浅谈污水处理及其再生利用行业清洁生产评价指标体系

雷斯玲

（佛山市节能减排服务管理中心有限公司，广东佛山 528000）

1 引言

随着市政污水管网的完善，城镇污水处理规模逐步扩大，城镇污水处理厂的污染物处理处置和能耗问题日益突出。2019年8月，国家发展和改革委员会、生态环境部、工业和信息化部发布《污水处理及其再生利用行业清洁生产评价指标体系》。2020年8月，国家发展和改革委员会、住房和城乡建设部发布《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》。城镇污水处理厂的社会关注度逐步提高，越来越多的城镇污水处理厂被纳入应开展清洁生产企业名单内，如何在现有政策的引导下，实现节能、降耗、减污、增效的清洁生产目的，成为城镇污水处理厂开展清洁生产审核的重点。

本文以广东地区城镇污水处理厂为研究对象，对指标体系文件进行解读，为城镇污水处理厂开展清洁生产审核提供参考。

2 城镇污水处理厂清洁生产审核政策状况

清洁生产审核是指按照一定程序，对生产和服务过程进行调查和诊断，找出能耗高、物耗高、污染重的原因，提出减少有毒有害物料的使用和产生及降低能耗物耗以及废物产生的方案，进而选定技术、经济及环境可行的清洁生产方案的过程。

2019年8月发布的《污水处理及其再生利用行业清洁生产评价指标体系》，填补了多年以来污水处理及其再生利用企业清洁生产评价的空白。在此之前，一般污水处理厂开展清洁生产审核会以污水处理行业协会等机构公布的数据或同行业相关数据作为参考，结合污水处理行业相关排污标准对自身进行评价和挖掘清洁生产潜力，但碍于同行企业部分数据不公开，以致其难以全面地评价自身清洁生产水平。

《污水处理及其再生利用行业清洁生产评价指标体系》为指导性标准，适用于以城镇污水为主要处理对象，接纳的工业废水不超过总水量20%的污水处理及其再生利用企业的清洁生产审核、清洁生产潜力与机会的判断以及清洁生产绩效评定和清洁生产绩效公告制度，也适用于环境影响评价、排污许可证、环保领跑者等环境管理制度。

3 《污水处理及其再生利用行业清洁生产评价指标体系》解读

该体系从生产工艺及装备指标、资源能源消耗指标、资源综合利用指标、污染物产生指标、产品特征指标和清洁生产管理指标六大方面进行评价。

3.1 生产工艺及装备指标

根据指标体系要求，在生产工艺及装备指标方面，Ⅰ级基准值需达到工艺为二级处理＋深度处理，配有精确控制、自动加药、污泥消化干化及资源化设施，采用非加药的紫外线及臭氧消毒工艺，恶臭废气完成集中处理，主要耗能设备完成变频改造且达到一级能效水平，有完善的配套调节池和应急池。

按照《水污染防治行动计划》要求，目前广东省大部分污水处理厂已完成或正开展提标改造，全面执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。提标改造一般以末端增加反硝化处理以及高效过滤沉淀的深度处理工艺为主，提高自动控制水平，完善自动加药系统为辅，因此在工艺先进性及设计规范性上，一般污水处理厂均可达到Ⅰ级基准值。

精确控制，一般以精确曝气系统为主，精确曝气需要在生化池内安装多组在线溶解氧分析仪以及悬浮物分析仪，空气支管上安装气体流量计，空气阀门安装自动启闭系统，鼓风机安装线上自动控制系统，同时配备多个鼓风机为佳，精确控制对受溶解氧浓度影响较大的BOD、氨氮、磷酸盐等污染物有明显的处理效果，且在一定程度上达到节能的目的。Ⅰ级基准值要求企业配套精确控制系统，Ⅱ级和Ⅲ级基准值要求企业有中控系统。

污泥处理工艺上，体系遵从污泥的减量化、资源化和无害化的防治原则，Ⅰ级基准值要求配套污泥消化、干化以及综合利用、焚烧等其他资源化工艺。污泥的消化是指对剩余污泥的进一步厌氧或好氧处理，利用细菌的作用，对污泥中的有机成分进一步处理以达到降低污泥量的最终目的，一般适用于大型的污水处理厂。污泥的干化一般指热干化，采用直接或者间接的方式将污泥加热干燥。污泥的综合利用一般指污泥的堆肥或用于生产环保建材［1］。市政污泥虽热值不高，但根据相关学者的研究，在生活垃圾焚烧过程中加入市政污泥能够提高焚烧材料中硫元素和氯元素的质量比，从而抑制PCDD/Fs的再合成，进而降低PCDD/Fs的排放。一般的污水处理厂以深度脱水为污泥的二次处理，污泥的含水率即可从80%降低到60%以下，实现污泥的减量化。

在污水的消毒处理方面，危险气体氯气消毒即便有较好的消毒效果及一定的持久性，也已不是推崇的消毒工艺。一座25万m3/d处理规模的市政污水处理厂，其需配套的氯气消毒间一旦出现泄漏事故，方圆5 km范围的居民均需紧急疏散。非加药式的消毒方式成本较高，若剂量不足，容易出现大肠杆菌光复活的情况，但其安全性高，只要剂量控制妥当，污水即可达标排放，同时不会对排放口周边的生态环境产生不良影响，因此在清洁生产上，推荐使用非加药方式的消毒。

城镇污水处理厂的臭气主要来源于格栅间、生化池、污泥处理间，其成分主要是氨、硫化合物、氮化合物，污水处理厂废气具有刺激性的异味，对人的神经系统有一定的危害，因此对废气进行处理有其必要性［2］。结合污水处理厂的实际情况，对不同类型的废水处理单元分别采用玻璃加盖、玻璃钢加盖和充气膜加盖的方式收集恶臭气体。恶臭气体经过生物滤池废气处理系统处理后排放，恶臭治理效果显著。在清洁生产评价体系中，Ⅰ级和Ⅱ级基准值均要求对废气开展集中收集及处理。

在设备能效方面，污水处理厂具有运行不可停的特征，大部分设备以大小机搭配，部分配有可手动调频或开度设置，一般可实现全日满负载开机，若企业配套精确曝气、精准反馈等系统，设备的启闭与开度调节则为常态，变频节能效果可最大化。另一方面，作为公共机构的污水处理厂，资产的管理较为严格，现有设备的淘汰报废均需有迫切性、必要性和经济可行性。Ⅰ级和Ⅱ级基准值要求企业采用泵与风机容量匹配及变频技术，且达到一级能效水平，多重递进的要求较高，一般企业较难全面达到，但适用于新建企业的设备选型参考。在设备能效方面，建议企业在把握污水处理变化规律的基础上，设置启动峰值和峰谷率。

3.2 资源能源消耗指标

在资源能源消耗方面，主要关注于处理单位污水的水耗、电耗，去除单位COD的电耗以及单位污泥处理的絮凝剂消耗量，因南北方的居民用水习惯、气候等情况不同，划分为3个不同的区域，分别为华北、东北，华南、华中、华东，西北、西南。

对比DB44/T 1461—2014《广东省用水定额标准》，污水处理及其再生利用行业的单位产品耗水量限额为0.1 m3/t，而清洁生产指标体系文件Ⅲ级基准要求为7.0 m3/万t，两者数额相差甚远，然而污水处理厂主要用水在污泥处理间，其次是配药，指标体系文件的水耗要求更贴合实际，而Ⅰ级基准要求的1.5 m3/万t则对企业的尾水利用率要求较高。

在珠三角地区，大部分污水处理厂的进水COD、氨氮、悬浮物等浓度远低于工艺设计中的浓度，如某市政污水处理厂入厂污水COD浓度设计为350 mg/L，实际年均入水COD浓度约为180 mg/L，出水COD浓度标准限值为40 mg/L，入水浓度较低决定了可降解的COD量较低，因此在降低去除单位COD的电耗上，存在实际工艺的困难。

3.3 资源综合利用指标

污水处理厂采用生物、物理、化学处理法对市政污水进行处理，其原料为市政污水，辅料为各种水处理或污泥处理药剂，产物是达标排放的污水，副产物是废气和固废。对于污水处理厂而言，达标的污水和固废则为其可再利用资源，提高尾水的回用率，提高污泥可再利用率，是提高资源利用率的手段，也是降低污染物排放的手段。一般工业固体废物以污泥为主，污泥的再利用可将污泥交由环保建材公司制砖，也可采用好氧堆肥技术将污泥分解为腐殖质用于绿化等，但受政策影响，目前大多数的污泥以填埋方式处理，50.0%以上污泥资源化利用的Ⅲ级基准要求对于一般污水处理厂而言要求较高。

3.4 污染物产生指标

污染物产生指标主要针对污泥的减量化。在污泥的含水率方面，一般企业按地方政策实现80%以下的含水率，要达到Ⅰ级基准值要求的40%以下含水率，企业需配套设置污泥干化装备。一般企业的进水污染物浓度高，则在污水处理的过程中，可去除的污染物浓度总量就大，为实现降低去除单位COD及悬浮物产生的绝干污泥量，进水污染物浓度不高的企业可从污泥减量化方面着手，采用污泥厌氧消化工艺降低污泥中的有机质，从而降低污泥量。

3.5 产品特征指标

污水处理厂将污水处理后达标排放的出水视为产品，因此产品特征指标着眼于COD、氨氮、色度的处理效果，值得注意的是出水稳定度。比如执行GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准的某城镇污水厂，COD最高允许排放浓度为40 mg/L，以一个月数据统计，实际平均出水COD浓度均值为12 mg/L，最低排放浓度为6 mg/L，最高为20 mg/L，则按指标体系文件中计算方法获得其出水稳定度为0.57 mg/L。虽然该污水厂COD出水浓度已稳定控制在20 mg/L以内，但根据计算结果，尚未达到Ⅲ级基准值的稳定度低于0.25的要求。指标体系在稳定度的计算中，仅解释为一定计量时间内的污染物浓度，因此该“一定计量时间”则需要企业仔细考究。

3.6 清洁生产管理指标

污水处理行业的清洁生产管理指标与其他行业的清洁生产指标文件类同，主要为环保手续、环保制度、安全管理、职业卫生管理等方面的规定和限制。

3.7 综合评价

指标体系的评价指数方案采用了近年来流行的指标无量纲化评价方法，需要建立原始指标的隶属函数，通过多级加权平均、逐层收敛获得各指标的分值，进而取其综合分值分级。该方法在多个行业的指标体系中均被利用，可更全面直观地评价企业的清洁生产水平。

然而值得注意的是，该指标体系明确当污水处理厂相关指标不满足Ⅲ级限定性指标要求或综合指数得分低于100分时，则评定未达到国内清洁生产一般水平。2016年发布的《广东省清洁生产审核及验收工作流程》提出，“达不到相关行业清洁生产评价指标体系的Ⅲ级水平（国内清洁生产基本水平）或同行业基本水平的企业验收不通过”，因此在清洁生产水平评价上，审核单位需对每个指标深入考量。

4 结语

城镇污水处理厂正朝着精细化、信息化、资源化、自动化、生态化、社会化方向发展，《污水处理及其再生利用行业清洁生产评价指标体系》的制定，为污水处理及其再生利用行业的清洁生产、技术改造和改革提供了指导性方向，但企业在开展清洁生产审核过程中，不应教条化、片面化，清洁生产是通过节能、降耗和减污，最终实现增效的目的，因此对于城镇污水处理厂的清洁生产审核不可一味追求更优的数值，应结合企业实际综合分析，灵活运用相关政策文件。

在城镇污水处理厂的清洁生产审核中，建议政府部门进一步加强政策性指导文件的宣传贯彻，消除企业清洁生产的思想障碍；加大资金的支持，建立环保专项资金，鼓励企业开展符合清洁生产指标体系文件的技术改造；加强污水处理厂的达标排放污水及污泥资源化利用的下游产业链发展，如对于达到杂用水标准的污水，主管部门可积极联动市政绿化部门开展绿化等用水的研究。建议企业加强清洁生产能力建设，积极参与政府部门清洁生产宣传活动，主动开展内部清洁生产水平比对，认真贯彻清洁生产指标体系文件精神。