肖娜娜

（廣東省環(huán)境保護(hù)工程研究設(shè)計(jì)院 廣東廣州 510635）

0 概述

城市是一個(gè)工業(yè)和人口，能流和物流高度密集的人工生態(tài)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，水污染治理成為城市生態(tài)物質(zhì)代謝循環(huán)的重要前提，也是保護(hù)城市水質(zhì)資源和居民生活環(huán)境的重要條件，因而城市污水處理廠成為城市的一個(gè)重要的市政基礎(chǔ)設(shè)施[1]。根據(jù)住建部公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2011年底我國設(shè)市的城市、縣累計(jì)建成城鎮(zhèn)污水處理廠3135座，污水處理能力達(dá)到1.36億立方米/日。國家對(duì)污水處理廠的出水水質(zhì)要求比以往提高了，污水處理的電耗也相應(yīng)的提高到了0.15-0.28（kW·h）/m3，計(jì)算到平均處理成本為0.8元/m3，污水處理廠的能耗成本占污水處理廠運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本的40%-80%（污水處理廠能耗分布見圖1），主要集中在污水提升、曝氣供養(yǎng)、污泥輸送與處理和混凝沉淀等部位[2]。

圖1 :污水處理各部位能耗分布

城市污水處理廠的清潔生產(chǎn)可通過采用先進(jìn)的工藝技術(shù)與設(shè)備、加強(qiáng)質(zhì)量管理，合理利用原料，充分利用廢棄物資源，提高資源、能源利用率，減少或避免污染物產(chǎn)生，降低污染物的排放[3]。本文通過城市污水廠清潔生產(chǎn)產(chǎn)審核因素分析，并提出污水處理廠實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的具體路徑。

1 城市污水處理廠清潔生產(chǎn)審核因素

1.1 清潔生產(chǎn)審核及指標(biāo)（cleaner production audit）

清潔生產(chǎn)審核是指按照一定程序，對(duì)生產(chǎn)和服務(wù)過程進(jìn)行調(diào)查和診斷，找出能耗高、物耗高、污染重的原因，提出減少有毒有害物料的使用和產(chǎn)生，降低能耗物耗以及廢物產(chǎn)生的方案，進(jìn)而選定技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及環(huán)境可行的清潔生產(chǎn)方案的過程。城市污水廠開展清潔生產(chǎn)審核的目的就是在污水處理過程中節(jié)能、降耗，不斷減少污染物排放，并通過科學(xué)管理方法和先進(jìn)的技術(shù)運(yùn)用提高資源的綜合利用效率。

1.2 污水處理廠清潔生產(chǎn)審核指標(biāo)體系

我國現(xiàn)行的清潔生產(chǎn)指標(biāo)大體可以分為六類：生產(chǎn)工藝與裝備要求、污染物產(chǎn)生指標(biāo)、資源能源利用指標(biāo)、廢物回收利用指標(biāo)、產(chǎn)品指標(biāo)、環(huán)境管理指標(biāo)等。其中，前面五個(gè)指標(biāo)屬于技術(shù)性指標(biāo)，它所反映的是技術(shù)手段在推動(dòng)清潔生產(chǎn)中的具體要求；第六類指標(biāo)是管理性的指標(biāo)，反映是管理方面對(duì)清潔生產(chǎn)的具體要求。通過這六項(xiàng)指標(biāo)的定量或定性分析就構(gòu)成了某一領(lǐng)域的清潔生產(chǎn)指標(biāo)體系。就污水處理廠來說其清潔生產(chǎn)指標(biāo)體系如表1：

城市污水處理廠清潔生產(chǎn)指標(biāo)體系管理性指標(biāo)生產(chǎn)工藝與裝備要求 污染物產(chǎn)生指標(biāo) 資源與能源利用指標(biāo) 廢物回收利用指標(biāo) 產(chǎn)品指標(biāo)※處理工藝（定性）；※過程控制（定性）；※設(shè)備（定性）※污泥產(chǎn)生量(定量)※用電單耗（定量）；※新鮮水單耗(定量）；※藥劑單耗（定量）※中水回用率（定量）※污泥資源化利用率(定量）※沼氣發(fā)電（定性）環(huán)境管理指標(biāo)※達(dá)標(biāo)率（定量）

1.3 污水處理廠清潔生產(chǎn)審核指標(biāo)內(nèi)容

1.3.1 技術(shù)性指標(biāo)內(nèi)容

1.3.1.1 生產(chǎn)工藝與裝備要求

生產(chǎn)工藝與裝備要求又分為處理工藝、過程控制和設(shè)備三個(gè)子指標(biāo)。就城市污水處理廠而言，根據(jù)其建設(shè)規(guī)模大小選擇適宜的技術(shù)工藝。例如大型城市污水處理廠可以選擇能耗和運(yùn)營(yíng)費(fèi)用較低的傳統(tǒng)活性污泥法及其改進(jìn)型A/O法，A2/O法；而對(duì)于中小型城市污水處理廠優(yōu)選工藝應(yīng)該是選擇處理設(shè)備簡(jiǎn)單、管理方便的氧化溝和SBR工藝。優(yōu)化過程控制包括建立健全在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如安裝CODcr和NH3-N在線監(jiān)測(cè)儀等，合理的安排設(shè)備的運(yùn)行周期，以此提高安裝設(shè)備的使用效率，降低能耗。根據(jù)進(jìn)泥膩量及含水率，做好污泥脫水機(jī)的停開時(shí)間。錯(cuò)峰運(yùn)行，科學(xué)調(diào)度各時(shí)段的生產(chǎn)運(yùn)行，特別是污泥污水工段，如何避開尖段、峰段用電，充分利用谷段用電等，對(duì)節(jié)電具有明顯作用[4]。設(shè)備：污水處理廠的核心設(shè)備是鼓風(fēng)機(jī)、污泥脫水機(jī)、污泥回流泵和進(jìn)水提升泵等。對(duì)于這些核心設(shè)備要做好使用、維護(hù)和改造升級(jí)，發(fā)揮設(shè)備的最大效益。例如，對(duì)于耗電量較大的提升泵、鼓風(fēng)機(jī)可采用變頻改造技術(shù)降低電耗；此外，還要注意設(shè)備所處環(huán)境的布置，對(duì)于露天放置的設(shè)備做好蓬蓋安裝等；對(duì)于使用年限較久、易出故障的設(shè)備及時(shí)更新或更換。

1.3.1.2 污染物產(chǎn)生指標(biāo)

除資源（消耗）指標(biāo)外，能反映清潔生產(chǎn)過程中狀況的指標(biāo)便是污染物產(chǎn)生指標(biāo)，大體可以分為廢水產(chǎn)生指標(biāo)、廢氣產(chǎn)生指標(biāo)和固體廢物產(chǎn)生指標(biāo)。指標(biāo)越高，說明工藝水平或者管理水平越低。污水處理廠的主要污染物產(chǎn)生指標(biāo)便是污泥的產(chǎn)生量，即經(jīng)過污泥脫水系統(tǒng)后污泥的重量。由于政府對(duì)污水處理廠的排水要求越來越嚴(yán)格，很多污水處理廠利用污泥脫水機(jī)脫水濾液中的剩余絮凝劑，將脫水濾液按一定比例加入到剩余污泥中，僅需在濃縮池中停留30分鐘左右就可以達(dá)到常規(guī)濃縮的污泥濃縮效果，這樣就可以提高污泥進(jìn)脫水機(jī)前濃度，提高脫水效率，且能減少藥耗[5]。

1.3.1.3 資源與能源利用指標(biāo)

資源與能源利用指標(biāo)是指在正常的生產(chǎn)工藝中，生產(chǎn)單位產(chǎn)品所需的能耗和物耗，以及能源和物質(zhì)利用的效率、重復(fù)利用率等反映資源能源利用效率的指標(biāo)。就城市污水處理廠而言，其資源與能源利用指標(biāo)主要包括新鮮水耗、能耗、藥劑消耗等等，這其中，能耗又以電耗指標(biāo)來評(píng)價(jià)。能耗方面，李海英[6]等以唐山東郊污水處理廠、新區(qū)污水處理廠為例，通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，采取變頻調(diào)速技術(shù)、選用新型節(jié)能泵、合理選擇水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)、改善曝氣設(shè)備、改良曝氣方式等節(jié)能措施后，污水處理成本及能耗均顯著降低。藥劑方面：目前城市污水處理廠藥劑主要是用于除磷和污泥脫水過程，采用的藥劑為聚丙烯酰胺陽離子（PAM）、聚合氯化鋁（PAC），為此可以采取藥耗比篩選，確定高性價(jià)比藥劑、對(duì)藥劑容器進(jìn)行改造，提升絮凝劑溶解度，開展新藥劑研究等。

1.3.1.4 廢物回收利用指標(biāo)

城市污水處理后會(huì)產(chǎn)生大量的污泥，如何妥善處理這部分污泥，并將其作為一種新的資源加以有效利用，變廢為寶，已成為城鎮(zhèn)污水處理廠提高技術(shù)水平和管理水平的重要因素[7]?？梢酝ㄟ^堆肥、污泥焚燒產(chǎn)物再利用、熱干化等渠道處理，實(shí)現(xiàn)變廢為利；對(duì)于產(chǎn)生的中水可以用來作城市景觀用水、路面沖洗；此外，對(duì)維護(hù)保養(yǎng)設(shè)備產(chǎn)生的機(jī)油，可以用作廠區(qū)設(shè)備防銹或潤(rùn)滑，未損壞的零部件保留備用。

1.3.1.5 產(chǎn)品指標(biāo)

達(dá)標(biāo)排放出水可視為污水廠的產(chǎn)品，根據(jù)在線監(jiān)測(cè)和化驗(yàn)室監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)近三年來進(jìn)出水的COD、BOD、SS、TN、NH3-N、TP等各項(xiàng)指標(biāo)的濃度和處理水量情況，并對(duì)進(jìn)出水污染負(fù)荷變動(dòng)情況和出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)狀況進(jìn)行分析計(jì)算，得出污水廠的達(dá)標(biāo)率[8]。

1.3.2 管理性指標(biāo)內(nèi)容

目前許多城市污水處理廠管理相對(duì)滯后，沒有按照污水處理設(shè)備的操作流程和要求進(jìn)行日常管理，出臺(tái)的管理制度和措施也有待完善，管理文件不齊全，管理的措施和手段落后，管理人員素質(zhì)不高。在清潔生產(chǎn)的審核過程中，環(huán)境管理的重點(diǎn)是是否制定了環(huán)境應(yīng)急管理機(jī)制；是否建立環(huán)境質(zhì)量管理體系；污泥是否明確外運(yùn)途徑，是否簽訂有效協(xié)議或合同；化驗(yàn)室管理是否規(guī)范；日常運(yùn)行記錄是否完備；廠區(qū)標(biāo)示是否規(guī)范等等。為此，首先要加大基礎(chǔ)設(shè)施投入，添置先進(jìn)的設(shè)備，提升管理自動(dòng)化水平；其次是根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和水量來調(diào)整處理方式，簡(jiǎn)化操作，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，加強(qiáng)監(jiān)督，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放[9]；三是在物料能源的節(jié)約管理，提升能源的綜合利用；最后是加強(qiáng)管理人員、技術(shù)人員及設(shè)備操作人員的專業(yè)培訓(xùn)，把ISO14000引入到環(huán)境管理體系加強(qiáng)日常管理的科學(xué)性和規(guī)范化。

2 污水處理廠清潔生產(chǎn)審核指標(biāo)評(píng)價(jià)[10]

城市污水處理廠大多是分期分階段建設(shè)，而且在不同期間和階段所使用的污水處理工藝也不盡相同，實(shí)踐中大多把污水處理廠評(píng)價(jià)定性指標(biāo)或定量指標(biāo)與其處理工藝結(jié)合起來。

2.1 定量評(píng)價(jià)指標(biāo)考核計(jì)算

城市污水處理廠清潔生產(chǎn)定量化評(píng)價(jià)的考核評(píng)分計(jì)算，是以該廠在考核電鍍對(duì)各項(xiàng)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)實(shí)際達(dá)到的數(shù)據(jù)位基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，再綜合求出該廠定量評(píng)價(jià)指標(biāo)的總分。

二級(jí)指標(biāo)中的單項(xiàng)評(píng)價(jià)指數(shù)計(jì)算

公式：

其中，Si——第i項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的單項(xiàng)評(píng)價(jià)指數(shù)；

Sxi——第i項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的實(shí)際數(shù)值；

Soi——第i項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的基準(zhǔn)值。

二級(jí)指標(biāo)中考核總分值計(jì)算

P1——二級(jí)指標(biāo)中考核總分值；

n——參與考核的二級(jí)指標(biāo)中的項(xiàng)目總數(shù)；

Si——第i項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的單項(xiàng)評(píng)價(jià)指數(shù)；

Ki——第i項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值。

2.2 定性評(píng)價(jià)指標(biāo)考核計(jì)算

對(duì)于定性指標(biāo)考核既要考核“有”和“無”，還要考核是否能正常運(yùn)行及其效果。

定型化評(píng)價(jià)指標(biāo)考核總分值計(jì)算

P2——二級(jí)指標(biāo)考核總分值；

Fi——第i項(xiàng)二級(jí)指標(biāo)的得分值；

n——參與考核的定性化二級(jí)指標(biāo)的項(xiàng)目總數(shù)。

3 結(jié)語

當(dāng)前我國污水處理廠建設(shè)的數(shù)量和規(guī)模呈逐年擴(kuò)大趨勢(shì)，城市污水處理廠一方面在為城市發(fā)展提供環(huán)境保障的同時(shí)，自身也在建設(shè)、運(yùn)行過程中面臨的諸如資金、技術(shù)等難題，如何破解這些難題，其中很重要的一點(diǎn)就是了解污水處理廠自身清潔生產(chǎn)的指標(biāo)及內(nèi)容，在今后的生產(chǎn)過程中結(jié)合本地實(shí)際情況，堅(jiān)持清潔生產(chǎn)，提高資源能源的利用效率，減少或避免污染物產(chǎn)生，為資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)積極努力。

[1]王星，尹澄清，李貴寶.影響中國可持續(xù)發(fā)展的水環(huán)境問題[J]中國人口 -資源與環(huán)境，2000,10（S 2）：50-52

[2]趙寶江，李江，王麗萍.污水處理廠節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)途徑分析[J]環(huán)境保護(hù)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)，2010（11）：49-52

[3]王必英.清潔生產(chǎn)審核是節(jié)能減排工作的有效手段[J]山西能源與節(jié)能，2008,50（3）：15-16

[4][5]吳軍偉，朱學(xué)紅.淺談污水處理廠的節(jié)能降耗[J].中國給水排水，2011，27(22)：106-108.

[6]李海英，張貴杰，孫貴石.降低中小型污水處理廠能耗的有效途徑[J]節(jié)能，2007(3):34-36

[7]金必慧，黃南平.城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行管理[M]北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012

[8]楊麗麗，溫勇，王煒.等.廣東省城市污水處理廠清潔生產(chǎn)審核關(guān)鍵因素研究[J]廣東化工，2012,39（10）：182-183

[9]陳作濤.淺析我國污水處理的發(fā)展趨勢(shì)[J]甘肅水利水電技術(shù)，2002,38（4）：304-305

[10]邢光東.城鎮(zhèn)污水處理廠清潔生產(chǎn)實(shí)施與評(píng)價(jià)研究[D]中山大學(xué)，2007