前主城区的大部分生活污水处理厂来说,由于普遍占地面积有限,且周边开发强度高,很难扩增用地以增加处理工艺环节,提标改造难度较大,运行成本将明显增加。经了解,全国已有多个省(市)包括北京、天津、浙江、安徽等陆续出台了较国家标准更严格的城镇污水处理厂污染物排放标准,在提标压力下,各地也开发并应用了一批新的技术以适应提标要求,同时能够适当降低能耗和污泥产生量。目前,我市在工业废水处理方面也有一定应用,譬如南京经济开发区新港污水处理厂扩建工程拟采用原位改造方法,对现有处理工艺进行改造,解决用地受限问题,同时将处理能力从4万吨/日增加到6万吨/日。为了按要求做好污水处理厂提标改造工作,同时不光要着眼于减排,更要着眼于低碳发展,进一步降低运行能耗、减少污泥产生量,提升污水处理厂处理效率。
为此,提出以下建议:
(一)示范引领,低碳改造试点先行
按照南京市要走在前列的要求,鼓励在各行业上率先走出先进路径,建议在全市范围选取基础条件较好、提标改造需求较为迫切的污水处理厂开展先行先试,充分调研并分析国内外在污水处理厂改造方面的先进案例,并结合污水处理厂实际,综合考量节能耗电、处理工艺、污泥产生和处理等方面。通过应用先进处理工艺和适当改良,在城市污水处理厂低碳改造领域,给全市乃至全省提供可借鉴的成功样本。
(二)提质增效,推进污水综合处理能力建设
根据全市污水收集处理现状,建议评估现有污水处理和污泥处理处置设施能力与运行效能,适度超前规划和建设污水处理设施。对污水厂进水浓度低于目标值的,制定“一厂一策”整治方案并有序推进,盯紧污水厂进水浓度,提升污水厂效能。完善“统一规划、统一建设、统一运行、统一监管”的镇街污水处理厂监管机制,实施镇街污水处理厂建设,力争在三年内基本实现污水全收集、全处理,并建成“一库,一图,一平台”信息化系统。此外,还需建立污泥处理处置全过程可追溯的监管体系,同步建设管网清疏污泥综合利用或处理设施,妥善处置通沟污泥。
(三)降低能耗,推动低碳改造技术创新应用
通过行业内的低碳技术创新,引领产业结构和能源结构转型,对于实施减污降碳行动,意义十分重大。因此,建议锚固污水处理厂工艺的关键环节,积极推广低碳新工艺、新技术,在有效试点的基础上,以先进适用技术和关键共性技术为重点,制定我市污水处理行业低碳技术推广实施方案。通过采用低碳新工艺、新技术、原料替代、设备改进等措施减少碳源排放。
(四)统筹规划,推进污水处理厂尾水利用
污水处理厂经提标改造后,水质基本达到或好于地表水Ⅳ类以上,直接通过入河排污口进入自然河道,在一定程度上浪费了水资源。建议以污水处理厂收水范围或污水处理厂周边区域为基础,在空间布局上统筹规划建设可再生水管网,按照“谁建设、谁收益”为原则,先公用、后民用,将公共建筑、部分工业企业作为再生水用户,既降低用户日常用水成本,又可适当降低污水处理厂的运行成本,提高区域再生水利用率。