200多处污水处理设施被毁!生态环境部:提升基础设施气候韧性 | 水圈
1场大风,50人遇难,200多处污水处理设施被毁,无数灾地民众生活环境受影响,受“格美”台风影响,湖南资兴遭受了严重的自然灾害。
据当地环境局工作人员回忆:“到达现场后被吓一跳,到处都是被冲毁的污水处理设施,损坏严重难以用文字描述。”
抢险人员需要在短短10天内,完成11个乡镇202处污水处理设施修复重建工作。然而,经费还没有落实,很多人信心不足。
关键时刻,环保从业者站了出来了!多家环保企业垫付费用,并派出施工队伍,集结到资兴市,支援修复重建。目前,因灾受损的202处生活污水处理设施已全部恢复运行。
1、未来城市污水系统,将遭遇极端天气频繁考验
生态环境部门发布《应对气候变化行动方案》
我们可以看到,近年来多地污水处理设施遭遇极端天气损坏的新闻越来越多:
受台风“杜苏芮”导致的暴雨影响,北京19座城镇污水处理厂、410座农污设施受损;受特大暴雨洪涝灾害影响,巴中80个建制镇污水处理设施及部分管网受损,直接经济损失约1.68亿元;受台风“山竹”影响,香港多座污水处理厂损毁严重,主要的污水处理设施,包括紫外光消毒系统及二级污水处理所需的设备都受破坏。
联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发出警告:未来,全球大部分地区极端天气与气候事件的频率和强度将会加剧,河口海岸地区将面临更多的极端降水、 河道洪水、 风暴潮等。
为应对极端天气频发带来的不利影响,生态环境部及各地各级生态环境机构多举并措:
◎ 2020年,生态环境部、 住房城乡建设部等部门联合印发《国家适应气候变化战略2035》——“加强基础设施正常运行保障,提高耐受风暴潮等极端天气气候事件能力”。
◎ 2023年,生态环境部、 住房城乡建设部等8部门印发了《关于深化气候适应型城市建设试点的通知》—— “将提升城市水安全保障水平作为提高城市适应气候变化水平的重要任务之一”。
◎ 今年8月,全国多地省市地区生态环境部门发布《应对气候变化行动方案》——“提升基础设施气候韧性,严格把控突发灾后事件后的水质问题”。
2、极端天气下,各类污水厂防灾避险注意要点
光伏+污水厂,地下污水厂,传统污水厂
面对极端天气,尤其是频发的台风洪涝灾害,如何防范、应对及善后,是现阶段污水厂技术、管理人员不得不关注的问题。
一般来说,平均风力6级以下,气象台发布白色预警信号;平均风力达到6-7级,气象台发布蓝色预警信号;平均风力可达8级以上,气象台发布黄色预警信号。各污水处理厂需要根据灾害大小及具体情况作出如下应急措施:
◎ 传统污水处理厂
台风暴雨来临前:
适当的降低污泥浓度。可有效保障整体工艺在水质波动期中平稳渡过,即使进水水质突然降低,冲击对活性污泥系统的影响也不会太大。
提前设置超越管,或增建初沉池或调节池。可有效减轻泥砂水对后续单元的冲击。
对所有电器系统、机械设备进行一次全面检查。确保设备完好,无接地等安全隐患。同时,做好各水泵监控与状况记录,确保台风暴雨期间各水泵正常运行降低水位。
台风暴雨来临期间:
加强沉淀和格栅作用。如果发生污泥上浮及出水指标上升现象,为维持污水厂稳定运行就应立即对污水进行消毒,把水溢流或排空,不再部分或全部接纳雨污水。
采取超越初沉池工艺。如果污水厂在有初沉池的条件下,通过改变工艺可以减少预处理段沉淀作用对有机物的消减,保证生化段的有机碳源,满足微生物的生长需求。当进水SS浓度较低时,开启超越管、超越初沉池来减少有机物的损失。
注意高/低负荷进水。对于高负荷或高SS的进水主要靠泥龄和剩余污泥的排放量来控制,但在过程控制中一定要注意DO的控制和调整,严格注意出水指标的变化和保证。对于低负荷的进水冲击,可通过投加碳源及营养物质的方法来改善生化系统。考虑到实际情况,条件艰苦时可就近从化粪池抽取粪便浓水,用做碳源。
调节生物段曝气量。可通过关闭一部分曝气机或间歇曝气等手段,来实现生物段曝气量减少。如果不采取措施减少曝气池溶解氧量,会导致污泥解体,甚至崩溃。
控制进水水量。为保证后续构筑物能在一个稳定的水力负荷下运行,台风暴雨天进水量应与日常提升水量持平,可通过切换污水提升泵或者调小提升泵出水阀门来实现。值得注意的是,为保证提升水量与日常水量一致,污水厂需要根据进出水流量计准确进行控制。
适当调低内外回流。当污水厂存在内回流系统时,需调低内回流系统,这是因为雨水中DO较高,进入到厌氧区和缺氧区污水含氧量会上升,同时反硝化段消耗大量的碳源后会导致好氧段碳源下降,进而无法维持好氧微生物的生长和生存,最终出现活性污泥浓度下降,甚至崩溃的现象。除此之外,由于进水水质突然变化,有机浓度降低,适当调低外回流量还可减缓活性污泥回到曝气池内的老化速度。
◎ 光伏+污水处理厂
极端天气,无疑也对光伏污水处理厂提出了严峻考验。前些年,台风“彩虹”登陆广东,光伏组件吹飞、内部出现裂痕、飞石砸出伤痕等......使得当地光伏设施遭受巨大的损失。
也正因如此,很多在沿海城市新建的“光伏+污水厂”项目,都对光伏设施进行了强度设计。事实证明,对光伏板结构体型系数、构造措施等方面进行优化设计后,强台风情形下的光伏设施受损程度有所降低。
比如,在上海竹园污水厂,分布式光伏发电一期项目应用了大跨度预应力悬锁技术,单根柔性悬索跨度达201米,能抵抗12级台风的正面冲击。
◎ 地下污水处理厂
极端天气下,地下污水处理厂最应该重视的就是水浸问题,在地下部分应确保进水可控、积水可排、出水不倒流。
进水可控:为了保证地下操作层的防汛安全,在进水泵房的最前端设置速闭闸门,当进水水位达到警戒水位时,速闭闸门自动关闸,避免地下污水处理厂被水浸入。同时,为防止当速闭闸门关闭后,随着来水不断,进水闸门井内水位持续抬升,超量水经闸顶漫流进入地下厂区,建议进水闸门井顶板标高设置应适当高于室外地坪。
积水可排:地下污水处理厂由于构筑物、设备渗漏或检修排水及地下空间出入口阻水不力均会产生积水,建议在地下空间最低处设置集水池,出水经泵站提升至污水处理厂进水前池中。
出水不倒流:由于地下污水厂尾水除再生利用外,都需要排到临近河涌,有河水顶托倒灌的风险。因此,建议结合场平标高控制尾水重力流入河涌标高,可按高于河道百年一遇洪水位及防潮水位取二者较大值确定或者将尾水压力抽排至河涌。
地下污水处理厂除了要避免水浸问题,还要注意台风对生产调度中心的影响,建议结构型式采用钢筋混凝土框架,立面尽量不采用轻型构件。如此一来,台风来临时才不会因结构问题造成安全事故。
3、台风暴雨过后,污水厂如何快速恢复生产?
清理泥沙、恢复生化系统、培养活性污泥
即便做一系列准备和调整,严重灾情下污水厂依旧无法平稳度汛。
如果遭遇台风暴雨,当污水厂被洪水和大量泥砂冲击,造成活性污泥系统崩溃,污水直排后,污水厂相关管理人员应在分析现状后迅速组织技术力量,根据现状编制解决方案并立即实施,及时清理了系统中的大量泥砂,在短期内完成活性污泥的培养,迅速恢复了正常生产,直至出水达标排放。
◎ 清理系统中泥砂
在构筑物中间位置较空地面用砖堆成矩形成水池,池内铺盖布条或粗纤维编织袋,以该池作为泥砂水过滤池使用。
值得一提的是,如果泥砂量较大和沉积时间比较密实,可用水泵在池中进行冲击,用吸砂泵及污泥泵在池中进行抽吸,抽吸提升后在矩形泥砂池中进行泥水分离。此外,对曝气沉砂池中的泥沙进行去除时,可分两廊道分别清理。
◎ 恢复生化系统
优先保证一条生化线的处理运行水平,以及污泥浓度和微生物量,另一条线可以作为水力通过的池体。
具体操作为,选择生化处理段中的一条处理线,关闭或调小其进水水量和回流污泥量,把7成以上甚至全部的水量和回流污泥进入到另一条生化线内。如此一来,待进水中雨水退去以后,便可以全进水的一条线为主体,恢复生化系统。
◎ 培养活性污泥
进水后利用残余污泥进行污泥培养,同时根据C:N:P比例进行营养物质的调整和投配,增强污泥活性和絮凝效果,并对问题隐患进一步完善修理。
根据进水水质和水量情况随时调整曝气量,严格控制DO,随时观察现场运行情况和状态,避免曝气过量和不足,防止污泥解体和老化。
合理调整回流量,根据氧化沟具体情况适当调整外回流和内回流量,保证BOD的有效降解和TN等去除率。根据泥龄,尽快恢复污脱系统运行,保证营养物质均衡和出水达标。