曲久輝等6位專家聯(lián)合撰文：建設(shè)面向未來的中國(guó)污水處理概念廠

時(shí)間： 2015-09-17 15:29

來源：環(huán)保產(chǎn)業(yè)研究

作者：王洪臣曲久輝等

編者按：中國(guó)污水處理事業(yè)已經(jīng)到了一個(gè)新的轉(zhuǎn)捩點(diǎn)，亟需繼往開來，注入新活力。曲久輝、王凱軍、王洪臣、余剛、柯兵、俞漢青6位業(yè)內(nèi)知名專家，從能源節(jié)約、環(huán)境友好等視角提出：“用5年左右時(shí)間，建設(shè)一座（批）面向2030年、具備一定規(guī)模的城市污水處理廠。它應(yīng)該是綠色的，是低碳的，能夠真正體現(xiàn)出可持續(xù)發(fā)展這一普世理念。”這一具有顛覆性的理論課題的提出，無(wú)疑是振奮人心的、啟發(fā)思考的，并最終將成為凝聚行業(yè)共識(shí)的、推動(dòng)中國(guó)污水處理變革的一股重要力量。

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經(jīng)過30多年特別是近10多年來的高速發(fā)展，中國(guó)城市污水處理取得了巨大成就?？偨Y(jié)過去，輝煌毋庸置疑，但中國(guó)污水處理事業(yè)是沿著西方走過、目前正在深刻反思的軌跡一路走來?，F(xiàn)有技術(shù)路線的核心問題是可持續(xù)發(fā)展理念的缺失，導(dǎo)致污水處理迅速成為一個(gè)高能耗、高物耗行業(yè)，并在很大程度上阻斷了能源與資源的循環(huán)利用，與人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的大方向不一致。

從世界范圍看，污水處理行業(yè)正處于重大變革的前夜，城市污水處理廠的功能將由單純污染物削減，轉(zhuǎn)變?yōu)榧廴究刂?、能源生產(chǎn)和資源現(xiàn)有污水處理政策、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范以及行業(yè)標(biāo)桿都將面臨新考驗(yàn)，中國(guó)污水處理事業(yè)將面臨新挑戰(zhàn)。

當(dāng)量的積累腳步放緩，尋求質(zhì)變的努力開始了。中國(guó)污水處理事業(yè)急需在立足國(guó)情和自身需要的基礎(chǔ)上，進(jìn)行一次面向未來的系統(tǒng)探索，以期尋找到再出發(fā)的方向。為此，我們提出“建設(shè)面向未來的中國(guó)污水處理概念廠”這一命題，期望以此融通各方智慧和共識(shí)、啟迪業(yè)界創(chuàng)新和創(chuàng)造，引領(lǐng)中國(guó)污水處理事業(yè)的升級(jí)發(fā)展。

一、西方國(guó)家污水處理發(fā)展趨勢(shì)

回顧百年來發(fā)展歷程，污水處理對(duì)改善人居環(huán)境，推動(dòng)人類文明進(jìn)步作出了巨大貢獻(xiàn)。今年迎來“百年誕辰”的活性污泥法，長(zhǎng)期、有效地遏制了水污染物排放，至今仍是污水處理系統(tǒng)的“中流砥柱”。上世紀(jì)60年代，美國(guó)提出了具有超前思維的“21世紀(jì)水廠”概念，將污水處理標(biāo)準(zhǔn)提升至飲用水標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。沿此思路，在本世紀(jì)初，新加坡提出了“NEWater”概念，通過傳統(tǒng)生物處理加雙膜法，實(shí)現(xiàn)了污水到飲用水的深度再生，帶動(dòng)了本國(guó)水業(yè)跨躍式發(fā)展，使其一躍成為世界性水務(wù)“理念”中心。

隨著環(huán)境污染、氣候變化、能源危機(jī)以及資源枯竭等人類面臨的重大問題日益突顯，近幾年國(guó)際污水處理行業(yè)出現(xiàn)了以下三個(gè)明顯趨勢(shì)：

污染物削減功能被進(jìn)一步強(qiáng)化。一方面，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，污染強(qiáng)度不斷增大，污染物種類日趨復(fù)雜；另一方面，隨著公眾環(huán)境意識(shí)增強(qiáng)，水環(huán)境質(zhì)量要求不斷提高。為應(yīng)對(duì)這一局面，城市污水處理不斷提標(biāo)改造成為必然趨勢(shì)。發(fā)達(dá)國(guó)家在強(qiáng)化傳統(tǒng)有機(jī)污染物去除的同時(shí)，生物脫氮除磷（BNR）總體上在朝著強(qiáng)化脫氮除磷（ENR）方向發(fā)展，有些地區(qū)甚至達(dá)到了技術(shù)極限（LOT）水平。為應(yīng)對(duì)內(nèi)分泌干擾物（EDCs）、藥物和個(gè)人護(hù)理品（PPCPs）等新興污染物，臭氧氧化和光催化氧化等高級(jí)氧化技術(shù)也已在污水處理領(lǐng)域得以規(guī)?；瘧?yīng)用。

以提高能源自給率為目標(biāo)的提效改造進(jìn)展迅速。應(yīng)對(duì)氣候變化和能源危機(jī)要求城市污水處理必須節(jié)能降耗，并開發(fā)能源提高能源自給率，實(shí)現(xiàn)低碳污水處理。城市污水處理是高能耗行業(yè)，美國(guó)城市污水處理電耗占全社會(huì)總電耗的3%以上；然而，城市污水中又蘊(yùn)含著巨大潛能。據(jù)估計(jì)，污水所含潛在能量是處理污水能耗的10倍，全球每日產(chǎn)生的污水潛在能量約相當(dāng)于一億噸標(biāo)準(zhǔn)燃油，污水潛在能量開發(fā)可解決社會(huì)總電耗的10%?；跉W洲經(jīng)驗(yàn)，在提效改造的基礎(chǔ)上，僅以高效厭氧消化等成熟技術(shù)進(jìn)行能量回收，污水處理能源自給率就可達(dá)到60%以上，有的處理廠甚至實(shí)現(xiàn)了完全能源自給。

污水處理過程的資源回收引起重視。城市污水處理將成為資源循環(huán)利用的重要載體。除水資源循環(huán)利用外，污水處理過程還可實(shí)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)及磷等資源的循環(huán)利用。特別是磷，全球磷資源行將枯竭，中國(guó)儲(chǔ)量也只能有效供給20~50年。因此，構(gòu)建磷素的持續(xù)循環(huán)體系引起重視，而城市污水處理將是實(shí)現(xiàn)磷循環(huán)的重要途徑。日本相關(guān)機(jī)構(gòu)曾經(jīng)測(cè)算，如將污水中的磷（每年5萬(wàn)噸）加以回收，可解決本國(guó)磷礦石進(jìn)口量的20%。

二、中國(guó)污水處理事業(yè)的發(fā)展與問題

1984年，中國(guó)第一座大型污水處理廠在天津建成并投入運(yùn)行。此后，經(jīng)過三十年的發(fā)展，中國(guó)污水處理事業(yè)快速發(fā)展，取得了巨大成就。截至2013年，全國(guó)建成并投入運(yùn)行了3500多座縣級(jí)以上污水處理廠，日總處理能力達(dá)到1.4億m3，已與美國(guó)基本相當(dāng)，為遏制水污染加劇的態(tài)勢(shì)發(fā)揮了關(guān)鍵作用。然而，每個(gè)行業(yè)都難以跨越歷史，污水處理行業(yè)高速取得的巨大成就之下也同樣隱存著短視、粗放乃至劣質(zhì)。面向未來，我們必須進(jìn)行反思。

首先，污水處理行業(yè)作為“綠色家族”的天生一員，卻與可持續(xù)發(fā)展理念漸行漸遠(yuǎn)。我國(guó)絕大部分目污水處理廠取消了初沉池設(shè)計(jì)，大量采用了延時(shí)曝氣等高能耗工藝，以高能耗為代價(jià)實(shí)現(xiàn)的污染物削減與減排，形成了“減排污染物、增排溫室氣體”的尷尬局面。我國(guó)現(xiàn)有處理廠設(shè)置厭氧消化設(shè)施的數(shù)量不足3%，在硬件上直接否定了污水潛能的開發(fā)利用。更應(yīng)引起注意的是：新設(shè)施的建設(shè)幾乎都還在以厭氧消化管理復(fù)雜、我國(guó)污泥有機(jī)質(zhì)含量低等不成立的說法為理由，在可研階段就直接剔除厭氧消化工藝。近兩年，西方污水處理廠提效改造已經(jīng)成為與提標(biāo)改造必須同步進(jìn)行的過程，而“提效改造”在我國(guó)業(yè)內(nèi)卻還是個(gè)“生詞”。在資源回收方向，我國(guó)污水處理行業(yè)的具體行動(dòng)更是幾近空白。

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編輯：李丹

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