图源/生态环境部：黄润秋会见纽森

毫无疑问，此次加州州长纽森的中国之行，吸引了无数中国人的目光。那么提到加州，你会联想到什么呢？是星光灿烁的好莱坞，经 典传唱的《Hotel California》，还是创造美国七分之一GDP的第一大州？



今天，环保水圈将给大家介绍加利福尼亚的另一个世 界 级“印象标签”——全美规模较大和最 先 进的Hyperion污水处理厂，看看这座世 界 级特大型污水处理厂是怎么运行管理的？

01   Hyperion污水厂的概况

Hyperion污水处理厂位于加利福尼亚州洛杉矶的西南部，占地面积达到58.32公顷，服务面积为1554km2，污水干管总长度为10460km，共服务于400百万人口及1万多个工商企业，接收全市约81%的城市污水，出水回用率为27%。

图源/网络：Hyperion污水厂近圣莫尼卡湾

Hyperion污水处理厂距今已有100多年的历史，于1925年开始运行，经1950、1985年两次大规模扩建、改造、完善和引入新工艺，达到378.5万m3/d的处理能力，是世界十大污水处理厂之一。



值得一提的是，此前经加州州政府批准，洛杉矶市长已计划在未来16年的时间里，花费20亿美元（约合人民币146亿元）对Hyperion处理厂进行再次改造，来实现100%的污水回用。若Hyperion能实现100%的回用率，洛杉矶市再生水供给率将升至35%。



该污水厂处理流程主要包括预处理、强化一级处理、二级处理（1950年开始改造进行部分水二级处理，1998年实现全部二级处理）和三级处理。

图源/网络：洛杉矶市长在Hyperion

02  Hyperion污水厂的预处理


Hyperion污水处理厂的预处理系统主要包括格网和沉砂池两部分，用于去除污水中粗大的杂物和无机颗粒等。


其中，格网机（网眼为19mm）的设计处理能力为37.9×10^4m3/d，共8台。沉砂池为矩形封闭（有盖）的曝气沉砂池，尺寸为45.72m×6.86m×4.57m，共6座，每座设计处理能力为63.25×10^4m2/d。


筛渣和沉渣由运输车送至厂外填埋，格网机、格网间和沉砂池均设有通风换气设备。

03  Hyperion污水厂的一级处理


Hyperion污水厂采用矩形平流式、钢筋混凝土结构的初次沉淀池，水力停留时间为1.80h，表面负荷为53.4m3/m2·d。


其中，尺寸为91.44m×17.22m×4.57m的初沉池有15座，尺寸为91.44m×5.64m×4.57m的初沉池有12座，共计27座。


初次沉淀池的出水由泵提升至曝气池。中间泵站内设有10台电机功率为450kw的阿基米德螺旋泵，螺旋泵安装角度为30°，每台设计提升能力为47.35×10m3/d。


04  Hyperion污水厂的二级处理


Hyperion污水厂共设有9座曝气池，为矩形钢筋混凝土结构，该反应器是封闭的，采用高纯氧曝气，纯氧由污水厂的低温制氧站提供。

图源/网络：Hyperion污水厂之纯氧制造厂

每座曝气池分3列，每列分4段，每列设置5个混合器。曝气池每列长度为16.5m，宽度为16.5m，深度为9.15m，有效水深为7.6m。主要参数：BOD 负荷（N）为130mg/L；F/M为0.8~1.2；MCRT为1.2~2.0d；SVI为80~130；水力停留时间6.0h；MISS为1000~1300mg/L。


Hyperion污水厂还设有36座直径为45.72m，平均深度为5.0m的二次沉淀池，皆为圆形混凝土结构、中心进水的辐流式。


每座池子有一个中央进水的絮凝区，繁凝区设置涡轮式混合器（速度可调），池中还设有犁形污泥收集器和具有旋转溢流堰槽的撤渣器。表面负荷率（溢流速率）为28.54m3/m2·d，水力停留时间为3.50h。

05  Hyperion污水厂的回用水处理

Hyperion污水厂的二级处理出水一部分由出水泵站提升，通过约8km的海洋放流管道排海，排放地点的海水深度约50m。


出水泵站内设有5台功率为1865kW水泵机组，每台水泵机组流量为72×10^4m3/d，平均日流量时运行2台，高峰流量时运行3台。


另一部分出水（约6.8×10^4m3/d，占5%）送入回用水设备（三级处理厂）进行深度处理，三级处理工艺主要包括微滤机、活性炭压力过滤器及次氯酸钠消毒等设备。


经深度处理后供给石油公司作冷却用水、污水厂内的杂用水及灌溉用水（如高尔夫球场浇洒用水等。

06  Hyperion污水厂的污泥处理处置
 

Hyperion污水厂使用12台水平转筒式离心机（处理能力为2.65m/台·min），对污泥进行机械，浓缩后的污泥送入消化池进行稳定处理。


厌氧消化池共设36座。其中，直径33.5m、深9.14m的旧圆筒型消化池有18座；高33.5m、宽26m的改良蛋型消化池有18座。

图源/网络：Hyperion污水厂蛋型厌氧消化池

消化池采用直接蒸汽注入，机械混合器搅挫混合，中温操作，两阶段消化，第一阶段12d，第二阶段6d，共计18d。挥发性固体破损率为52%~56%，产气量1.02m3/kgVS破损。


污泥脱水阶段采用11台转筒形离心机连续工作，消化污泥脱水后的泥饼含水率可降至70%。


此外，Hyperion污水厂还设有8个贮存泥饼的仓库，12台卡车负责泥饼运输，所有污泥均采用土地处理。


07  Hyperion污水厂的臭味控制


Hyperion污水厂在厂区内共设24个使用次氯酸钠（或氢氧化钠）的填料塔除尘器，和17个使用天然活性炭的活性炭塔，负责对厂区内易产生臭气的格网间沉砂池、中间泵站、反应器、泥饼仓库等等各工段的空气进行净化处理，以改善厂区的空气质量。


08  Hyperion污水厂的成本控制


Hyperion污水处理厂的成本主要包括人员工资、设备运行和维护费用、债务成本等，其中污水处理设施运营和维护成本在其中所占的比例不到50%，主要是人力资源成本较高。

图源/网络：污水处理厂员工

值得一提的是，Hyperion污水处理厂每年7月份都会进行一次成本核算，根据上一年冬季的用水量，参考全国价格水平，考虑所有需要的成本，依据零利润原则测算所需水价，每隔5年允许提出一次涨价请求。


如果Hyperion污水处理厂要求提价，则需通过卫生局向市长办公室提交申请材料。如果市长办公室不批准，则只能等第二年再申请；如果市长办公室批准，提案就会送到议会进行辩论投票，并且在议会辩论前举行公众听证会；如果议会辩论投票同意，Hyperion污水处理厂才可以涨价。


所有环节除了对成本构成的真实性进行审查外，还要考察污水处理厂所提出的发展项目规划的合理性和必要性，不符合的项目不能被接受或作为提价的理由，避免存在公用事业部门盲目扩张的倾向。


严格的价格调整程序使得Hyperion污水处理厂的涨价申请很难被通过，此前已经维持过8年价格不变。如果污水厂收入不足时，可经市政财政部门批准方可动用储备基金（Reserve Fund），储备基金来源于污水厂收入的盈余部分，而收入主要来自于发债和收费。


09  Hyperion污水厂具有监督执法权


在美国，公共污水处理厂需要明确所有排入其处理系统的企业名和位置，辨明每家排污企业的污水性质和污染物量，并告知排污企业其预处理限值和要求，接收和分析企业的报告，评估紧急控制方案的需求。


此外，公共污水处理厂还要按时检查排污企业，调查其不合规原因等。每年应对所有重点企业源进行至少一次监督检查，同时有权进行必要的采样，核实其预处理标准合规情况。





来源：环保水圈

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