上海白龙港污水处理厂处理量达280万吨/日，是中国最大的污水处理厂，同时也是亚洲最大污水处理厂。下面我们就来了解一下白龙港污水处理厂。
该厂位于浦东新区合庆镇朝阳村，属于上海长江口岸，是亚洲最大的污水处理厂，也是世界最大的污水处理厂之一，处理能力占上海城市污水处理能力的1/3。
白龙港污水处理厂
白龙港污水处理厂地理位置图
上海市大型污水输送干线及终点污水处理厂分布图
日处理来自上海黄浦、静安、长宁、徐汇、普陀、闵行、浦东地区生活污水，服务人口约70余万人口。
白龙港污水处理厂年处理污水量达7.3亿m3相当于杭州西湖蓄水能力70倍。
运行中：280万m3/d，雨天近300万m3/d。
扩建中：120万m3/d 的设计处理量。
二、建造历史
1999年，规模120万m3/d 的预处理厂，当时只有粗细格栅，简单去除沙子、悬浮垃圾后就直接排到长江去。
2008年，建造高效沉淀池，进行化学处理，包括加药后絮凝沉淀。之后升级和扩建，建了8个生物池，主要是A/O的处理。
2016年，建好了除臭工程，将池子都加盖，将池子产生的硫化氢和氨气收集起来，再进行处理。
2018年，进行提标改造工程，一是建造50万m3全地下的污水处理厂。其他分别是20、50万m3的地上污水处理厂，处理规模指标是一级A。
三、工艺流程
经过文献查询与实际调研，我们了解到白龙港污水处理厂是国内规模最大的具有脱氮除磷功能和污泥厌氧消化的城市污水处理厂，根据资料我们制作了简易的工艺流程图。目前，中国大型污水处理厂处理流程都与之类似，也会根据实际需求略作调整。
白龙港污水处理厂总工艺流程图
1、进水特性
白龙港污水处理厂的进水水质特性主要体现在长距离输水后，颗粒性有机物在管道输送过程中发生厌氧生物降解和转化，VSS/SS比值较低，即进水中挥发性悬浮物质比例降低。
2、出水水质
生活污水经过预处理、一级强化、生物处理等工艺后达到（GB18918-2002）一级B的排放标准排入长江出水口。正在进行的提标改造工程的设计出水水质将达到一级A的标准。出水通过出水泵房加压后从深海排放管排入长江。
3、污水处理工艺
该厂的污水处理采用多模式厌氧/缺氧/好氧( A/A/O) 工艺，进水经泵站提升后以重力流进入总配水井，经8组粗细格栅和旋流沉砂池预处理后，进入多模式A/A/O处理单元，二沉池出水采用紫外线消毒；还有部分污水经预处理后，进入高效沉淀池，通过外加药剂处理后同样紫外消毒，出水经出口泵房通过深水排放管排入长江。
污水处理主要工艺流程图
工艺特点：
1. 多模式A/A/O
生物反应沉淀池共4座，每座分2组，每组池子的处理量约为20万m3/d。由初沉段、A2/O段、二沉段组合布置而成。
多模式A/A/O工艺流程
(1) 初沉段：设计高峰表面负荷为4.3m3/(m2·h)，水平流速17mm/s，出水堰负荷2.1L/(s·m)，停留时间0.83h；
(2) A2/O段：水力停留时间12h，有效水深6m，污泥负荷0.12kgBOD/[(kgMLSS·d)] ；好氧泥龄13.4d，气水比4.5∶1；
(3) 二沉段：设计高峰表面负荷为1.15m3/(m2·h)，高峰停留时间3.1h，水平流速4mm/s，出水堰负荷1.03 L/(s·m)。
2. 高效沉淀池
总配水井出水大于160万m3/d的流量部分通过高效沉淀池进行处理，共计设3组, 每组6只池。
高效沉淀池工艺流程
每组处理水量约42万m3/d，表面负荷17m3/(m2·h)，停留时间50min , 污泥回流比4%，产生污泥量197吨/d，含水率97%。
四、污泥处理工艺
污水处理过程产生的剩余污泥首先通过重力和机械作用降低含水率，然后进入污泥厌氧消化系统使污泥中的部分有机物降解并产生沼气。一部分厌氧消化污泥进入板框压滤机，使含水率降至60%以下; 另一部分厌氧消化污泥则通过离心脱水使含水率降至80% 以下，然后进入流化床干化使含水率低于10%，经深度脱水和干化后的污泥外运填埋。
污泥处理工艺流程图
1、污泥规模
日处理量约1,300m3，回流大概100到150m3。
2、污泥的来源
水处理完之后会产生大量污泥，分为三种，初沉池产生的叫作初沉污泥，二沉池产生的叫作二沉污泥，高效沉淀池加药产生的叫作化学污泥。
3、处理工艺流程
主要有五种工艺，分别如下：
1. 重力浓缩池
利用污泥中固体颗粒与水之间的相对密度差来实现污泥浓缩，含水率为97%的初沉污泥经过重力浓缩后含固率达5%，含水率为99.2%的剩余污泥经重力浓缩后含固率从0.5%提高至1.5%~2%。
2. 离心脱水
离心机高速旋转而带来的离心力，使进入转鼓内的悬浮液中密度大的物料受到离心力和离心液压力的作用而分离，浓缩后含水率为95%。
3. 消化区
采用单级中温厌氧消化，厌氧发酵后甲烷杆菌产生沼气，经过干式和湿式脱硫法，去除里面的硫化氢等杂质得到纯净的甲烷气体，备用给第四个区域干化区。
4. 干化区
主要应用的原理是流化床，用导热油让污泥在上面进一步蒸发水分，使它的含水率降低到5%。
5. 深度处理区
利用板框压滤机，通过板框挤压形成滤饼通过船运运到老港填埋。
六、工艺特点
1. 消化区
污泥厌氧消化系统采用单级中温厌氧消化，共有8座单体容积为12,400m3的消化池，浓缩后的初沉污泥和剩余污泥在均质池混合后泵入消化池，化学污泥经过浓缩后可单独进行消化。
消化区（“八个蛋”）
该厌氧消化系统的设计处理量为204tDS/d，设计污泥停留时间为24h，有机负荷为1.21kgVSS/(m3·d)，进泥流量为4,080m3/d，日产沼气为44,512m3/d。
消化池工艺流程
厌氧消化系统主要包括消化池、加热系统及沼气处理与利用设施。消化池系统主要包括匀质池、进泥泵房、8座消化池及其地下管廊，沼气处理设施采用湿式脱硫系统去除硫化氢从而保证后端沼气利用设施的安全运行，加热系统包括热水锅炉、热力循环系统。厌氧消化产生的沼气作为能源供给消化和干化热量。
2. 其工艺上有以下特点：
污泥进泥系统采用高效污泥接种器，先将新进污泥与消化池循环污泥混合后，经过热交换器加热到38℃左右，再由循环污泥泵平稳地投入消化池，可以大幅减少新进污泥对消化系统的运行冲击，提高运行效率。
考虑到高硫化氢浓度对沼气处理系统及消化处理系统的不利影响，对沼气采用生物脱硫+干式脱硫两级串联的沼气脱硫工艺，通过生物脱硫，回收了碱液，将脱除的硫化氢转化为单质硫，不仅降低了沼气脱硫的运行费用，也避免了传统的湿式脱硫后硫返回污水处理系统，每天可回收数百千克纯度为97% 左右的硫。
3. 污泥处理可能存在的问题：
就目前情况来看，老港在2020年将被填满。而其中一个具有可行性的出路，便是干化焚烧工程。一百吨的污泥燃烧后大约能剩个十吨，也就是说它的体积能缩减为十分之一。体积大幅度缩小，含水量进一步降低，再填埋的话空间利用率高很多。
王凯军：国家溢流污染控制战略与实施路线图探讨
来源 ：中国给水排水
城镇溢流污染控制高峰论坛系列报道
2022年12月24日，在三峡集团与清华大学环境学院联合举办的“2022城镇溢流污染控制高峰论坛”上，清华大学环境学院教授、国家环境保护技术管理与评估工程技术中心主任王凯军，以“国家溢流污染控制战略与实施路线图探讨”为主题，讲述了国外溢流污染控制的政策与技术，介绍了清华-中持绿色基础设施研究中心在溢流污染控制方面的研发技术成果。最后王凯军教授还分享了他对于我国溢流污染控制的思考，提出了适用于我国国情的解决方案和路线图。
一、国外溢流污染控制政策与技术
生态环境部总工程师、水生态环境司的张波司长在一个采访中将我国下一步水环境问题总结为“一个转变”和“做好三篇文章”。“一个转变”是指新时期水生态环境保护由水污染防治为主向“三水统筹”转变，同时在三个关键领域做好工作。一是面源污染治理，国家已经开展汛期污染强度考核；二是建立水生态考核机制，目前在长江流域进行试点；三是保障生态用水，开展再生水利用。
王凯军指出，国际上很早就发现溢流污染（CSO）是个重大问题。从美国的基本数据上看，合流管长22.5万公里，比中国的多一倍。美国1972年颁布《清洁水法》，将CSO纳入排污许可管控；1989年提出六项基本控制措施，明确提出严禁旱季溢流，同时要控制雨季溢流中的悬浮物、颗粒物，甚至是大肠杆菌；再到2000年，更是发布了《清洁水法》的修正案——《雨季水污染控制法》，九项基本控制措施要求合流制区域首先要充分利用管网和污水处理厂的CSO控制能力。美国直到2007年才提出要推广绿色基础设施。
美国溢流污染控制政策
美国污水处理厂在控制CSO中主要有三种方法，一是雨天存储，等到旱天再输送至污水处理厂处理；二是超越排放，污水只经过一级或一级强化处理后跨越生物处理单元直接排放；三是建立单独的一级或一级强化处理。由此可见，尽管生物处理单元的处理量是恒定的，但雨天一级或一级强化处理的量往往是旱季的3~4倍。
主要采用的技术是初沉，通过新的技术提高初沉的负荷，比如苏伊士的DensaDeg ? 、威立雅的Actiflo ? 和滤布滤池。在这些一级或一级强化技术的基础上，也有快速生物处理技术，比如威立雅的BioActiflo ? 和日本的3W法，利用活性污泥的快速吸附能力，类似AB工艺的A段，快速处理超量污水。剑桥水务的BioMag ? 技术利用磁粉提高沉淀池的表面负荷，增大生化池的污泥浓度，从而提高2~3倍的处理量。不同于其他技术以降低出水水质为代价来提高处理量，BioMag ? 是唯一能达到排放标准的技术。
国外溢流污染控制技术
二、清华-中持绿色基础设施联合研究中心的工作
如前所述，在回顾完国外的CSO控制政策与技术后，王凯军分享了清华-中持绿色基础设施联合研究中心在CSO控制方面的研发技术成果。
王凯军介绍，自联合研究中心成立以来，CSO一直是重要方向之一。2019年，在河北沧州建立了中试研究基地，对砂加载、磁加载、磁分离、纳米絮凝原位扩容技术等工艺进行了深入的研究，并取得了很好的成果。2022年先后有3项技术通过产业协会的鉴定，同时技术成果也快速应用到工程中。
多效澄清和生物吸附多效澄清技术
首先是“多效澄清技术”，实质是砂加载，目前已有较多的工程应用。在砂加载前加一个生物吸附的是“生物吸附多效澄清技术”，通过增加活性污泥快速吸附池，大幅提高了处理效果，对BOD 5 的去除率可达80%以上。王凯军表示，这两项技术后续会由中持子公司温华环境总经理华英豪详细介绍。
磁分离技术
王凯军介绍，在水专项的支持下，课题组也做了磁分离技术的研究。通过投加粉末活性炭作为吸附剂，形成以磁种为核心的高密度絮体，可快速处理超量污水。在100 m 3 /d和300 m 3 /d的中试中均取得了非常好的效果。与高负荷活性污泥法和化学强化一级处理技术比较，在能耗、药耗和占地面积上有显著的优势。磁分离技术目前已经应用到了20 000 m 3 /d的工程中。
纳米絮凝原位扩容技术
王凯军表示，尽管国外CSO控制由来已久，但始终未解决雨季超量污水的生物处理问题。从设计规范和反应动力学上看，在一定体积的生物处理构筑物中，处理水量和进水浓度呈反比。我国污水处理厂进水浓度普遍偏低，而且雨天在雨水的稀释下，进水浓度更低，因此污水处理厂生物处理单元完全有能力处理2~3倍的雨污水。这类似于人吃干饭和喝粥的区别，干饭吃一碗就饱了，但至少能喝下三到四碗粥才能饱。针对雨季低浓度污水污染削减能力有保障，提高系统处理流量的限制性因素是沉淀。基于此，王凯军课题组研发了一种纳米絮凝剂，通过强化沉淀很好地解决了生物处理的雨季超负荷处理问题。在太原进行生产性试验时，严重跑泥的二沉池在投加纳米絮凝剂一小时后出水变清澈。继太原之后，先后与兴泸水务等合作，目前已成功应用于20余座污水处理厂。
以与中持在河北某污水处理厂的应用为例，该厂一期30 000 m 3 /d，2条各15 000 m3/d的氧化沟，二期为1条15 000 m 3 /d的氧化沟，均有单独的二沉池。该厂应要进行提标改造，面临的现实问题是改造需要减产/停产，大量污水直排将导致污染问题。通过分析该厂的历史运行数据，发现该厂是典型的低进水浓度情况，尤其在雨季，COD、氨氮、总氮的污染削减能力冗余均达到60%以上，完全可以通过轮流1条氧化沟2倍进水量运行、1条氧化沟停产改造的方式实现该厂整体不减产不停产改造。正式采用前，进行了反复的生产性试验，包括1.5倍、2倍和3倍进水量的短期实验。结果表明，确如预期，出水水质仍能稳定达到一级A标。这一试验很好地模拟了雨季超量雨污水对生物处理系统的冲击情况，3倍进水量运行24小时能够涵盖大雨暴雨的情况，而2倍进水量运行7天则涵盖了连绵的中小雨情况。
连续流好氧颗粒污泥技术
好氧颗粒污泥技术是世界范围内备受瞩目的技术之一。国外采用SBR型好氧颗粒污泥技术，即Nereda ? 工艺。通过调整运行模式，缩短运行周期，能够实现雨天处理旱天3~4倍的水量。但SBR工艺与现有污水处理厂的连续流运行模式不兼容，难以在现有构筑物上推广应用，连续流好氧颗粒污泥技术则提供了更好的解决办法。王凯军介绍，清华大学与华益德公司合作，成功在连续流污水处理厂培养出了好氧颗粒污泥，并在雨季验证了其CSO控制潜力。设计流量是25 000 m 3 /d的系统，雨季实际处理量在25 000~50 000 m 3 /d之间，最大处理量50 000 m 3 /d是设计值的2倍，出水水质仍然能够稳定达到一级A标。
综上所述，CSO控制技术谱图包括一级物化处理、快速生物处理和二级强化生物处理技术，而清华-中持联合研究中心在一级物化处理上有多效澄清和强化磁分离技术，快速生物处理上有生物吸附-多效澄清技术，二级强化生物处理上有纳米絮凝原位扩容技术和连续流好氧颗粒污泥技术，实现了CSO控制技术的全覆盖。王凯军强调，国际上的CSO控制技术以去除悬浮物为主，未能解决超量雨污水的生物处理问题，但这个问题在联合研究中心研发的技术中得到了很好的解决，能满足我国污水处理厂一级A，甚至IV类水的出水标准。
三、我国的解决方案和路线图
王凯军介绍，2019年，我国管网达到72万公里，形成固定资产2万亿；污水处理厂5000多座，处理能力达到将近2亿方每日，形成固定资产约5000-6000亿。管网的投资和污水处理厂的是4:1，今后这个比例也会更大。在这样投资的情况下，如果借鉴国外经验，污水处理厂采用一级强化处理超量雨污水，则有两个约束条件：土地资源和出水标准。我国实行断面考核标准，一级处理很难达到断面考核的要求。
如果建立完全的雨污分离系统，目前我国还差50%的管网建设，建成这些管网预计投资3万亿以上，投资巨大。而且建成至少需要三个五年计划，时间成本太高。海绵城市是一个方式，要求达到80%的径流控制率，国家16+14个示范工程，统计平均每平方公里投入0.5-1.2亿，而一个地级市或县级城市面积为几十平方公里和几百平方公里，投入太大。王凯军强调，我国CSO控制不论是采用合改分，还是海绵城市，都必须要考虑这些约束条件。
王凯军表示，近二十年来，我国污水处理行业迅速发展，从2010年开始污水处理能力超过污水排放量，到2021年达到785亿立方米，污水处理率甚至超过了欧美国家，我国具有世界最新最全面的污水处理设施。但管网系统覆盖率只有50%不到，加上大量的外来水，使得污水处理厂实际处理负荷仅为46%，只有60%左右的污水得到了处理，可以说我国具有最差的污水管网系统。
整个污水处理系统存在四大系统问题：一是污水处理工艺存在系统性的缺陷，在能源、资源利用上先天不足；二是从建设开始就没有考虑合流制污水和雨水处理的问题，到现在为止还没有解决排水体的问题；三是低浓度进水问题；四是管网系统性问题多，部分城市一公里管道有几百个缺陷，可以说局部地区都是崩盘的状态。我国CSO问题的解决需要考虑这些实际困难。
王凯军介绍，滇池的治理就是一个很好的范例。昆明是最早考虑CSO系统控制的城市之一，2018年发布了《滇池保护治理三年攻坚行动实施方案（2018-2020年）》，采用“生态调蓄+水质提升处理”的方法，在主城区建设19个调蓄池，62个调蓄坑塘，调蓄能力达到200万方，要求收纳7-10 mm的初期降雨。这些措施使得到2020年，滇池水质30年来首次达到IV类水。
但从水质上看，7-10 mm后的径流污染物水平仍然很高，总氮达30 mg/L左右，总磷2.6 mg/L，进入河道后仍然会造成严重的污染问题。
在污水处理厂利用方面，昆明首开先河，发布雨季污水处理厂处理量达到设计处理规模1.1倍时的E级地标。但统计结果表明，滇池流域内22座污水处理厂的进水浓度均远低于设计值，导致污水处理厂的污染削减能力冗余，其中14座污水处理厂的COD削减能力冗余率超过了50%。而雨天在雨水稀释作用下进水浓度更低，污水处理厂至少能处理3倍设计流量的短期合流制污水。如果在保留调蓄池和坑塘的基础上，污水处理厂雨天3倍流量运行，则至少可以控制36 mm的径流，对应径流总量控制率为92%，足以系统解决一个城市的面源污染问题。
滇池流域内污水处理厂运行状况
王凯军表示，从国家层面上看，CSO控制的各种措施中首先要考虑最大程度地利用污水处理厂，其次是在线和末端的储存，最后才是绿色基础设施。从发展路线图上看，我国已经完成第一阶段的黑臭治理工作；下一步是雨污控制的问题，要达到断面考核的要求，这个阶段应该以末端治理为主；第三阶段是管网修复及绿色基础设施完善之后，才能实现雨水资源的充分利用。如果单一追求完善管网，投入大量的资金，但效果甚微。我国需要从实际需求出发，规划发展路线图。照搬国外的一级处理，无法满足我国断面考核的要求。CSO控制技术的第一优先序一定是充分利用我国现有污水处理厂和扩能。
