专家解析中国污水处理概念厂工艺路线该如何选择

当今世界，随着环境污染、气候变化、能源危机以及资源枯竭等人类面临的多重重大问题日益突显，缺水要求我们污水处理行业必须满足水资源可持续循环利用的需要。污水处理概念厂应运而生，那么，要达到这一要求及标准，概念厂工艺路线该如何选择呢？
　　
　　

专家解析中国污水处理概念厂工艺路线该如何选择
　　
　　今天我们宜兴的概念厂已经启动，北京目前也在建厂，上半年我们和北京分管水方面的副市长做了一次系统的汇报，市长也确定下来要建，北京水务局局长也有一个明确的说法。目前厂址已经选定，技术路线正在论证，形成了系统的技术方案。
　　
　　以下结合概念厂具体工作当中的一些体会，尤其是技术路线选择方面，跟大家分享一下。
　　
　　，我们觉得工艺路线应该瞄准未来社会对污水处理行业的要求；第二，工艺路线应该体现出未来污水处理技术的发展趋势；第三，工艺路线不必追求尽善尽美或陷于极端概念。我们说概念厂是面向2030、2040年的，面向二十年以后的，这就得先研究二十年以后的社会是什么情况，二十年以后的社会对污水处理的要求是什么。我们做了一系列研究后得出未来的社会必须面对许多挑战：个，与我们相关的挑战是缺水；第二，能源短缺；第三是资源匮乏；第四是邻避。这些问题我们必须面对。
　　
　　工艺路线应瞄准未来社会对污水处理的要求
　　
　　未来社会缺水
　　
　　缺水要求我们污水处理行业必须满足水资源可持续循环利用的需要。水的总量可能并没有减少，但用的越来越多。另外，气侯变化越来越明显，导端天气事件越来越多，可利用的水越来越少。缺水要求我们污水处理行业必须为实现水资源的可持续循环利用提供一个基础。
　　
　　社会越来越缺能源
　　
　　这就要求污水处理首先得自己的能耗越来越低，其次，还要利用污水中的能源和能量进行开发利用。我国是能耗大国，能耗非常大，在国家的能源战略中，给污水处理行业留了多少能源呢？没有太多的规划。发达国家数据表明，污水处理行业虽然小，但却占了全社会总电耗的1%左右，美国是1%，日本是0.9%，德国也接近1%。因此，对于一个成熟发达的社会，我们可以说污水处理行业要占全社会总耗电量的1%，这是一个不变的概念。这就要求未来的污水处理行业尽量提高产耗比，尽量实现产耗的平衡。
　　
　　资源匮乏
　　
　　这个要说起来概念比较多，我们有机资源越来越匮乏，无机资源也越来越匮乏，典型的就是磷，我们看到全世界57%的无机磷竟然贮存在摩洛哥这样一个很小的国家，我们中国很缺，日本非常缺，欧洲也非常缺，北美可能不太缺，各地的情况不完全一样。我们的土壤板结问题越来越严重，需要增加有机质，磷也越来越少。国际上的统计，污水处理磷循环通量，占了全社会总磷循环通量的34%，所以说磷必须地循环起来。
　　
　　邻避
　　
　　这个现象我们自己的体会比较深，未来社会一定要求污水处理厂不要起负的作用，必须融入到周围的社会环境，利用自己在水、能、景观方面的优势，发挥正能量。
　　
　　追求
　　
　　综合起来我总结，未来污水处理要有四个追求：追求水质的可持续性，追求能源的大回收、资源的循环利用、环境和谐友好。
　　
　　工艺路线应该体现出污水处理技术未来的发展趋势
　　
　　出水水质的可持续性分析
　　
　　，水质应该满足水生态健康的要求、公众健康的要求。第二，应恢复水资源基本功能，满足使用要求，实现水资源可持续的循环利用。第三，工业污染物要自己处理掉，不得排入生活系统，而生活中产生的污染物必须由未来的市政污水处理厂处理掉。
　　
　　膜过滤技术的应用
　　
　　对于膜过滤技术的应用，我个人认为未来的概念厂的工艺选择，离不开膜分离技术，因为这个技术可以使水变得清澈，感官指标改善的程度比较高。感官指标一改善，水的可循环利用的程度就高了。不只是人需要看着水越清澈越好，即便是水当中的鱼类，也需要一个清澈的水质，无论从人体健康的需要，到水生态的需要，都需要有一个清澈的水质，所以我们说膜过滤技术是概念厂不可回避的。
　　
　　氧化技术的应用
　　
　　以臭氧为主的氧化的技术，刚才我们说了，我们生活当中PPCP，包括EDC、药物和化妆品等一系列新兴污染物，不能让它们进入水的循环中，需要用氧化技术将其摧毁。
　　
　　节能降耗技术装备
　　
　　现在，大量的节能降耗技术装备的应用力度不够。曝气控制、佳回流比控制等技术方面，与西方的差距还是比较大的。
　　
　　低能耗新工艺
　　
　　我们关注的低能耗新工艺，即可持续性新工艺，门类比较多，体系较大，现在热议的主要是主流厌氧氨氧化技术，属于工艺原始创新。总体的技术状态，侧流厌氧氨氧化技术已经成熟，国际上已经进入到了设计及运行优化阶段，说明这个技术基本已经成熟。主流厌氧氨氧化技术还在实验室内，没走向生产实践。学术界的大部分意见认为，主流厌氧氨氧化没有问题了，克服了低浓度和低温，但是一进入中试就有问题，还没有一个稳定成功的中试的案例。目前这个技术什么时候突破，观点不一样。我个人认为，一个技术，当实验室的开发证明这种现象是客观存在的，实验室阶段的研究就已经基本完成了，再接下来的开发一定要有工业界的参与。一个技术如果只停留在实验室阶段，就很难突破。遗憾的是，国内只有几个高校学术团队在做，还没有企业参与其中。
　　
　　污水化能开发技术
　　
　　污水的能源化，污水化能的开发技术，我们有非常多的技术，相信在座同行都比较清楚。
　　
　　污水水源热泵技术
　　
　　污水水源热泵，可开发污水中蕴含的热能，消耗1Kwh电，可输出45Kwh～5Kwh的热量，这些热量可用于加热污泥水解酸化、污泥厌氧消化、侧流厌氧氨氧化、建筑供热与制冷。
　　
　　碳资源循环技术
　　
　　碳资源的循环技术，人类已经实现上百年了，但是实现的力度不高，效率不高，比如有机物往有机质发展，我们土地需要什么，不是简单的有机质，是腐殖质，我们必须还有一个环节衔接起来。总而言之，把有机碳的资源，更合理的和土地循环起来，需要做的工作很多。
　　
　　磷资源循环技术
　　
　　35.9%的磷以鸟粪石（MAP）成为磷肥，39.8%的磷随腐殖质进入土地。
　　
　　以水、能、肥为核心的城市生态综合体构建技术
　　
　　我们要说一个特殊的技术，以水、能量、肥为核心的城市生态综合体的构建技术。要降低噪声，要除臭，要把这些技术进行有效集成，形成以水、能、肥为核心的城市生态综合体系。
　　
　　工艺路线不必追求尽善尽美或陷于极端概念
　　
　　实践中，工艺路线不必追求尽善尽美或陷于极端概念，我们既然做面向二十年以后的工作，不一定现在每一步都严格按照三十年以后做。我们应该怎么做呢？在北京概念厂的技术路线选择中我们提出立足现在，面向未来，实现不同阶段工艺的无缝切换。我们开始做的每一步对未来提出社会的需求变化和未来技术的发展都要留下足够的空间，现在全国一些污水处理厂周围的占地小，被居民包围，我们缺乏长远的规划。再一个，概念厂经过一年多的努力，我个人认为社会效应已经比较大了。一个明显的体会：大概七、八年前，国家提出来污水处理厂可研编制必须要有节能降耗篇，很多报告的节能降耗篇是虚的，近这一两年发现很多比较有规模的污水处理厂可研报告的节能降耗是实的，是在想方设法降低能耗。因此，不管概念厂未来面临什么样的困难，我们的理念已经得到了一定的传播。
　　
　　作者：王洪臣