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北极星水处理网新闻：6月13日，“2020 (在第18届(水业战略论坛)上，中国人民大学教授、博士生导师、环境学院副院长、低碳水环境技术研究中心主任gxdxmg表示：“城市污水处理：回归问题本质，精准提取堵
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gxdxmg首先表示，提高水质增效是污水处理行业当前或今后一个时期的中心任务，中央和地方有很多措施，但提及什么，增加什么，提高水质增效的最佳路径是什么，都是讨论的焦点。 他说，十九大报告提出的三大攻防战，一是防范重大风险的解决，二是精准脱贫，三是污染防治。 精准扶贫的“精准”一词用于污染防治也很恰当，但用于提高污水处理质量尤为必要。 gxdxmg提出，城市污水处理行业必须寻找准低质量低效的本质原因，准确提出质量改进增效措施。
gxdxmg认为，水污染治理、改善水环境、恢复水生态对污水处理至关重要。 无论是城市恶臭还是流域水质污染，主要是污水收集不充分，污水处理不充分。
那么，我国现在的污水处理怎么样了？ 据gxdxmg称，2008~2018年间，全国污水处理能力翻了一番，成绩非常好。 截至2018年，全国排水管道超过100万公里，污水处理能力超过2亿立方米/日，形成了“100 2”的污水收集处理能力，是我国水污染控制的基本物质基础。 但是他说，这个系统还没有充分发挥环境效益，必须提高质量，增效。
他说，城市污水处理的低质量低效率表现在两个方面。 第一，污染物收集处理率低，大量污染物进入水体，引起黑臭； 二是污水处理工艺资源消耗大、成本高、产泥量大。 只有充分认识这两大问题的本质原因，才能找到提高质量增效的最佳路径，实现准确的提高质量增效。
污染物收集处理率低
1 .污染物的收集处理率有多低？
污染物收集处理率是指在污水处理厂中收集和处理的污染物占污染物产生量的比率。 根据gxdxmg的数据，2018年，全国城市人口8.3亿，假设人口污染物当量80克的COD，实际城市污水处理量为587.6(497 ) 90.6 )亿立方米，污水处理厂入水年均COD为280mg/L，粗略计算， 按人口当量为120克的COD计算，粗略计算只有45%的污染物被收集到处理厂，大部分污染物未经污水处理厂处理。
2 .没有进入污水处理厂的污染物去哪里了？
“只有明确分析原因，才能对症下药，准确提取高质量的增效作用。”
gxdxmg建议：第一，由于管道的误连接、混接、漏接，污染物的一部分与污水直接排放到排水体中。 通过这条线路(SSOs )，美国每年约有2亿立方米的污水直接排放到各类水体中，中国每年排放多少？ 目前不知道。 他说，必须认真开展和纠正管网调查，雷厉风行。
第二，由于污水处理厂超载，部分污染物只能随污水排入水中。 gxdxmg调查了全国470多个污水处理厂，63%的污水处理厂水量负荷率超过80%，南方70%的污水处理厂超过80%。 实际上，水量负荷率超过80%，水量yjfdyl有可能溢出。 进一步分析表明，24%的污水处理厂水量负荷率超过120%，收集管网经常存在溢出。 这些数字表明，我国的污水处理设施能力还不够强，已经收集到的大量污水因处理能力不足而持续排入水中。
第三，由于合流式溢出(CSOs )，一些污染物随雨污水进入水体。 因为下雨污水量增加是合流制，所以合流制是普遍的状态。 据gxdxmg介绍，理论上分流制适合建设密度较低的中小城市，合流制应该是大城市的优先排水体制，同时必须提高阻止倍数。 如果不这样做，就会发生严重的溢出污染。 南方城市降水多，管网输入渗透(I/I )及河水倒灌等特点加剧了合流制溢流污染。 放眼各地城市的水环境，不下雨的时候看起来很好。 虽然在一些城市可以看到“水清岸绿，鱼浅”的景象，但“一下雨就回到解放前”也是普遍的常态，辛苦取得的管理效果会瞬间大幅下降。 美国从1989年开始系统管理CSOs，经过“六对策”、“九对策”、“永久对策”(LTC )等历史阶段，效果显著，但目前每年合流制污水的流出量仍达到37亿立方米。 美国的“6个对策”和“9个对策”分别持续了约5年，“雷电肆虐”(LTC )是“久违的功劳”，总预算近2000亿美元，位于纽约和洛杉矶。 我国目前没有合流制溢出(CSOs )污染控制的政策、计划和技术对策，必须尽快展开部署。
第四，部分污染物在排水系统中分解。 gxdxmg研究小组对23个城市进行了测试，发现居住区总排污口COD浓度均大于400mg/L，但近两年来全国污水处理厂进水，COD浓度年平均为280mg/L左右。 这些减少的污染物去哪里了？ 据gxdxmg称，一部分在污水处理厂分解，更多的堆积在管网中，最终被厌氧分解。 由于污染物在管网中的沉积分解，降低了COD延迟，但氮磷基本不变，污水处理过程中碳氮比例不均衡，需要投入外部碳源，增加处理成本。
据gxdxmg介绍，他的团队通过试制模拟发现，污水中的硫酸盐在厌氧条件下发生硫酸盐还原反应，生成硫化氢，在这个过程中有机碳被大量消耗。 另外，管道的结构、污水流速、在管网的停留时间决定了污染物的堆积和分解。 据他介绍，我国下水道普遍采用牙涵和圆管，流速慢、停留时间长，污染物沉积和分解增大。 欧洲
普遍采用的结构形式是倒马蹄形，具有“小流量速度不减、大流量仍可通过”的特点，有机污染物在管网损失较少。在水资源丰富的河网地区，污水COD浓度在管网中沿程下降最多。一是由于入流入渗（I/I）严重，加上河水倒灌，COD被稀释；二是为减少地下水进入，泵站通常保持高水位运行，这样就增大了污水在管网的停留时间，更易沉积及厌氧降解，因此这些地区碳氮比失调问题也更加严重。在河网地区，解决河水倒灌可以“雷厉风行”，而减少地下水入流入渗（I/I）则属于“久久为功”，是个长期任务。
3. 提质增效优先序？
综合以上分析，gxdxmg表示，针对污染物收集处理率低，应优先实施投入不大但效果明显的提质增效措施，具体包括：在对管网全面普查的基础上，纠正管网的错接、混接、漏接，把直排的污水接入处理厂；对超负荷污水处理设施予以改扩建，提高现有设施处理能力；采取低投入对策降低合流制溢流。这些对策属于“雷厉风行”。另外一些提质增效对策投入大、工期长，需要从长计议，系统规划、逐步实施，具体包括：建设绿色基础设施（海绵），控制溢流污染；建设溢流控制设施，提高截留倍数；控制管道的入流/入渗（I/I）。这些对策只能“久久为功”。
污水处理资源消耗大
1.污水处理过程资源消耗有多大？
gxdxmg认为主要有投资大、占地大、能耗高、物耗高等几个方面。目前，我国在污水处理方面的投资已超过6000亿人民币，消耗城市土地超过30万亩，能耗接近全社会总电耗的1%，年消耗各种药剂超过100万吨。问题是，这些资源消耗是否为必需？答案肯定是否定的，污水处理过程存在巨大提质增效潜力。
2. 低质低效的主要原因在哪里？
gxdxmg的团队随机调查了全国467座污水处理厂（约占总数量的10%，总规模的25%）的主要运行工况，发现目前相当一批污水处理厂运行工况极其不合理，与可持续运营的理念相距甚远，一批处理厂面临运营困境。gxdxmg建议，应分析原因，找到对策，摆脱困境，走向可持续运营之路。
第一，生物系统污泥浓度（MLSS）过高。调研发现，67%的污水处理厂MLSS大于4000mg/L，约30%的处理厂MLSS大于6000mg/L。MLSS过高将导致一系列后果：电耗升高（为满足曝气与搅拌的需要）；曝气器堵塞，降低曝气效率，进一步增大电耗；污泥沉积，减少有效池容，影响处理效果；增大二沉池固体负荷，增大出水SS，严重干扰后续深度处理；增大污泥流失导致系统崩溃的风险。
造成MLSS过高的原因有哪些？首先，由于污泥活性太低，不提高污泥浓度，出水氨氮将超标；由于缺氧段太短，只能通过提高污泥浓度尽量提高脱氮效率。另外，污泥没有出路也是重要原因。污泥运不出去，只能暂时存在系统中。第二，生物系统污泥活性（MLVSS/MLSS）太低。调研发现，61%的污水处理厂MLVSS/MLSS小于0.5，约30%的处理厂MLVSS／MLSS低于0.4。污泥活性太低的后果：在同样污泥浓度时处理效果降低；电耗升高（为满足搅拌的需要）；曝气器堵塞，降低曝气效率，进一步增大电耗；污泥沉积，减少有效池容，设备磨损严重，大修理成本提高；降低污泥在二沉池的 “网捕作用”，增大出水漂浮絮体，干扰后续深度处理。
污泥活性太低的原因有哪些？首先原因是污水预处理系统（格栅和沉沙）效果太差，约有一半渣砂进入后续处理单元；另外的原因是，我国90%以上的污水处理厂没有建设初沉池，穿透预处理系统的渣砂直接进入生物处理单元并逐渐积累。第三，生物系统污泥沉降性能（SVI）太差。污泥SVI在80～120时沉降性能最佳。调研发现，只有36%的污水处理厂SVI在80～120范围内，52％的处理厂SVI小于80，21％的处理厂SVI小于50。SVI大于120，属于微膨胀；SVI小于80，则网捕作用消失，出水水质仍然变差。
污泥沉降性能太差的后果：SVI太低，污泥在二沉池的”网捕作用“变差，大量生物絮体随出水流失，干扰后续深度处理；SVI太低，污泥处于微膨胀或膨胀状态，污泥界面上升，导致污泥流失风险，目前不是主要问题。
污泥SVI太低的原因有哪些？与活性低的原因相似，主要是预处理系统（格栅和沉沙）效果差，大量渣砂进入生物处理单元。另外，污泥浓度MLSS高，污泥龄（SRT）大，也是SVI低的重要原因。第四，深度处理系统反冲洗回流量太大。反冲洗回流量太大的后果：大量反冲洗水回到工艺首端，浪费提升能力；大量反冲洗水回流至曝气池，减少构筑物的实际水力停留时间，降低处理效果；大量反冲洗水回流至曝气池，增大二沉池水力表面负荷，使二沉池普遍不足问题更加突出；大量反冲洗水最后还要重新回流至深度处理的过滤系统，增大滤速，减少实际过滤能力。
反冲洗回流量太大的原因有哪些？首先，二沉池出水SS或生物絮体增大，导致过滤单元堵塞频率增加；其次，水力负荷太大，导致过滤单元堵塞频率增加；再者，同步化学除磷投加药剂量太大，在滤池沉积；最后滤池承担污染物负荷太高，例如，加到反硝化滤池的硝酸盐量太大，导致生物堵塞。
第五，各种药剂投加量过大。过量投加的药剂包括为生物脱氮投加的外碳源、为化学除磷投加的无机混凝剂以及各种污泥脱水调理药剂。为什么说是过量投加？对于脱氮，没有充分利用内碳源就盲目投加外碳源，投加的一大部分外碳源是用于消耗过量曝气的氧，这是个巨大的恶性循环。对于除磷，不调整优化生物除磷，直接用大剂量除磷药剂保证出水，影响了污泥活性，增加了反冲洗水量，还增大了污泥量，是个多重恶性循环。
3.提质增效优先序？
gxdxmg总结污水处理过程的提质增效说，每个污水处理厂差别都比较大，原则上应因厂施策地提质增效。但是，预处理对渣砂去除效果差，大量渣砂进入生物系统造成低效是普遍状况，应采取一切必要手段，将渣砂在源头全部去除，这里蕴含着一块巨大的运营优化潜力。另外一个普遍状况是过曝气，虽有许多客观原因，但在确保耗氧指标达标的前提下，优化调整曝气量，既可降低外碳源投加量，又可降低出水的氮磷指标，提质增效潜力很大。
最后一句话做个总结，收集系统需要提质增效，处理系统也需要提质增效。污水处理行业要在分析清楚低质低效原因的基础上进行精准提质增效。谢谢大家！
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