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曲久輝:推進高質量建設污水處理綠色低碳標桿廠

時間: 2024-01-18 10:16

來源: 國家發(fā)展改革委

作者: 曲久輝

  ——《關于推進污水處理減污降碳協(xié)同增效的實施意見》專家解讀之二

  近日,國家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設部、生態(tài)環(huán)境部等部門聯(lián)合印發(fā)《關于推進污水處理減污降碳協(xié)同增效的實施意見》(發(fā)改環(huán)資〔2023〕1714號,以下簡稱《實施意見》),對全面推進城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)的減污降碳協(xié)同增效進行了系統(tǒng)部署,對新發(fā)展階段我國城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)的高質量發(fā)展具有重要的指導意義?!秾嵤┮庖姟诽岢觯?025年,污水處理行業(yè)減污降碳協(xié)同增效取得積極進展,能效水平和降碳能力持續(xù)提升。其中的一個重要抓手是,到2025年,在全國建成100座能源資源高效循環(huán)利用的污水處理綠色低碳標桿廠。

  一、充分認識建設污水處理綠色低碳標桿廠的重要意義

  (一)綠色低碳是城鎮(zhèn)污水處理的必然方向。經(jīng)過30多年特別是近10年來的高速發(fā)展,我國污水處理取得了巨大成績。但是,一些工程建設中可持續(xù)發(fā)展理念缺位,以高能耗高物耗為代價實現(xiàn)污染物削減與減排,造成了“減排污染物、增排溫室氣體”的局面。隨著環(huán)境污染、氣候變化、能源危機以及資源枯竭等問題日益凸顯,綠色低碳成為新時期環(huán)境保護的新目標和新路徑。

  (二)建設綠色低碳標桿廠是推動污水處理減污降碳協(xié)同增效的重要抓手。污水處理廠是水環(huán)境治理的重要環(huán)節(jié)。近年來,污水處理行業(yè)積極開展了面向綠色低碳目標的工程探索,并取得一定成效。例如,2021年正式投運的宜興城市污水資源概念廠,在日處理2萬立方米污水的同時,日產(chǎn)生沼氣產(chǎn)量5000—6000立方米,日發(fā)電量可達10000—12000度,實現(xiàn)了整個設施的能源自給,創(chuàng)新性地實現(xiàn)了減污降碳協(xié)同增效。《實施意見》提出在全國建成100座污水處理綠色低碳標桿廠,將成為污水處理減污降碳協(xié)同增效的重要抓手,推動行業(yè)的技術進步,促進行業(yè)綠色低碳、高質量發(fā)展。

  二、用新理念引領綠色低碳標桿廠的高標準建設

  (一)標桿廠建設要強調“水質永續(xù)”。要實現(xiàn)“水質永續(xù)”,綠色低碳標桿廠出水水質既要滿足水環(huán)境保護需求,也要面向水資源可持續(xù)循環(huán)利用的要求;不只是對有機物﹑氮﹑磷﹑重金屬以及常規(guī)污染物有效去除,也要關注環(huán)境激素等新污染物。實現(xiàn)“水質永續(xù)”可避免反復提標改造。

  (二)標桿廠建設要強調“能量自給”。污水處理是能源密集型行業(yè),占全社會總能耗超過1%。同時,污水中又蘊含大量能量,能源利用潛力巨大,通過相關技術合理開發(fā),可一定程度滿足污水處理過程的用能需求。

  (三)標桿廠建設要強調“資源循環(huán)”。污水處理產(chǎn)生的污泥除含有大量有機質外,還富含氮﹑磷﹑鉀等元素,無害化處理后可進行多元化循環(huán)利用。

  (四)標桿廠建設要強調“環(huán)境友好”?!碍h(huán)境友好”本質上不是建筑物和景觀等外在的獨特和優(yōu)美,而是能確保出水、出料、出氣等所有排出物的生態(tài)與健康安全,并立體展現(xiàn)其感官舒適、建筑和諧、環(huán)境互通、充滿愛意等美好特征,進而實現(xiàn)與周邊社會的心理互信。

  三、多措并舉,探索適宜的綠色低碳技術路線

  (一)標桿廠建設要把資源循環(huán)和能量回收放在首要位置。標桿廠建設方案要進行低碳評價,確保污水處理、再生和循環(huán)過程的低碳綠色。對現(xiàn)有污水處理廠綠色低碳改造前,要全面分析運行資料,進行“健康體檢”和排放統(tǒng)計核算或監(jiān)測,找出低碳綠色瓶頸,在此基礎上編制改造方案。另外,要積極推廣污泥土地利用,鼓勵在滿足相關標準和規(guī)范的前提下,將處理后的污泥作為肥料或土壤改良劑,用于國土綠化、荒漠改良、礦區(qū)修復等。除了污泥消化產(chǎn)生沼氣,還要加強污水水源熱泵和光伏發(fā)電的能量回收。要鼓勵整合行業(yè)資源,將餐廚垃圾與污泥進行協(xié)同厭氧消化,提高資源循環(huán)和能量回收綜合效益。

  (二)標桿廠工程設計要以高效低碳為基本原則。綠色低碳標桿廠首先要杜絕高能耗﹑高物耗﹑高碳排放工藝,積極采用高效低碳工藝技術。另外,優(yōu)化工藝流程至關重要,許多處理廠工藝流程冗長﹑工藝單元功能重疊,既浪費投資也增大能耗。標桿廠機電配置要注重提高能效,要選用高能效機電產(chǎn)品,要加強負載管理,尤其要使泵﹑風機等流體機械在高效工況下運行。

  (三)要加強現(xiàn)有污水處理廠的綠色低碳改造。按照綠色低碳要求,一大批現(xiàn)有污水處理廠亟需改造。一是好氧區(qū)過長,曝氣量過大,能耗較高;二是缺氧區(qū)很短,增加碳源消耗。更普遍的問題是預處理標準過低,大量渣砂尤其是細渣細砂等無機組分進入生物處理系統(tǒng),導致活性污泥活性降低,整個系統(tǒng)低效運行。據(jù)統(tǒng)計,混合液揮發(fā)性懸浮固體(MLVSS)/混合液懸浮固體(MLSS)低于0.5的污水處理廠占到全行業(yè)80%以上。此類問題,應通過系統(tǒng)優(yōu)化和工藝低碳升級得以解決。

  (四)強化標準規(guī)范指引發(fā)揮標桿廠示范作用。要加快制定《協(xié)同降碳績效評價 城鎮(zhèn)污水處理》國家標準等標準規(guī)范,指導新建污水處理廠有效銜接污水處理與節(jié)能降碳環(huán)節(jié);對于已建污水處理廠,建議建立評價指標體系,遴選出一批能源資源高效循環(huán)利用的標桿廠。同時,要加強宣傳引導,推廣標桿廠建設的經(jīng)驗模式和實踐案例,引導全行業(yè)對標對表。(作者:曲久輝 中國工程院院士,中國科學院生態(tài)中心研究員,清華大學特聘教授)


編輯: 趙凡

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曲久輝

吉林長春人,1957年生;中國工程院院士,美國國家工程院外籍院士,發(fā)展中國家科學院院士;中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員;清華大學環(huán)境學院特聘教授、博士生導師。中國工程院院士,美國國家工程院外籍院士。

2024年,贏得了諾貝爾可持續(xù)發(fā)展獎水資源領域杰出研發(fā)獎。

曲久輝院士長期從事水質科學、技術和工程應用研究。

主要研究興趣包括:(1)飲用水安全保障,涉及飲用水水質的全過程風險控制問題,提出并特別關注“標準與效應協(xié)同控制”新理論和新工藝。(2)水質凈化與能量轉化,涉及水中污染物去除與產(chǎn)能同步的原理、方法、材料、反應器與應用問題,重點關注以電子轉移為主要機制的污染物產(chǎn)能理論和方法。(3)廢水處理過程,涉及絮凝、吸附、膜分離、電化學等方法,提出并努力探索物理-化學耦合的微場構造及水處理顛覆性技術創(chuàng)新。(4)流域水污染控制與生態(tài)修復,涉及天然水體的水質變化規(guī)律、復合污染及生態(tài)安全問題,提出并深入研究以物質流為主線的“生態(tài)通量”與過程調控機制。


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