隨著一期工程的穩定運行,研究團隊迅速投入到對經驗的總結與反思中。二期工程中,杭世珺作為設計項目總負責人,帶領著24位設計師團隊從設計回訪開始,深入一線,與業主楊向平及其籌建團隊并肩作戰,共同探討如何在一期項目的基礎上精益求精,解決那些遺留的問題與挑戰。
高碑店的污泥處理部分,與污水處理部分相對應,也分為兩期建設。工藝設計上,一期和二期略有不同,作為一期工程中總圖及進水總泵房設計的關鍵人物,張韻自然而然接過重擔,成為了二期污泥處理區的項目負責人。
高碑店污水處理部分采用的是傳統活性污泥法工藝;污泥處理部分采用的是兩級中溫厭氧消化的處理工藝,消化后的污泥,經帶式壓濾機脫水外運。污泥消化產生的沼氣,主要用于發電,來驅動鼓風機和進水泵。沼氣發動機的熱水,作為消化污泥加熱的熱源,實現熱電聯供和資源的綜合利用。
一期的運行實踐表明,這套工藝雖高效,卻也復雜,對操作人員的技能要求極高。在二期設計中,設計團隊進行了大膽的創新與改進。針對一期中沼氣攪拌系統的高風險與操作難度,設計團隊決定采用運行更為安全便捷的機械攪拌方式,并實現了連續攪拌與連續排泥,大大簡化了操作流程,降低了運行風險。同時,沼氣存儲方式更改風險系數更高的球罐,取而代之的是更加穩定安全的水封氣柜。
高碑店污水處理廠工程完全自主設計,發揮各方優勢,科研、設計、建設、運營各方緊密結合配合默契,從學習世界先進技術到結合中國國情深入調研,每一步都走得很扎實。整個項目自主設計的過程,就像萬里長征一樣,所有人都在條件艱苦的情況下,從一點一滴學起,憑借一腔熱血和艱苦奮斗的精神,終于苦盡甘來,研發出屬于國人自己的百萬噸級水廠。
高碑店污水處理廠二期工程最終由北京市市政四建設工程有限責任公司施工,于1995年開工,1999年年底竣工投產,將北京市污水處理率提高到40%。至此,日處理污水100萬噸的高碑店廠,成為當年工藝先進、亞洲最大的污水處理廠。
1999年高碑店污水處理廠二期工程竣工投產
高碑店污水處理廠一二期全景
一期和二期污水處理廠的運轉,最終迎來了設計者們預期的模樣。污水經過層層處理變得清澈,污泥轉化為寶貴的能源,實現了資源化綜合利用。這些,都是當初設計者們的夢想,它們終究一一變成了現實。
“這是60多名設計師用無數個日夜換來的輝煌成果,從最后的運行結果來看,高碑店一期和二期項目的污水處理效果、污泥產生沼氣以及沼氣發電利用等設計目標,基本都達到了我們的預期。”張韻在采訪中談到,尤其第一階段無疑是摸著石頭過河,在沒有先例可借鑒的情況下,靠的是老一輩設計研發工程師們的勇于創新,而整個工藝的研發設計和迭代可以說是上下幾代人的傳承,這是屬于集體的榮譽,缺了誰都不行。
06 化身再生水廠:持續打造污泥主流處理工藝路線
進入21世紀,高碑店污水處理廠迎來了前所未有的挑戰與機遇。
由于歷史原因,90年代設計出水水質執行《污水綜合 排放標準(GB8978-1996)》的二級標準,實際出水能夠滿足原來設計的常規水質要求,但是不能滿足北京市后來發布實施的《水污染物排放標準》(DB11/ 307-2005)中的有關規定。
2008年,高碑店污水處理廠全面升級改造后,出水水質主要指標達到地表水環境質量標準四類水體水質要求。隨著社會的進步與環保標準的提高,高碑店再生水利用工程從2010年開始建設,并于2016年陸續投產運行。高碑店污水處理廠也因此升級為高碑店再生水廠。
高碑店再生水廠
同期,隨著污泥量的增加,污泥處置出路的減少,污泥處理處置同樣面臨巨大挑戰。北京市政總院黃鷗副總工程師帶領技術團隊,承擔解決北京污泥處理處置問題的重擔,先后嘗試了大興龐各莊污泥好氧堆肥工藝,引入國外設備的清河污泥干化項目,北京水泥污泥干化協同焚燒項目,對北京污水處理廠的污泥處理處置進行了多路徑的探索和嘗試。
在政策方面,結合這些工藝路線的嘗試,為進一步推動污泥處理處置工作的完善,北京市發改委、市水務局、市環境科學學會在北京市排水集團、北京市政院等單位的積極配合下,分別向北京市政府提交了《關于通過資源循環利用方式處置污泥有關意見的請示》、《北京市污水廠污泥處理處置及資源化利用的意見》。
之后,北京逐步確定了“因地制宜、技術多元、循環利用”的污泥處置原則,“中心區以干化、電廠和水泥廠協同焚燒為主,郊區以堆肥為主,實現污泥無害化,資源化處置和循環利用”的總體思路。這一階段,高碑店污水處理廠污泥處理確定的工藝路線為采用華能余熱和自產沼氣,干化后污泥通過工業燃料、建材原料、土地利用等方式循環利用。
但隨著2013年《北京市加快污水處理和再生水利用設施建設三年行動方案 (2013-2015年)》的實施,污水總處理規模大幅增加,污泥產量也將增加一倍。高碑店再生水廠的升級建設,也讓污泥量逐漸提升,由原設計的700~800噸/天,提升至1100~1300噸/天。原計劃的污泥處理設施能力已不能滿足新的要求。
編輯:趙利偉
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