1959年的污水廠如何改造？好氧顆粒污泥+熱泵了解一下

1959年的污水廠如何升級改造

烏得勒支(Utrecht)是荷蘭的第四大城市，人口只有36萬。雖然知1名度比不上阿姆斯特丹和鹿特丹等城市，但在我很多荷蘭朋友眼中，它是一座更正宗的荷蘭城市。當地污水廠叫烏特勒支污水處理廠，從二戰之前就開始規劃，建于1959年，目前由荷蘭水委會HDSR管理，出水排入萊茵河的支流De Vecht河。

烏特勒支污水廠周邊環境 | 圖源：Google Earth

該污水廠大概每十年就會進行一次改造和擴建。經過1990年代的升級改造后，目前的處理能力為75000m³/天。盡管1959年以來的一些工藝組件還能運行，但到了2010年前后，很多設施組件都需要更換了。此時，當地水委會也對污水廠的出水提出了更嚴格的要求：在2015-2019年間，污水廠出水的總氮和總磷分別要在8.0mg/L和0.5mg/L以下，而從2019年之后，更是提升到5.0mg/L和0.5mg/L以下。對此，HSDR水委會需要尋找污水廠的改造方案。

三個方案的比較

早在2010年他們就考察過搬遷的可能性，不過由于沒有可用的土地和出于成本的考慮，這個方案很快就被否決了。

隨后，他們鎖定了三種改造方案，分別是采用UCT工藝、好氧顆粒污泥工藝以及翻新重建。

上邊是他們對三種方案的成本估算，結果顯示，

新建UCT和好氧顆粒污泥工藝的前提投資都高于現有工藝的翻新改造，但后期的運行成本會少很多。UCT工藝比好氧顆粒污泥再便宜一點的原因是前者可以沿用當時的二沉池。

他們又對運行成本進一步拆分估算：

因為荷蘭水委會有碳排放的要求，所以他們對三個方案的能耗表現進行評估：

他們結合對三種方案進行綜合打分。下圖的評比結果顯示，好氧顆粒污泥工藝在多個分項都得到了加分。

經過綜合評估，烏特勒支污水廠敲定了好氧顆粒污泥作為改造的創新工藝。

原位新建

2016年4月，水委會HDSR將污水廠改造項目的合同授予了荷蘭建筑公司Heijmans和GMB。當時的項目耗資報價為1.2億歐元，包括了污水廠的設計、建造和十年的維護。

施工從2017年開始。好氧顆粒污泥由于設計更緊湊，所以可以在舊設備正常運行的同時，在廠區另一側的土地進行新系統的興建。

除了能效提高30%，項目方引以為豪的亮點在于——原來廠區需要用到14個沉淀池，現在僅用6個好氧顆粒污泥的SBR池就可以完全替代。

如何培養足夠的顆粒污泥是項目的主要挑戰。六個反應池的污泥都要從頭培養。因此，在2018年建好之后，相關人員用了一年的時間進行調試，到2019年4月反應池和調節池都有充足的顆粒污泥了。

2019年10月，污水廠正式宣告好氧顆粒物工藝投產運行。荷蘭基礎設施及水利部部長Cora van Nieuwenhuizen出席了開幕儀式，宣布Utrecht污水廠通過調試，甚至稱這項技術將成為荷蘭污水處理技術的標準。新工藝能滿足從2019年開始實施的5mg/L總氮和0.5mg/L總磷的新出水標準。

臭氣問題

在這次改造項目中，HDSR水委會不僅需要提高出水質量，還要確保對環境的臭味降至低。要知道這附近有三個新建的居民區，旁邊還有一個大型的超市，市民會對臭氣十分敏感。項目期間，污水廠確實遇到了麻煩，例如2018年那年荷蘭的夏季有點熱，但因為污水廠的臭氣問題，附近居民不得不關著窗入睡。水委會因此收到了很多投訴。他們引入了瑞士公司Colasit的熔巖過濾器(lavafilter)，結合廢氣洗滌塔和活性炭過濾，對污泥脫水后收集的氣體進行過濾凈化。

話說為什么只是處理污泥部分的廢氣呢？

這是因為他們在調查后發現，這些臭氣其實不是來自新建的系統，而是來自HDSR水委會其他15個污水廠收集過來的污泥。因為這些污泥在烏特勒支污水廠進行脫水，而這些外來污泥因為已經進行好幾天的厭氧分解，所以會產生讓人難受的和臭氣。

為了提高市民對新污水廠的信心，他們從2020年10月8日起還開通了專門的投訴熱線，方便市民的監督。同時他們還對過濾系統進行每月取樣分析，并請第三方公司評估是否達標。他們甚至成立了氣味小組，由附近15-20名居民組成，一旦有組員發出臭氣報告，他們會請聘請的第三方公司去確認。

污水熱泵

由于采用了好氧顆粒污泥工藝，污泥處置改為外包的方式，所以烏特勒支污水廠不再通過厭氧消化回收能源。烏特勒支也是個想在2030實現碳中和的城市，少了厭氧消化的沼氣產出，污水廠如何滿足2030年的目標呢？

早在2013年，在污水廠改造的備忘錄里，除了污水處理部分，水委會還對污水源熱泵的技術進行考察，他們選擇了Eneco公司的熱泵技術，從廢水中回收熱能。

2018年10月，HDSR水委會和Eneco公司簽訂了合作協議，在烏特勒支污水廠建造容量為25MW的熱泵。這是目前荷蘭的熱泵項目，預計在2022年投產使用。據項目人員介紹，Eneco稱這套設備能為烏特勒支市10000戶家庭提供100%的可再生供暖，覆蓋全市15%的供暖需求。

不是說已經沒有土地了嗎？哪還有地方建熱泵呢？大家是否還記得舊廠的14個沉淀池？這些騰出的空間足夠用來建熱泵了，另外他們還會請景觀公司提高污水廠的顏值。