水處理技術面臨新變革 污水處理概念廠初具雛形

發表時間:2018-01-18 16:31:24    閱讀次數:3984

    經過30多年特別是近10多年來的高速發展,中國城市污水處理取得了巨大成就。回望過去,輝煌毋庸置疑,但一路走來,中國污水處理事業也不乏遺憾和隱患。從頂層設計到具體實踐中可持續發展理念的缺位,導致行業的短視、粗放、混亂,甚至劣質,與經濟、社會對污水處理行業的需求相比,已經呈現了多種不適應,未來挑戰依然嚴峻。  

    中國污水處理事業急需在立足國情和自身需要的基礎上,進行一次面向未來的系統探索,以期尋找到再出發的方向。中國工程院院士、中國科學院生態環境研究中心研究員曲久輝,清華大學環境學院副院長、教授王凱軍,中國人民大學環境學院副院長、教授王洪臣等6位專家提出“建設面向未來的中國污水處理概念廠”這一命題,并發起設立中國城市污水處理概念廠專家委員會,希望以此融通各方智慧和共識、啟迪創新和創造,引領中國污水處理事業的升級發展。

污水處理技術面臨新變革

    回顧百年來發展歷程,污水處理對改善人居環境、推動人類文明進步作出了巨大貢獻。1912年發明的活性污泥法,長期、有效地遏制了水污染物排放,至今仍是污水處理系統的“中流砥柱”;上世紀60年代,美國提出了具有超前思維的“21世紀水廠”概念,即將污水處理標準提升至飲用水標準,對行業發展產生深遠影響。在本世紀初,新加坡開發了“NEWater”工藝,通過傳統生物處理加雙膜法,實現了污水到飲用水的深度回用,帶動該國水業跨越式發展,使其一躍成為世界性水務“新概念”中心,污水處理廠的內涵也得到了進一步擴展。

    值得注意的是,近幾年,國際污水處理行業出現了污染物削減功能被進一步強化、低碳處理和能源開發、污水處理過程的資源回收三個明顯趨勢。在污水處理廠新功能需求下,相關污水處理技術也將面臨新變革。  

    具體到國內,曲久輝介紹,截至2013年,我國已經建成并投入運行了3500多座縣級以上污水處理廠,日總處理能力達到1.4億立方米,已與美國基本相當,為遏制水污染加劇的態勢發揮了關鍵作用。然而,每個行業都難以跨越歷史,污水處理行業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。   

    中國新型城鎮化的大幕業已拉開,逾一億農村人口將進入城市生活。中央城鎮化工作會議已將能源利用效率、環境質量等作為新時期城鎮化內涵。這些預示著,中國城市污水處理事業將迎來以可持續發展為核心的全新時期,在相當長一段時期內,中國仍將是世界上最大的污水處理市場。

    污水處理正處于重大變革的前夜,城市污水處理廠將由單純污染物削減,轉變為資源、能源工廠,相關政策、標準、技術、實踐等正在廣泛而深刻地變革。而這些,正是中國污水處理未來發展必須重視的新方向。

面向未來的污水處理廠  

    在發展路線的重要選擇關口,為了躍升行業智慧資源,凝聚共識,明晰方向,中國污水處理事業迫切需要學習國外先進經驗,借鑒成熟案例,效仿美國“21世紀水廠”和新加坡“NEWater水廠”,建設一座(批)面向未來的污水處理廠,可以稱之為“中國污水處理概念廠”。  

    中國城市污水處理概念廠專家委員會的設想是:用5年左右時間,建設一座(批)面向20302040年、具備一定規模的城市污水處理廠。它應該扎實踐行低碳綠色的國際先進理念,集中應用與展示已經和即將工程化的全球先進技術,從而能夠充分滿足中國城市可持續發展的戰略要求,并期望成為國際水處理界的最新標桿。同時,概念廠還將成為國際水處理工程技術考察、觀摩學習的重要項目,標志著我國污水處理事業開始走向領先。  

    曲久輝認為,作為概念廠至少包含以下4個方向的追求:使出水水質滿足水環境變化和水資源可持續循環利用的需要;大幅提高污水處理廠能源自給率,在有適度外源有機廢物協同處理的情況下,做到零能耗;追求物質合理循環,減少對外部化學品的依賴與消耗;污水處理廠外在感官舒適、建筑和諧、環境互通、社區友好。  

    為實現以上追求,曲久輝強調首先應該徹底跳出現有污水處理技術工藝框框,系統地認真地研究目前國際上的新工藝、新技術、新材料、新裝備的應用進展,預判未來數年可能實現的突破,為城市污水處理做一次重新的系統勾畫。作為現代城市重要的基礎設施,污水處理廠也不應只是技術專家和工程師考慮的事情。應該組織政府官員、民眾、工程師、建筑師、規劃師討論、參觀、模擬,為未來城市污水處理廠探尋和構建有整體共識的范式。

推動環保產業升級與轉型換代

    中國污水處理概念廠不是通常意義上的重點工程、示范工程,更多應該將其看作是中國污水處理事業在當前機遇和挑戰下面向未來的一次系統探索。

    概念廠將有助于突破現有體制、機制的束縛,重點從中國國情、社會發展、技術進步、物質與能源循環角度出發,在更長時間尺度上綜合思考污水處理廠的功能與定位。曲久輝認為,這種突破束縛的探索,本身就是巨大進步。同時,這也將是一次富有前瞻性和戰略性的嘗試。城市污水處理廠已經不單單是污水處理行業或環保行業的事情,它和人們生產、生活的關聯日益緊密,這種關聯正在刷新人們對其的傳統認知,概念廠即脫胎于此:城市污水處理廠從實現污染物削減的基本功能將轉變為城市的能源工廠、水源工廠、肥料工廠,進而再發展為與社區全方位融合、互利共生的城市基礎設施。

    可以期待的是,通過概念廠的建設和運行,指引方向,樹立標桿,服務未來,實現我國城市污水處理事業的跨越式發展,或為世界污水處理廠建設的典范和方向;同時也將推動城鎮化中環境要素功能的實現,推動環保新技術和管理經驗的普及,推動環保產業的升級與轉型換代。

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