一文了解全球范圍內(nèi)十大污水處理廠

美國(guó)芝加哥Stickney污水處理廠是世界上最大的污水處理廠，該廠位于美國(guó)芝加哥西南部，是一座具有90多年歷史的污水處理廠，處理規(guī)模為465萬(wàn)m3/d，采用傳統(tǒng)活性污泥工藝。目前的實(shí)際處理水量為271萬(wàn)m3/d。該廠實(shí)際上由兩個(gè)分廠組成，西廠于1930年開(kāi)始運(yùn)行，西南廠于1939年運(yùn)行。其進(jìn)水泵站是世界最大的地下式污水提升泵站，污水從地下90米深的隧道中提升至污水處理廠。該廠如此之大甚至建設(shè)了鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)。

早在40年前，Sitckney污水處理廠就通過(guò)延長(zhǎng)泥齡實(shí)現(xiàn)了氨氮的穩(wěn)定去除。Stickney污水處理廠的平均水力停留時(shí)間（HRT）是8小時(shí)，峰值水力停留時(shí)間不到4小時(shí)，出水BOD5和SS均小于10mg/L，出水氨氮小于1mg/L。

Stickney污水處理廠采用了多種污泥處理工藝，初沉污泥在雙層沉淀池下部常溫消化，消化后的污泥部分經(jīng)干化床自然干化，部分轉(zhuǎn)送到污泥塘穩(wěn)定，剩余活性污泥全部經(jīng)濃縮后進(jìn)人中溫消化池，部分消化污泥由真空濾機(jī)脫水后烘干制成肥料，另一部分經(jīng)濃縮后加壓輸送到污泥塘，進(jìn)一步穩(wěn)定并脫水，然后用船送到郊區(qū)農(nóng)田施肥。

Stickney污水處理廠目前面臨的問(wèn)題是升級(jí)改造，升級(jí)改造需要實(shí)現(xiàn)磷的去除。當(dāng)局計(jì)劃采用生物除磷，在現(xiàn)有的曝氣池上增設(shè)厭氧區(qū)，并不打算采用投加填料。（歡迎關(guān)注微信：泵友圈）主要是由于（1）芝加哥地區(qū)的人口不再增長(zhǎng)；（2）污水處理行業(yè)向著資源回收、能源回收的方向發(fā)展。目前，當(dāng)局正在對(duì)厭氧氨氧化技術(shù)應(yīng)用于側(cè)流工藝進(jìn)行研究。該技術(shù)在歐洲和北美發(fā)展迅速，相比于傳統(tǒng)的硝化反硝化技術(shù)，厭氧氨氧化技術(shù)只需消耗40%的能源，而且脫氮無(wú)需碳源。

美國(guó)波斯頓鹿鹿島污水處理廠由馬薩諸塞州水資源局管理，位于波士頓港。該廠投資超過(guò)38億美元，于1995年開(kāi)始運(yùn)行。峰值處理規(guī)模是492萬(wàn)m3/d，日均處理規(guī)模是141萬(wàn)m3/d，鹿島污水處理廠是全球第二大污水處理廠，對(duì)于保護(hù)波士頓港的水環(huán)境起著重要的作用。

污水首先經(jīng)過(guò)三座提升泵站提升，然后分別經(jīng)過(guò)沉砂池和初沉池，該廠有48座初沉池，每座初沉池長(zhǎng)56米，寬12.3米，深7.2米。初沉池分為雙層，可以適應(yīng)鹿島有限的土地面積。一級(jí)處理可去除50~60%的SS和50%的病原菌。

二級(jí)處理系統(tǒng)采用純氧活性污泥工藝，二級(jí)處理系統(tǒng)的污染物去除率達(dá)到85%。鹿島污水處理廠每天生產(chǎn)130~220噸的純氧用于二級(jí)處理。一級(jí)處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥和浮渣采用重力濃縮，二級(jí)處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥和浮渣采用離心濃縮。離心濃縮投加聚合物以提高效率。泵房、預(yù)處理、一級(jí)處理、二級(jí)處理系統(tǒng)產(chǎn)生的臭味采用碳吸附控制。

該廠共12座卵形消化池，每座高42.7米，直徑27.5米，污泥消化可以顯著地降低污泥產(chǎn)量，產(chǎn)生大量的沼氣，沼氣用于發(fā)電。消化后的污泥通過(guò)隧道運(yùn)至造粒廠，進(jìn)一步加工成農(nóng)肥，每天可生產(chǎn)75噸農(nóng)肥。一級(jí)、二級(jí)處理之后是消毒，首先用次氯酸鈉消毒，然后投加亞硫酸氫鈉脫氯，以防止排水對(duì)水生生物造成影響。最后的出水通過(guò)一條15公里長(zhǎng)、直徑7.3米的退水渠道進(jìn)入水深30米的馬薩諸塞州灣，出水有50個(gè)管道擴(kuò)散器，迅速地將出水和周?chē)暮ＫM(jìn)行混合，大量的環(huán)境監(jiān)測(cè)表明水環(huán)境得到了有效的保護(hù)。

鹿島污水處理廠有一座實(shí)驗(yàn)室，每年的檢測(cè)分析數(shù)據(jù)量超過(guò)了10萬(wàn)個(gè)，有效地支持工藝控制，確保出水達(dá)到處理廠的排放要求。

美國(guó)底特律污水處理廠處理能力為360萬(wàn)噸/日，該廠于1939年運(yùn)行，在當(dāng)時(shí)只有簡(jiǎn)單的一級(jí)處理，污染物去除率只有50~70%。1972年清潔水法的頒布，要求所有的市政污水處理廠實(shí)現(xiàn)二級(jí)處理，由此該廠建設(shè)了曝氣池、二沉池、污泥處理設(shè)施。底特律污水處理廠是北美五大湖之一伊利湖的最大磷排放源，從1970年起，底特律污水處理廠就開(kāi)始化學(xué)除磷，實(shí)現(xiàn)出水TP小于1mg/L的目標(biāo)。投加的化學(xué)除磷藥劑是酸洗廢液（氯化亞鐵），來(lái)自于當(dāng)?shù)氐匿搹S。酸洗廢液直接投加在進(jìn)水泵站，聚合物直接投加在沉砂池之后，強(qiáng)化初沉池的去除效果。

底特律污水處理廠采用的是純氧曝氣工藝，矩形的曝氣池全部封閉。該廠有25座直徑為60米的周邊進(jìn)水、周邊出水的二沉池，出水采用加氯消毒，消毒后排入底特律河。

上海白龍港污水處理廠位于浦東新區(qū)合慶鎮(zhèn)朝陽(yáng)村，是上海市污水治理二期工程的一個(gè)重要組成部分，白龍港污水處理廠目前是中國(guó)規(guī)模最大的污水處理廠，也是亞洲規(guī)模最大的污水處理廠。

為滿(mǎn)足以去磷和達(dá)到國(guó)家 II 級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)的污水處理要求，工藝方案的第一步是采用物化結(jié)合處理方法，第二步則是執(zhí)行充氣生物過(guò)濾工藝。由于所牽涉的處理廠區(qū)域有限，因此采用物化結(jié)合處理方法時(shí)使用了高效的沉淀池，以便并行執(zhí)行混合、絮凝和沉淀工藝。

但到2007年，隨著國(guó)家對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠排放要求進(jìn)一步提高,而白龍港污水收集片區(qū)水量日益增長(zhǎng)，白龍港廠的處理工藝、處理規(guī)模已難以滿(mǎn)足要求。于是，上海市政府決定再度升級(jí)擴(kuò)建改造，提升處理水平，提高處理能力。

污水升級(jí)改造和擴(kuò)建工程從2006年立項(xiàng)，于2008年建成投入使用，白龍港污水處理廠達(dá)到了200萬(wàn)噸規(guī)模，工程總投資為22億元，成為亞洲最大規(guī)模的具有脫氮除磷功能的污水處理廠。與污水處理同時(shí)上馬的還有80萬(wàn)噸污泥處理項(xiàng)目，該項(xiàng)目利用部分世行貸款，是亞洲規(guī)模最大的污泥消化干化處理工程。

白龍港的擴(kuò)建善于利用已有條件。其首先從已有的高效沉淀池前每天分流60萬(wàn)噸，再進(jìn)入新建的生物反應(yīng)沉淀池，與高效沉淀池出水混合并一起消毒后，達(dá)到國(guó)家排放水二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

與先前的擴(kuò)建相比，200萬(wàn)噸處理能力不僅規(guī)模增大，而且工藝先進(jìn)。其采取了多模式A/A/O生物反應(yīng)沉淀池，與傳統(tǒng)模式相比，其能夠擁有更大的處理負(fù)荷，并能多次脫氮除磷。

白龍港污水處理廠改造升級(jí)采用AAO生物處理工藝，污水由日處理120萬(wàn)立方米的一級(jí)加強(qiáng)處理提升到日處理200萬(wàn)立方米的二級(jí)生化處理，出水水質(zhì)達(dá)國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)后，經(jīng)深水排放系統(tǒng)排入長(zhǎng)江口，項(xiàng)目總投資22.22億元，建成后所處理污水占到上海中心城區(qū)污水處理總量的1/3，處理能力躋身于亞洲第一、全球領(lǐng)先的污水處理單體工廠之列。

自改擴(kuò)建工程試運(yùn)行以來(lái)，升級(jí)部分削減化學(xué)需氧量15011噸，擴(kuò)建部分削減化學(xué)需氧量3144噸；與原來(lái)的一級(jí)加強(qiáng)處理工藝相比，多削減化學(xué)需氧量5374噸。

中國(guó)香港昂船洲污水處理廠的處理規(guī)模為176萬(wàn)噸/日，昂船洲污水處理廠采用了化學(xué)輔助一級(jí)處理方法和先進(jìn)設(shè)備來(lái)處理污水。因成效顯著，該廠被譽(yù)為世界上采用化學(xué)強(qiáng)化一級(jí)污水處理最具效率的設(shè)施之一。污水處理廠在2001全面投入使用，投加的藥劑為三氯化鐵及聚合物，處理工藝可去除污水中約80%的懸浮物和70%的BOD，處理標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到SS<55mg/L、BOD5<75mg/L，經(jīng)處理的排放水會(huì)通過(guò)深海排放管道在維多利亞港西面水域排放。

為了減少空間耗用，沉淀池采用了雙層式的設(shè)計(jì)，污泥采用離心脫水，脫水后的含固率約30%，然后用密封式容器把脫水后的污泥送往堆填區(qū)棄置。污泥處理設(shè)施每天可處理的污泥最高可達(dá)900噸。

美國(guó)洛杉磯Hyperion是洛杉磯市歷史最悠久、最大的污水處理廠，于1925年開(kāi)始運(yùn)行，受洛杉磯市公共事務(wù)部衛(wèi)生工程局管理，處理規(guī)模174萬(wàn)噸/日。

在1950 年開(kāi)始改造進(jìn)行部分水二級(jí)處理，在1998 年實(shí)現(xiàn)了全部二級(jí)處理。在90年代當(dāng)局投入了16億美元進(jìn)行了技術(shù)改造以達(dá)到聯(lián)邦法規(guī)要求的二級(jí)處理標(biāo)準(zhǔn)。處理工藝包括粗格柵、沉砂池、初沉池，純氧活性污泥工藝、二沉池，該廠有27座初級(jí)沉淀池，池內(nèi)有鏈條式刮泥機(jī)，初沉池前投加三氯化鐵及陰離子聚合物，經(jīng)加藥后的一級(jí)處理系統(tǒng)其SS及BOD5去除率分別由65~70﹪及35~40﹪提升至80~85﹪及50~55﹪。二沉池之后是20座厭氧消化池，每天產(chǎn)生的500噸污泥運(yùn)輸至Green Acres Farm在Kern縣，用做農(nóng)肥。農(nóng)場(chǎng)生長(zhǎng)的植物包括小麥、苜蓿草，這些植物用做牛奶場(chǎng)的飼料，每天45噸的污泥用于堆肥，每天可產(chǎn)生750萬(wàn)立方英尺的沼氣用于發(fā)電。

埃及開(kāi)羅Gabal el Asfar污水處理廠的處理規(guī)模為174萬(wàn)噸/日，位于開(kāi)羅東北部，處理著開(kāi)羅城里600萬(wàn)居民的生活污水。

處理工藝包括格柵、提升、除砂、初沉池、生物處理、加氯消毒，污泥處理采用濃縮、脫水、消化，沼氣用于發(fā)電。該廠的出水灌溉著40多公頃的試驗(yàn)農(nóng)田，農(nóng)田種植著橄欖、檸檬、各種鮮花、棉花。

Seine Aval 污水處理廠是歐洲最大的污水處理廠，處理規(guī)模為174萬(wàn)噸/日，位于巴黎西北23公里處，于1940年運(yùn)行。與其他污水處理廠不同，這座污水處理廠看起來(lái)更不像是污水處理廠。處理廠各個(gè)單元的周?chē)挤N植了樹(shù)木，污泥處理池上種植了草坪，一切看起來(lái)更像是公園。該廠采用了威立雅公司的曝氣生物濾池和Actiflo工藝（除磷）。SeineAval污水處理廠對(duì)改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)產(chǎn)生了積極的影響，過(guò)去塞納河里只有兩種魚(yú)，如今已經(jīng)到了35種。

日本東京森崎污水處理廠的處理規(guī)模是157萬(wàn)噸/日，是日本最大的污水處理廠，于1967年運(yùn)行。它由東、西兩部分污水設(shè)施和進(jìn)行污泥處理的南部污泥成套處理設(shè)備構(gòu)成，水處理區(qū)域?yàn)榇筇飬^(qū)的全部、品川區(qū)，目黑區(qū)和世田谷區(qū)的大部、以及澀谷和衫并區(qū)的一部分。

該廠有四座污泥消化池，每座直徑28米，高19.5米，消化池產(chǎn)生的沼氣可以產(chǎn)生3兆瓦的電力。

處理后的水大部分排入東京灣。其一部分經(jīng)過(guò)砂濾后被用于中心內(nèi)部的冷卻和沖洗廁所等。此外，還有一部分提供給大田區(qū)和品川區(qū)的環(huán)衛(wèi)工廠。產(chǎn)生的污泥大部分使用連接設(shè)施被壓送到南部污泥成套處理設(shè)備進(jìn)行處理，部分污泥在中心脫水后用船從海上運(yùn)到南部污泥成套處理設(shè)備。

美國(guó)華盛頓Blue Plains污水處理廠由DC Water 負(fù)責(zé)管理，該廠處理規(guī)模為143萬(wàn)噸/日，于1938年投入運(yùn)行，當(dāng)時(shí)還是一級(jí)處理。1959年升級(jí)到了二級(jí)處理，工藝是兩段法，第一段是去除BOD，然后沉淀分離，然后再進(jìn)行硝化、反硝化。該廠目前還在雄心勃勃地升級(jí)發(fā)展，其中之一的計(jì)劃是希望能將厭氧氨氧化技術(shù)應(yīng)用到主流工藝中，這將是對(duì)污水處理技術(shù)的重大創(chuàng)新和挑戰(zhàn)。

Blue Plains污水處理廠是全球最大的深度處理處理廠，該廠運(yùn)用很多創(chuàng)新的技術(shù)，其中最為知名的一項(xiàng)技術(shù)是污泥熱水解技術(shù)（Cambi），該技術(shù)的應(yīng)用使得厭氧消化的產(chǎn)氣量顯著提高，污泥熱電聯(lián)產(chǎn)的能量達(dá)到了13兆瓦。Blue Plains污水處理廠是北美首次使用該技術(shù)的污水處理廠，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在歐洲的15多座污水處理廠得到了應(yīng)用。

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