在中國水務(wù)人的眼中，高碑店污水處理廠無疑是一個具有深遠(yuǎn)歷史意義、技術(shù)先進(jìn)且貢獻(xiàn)卓越的存在。
近期，高碑店污泥處理處置工藝作為首批被命名的中國自主創(chuàng)新的四大組合工藝之一，再度吸引業(yè)界目光，也再次揭開了這座老廠獨有的歷史印痕與榮光。
近日，全國工程勘察設(shè)計大師/北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司原總經(jīng)理張韻接受了中國水網(wǎng)獨家專訪，回顧高碑店廠的往昔與變遷，也講述了這一地標(biāo)式污水廠污泥工藝的探索和迭代之路。
來源：中國水網(wǎng)
作者：趙利偉
在中國水務(wù)人的眼中，高碑店污水處理廠無疑是一個具有深遠(yuǎn)歷史意義、技術(shù)先進(jìn)且貢獻(xiàn)卓越的存在。
這座令人矚目的污水處理廠，從選址建設(shè)到今天，已經(jīng)走過了風(fēng)雨兼程的六十多個春秋。他忠實的見證了中國市政污水處理的發(fā)展歷程，展示了我國排水事業(yè)改革與發(fā)展的輝煌成果，是我國污水處理行業(yè)的一面旗幟。
近日，首批命名的中國自主創(chuàng)新的污水處理組合工藝發(fā)布會在E20環(huán)境平臺舉辦。發(fā)布會上，首次發(fā)布了國內(nèi)第一批被命名的四大組合工藝：紀(jì)莊子污水處理工藝、白龍港污水處理工藝、高碑店污泥處理處置工藝、唐家沱污泥處理工藝（點擊查看：重磅揭曉！首批命名的中國自主創(chuàng)新的四條污水處理組合工藝發(fā)布）。高碑店污泥處理處置工藝作為首批被命名的中國自主創(chuàng)新的組合工藝之一，再度吸引業(yè)界目光，也再次揭開了這座老廠獨有的歷史印痕與榮光。
在一線耕耘近四十年，全國工程勘察設(shè)計大師/北京市市政工程設(shè)計研究總院有限公司（下稱“北京市政總院”）原總經(jīng)理張韻見證了首都污水污泥處理事業(yè)起步發(fā)展的重要過程，同樣也為建成這座當(dāng)時全國最大的污水處理廠——北京高碑店污水處理廠做出了重要貢獻(xiàn)，近期張韻大師接受了中國水網(wǎng)獨家專訪，回顧高碑店廠的往昔與變遷，也講述了這一地標(biāo)式污水廠污泥工藝的探索和迭代之路。
張韻
故事要從20世紀(jì)五六十年代說起。
1956年5月，為了尋覓污水出路，北京市政府選定北京東郊高碑店村南的一塊高地作為污水處理廠的廠址。自此，馳名中外的高碑店污水處理廠也就因此而得名。
1960年，以北京市政總院原總工程師、50年代歸國專家、我國給排水業(yè)界知名學(xué)科帶頭人之一李遠(yuǎn)義為代表的首批治污設(shè)計者們在荒地上搭起的平房里，從零開始在這個廠址上設(shè)計建成了一座日處理二十余萬噸污水的簡易污水處理廠。
60年代簡易污水處理廠
1961年高碑店簡易污水處理廠投入運轉(zhuǎn)
那時的技術(shù)比較簡易，僅僅依靠簡單的沉淀和過濾，處理后的水被引入灌渠用于農(nóng)田灌溉，產(chǎn)生的污泥被當(dāng)?shù)剞r(nóng)民視為寶貴的資源。1961年，高碑店污水廠的污泥首次被用于土地施肥，這一創(chuàng)舉開啟了污泥農(nóng)用的黃金時代。
60年代簡易污水處理廠污泥干化場
然而，好景不長，隨著工業(yè)的發(fā)展、污水處理量的增加，污泥成分也越來越復(fù)雜，污泥農(nóng)用逐漸暴露出安全隱患，這一去路逐漸式微。
70年代高碑店試驗廠廠前區(qū)
這座實驗廠的污泥部分，建有中高溫消化池，并有池外加熱和沼氣攪拌設(shè)備，有折帶式真空過濾脫水機(jī)和臥式離心脫水機(jī)，可進(jìn)行各種污泥脫水試驗，還有沼氣柜、液氧儲罐等附屬設(shè)備，為沼氣發(fā)電綜合利用、其他各種生化處理工藝、臭氧處理等試驗創(chuàng)造了條件。這座實驗廠成為后來北京市城市污水處理的科研基地，開始承擔(dān)起探索污水處理、污泥處理處置工藝的重任。
試驗廠消化池及新鮮污泥池
到了80年代，高碑店污水處理廠流域范圍內(nèi)已分布有上千家工廠，工業(yè)污水排放量多、污染濃度大，當(dāng)時試驗廠處理的污水中40%左右是工業(yè)廢水。
為了滿足城市水環(huán)境的改善和治理需求，北京市政總院原副工程師常憬帶領(lǐng)設(shè)計團(tuán)隊，接棒主持設(shè)計高碑店污水處理廠一期工程。他們開展了大量的水質(zhì)分析和實驗，采集水樣，檢測各項指標(biāo)，不斷嘗試和調(diào)整，積累了大量的實驗數(shù)據(jù)。
李遠(yuǎn)義（右）與常憬（左）早年合影
據(jù)此，80年代初，設(shè)計團(tuán)隊完成了高碑店一期的可行性研究報告和初步設(shè)計：1983年研究團(tuán)隊報批了計劃任務(wù)書；1984年完成高碑店污水處理廠一期工程（50萬立方米/日）初步設(shè)計。
此后由于資金問題項目延期。這一階段，設(shè)計科研人員并未放棄，他們本著精益求精的精神，與國內(nèi)外科研、運轉(zhuǎn)、管理等技術(shù)人員，對污水、污泥處理工藝、總圖、水力坡降、池型和設(shè)備選型等進(jìn)行了全面深入的優(yōu)化，在初步設(shè)計稿基礎(chǔ)上節(jié)省占地約百余畝，節(jié)約了大量的投資和能耗。這之后逐步完成了全部的設(shè)計文件，使原有設(shè)計更加完善、合理科學(xué)。
常憬講解設(shè)計方案
與此同時，團(tuán)隊在設(shè)計過程中也面臨著多重困難：當(dāng)時100萬噸級的污水處理廠，國內(nèi)從沒有過；項目需要的二級處理、生化處理，國內(nèi)也沒做過；此外，由于當(dāng)時使用的是日本協(xié)力基金貸款，團(tuán)隊需要進(jìn)行國際上的投標(biāo)和談判，沒有人有相關(guān)經(jīng)驗。
隨著80年代優(yōu)秀畢業(yè)生的加入，設(shè)計團(tuán)隊中加入了更年輕的力量。在科研設(shè)計的過程中，他們意識到僅僅依靠國內(nèi)的經(jīng)驗和技術(shù)是不夠的，開始積極尋求國際合作，與英國麥克唐納等國外公司交流學(xué)習(xí)，吸收借鑒先進(jìn)的污水處理理念和技術(shù)，最終選用了先進(jìn)的污水、污泥處理工藝，使其達(dá)到無害化，而處理產(chǎn)生的沼氣、廢熱又可作為清潔能源再利用。
時任北京市政總院三所高碑店設(shè)計室工程師李藝（左四）與英國麥克唐納咨詢小組專家交流
最終污水處理采用前置厭氧段的推流式活性污泥工藝，改善活性污泥沉淀性能，保證二沉池能獲得更好的固液分離效果，并適當(dāng)延長曝氣時間，達(dá)到氨氮的完全消化，處理后的出水排入通惠河；污泥處理選用污泥濃縮、兩級中溫消化，污泥達(dá)到減量、穩(wěn)定和無害化后，經(jīng)機(jī)械脫水的泥餅可作為有機(jī)肥原料或衛(wèi)生填埋。發(fā)電機(jī)組的廢熱回用于消化池的加熱，消化中產(chǎn)生的沼氣可用于發(fā)電。
1986年畢業(yè)的張韻就是這時候被調(diào)入高碑店設(shè)計室，開始從事廠區(qū)管網(wǎng)道路總圖和進(jìn)水總干管等設(shè)計工作。追憶這段往事，張韻特別提到，剛畢業(yè)不久就進(jìn)入這樣重要的項目設(shè)計工作中，她始終都心懷敬畏。老一輩專家和領(lǐng)導(dǎo)們的精神不斷影響和感染著她。張韻回憶，有一次，她帶著自己設(shè)計的圖紙去找李遠(yuǎn)義老總簽字，因為李老當(dāng)時年事已高，而且有很多工作需要他指導(dǎo)，本以為這個簽字要等好久才能下來。沒想到對方很快就給了回復(fù)，還把她叫到辦公室，感慨地說：“我一輩子的心愿就要在你們的手里實現(xiàn)了！”說這話時，李老滿眼都是欣慰和對年輕一輩的關(guān)愛。
這一幕也讓張韻深刻感受到老一輩專家對污水處理事業(yè)的深厚情懷。不僅如此，在高碑店設(shè)計室，團(tuán)隊中的前輩們從不滿足于僅通過閱讀手冊和學(xué)習(xí)資料，而是強(qiáng)調(diào)必須親臨現(xiàn)場，每當(dāng)遇到難題，只要找到他們，無論是誰，都會以極其耐心和誠懇的態(tài)度詳盡講解。張韻說，這種謙遜與務(wù)實的精神也激勵著年輕一代的設(shè)計者們，成為他們?nèi)松械膶氋F財富。
高碑店污水處理廠大量施工、建設(shè)的前期技術(shù)準(zhǔn)備工作，為處理廠的開工建設(shè)，奠定了扎實的基礎(chǔ)。1989年12月，項目獲得北京市政府正式立項。
時間來到90年代，隨著城市化進(jìn)程的加快和環(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，污泥處理行業(yè)迎來了轉(zhuǎn)折點。1993年，《城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》的發(fā)布，推動了污泥處理技術(shù)的創(chuàng)新，脫水處理成為基本要求，污泥含水率需低于80%。此后，土地利用、填埋、焚燒和建材利用等多種處理方式相繼出現(xiàn)，污泥處理行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期。
1990年12月5日，我國第一座特大型的污水處理廠(一期50萬立方米/日)終于正式開工興建了。1993年12月24日，采用活性污泥法工藝的“高碑店污水處理廠一期工程” 通水典禮在通惠河畔高碑店污水處理廠的廣場上舉行，它標(biāo)志著當(dāng)時我國規(guī)模最大的城市污水處理廠的勝利建成。
1993年高碑店污水處理廠一期工程通水典禮
高碑店污水處理廠一期通水大會（左：常憬；中：杭世珺；右：時任北京排水集團(tuán)總經(jīng)理楊向平）
隨著一期工程的穩(wěn)定運行，研究團(tuán)隊迅速投入到對經(jīng)驗的總結(jié)與反思中。二期工程中，杭世珺作為設(shè)計項目總負(fù)責(zé)人，帶領(lǐng)著24位設(shè)計師團(tuán)隊從設(shè)計回訪開始，深入一線，與業(yè)主楊向平及其籌建團(tuán)隊并肩作戰(zhàn)，共同探討如何在一期項目的基礎(chǔ)上精益求精，解決那些遺留的問題與挑戰(zhàn)。
高碑店的污泥處理部分，與污水處理部分相對應(yīng),也分為兩期建設(shè)。工藝設(shè)計上，一期和二期略有不同，作為一期工程中總圖及進(jìn)水總泵房設(shè)計的關(guān)鍵人物，張韻自然而然接過重?fù)?dān)，成為了二期污泥處理區(qū)的項目負(fù)責(zé)人。
高碑店污水處理部分采用的是傳統(tǒng)活性污泥法工藝;污泥處理部分采用的是兩級中溫厭氧消化的處理工藝,消化后的污泥,經(jīng)帶式壓濾機(jī)脫水外運。污泥消化產(chǎn)生的沼氣，主要用于發(fā)電,來驅(qū)動鼓風(fēng)機(jī)和進(jìn)水泵。沼氣發(fā)動機(jī)的熱水，作為消化污泥加熱的熱源,實現(xiàn)熱電聯(lián)供和資源的綜合利用。
一期的運行實踐表明，這套工藝雖高效，卻也復(fù)雜，對操作人員的技能要求極高。在二期設(shè)計中，設(shè)計團(tuán)隊進(jìn)行了大膽的創(chuàng)新與改進(jìn)。針對一期中沼氣攪拌系統(tǒng)的高風(fēng)險與操作難度，設(shè)計團(tuán)隊決定采用運行更為安全便捷的機(jī)械攪拌方式，并實現(xiàn)了連續(xù)攪拌與連續(xù)排泥，大大簡化了操作流程，降低了運行風(fēng)險。同時，沼氣存儲方式更改風(fēng)險系數(shù)更高的球罐，取而代之的是更加穩(wěn)定安全的水封氣柜。
高碑店污水處理廠工程完全自主設(shè)計，發(fā)揮各方優(yōu)勢，科研、設(shè)計、建設(shè)、運營各方緊密結(jié)合配合默契，從學(xué)習(xí)世界先進(jìn)技術(shù)到結(jié)合中國國情深入調(diào)研，每一步都走得很扎實。整個項目自主設(shè)計的過程，就像萬里長征一樣，所有人都在條件艱苦的情況下，從一點一滴學(xué)起，憑借一腔熱血和艱苦奮斗的精神，終于苦盡甘來，研發(fā)出屬于國人自己的百萬噸級水廠。
高碑店污水處理廠二期工程最終由北京市市政四建設(shè)工程有限責(zé)任公司施工，于1995年開工，1999年年底竣工投產(chǎn)，將北京市污水處理率提高到40%。至此，日處理污水100萬噸的高碑店廠，成為當(dāng)年工藝先進(jìn)、亞洲最大的污水處理廠。
1999年高碑店污水處理廠二期工程竣工投產(chǎn)
高碑店污水處理廠一二期全景
一期和二期污水處理廠的運轉(zhuǎn)，最終迎來了設(shè)計者們預(yù)期的模樣。污水經(jīng)過層層處理變得清澈，污泥轉(zhuǎn)化為寶貴的能源，實現(xiàn)了資源化綜合利用。這些，都是當(dāng)初設(shè)計者們的夢想，它們終究一一變成了現(xiàn)實。
“這是60多名設(shè)計師用無數(shù)個日夜換來的輝煌成果，從最后的運行結(jié)果來看，高碑店一期和二期項目的污水處理效果、污泥產(chǎn)生沼氣以及沼氣發(fā)電利用等設(shè)計目標(biāo)，基本都達(dá)到了我們的預(yù)期。”張韻在采訪中談到，尤其第一階段無疑是摸著石頭過河，在沒有先例可借鑒的情況下，靠的是老一輩設(shè)計研發(fā)工程師們的勇于創(chuàng)新，而整個工藝的研發(fā)設(shè)計和迭代可以說是上下幾代人的傳承，這是屬于集體的榮譽(yù)，缺了誰都不行。
進(jìn)入21世紀(jì)，高碑店污水處理廠迎來了前所未有的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。
由于歷史原因，90年代設(shè)計出水水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合 排放標(biāo)準(zhǔn)（GB8978－1996）》的二級標(biāo)準(zhǔn)，實際出水能夠滿足原來設(shè)計的常規(guī)水質(zhì)要求，但是不能滿足北京市后來發(fā)布實施的《水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB11/ 307-2005)中的有關(guān)規(guī)定。
2008年，高碑店污水處理廠全面升級改造后，出水水質(zhì)主要指標(biāo)達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)四類水體水質(zhì)要求。隨著社會的進(jìn)步與環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，高碑店再生水利用工程從2010年開始建設(shè)，并于2016年陸續(xù)投產(chǎn)運行。高碑店污水處理廠也因此升級為高碑店再生水廠。
高碑店再生水廠
高碑店污泥處理消化池設(shè)施
高碑店污泥處理熱水解設(shè)施
高碑店污泥處理處置工藝由北京市市政工程設(shè)計研究總院設(shè)計，北京城市排水集團(tuán)擔(dān)任運營單位，標(biāo)桿示范項目即北京市高碑店再生水廠。該組合工藝是污泥處理處置全鏈條整體解決方案，在總體方案設(shè)計、引進(jìn)消化吸收國內(nèi)外技術(shù)、 項目實施、項目運行、生物碳土應(yīng)用等多個方面集成創(chuàng)新；引進(jìn)吸收熱水解核心技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)備，實現(xiàn) 90%的國產(chǎn)化裝備集成，對市政污泥處理行業(yè)技術(shù)進(jìn)步起到了典范性引領(lǐng)作用。
如今的高碑店污泥處理系統(tǒng)，已經(jīng)成為了一個集系統(tǒng)性、全鏈條性、高效能于一體的典型處理工藝。它不僅提升了處理能力，還降低了污泥處理過程中的環(huán)境風(fēng)險。更重要的是，該組合工藝符合資源化、低碳化趨勢，還具有高度的可復(fù)制性和推廣價值，為其他地區(qū)的污泥處理提供了寶貴的經(jīng)驗。
2024年，高碑店污泥處理處置系統(tǒng)獲得全新命名。這個名字，不僅僅是一個簡單的標(biāo)簽，它背后蘊(yùn)含著對污泥處理全生命周期的系統(tǒng)性思考和不斷優(yōu)化的努力。回顧高碑店污水處理廠的發(fā)展歷程，我們可以看到一條清晰的技術(shù)進(jìn)步軌跡。從最初的簡單處理到現(xiàn)在的全生命周期系統(tǒng)處理，每一步都凝聚著技術(shù)人員的心血和智慧。而這次命名，不僅是對過去成果的肯定，更是對未來發(fā)展的期許。我們相信，在不久的將來，高碑店污泥處理系統(tǒng)將會更加完善、更加高效地為城市的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
您的位置：