污水處理廠不但是水污染防治最重要的治理工程

　　污水處理廠不但是水污染防治最重要的治理工程，也是水環(huán)境管理的重要對(duì)象和抓手?？v觀過(guò)去20多年針對(duì)污水處理廠的水環(huán)境管理政策演變，走過(guò)的是一條由出水不斷提標(biāo)，到出水污染物濃度達(dá)標(biāo)排放與區(qū)域污染總量控制相結(jié)合的道路。

　　進(jìn)入十三五，我國(guó)水環(huán)境管理已經(jīng)發(fā)生了深刻的變革，從法律法規(guī)、體制機(jī)制和組織保障推動(dòng)污染物減排，逐步轉(zhuǎn)到以水環(huán)境質(zhì)量改善為核心上來(lái)。

　　針對(duì)污水處理廠的環(huán)境管理政策也順應(yīng)潮流，正處于積極探索實(shí)踐中，形成了以提高污水處理廠出水排放達(dá)標(biāo)與區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)相結(jié)合的考核體系。

　　以經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的太湖流域?yàn)槔?。污水處理廠采用深度凈化工藝實(shí)現(xiàn)出水超凈排放，重點(diǎn)是控制入湖河流排入湖泊的污染物總量，進(jìn)行源頭削減。太湖入湖河流高氮磷負(fù)荷是引發(fā)太湖富營(yíng)養(yǎng)化和藍(lán)藻水華暴發(fā)的主要因素，以城鎮(zhèn)污水處理廠尾水為代表的低污染水氮磷等污染物排進(jìn)入湖河流，影響區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量。但是，從工程措施角度，單純?cè)谖鬯幚韽S內(nèi)部進(jìn)一步進(jìn)行深度脫氮除磷，邊際成本會(huì)大大增加，具有巨大的不經(jīng)濟(jì)性。因此，只有走因地制宜、尾水深度凈化道路，才能實(shí)現(xiàn)區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量不斷提升。

　　污水處理廠尾水深度凈化技術(shù)一般包括物理法、化學(xué)法和生物法，也包括生態(tài)方法，對(duì)尾水中氮磷、有機(jī)物和重金屬等污染物進(jìn)行深度凈化。

　　采用生態(tài)深度凈化工藝，必須解決三大問(wèn)題：一是如何有效削減污水處理廠尾水中總氮和低濃度磷;二是冬天低溫條件下人工濕地的穩(wěn)定運(yùn)行;三是水生植物的資源化，防止二次污染，實(shí)現(xiàn)人工濕地的長(zhǎng)效運(yùn)行。

　　為攻克上述難關(guān)，國(guó)家水污染控制重大專(zhuān)項(xiàng)專(zhuān)門(mén)設(shè)立了《低污染水生態(tài)凈化技術(shù)集成研究與工程示范》課題。作為一項(xiàng)前瞻性科技工程，經(jīng)過(guò)多年深入研究與探索，形成了以下一系列技術(shù)儲(chǔ)備：

　　光電人工濕地實(shí)現(xiàn)物化-生態(tài)耦合脫氮除磷技術(shù)。形成光電人工濕地強(qiáng)化凈化低污染水的技術(shù)體系，著重解決冬季運(yùn)行效率低問(wèn)題，有效削減COD、氮磷污染負(fù)荷。

　　添加反硝化菌劑的生物強(qiáng)化的濕地處理技術(shù)。篩選低溫反硝化細(xì)菌，著重解決脫氮能力低問(wèn)題。

　　添加改性生物質(zhì)炭的物化-生態(tài)耦合除磷技術(shù)。形成低溫高效脫氮和物化-生態(tài)耦合除磷的低污染水生態(tài)凈化技術(shù)體系。重點(diǎn)解決污水處理廠尾水溶解性磷水生植物吸收利用效率低問(wèn)題，尾水經(jīng)生態(tài)凈化后出水總氮和總磷濃度分別小于8 mg/L 和0.3 mg/L。

　　漂浮植物表面流-垂直潛流-沉水植物表面流的功能濕地生態(tài)凈化模塊化組裝技術(shù)。包括反硝化功能濕地水生植物組建技術(shù)、功能濕地種源庫(kù)技術(shù)和物化-生態(tài)耦合除磷的低污染水生態(tài)凈化技術(shù)。主要針對(duì)尾水中含有的懸浮物，經(jīng)處理，實(shí)現(xiàn)尾水氮磷梯度削減。

　　水生態(tài)凈化長(zhǎng)效運(yùn)行的管理技術(shù)。包括水生植物生產(chǎn)生物質(zhì)炭技術(shù)和生產(chǎn)有機(jī)酸技術(shù)，水生植物回用于人工濕地，保障人工濕地持續(xù)的脫氮除磷能力，著重解決人工濕地水生植物利用難、長(zhǎng)期運(yùn)行效率下降等問(wèn)題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)人工濕地碳素的循環(huán)。人工濕地中水生植物可以直接出售，生產(chǎn)的生物質(zhì)炭和有機(jī)酸也可以出售，實(shí)現(xiàn)資源化。

　　從上述技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐看，已取得良好的效果。

　　常州武進(jìn)太湖灣污水處理廠、漕橋污水處理廠和宜興官林污水處理廠尾水人工濕地生態(tài)凈化工程，應(yīng)用光電人工濕地處理系統(tǒng)，有效去除尾水中的氮磷、COD等污染物，出水氨氮和總磷達(dá)到地面水環(huán)境質(zhì)量的Ⅳ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用低溫高效脫氮和物化-生態(tài)耦合除磷的低污染水生態(tài)凈化技術(shù)，提高了冬季人工濕地對(duì)低污染水脫氮的效率。

　　宜興周鐵污水處理廠尾水進(jìn)行表面流人工濕地處理，結(jié)合生態(tài)溝渠處理技術(shù)，在殷村港南岸沿岸帶實(shí)施人工濕地處理和生態(tài)修復(fù)工程，進(jìn)行人工濕地和生態(tài)墻建設(shè)，提高了人工濕地出水水質(zhì)。

　　常州江邊污水處理廠尾水人工濕地生態(tài)凈化工程，采用模塊化技術(shù)分析不同生態(tài)單元的凈化能力和對(duì)水質(zhì)特征的響應(yīng)，應(yīng)用生態(tài)凈化的模塊化技術(shù)和組合運(yùn)行方法，滿(mǎn)足了不同水質(zhì)的變化特征對(duì)凈化的需求，有效削減低污染物，形成低污染水深度生態(tài)處理技術(shù)與設(shè)備的模塊化技術(shù)體系，出水氨氮和總磷達(dá)到地表水Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

　　綜上，通過(guò)對(duì)污水處理廠尾水深度生態(tài)凈化技術(shù)開(kāi)展融合創(chuàng)新研究，突破了低污染水與地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中氮磷濃度差距難于削減的瓶頸，走出了一條符合國(guó)情的技術(shù)路線(xiàn)，理論和實(shí)踐已證明能夠支撐水環(huán)境質(zhì)量管理的變革。

　　作者楊柳燕系南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授，陳亞林系清華大學(xué)清潔生產(chǎn)與生態(tài)工業(yè)研究中心副總工