上海，這座被水滋養(yǎng)的城市，從新中國(guó)成立初僅有三座每天千噸處理能力的老舊污水處理廠，到如今擁有超過(guò)美國(guó)芝加哥、晴天處理量全球領(lǐng)先的白龍港污水處理廠，70多年來(lái)，一代代工程設(shè)計(jì)、建設(shè)人員的奮斗，給這座繁華大都市披上一件水清水美的外衣。

1997年，上海市一座百萬(wàn)噸級(jí)的大型污水廠——白龍港污水處理廠正式開(kāi)工建設(shè)，此后的二十余年間，經(jīng)過(guò)多次提標(biāo)擴(kuò)容工程，至今處理規(guī)模達(dá)280萬(wàn)噸/日，污水處理量約占上海城市污水處理能力的三分之一，白龍港污水處理廠的建設(shè)和發(fā)展，是上海市水環(huán)境治理發(fā)展歷程的一個(gè)縮影。

白龍港污水處理廠作為長(zhǎng)江大保護(hù)的最后一道防線之一，在如此大的污水處理規(guī)模面前，經(jīng)過(guò)多年的運(yùn)行實(shí)踐檢驗(yàn)，經(jīng)受住了水量和水質(zhì)大幅變化的沖擊，展示了成熟可靠、穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的處理效果，這背后離不開(kāi)大批優(yōu)秀的污水處理人和污水處理組合工藝創(chuàng)新的保駕護(hù)航。

作為首批中國(guó)自主創(chuàng)新的四條污水處理組合工藝之一，近期，白龍港污水處理工藝與紀(jì)莊子污水處理工藝、高碑店污泥處理處置工藝、唐家沱污泥處理工藝共同成為國(guó)內(nèi)首批以中文命名的四大組合工藝(延伸閱讀：重磅揭曉!首批命名的中國(guó)自主創(chuàng)新的四條污水處理組合工藝發(fā)布)。

白龍港污水處理工藝授牌儀式

上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司總院副總工程師張欣(左二)、上海城投污水處理有限公司黨委副書(shū)記/常務(wù)副總經(jīng)理戴勇華(右二)共同上臺(tái)接受授牌

發(fā)布會(huì)當(dāng)天，創(chuàng)新應(yīng)用白龍港污水處理工藝的關(guān)鍵人物、上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司總院副總工程師張欣接受中國(guó)水網(wǎng)專(zhuān)訪，為我們講述白龍港污水處理工藝背后的故事。

01青出于藍(lán)而勝于藍(lán)

白龍港污水處理工藝由上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院設(shè)計(jì)，目前，該組合工藝在白龍港污水廠、中西部最大的重慶雞冠石污水廠、中原地區(qū)最大的鄭州新區(qū)污水廠等中應(yīng)用，并且已推廣應(yīng)用于包括全國(guó) 20 個(gè)直轄市和省會(huì)城市的 120 余座污水廠，污水處理總規(guī)模近 3000 萬(wàn) m3/d。

白龍港污水處理工藝是一種高效、環(huán)保、可持續(xù)的新技術(shù)，上海城投水務(wù)白龍港污水處理廠是該組合工藝的首個(gè)應(yīng)用廠，此項(xiàng)目的改擴(kuò)建工程獲得國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程金獎(jiǎng)，突顯白龍港工程是一項(xiàng)社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益三者有機(jī)結(jié)合的世紀(jì)環(huán)保工程。作為首期發(fā)布的四條組合工藝路線之一，白龍港污水處理工藝對(duì)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新起到了積極的推進(jìn)作用和示范效益。

張欣在工藝的設(shè)計(jì)研發(fā)方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。大學(xué)畢業(yè)之后，張欣進(jìn)入到上海市政工程設(shè)計(jì)研究院工作，在多個(gè)重大建設(shè)項(xiàng)目中擔(dān)任過(guò)項(xiàng)目設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人，并多次獲得優(yōu)秀設(shè)計(jì)獎(jiǎng)，尤其擔(dān)任了白龍港污水處理廠等重大工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人。

“白龍港污水處理工藝是一個(gè)創(chuàng)新，當(dāng)初開(kāi)發(fā)這個(gè)工藝就是針對(duì)白龍港污水廠的特點(diǎn)：一是處理規(guī)模特別大;二是當(dāng)時(shí)排水系統(tǒng)沒(méi)有完善，水量和水質(zhì)的沖擊特別大，要滿(mǎn)足我國(guó)環(huán)保要求的24小時(shí)連續(xù)和瞬時(shí)都要達(dá)標(biāo)排放存在較大挑戰(zhàn)。”張欣表示，該工藝特別適用于處理污水季節(jié)性變化顯著、水質(zhì)水量波動(dòng)大的情況，尤其是對(duì)我國(guó)低碳氮比的水質(zhì)條件，具有較好的應(yīng)用場(chǎng)景。

因?yàn)橐?guī)模特別大，社會(huì)關(guān)注度也很高，這項(xiàng)工程在設(shè)計(jì)之初壓力很大。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)深知，這項(xiàng)工作不僅缺乏先例可循，而且只能成功不能失敗。對(duì)于污水處理來(lái)說(shuō)，既要成熟可靠，確保水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，又要兼顧經(jīng)濟(jì)性，這對(duì)污水處理工藝提出了極高的要求。

為此，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)不辭辛勞，從北京的高碑店污水處理廠到美國(guó)芝加哥的Stickney(當(dāng)時(shí)世界上最大的污水處理廠)，他們遍訪名廠參觀求學(xué)，最終卻發(fā)現(xiàn)這些案例與白龍港面臨的水質(zhì)條件存在差異。于是，團(tuán)隊(duì)決定在傳統(tǒng)脫氮除磷工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行自主研發(fā)。

在這個(gè)過(guò)程中，一線運(yùn)行工人的經(jīng)驗(yàn)成為了寶貴的靈感來(lái)源。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)曾深入上海多家老污水處理廠，與廠長(zhǎng)、技術(shù)員和操作工等深入交流，在對(duì)他們長(zhǎng)期運(yùn)行實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象和問(wèn)題進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)結(jié)合當(dāng)前需求及汲取國(guó)外工藝的技術(shù)要素，最終創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)出了一套適合白龍港污水處理廠的工藝路線。

“白龍港污水處理工藝應(yīng)該說(shuō)是在國(guó)外技術(shù)的基礎(chǔ)上逐漸演化發(fā)展出來(lái)的，并且針對(duì)國(guó)內(nèi)的實(shí)際情況進(jìn)行了大量的創(chuàng)新和改進(jìn)。”張欣指出，在這個(gè)過(guò)程中，原創(chuàng)的部分相對(duì)較少，更多是以創(chuàng)新應(yīng)用為主。當(dāng)時(shí)在工藝機(jī)理的研究方面還相對(duì)薄弱，許多關(guān)鍵的參數(shù)，主要還是依靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)獲取，而不像國(guó)外那樣，有大量的數(shù)據(jù)積累作為數(shù)學(xué)模型的支撐。但中國(guó)人發(fā)揮自己的聰明才智，將實(shí)踐摸索出來(lái)的參數(shù)與國(guó)外技術(shù)相結(jié)合，在這個(gè)融合的過(guò)程中，逐步創(chuàng)造出一系列屬于我們自己的獨(dú)創(chuàng)工藝和技術(shù)。雖然，大量工藝只是在國(guó)外技術(shù)基礎(chǔ)上做了微小改進(jìn)，但即使是這些改動(dòng)，也帶動(dòng)了我們整個(gè)污水行業(yè)的迅速發(fā)展，甚至是有些改良工藝和組合工藝產(chǎn)生了更好的節(jié)能降耗效果。

02別人家的孩子 樣樣都要好

白龍港污水處理工藝，是“超短時(shí)初沉池+多模式AAO+平流式二沉池+高效沉淀”組合工藝，這個(gè)工藝集百家之長(zhǎng)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)把每個(gè)工藝中的優(yōu)點(diǎn)、適用和相匹配的技術(shù)要點(diǎn)提煉出來(lái)，最終形成了一套獨(dú)特的組合工藝。這一過(guò)程不僅僅是簡(jiǎn)單的技術(shù)集成，而是基于原有技術(shù)的大幅創(chuàng)造和革新。

以生物選擇為例，傳統(tǒng)生物選擇主要是為了防止污泥膨脹，而該工藝中的生物選擇則是為了微生物更好地適應(yīng)水量水質(zhì)的沖擊，展現(xiàn)出更高的靈活性和適應(yīng)性。此外，該工藝沿用了STEP FEED工藝多段進(jìn)水的特點(diǎn)，并將其改造成多點(diǎn)進(jìn)水、多點(diǎn)回流，這也是在原有基礎(chǔ)上的重大改進(jìn)。還有一種創(chuàng)新是在實(shí)際運(yùn)行中的改良，如生物反應(yīng)池設(shè)計(jì)的一大亮點(diǎn)便是水位自適應(yīng)功能，通過(guò)自動(dòng)調(diào)整水位來(lái)適應(yīng)水量的變化，從而改變反應(yīng)池容積的使用量。在水量大時(shí)，適當(dāng)延長(zhǎng)停留時(shí)間，確保污水得到充分處理;在水量小時(shí)，則減少反應(yīng)池容積的使用量，降低運(yùn)行成本，特別是能耗。水位降低時(shí)，曝氣量和鼓風(fēng)機(jī)壓力也隨之減少，實(shí)現(xiàn)了雙重節(jié)能效果。這些都是原創(chuàng)性成果。

編輯：趙凡