專家解析中國污水處理概念廠工藝路線該如何選擇
今天我們宜興的概念廠已經啟動,北京目前也在建廠,上半年我們和北京分管水方面的副市長做了一次系統的匯報,市長也確定下來要建,北京水務局局長也有一個明確的說法。目前廠址已經選定,技術路線正在論證,形成了系統的技術方案。
以下結合概念廠具體工作當中的一些體會,尤其是技術路線選擇方面,跟大家分享一下。
,我們覺得工藝路線應該瞄準未來社會對污水處理行業的要求;第二,工藝路線應該體現出未來污水處理技術的發展趨勢;第三,工藝路線不必追求盡善盡美或陷于概念。我們說概念廠是面向2030、2040年的,面向二十年以后的,這就得先研究二十年以后的社會是什么情況,二十年以后的社會對污水處理的要求是什么。我們做了一系列研究后得出未來的社會必須面對許多挑戰:個,與我們相關的挑戰是缺水;第二,能源短缺;第三是資源匱乏;第四是鄰避。這些問題我們必須面對。
工藝路線應瞄準未來社會對污水處理的要求
未來社會缺水
缺水要求我們污水處理行業必須滿足水資源可持續循環利用的需要。水的總量可能并沒有減少,但用的越來越多。另外,氣侯變化越來越明顯,導端天氣事件越來越多,可利用的水越來越少。缺水要求我們污水處理行業必須為實現水資源的可持續循環利用提供一個基礎。
社會越來越缺能源
這就要求污水處理首先得自己的能耗越來越低,其次,還要利用污水中的能源和能量進行開發利用。我國是能耗大國,能耗非常大,在國家的能源戰略中,給污水處理行業留了多少能源呢?沒有太多的規劃。發達國家數據表明,污水處理行業雖然小,但卻占了全社會總電耗的1%左右,美國是1%,日本是0.9%,德國也接近1%。因此,對于一個成熟發達的社會,我們可以說污水處理行業要占全社會總耗電量的1%,這是一個不變的概念。這就要求未來的污水處理行業盡量提高產耗比,盡量實現產耗的平衡。
資源匱乏
這個要說起來概念比較多,我們有機資源越來越匱乏,無機資源也越來越匱乏,典型的就是磷,我們看到全世界57%的無機磷竟然貯存在摩洛哥這樣一個很小的國家,我們中國很缺,日本非常缺,歐洲也非常缺,北美可能不太缺,各地的情況不完全一樣。我們的土壤板結問題越來越嚴重,需要增加有機質,磷也越來越少。上的統計,污水處理磷循環通量,占了全社會總磷循環通量的34%,所以說磷必須地循環起來。
鄰避
這個現象我們自己的體會比較深,未來社會一定要求污水處理廠不要起負的作用,必須融入到周圍的社會環境,利用自己在水、能、景觀方面的優勢,發揮正能量。
追求
綜合起來我總結,未來污水處理要有四個追求:追求水質的可持續性,追求能源的大回收、資源的循環利用、環境和諧友好。
工藝路線應該體現出污水處理技術未來的發展趨勢
出水水質的可持續性分析
,水質應該滿足水生態健康的要求、公眾健康的要求。第二,應恢復水資源基本功能,滿足使用要求,實現水資源可持續的循環利用。第三,工業污染物要自己處理掉,不得排入生活系統,而生活中產生的污染物必須由未來的市政污水處理廠處理掉。
膜過濾技術的應用
對于膜過濾技術的應用,我個人認為未來的概念廠的工藝選擇,離不開膜分離技術,因為這個技術可以使水變得清澈,感官指標改善的程度比較高。感官指標一改善,水的可循環利用的程度就高了。不只是人需要看著水越清澈越好,即便是水當中的魚類,也需要一個清澈的水質,無論從人體健康的需要,到水生態的需要,都需要有一個清澈的水質,所以我們說膜過濾技術是概念廠不可回避的。
氧化技術的應用
以臭氧為主的氧化的技術,剛才我們說了,我們生活當中PPCP,包括EDC、藥物和化妝品等一系列新興污染物,不能讓它們進入水的循環中,需要用氧化技術將其摧毀。
節能降耗技術裝備
現在,大量的節能降耗技術裝備的應用力度不夠。曝氣控制、佳回流比控制等技術方面,與西方的差距還是比較大的。
低能耗新工藝
我們關注的低能耗新工藝,即可持續性新工藝,門類比較多,體系較大,現在熱議的主要是主流厭氧氨氧化技術,屬于工藝原始創新。總體的技術狀態,側流厭氧氨氧化技術已經成熟,上已經進入到了設計及運行優化階段,說明這個技術基本已經成熟。主流厭氧氨氧化技術還在實驗室內,沒走向生產實踐。學術界的大部分意見認為,主流厭氧氨氧化沒有問題了,克服了低濃度和低溫,但是一進入中試就有問題,還沒有一個穩定成功的中試的案例。目前這個技術什么時候突破,觀點不一樣。我個人認為,一個技術,當實驗室的開發證明這種現象是客觀存在的,實驗室階段的研究就已經基本完成了,再接下來的開發一定要有工業界的參與。一個技術如果只停留在實驗室階段,就很難突破。遺憾的是,國內只有幾個高校學術團隊在做,還沒有企業參與其中。
污水化能開發技術
污水的能源化,污水化能的開發技術,我們有非常多的技術,相信在座同行都比較清楚。
污水水源熱泵技術
污水水源熱泵,可開發污水中蘊含的熱能,消耗1Kwh電,可輸出45Kwh~5Kwh的熱量,這些熱量可用于加熱污泥水解酸化、污泥厭氧消化、側流厭氧氨氧化、建筑供熱與制冷。
碳資源循環技術
碳資源的循環技術,人類已經實現上百年了,但是實現的力度不高,效率不高,比如有機物往有機質發展,我們土地需要什么,不是簡單的有機質,是腐殖質,我們必須還有一個環節銜接起來。總而言之,把有機碳的資源,更合理的和土地循環起來,需要做的工作很多。
磷資源循環技術
35.9%的磷以鳥糞石(MAP)成為磷肥,39.8%的磷隨腐殖質進入土地。
以水、能、肥為核心的城市生態綜合體構建技術
我們要說一個特殊的技術,以水、能量、肥為核心的城市生態綜合體的構建技術。要降低噪聲,要除臭,要把這些技術進行有效集成,形成以水、能、肥為核心的城市生態綜合體系。
工藝路線不必追求盡善盡美或陷于概念
實踐中,工藝路線不必追求盡善盡美或陷于概念,我們既然做面向二十年以后的工作,不一定現在每一步都嚴格按照三十年以后做。我們應該怎么做呢?在北京概念廠的技術路線選擇中我們提出立足現在,面向未來,實現不同階段工藝的無縫切換。我們開始做的每一步對未來提出社會的需求變化和未來技術的發展都要留下足夠的空間,現在全國一些污水處理廠周圍的占地小,被居民包圍,我們缺乏長遠的規劃。再一個,概念廠經過一年多的努力,我個人認為社會效應已經比較大了。一個明顯的體會:大概七、八年前,國家提出來污水處理廠可研編制必須要有節能降耗篇,很多報告的節能降耗篇是虛的,近這一兩年發現很多比較有規模的污水處理廠可研報告的節能降耗是實的,是在想方設法降低能耗。因此,不管概念廠未來面臨什么樣的困難,我們的理念已經得到了一定的傳播。
作者:王洪臣