污水處理廠提標改造是牽一發(fā)而動全身的系統(tǒng)工程，涉及眾多管理部門和學科，也與上下游設(shè)施的建設(shè)息息相關(guān)，需要全盤考慮。集中式污水處理廠提標改造工程的密集實施，與水處理先進技術(shù)應用、工藝優(yōu)化、工程施工以及運行管理等方面不能很好的相匹配，導致集中式污水處理廠提標后的穩(wěn)定達標排放存在問題。
各地污水廠提標改造工作正式提上日程
污水處理廠提標改造，全國各地都在進行。根據(jù)《“十三五”全國城鎮(zhèn)污水處理及再生利用設(shè)施建設(shè)規(guī)劃》要求，我國“十三五”的城鎮(zhèn)污水處理能力將從2.17億m³/d提升至2.68億m³/d，新增污水處理設(shè)施所需投資金額也將達1500多億元。
未來幾年，全國范圍內(nèi)專業(yè)化的城市污水處理第三方服務(wù)市場將會快速成長，第三方運營比例將會提升20%，到2020年城市污水處理運營市場空間可達1000億元，其中第三方運營市場空間480億元。
隨著浙江、廣東等地關(guān)于全面啟動污水處理廠提標改造工作政策的正式印發(fā)，涉及的數(shù)百座乃至數(shù)千座污水處理設(shè)施的提標改造工作正式提上日程。
以廣東為例，2018年廣東敏感區(qū)域污水處理設(shè)施提標改造涉及210座污水處理廠，改造規(guī)模達1372.20萬噸/日，包括廣州、深圳、佛山等十幾個城市。
而浙江對2018年度實施的100座城鎮(zhèn)污水處理廠清潔排放標準技術(shù)改造提出了明確要求。
提標改造過程中面臨的困境
(1)提標改造工程的建設(shè)資金缺乏
關(guān)于標準改革的討論，無論是接近嚴格的標準參數(shù)，還是為達標而投入的追加處理工藝，最終的落腳點均在“成本”二字。已有數(shù)據(jù)表明，一個污水處理廠從一級B排放標準到一級A排放標準的追加投資等于該處理廠原始投資成本的50%-70%。
若以一座平均處理能力為40，000m3/d的污水處理廠為例，一級B污水處理廠基礎(chǔ)建設(shè)投資約為6000-8000萬元，其升至一級A需要的追加投資為3000-5600萬元。
此外，由于我國大部分污水處理廠目前執(zhí)行的還是一級B或二級標準，因此升級標準所帶來的新舊設(shè)備的更換成本，特別是提標過后，更高要求的膜技術(shù)廣泛使用所產(chǎn)生的高額運行費用，無疑將是一筆不菲的開支。
(2)提標改造用地受限
污水處理廠規(guī)劃用地多按照二級標準預留，規(guī)劃時污水廠大多只考慮遠期需擴建的用地，很少會同時規(guī)劃提標改造的用地。隨著各項處理要求和處理標準的不斷提高，提標改造需要的用地也十分緊張。
加上污水處理廠選址時，還需要考慮周邊一定范圍的環(huán)保防護距離，設(shè)置綠化、環(huán)衛(wèi)或其他公共設(shè)施，從而導致污水處理廠被城市中各種建筑包圍，而提標改造工程一般都需要在原污水處理廠的紅線范圍內(nèi)進行建設(shè)，這給提標改造項目的設(shè)計和施工都增加了很大的難度。
特別是對于以前設(shè)計就很緊湊的集中式污水處理廠，很可能由于建設(shè)用地不足而不能采用最經(jīng)濟有效的方案，只能選擇膜處理設(shè)施這類占地小但投資高、運行費用也高的工藝單元。
(3)污水處理廠負荷率低
相對于匹配快速城鎮(zhèn)化進程而高速發(fā)展的城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)速度，我國對于污水的來源和收集缺少詳細的規(guī)劃和充分的論證，管網(wǎng)和泵站等輔助設(shè)施的建設(shè)相對滯后，導致污水處理設(shè)施的設(shè)計和處理能力遠高于實際運營后的污水量。
現(xiàn)有污水處理廠的年均負荷率低于75%的還占較大比例。而考慮到目前的管網(wǎng)中，雨污分流制的管網(wǎng)長度僅占到管網(wǎng)總量的40%，在我國的南方地區(qū)，尤其在豐水期，有大量的雨水、河水進入污水處理系統(tǒng)，實際污水處理設(shè)施的負荷率可能更低。
此外，現(xiàn)有的城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施還接納了部分工業(yè)污水，如果將這部分污水的負荷扣除，則現(xiàn)有負荷率勢必還要更低，已建成污水處理廠利用率明顯不足。
(4)污水再生處理能力及回用率不高，污泥處理處置率偏低
據(jù)《2016年城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計公報》顯示，2016年我國城市再生水生產(chǎn)能力2762萬m3/d，再生水利用量45.3億m3。按城市污水處理廠1.49億m3/d的處理能力，年均負荷率70%估算，再生水處理率及利用率分別為26.5%和11.9%，而縣城污水處理廠這一比率肯定會更低。
相比國外城市較高的污水處理回用率，如以色列1997年生活污水回用率就達100%，我國城鎮(zhèn)污水處理廠在該方面的表現(xiàn)差距較大。此外，全國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥總產(chǎn)量(以含水率80%計)已突破3000萬t/a。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計，我國污泥綜合利用率僅有20%;在污泥處置方式中，土地填埋占比60%左右，還有相當一部分采用的是露天堆放和簡單外運填埋，帶來了很大的環(huán)境隱患。
而且，一些城鎮(zhèn)污水處理廠要主動和被動接收工業(yè)廢水，污泥性質(zhì)可能會改變，使得污泥處理處置難度進一步增加，風險進一步升級。
污水廠如何實現(xiàn)運營優(yōu)化
污水處理廠提標改造是牽一發(fā)而動全身的系統(tǒng)工程，涉及眾多管理部門和學科，也與上下游設(shè)施的建設(shè)息息相關(guān)，需要全盤考慮。集中式污水處理廠提標改造工程的密集實施，與水處理先進技術(shù)應用、工藝優(yōu)化、工程施工以及運行管理等方面不能很好的相匹配，導致集中式污水處理廠提標后的穩(wěn)定達標排放存在問題。
提標改造技術(shù)方案尋求最節(jié)能、最合理的方法，重點突出總氮、總磷控制，采取生物、化學等綜合技術(shù)，以“先功能定位，后單元改造;先優(yōu)化運行，后工程措施;先內(nèi)部碳源，后外加碳源;先生物除磷，后化學除磷”的技術(shù)原則，根據(jù)不同廠況因地制宜采取不同措施。
設(shè)計單位應在制定設(shè)計方案之前對原污水處理廠做切實的實地調(diào)研，對污水處理廠的原始資料特別是管網(wǎng)、工藝設(shè)備信息、歷史運行狀況和數(shù)據(jù)都應該做深入了解，根據(jù)原有用地情況進行科學布局，尤其需要對污水廠的進水水質(zhì)進行詳細的分析調(diào)查和統(tǒng)計，對于總氮、氨氮和總磷等指標應充分考慮，必要時還需要在工程前期進行試驗研究，在此基礎(chǔ)上才能形成有針對性的提標設(shè)計方案。