世界杯上演精彩“英国内战”，英国的污水处理厂也值得观摩一下

卡塔尔世界杯已经风风火火地举办十几天了，如球迷们所见，卡塔尔在当一种很新的东道主，创下了世界杯史上多个“首次”记录。

 

史上最豪举办国；首次出现女裁判；首次在赛场中采用半自动越位系统；史上第一支小组赛三场都输、积零分的东道主球队……

 

卡塔尔除了懂如何拿第一，还是懂分组的。

 

德国日本二战时的倒霉兄弟，成球场上的火药对手；冤家狭路相逢，伊朗死磕美国；英格兰遇威尔士，上演“英国内战”。

 

只能说卡塔尔把收视率拿捏得死死的。

 

言归正传，看过了世界杯上演的精彩“英国内战”后，让我们也观摩一下英国的污水处理厂及对我国污水治理有哪些启示。

 

01

欧洲最大的污水处理厂之一Beckton

每年实现节能50%

 

英国是资本主义国家中发迹最早的国家，发明了蒸汽机并得到广泛的应用，现代工业显赫一时，污染也成了泰晤士河的一大社会问题。

 

1856年，伦敦成了“奇臭年”，泰晤士河的臭气使河岸上议会大厦内的议员们无法开会。

 

1878年，英国“爱丽思公子”号游船沉没，死亡的640人中，大部分受到了污水的毒害。

 

为了解决这些问题，英国很早就开始了污染治理工作，沿泰晤士河兴建了两座大型污水处理工厂。

 

其中的贝克登（Beckton）污水处理厂甚至是当时欧洲最大的污水处理厂。

 

目前该污水处理厂依旧在运行处理400多万人产生的废水，通过风力涡轮机、沼气发电和其他措施，该地区已经产生了超过50%的能源。

 

然而，该厂每年的电费成本高达900多万英镑。于是，英国泰晤士水务对贝克登污水处理厂进行了评估，以寻找潜在的节能措施。

 

发现在第四活性污泥厂(ASP4)中较新的曝气管道具有最佳的节能潜力。通过将ASP4活性污泥厂的溶解氧(DO)监测仪的数量增加一倍，并提高向储罐中泵入空气的鼓风机的效率，来实现节能。

 

持续测量溶解氧确保最佳的工作效率，再加上高效的风机控制，通过减少空气消耗能达到节能的目的。

 

这种实时控制设备，不断监控和调整过程，确保它使用最少的能源，在最佳条件下运行。

 

在调整前，管道上的空气控制阀失灵会导致过曝和曝气不足，不但会引起流程合规性问题，而且过曝会浪费能源，还会将更多的泡沫带到表面，使得泡沫被留在表面并且扩散。

 

这些阀门被更换为偏心旋塞控制阀，这样更适合环境且使用寿命更长。

 

贝克登的团队还通过热水解过程最大化发电来节省资金，并替换第三个活性污泥厂的所有15,000个圆顶扩散器。

  

02

Newton Aycliffe污水处理厂

 

英国Newton Aycliffe地区的污水处理厂包括预处理、一级处理、二级处理和三级处理。

 

图：污水处理厂处理流程图

 

预处理

格栅和沉砂池被应用在预处理中，通过使用格栅移除污水中的碎布和一些大粒径的固体例如塑料与金属。

图：格栅设计概图

 

曝气沉砂池有着恒定的移除效率, 可以提升下流水处理构筑物的性能、允许添加化学药品试剂并且可以放置在曝气池之前。

 

图：曝气沉砂池设计概图

 

一级处理

在初沉池中，加入阴离子聚合物与铝和铁盐进行结合，以提升沉降效率。

 

聚合电解质的效率也是很重要的，微粒的pH、密度、尺寸大小和电荷都可以影响聚合电解质的效率。pH最优范围是6.4到7。

图：初沉池设计概图

 

二级处理

对比其他水处理单元，活性污泥单元（曝气池）对降解合成有机材料有着更高的效率，并且该建造工程较容易与较低花费开销。

 

间歇曝气过程被用于在活性污泥单元（曝气池），此过程可以提高移除营养物质的效率。

 

因此，整个污水处理系统中没有额外的移除营养物质的水处理构筑物。

 

 

图：活性污泥单元（曝气池）设计概图

 

二沉池目的是分离流入的活性污泥并且促进沉降的固体回流到活性污泥单元中。分为两种：平流式二沉池和圆形辐流式二沉池。

 

前者有较长的水力停留时间和较低的效率。后者有着较短的沉降污泥停留时间和较好的动力沉降效果口旳。

 

图：二沉池设计概图

 

三级处理

紫外线辐射消毒杀菌（UV处理方法），目的是减少污水中致病生物体的数量。

 

氯消毒是美国大多数地区进行污水处理的方法。然而UV处理方法是英国绝大多数地区使用的。

 

对比氯消毒，UV处理方法是更有效更经济的选择。氯消毒会产生致癌物在出流中。

 

然而，UV处理方法是一种清洁技术，不会产生化学添加物和有毒成分在污水中。使用UV处理方法能够在60s内杀死99.9%的大肠杆菌。

 

图：紫外线辐射消毒杀菌（UV处理方法）设计概图

 

 

污泥处理

Newton Aycliffe污水处理厂污泥处理方法包括污泥调理、脱水、堆肥。

 

污泥调理目的是为了促进污泥脱水和帮助释放污泥中的自由水和毛细水。凝聚剂和絮凝被应用在污泥调理中。

 

在带式压滤机脱水过程中粪便大肠菌群不能再生。液化二甲醚有助于污泥中水分的抽提，污泥中仍可保留96%的热值。

 

堆肥系统主要有三种，包括条垛式系统、通气静态垛式系统和发酵仓式系统。

 

需氧堆肥用于污泥处理过程中,与厌氧消化相比，需氧堆肥在降解有机物方面效果更好。污泥中重金属含量低，养分含量高，污泥中的病菌可显著减少。

 

03

英国废水治理的4点启示

 

在本文的最后一部分，小编想和各位水友谈谈我国污水治理能从英国治理废水的经验中得到哪些启示。

 

英国的污水厂以民营中小型污水厂为主，排水服务几乎覆盖了整个国家。并且，英国的污水处理已经全部实现了二级处理，基本上污泥全部都能得到消化或更高级利用。

 

因此，英国在废水治理领域的先进理念和成功经验可为解决我国废水困境提供以下启示。

 

1. 加快建设中小型城市污水处理厂，提高污水处理覆盖率。

 

所以，一些污水处理设施建设相对滞后的地区，必须加快建设。

 

建设资金是制约污水处理厂发展的主要因素,破解这个难题的唯一办法，就是坚持走市场化发展道路。

 

利用集资、合资、融资、BOT、TOT等多种方式，调动社会一切力量，投资中小型污水处理厂及污水管网等配套设施的建设。

 

2. 建立良好的行业合作和管理机制，提升污水处理厂效益。

 

针对市场经济发展的新形势和污水处理厂现行运营管理体制中存在的诸多问题，通过改制，按市场经济的管理理念和模式进行经营，实行独立核算、自负赢亏、依法纳税、自我发展。

 

此外，还应建立良好的行业合作机制。例如厌氧消化产生的沼气发电和电力公司协调，沼气提纯后并入天然气网需要和燃气公司协商，污泥土地利用需要和农业、林业等部门协商。

 

在英国目前的运行体制下，不同部门之间的沟通比较顺畅，相关利益方立足于解决问题的基础上，秉持各自利益进行谈判和协商，达成一致后共同实施，所产生费用最终由消费者通过水资源费、排污费等方式承担。

 

而我国在污水过程中，相关利益方的协调机制不是很顺畅。建立健全行业合作机制，有效协调水务、环卫、电力、燃气、交通、建材等部门之间的利益，对国内中小型污水厂具有重要意义。

 

3. 重视宣传教育，提高公民环保和纳污付费意识。

 

在英国的污水处理厂、污泥处理中心等市政设施中，均设有科普宣教中心，定期对所服务范围的中小学生和市民进行宣传教育。

 

通过宣传教育，使得公众对环境问题给予理解和重视，积极缴纳排污费等相关费用，形成良性循环，值得我国污水处理厂和污泥处理中心借鉴。

 

4. 提升创新力度，加快设备国产化。

 

先进的技术能够加快污水处理模式进程，强化污水处理效果。我国目前污水处理模式仍然较为粗放，为实现可持续发展，需要加大科技创新力度。

 

相关科研院所和专业生产企业要针对我国中小型污水处理厂的发展现状，进行科技创新。研究出污水处理新方法和应用新技术，加快研制国产的设备和仪表，解决污水处理厂投资大、费用高和运行质量低的问题。

 

同时，国际污水处理行业目前提出NEWs理念：“Nutrient(营养物)+Energy(能源)+Water(水)+factories(工厂)”，表示可持续理念下的污水处理厂是营养物、能源和再生水三位一体的生产工厂。

 

这意味着探索污水、污泥综合利用新途径，是未来中国污水处理厂面临的一大挑战。不过从另一个角度看，这也意味着中国环保产业具有很大的发展和增长的空间。

 

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