概念廠工作已進(jìn)入到實(shí)質(zhì)推進(jìn)階段，4月17日概念廠（王凱軍團(tuán)隊）工作方案設(shè)計啟動會召開，王凱軍老師在會上介紹了工作方式、工作階段、安排分工。

王凱軍：面向未來的污水處理事業(yè)——第七屆中國環(huán)境產(chǎn)業(yè)大會主題發(fā)言

來源：根據(jù)王凱軍老師在”第七屆中國環(huán)境產(chǎn)業(yè)大會”主題發(fā)言內(nèi)容整理

編者按：1、我國的污水處理能力雖然不斷攀升，處理路線卻始終存在問題，如缺乏頂層設(shè)計、高能耗、無資源回收等，這與可持續(xù)發(fā)展的理念相悖。2、目前全世界有十余座污水處理廠可以達(dá)到能源完全自給。國際先進(jìn)污水廠的技術(shù)理念和先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)告訴我們，在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)之上，通過相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，污水處理可以達(dá)到很高的水平，即高水質(zhì)、高能源、資源回收。3、從廢水中去除有機(jī)污染物，并產(chǎn)生能源，以肥料作為最終結(jié)果是世界污水處理行業(yè)最困難的問題，最聰明的想法和最具有挑戰(zhàn)性的事業(yè)。

我國污水處理事業(yè)所面臨的問題

我國從10年開始，至“十一五”末期污水處理量從五千多萬噸增至一億四千多萬噸。“十二五”末期，這個數(shù)字將變?yōu)榘饲Ф嗳f噸。污水處理能力實(shí)現(xiàn)翻番，處理總量與美國相當(dāng)。但我國的污水處理路線還存在著一定的問題。概念廠發(fā)布時，我們也有所歸納：包括缺乏頂層設(shè)計、高能耗、無資源回收等,總之,目前我國污水處理路線與可持續(xù)發(fā)展的理念相悖。

從污水處理發(fā)展的路徑來看，在我國污水處理事業(yè)發(fā)展早期的“七五”、“八五”時期，技術(shù)爭論的焦點(diǎn)在于是用土地處理還是人工處理，之后焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到是用簡易處理還是復(fù)雜處理。到“十五”早期，這些爭論開始塵埃落定，當(dāng)時我國大量發(fā)行國債，建設(shè)城市污水處理廠的支持力度空前，污水采用人工處理的路徑基本明確。此外，由于當(dāng)時許多項(xiàng)目是由亞行、世行等國際金融機(jī)構(gòu)投資，因此相應(yīng)大量采用了國外（以北歐為主）的技術(shù)工藝。雖然我國污水處理技術(shù)被戲稱為“八國聯(lián)軍”，但總體而言，主要技術(shù)路線還是以北歐的延時曝氣技術(shù)為主，該路線以卡魯塞爾氧化溝、奧貝爾氧化溝、交替式氧化溝，以及后來出現(xiàn)的SBR、ICEAS工藝為代表。

據(jù)統(tǒng)計，我國的3000余座污水處理廠有80%采用延時曝氣技術(shù)。雖然延時曝氣技術(shù)在我國有廣泛應(yīng)用，但從可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)看，這些技術(shù)路線并不能很好地契合節(jié)能降耗的國際趨勢。延時曝氣工藝的負(fù)荷非常低，以海南的一個項(xiàng)目為例，在20攝氏度以上，其負(fù)荷是0.04，而污泥采用好氧穩(wěn)定也進(jìn)一步增加了能耗、反應(yīng)時間和土地占用量。目前我國只有50座污水處理廠采用了污泥厭氧消化工藝，而且能夠運(yùn)行的不到30%，所處理的污水量不及總量的5%，而國際普遍采用的厭氧消化工藝可以節(jié)能30%~50%的能源�？梢哉f，我國污水處理因當(dāng)時認(rèn)為初沉池較為復(fù)雜、污泥消化沒有必要等錯誤認(rèn)知而走上了一條錯誤的發(fā)展道路。

正因如此，我們到了該超前考慮污水處理技術(shù)路線的時候。自里約熱內(nèi)盧會議提出可持續(xù)發(fā)展的理念，京都議定書提出碳減排的概念，世界各國都在考慮各個行業(yè)的節(jié)能減排。“低碳”、“資源回收”、“零排放”成為各個領(lǐng)域所追求目標(biāo)。水處理行業(yè)也不會例外。這樣的路線和方向官方其實(shí)已有所考慮，住建部副部長仇保興在2011年的水大會上提出了這樣五條：1.要超越標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的限制；2.要超越大規(guī)模集中式的舊環(huán)保；3.要超越傳統(tǒng)工藝的藩籬；4.要超越過去成功的經(jīng)驗(yàn)；5.要超越技術(shù)創(chuàng)新的國內(nèi)化。事實(shí)上，就水處理行業(yè)的發(fā)展，官方的觀點(diǎn)和企業(yè)界、學(xué)術(shù)界在某種程度上趨于一致。

國際污水處理技術(shù)理念和經(jīng)驗(yàn)借鑒

對于這樣的趨勢，國際上有很多先進(jìn)項(xiàng)目可供我們借鑒。以荷蘭的BCFS工藝為例，該工藝提出要反硝化脫氮，在脫氮的基礎(chǔ)上要實(shí)現(xiàn)節(jié)能，并且使用旁路除磷來回收磷資源，再通過厭氧消化實(shí)現(xiàn)能量的回收。該技術(shù)路線被業(yè)內(nèi)譽(yù)為“可持續(xù)發(fā)展的污水處理模式”。除此之外，還有新加坡的NEWater水廠等。我們做了統(tǒng)計，目前全世界有十余座污水處理廠可以達(dá)到能源完全自給。這些國際先進(jìn)污水廠告訴我們，在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)之上，通過相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，污水處理可以達(dá)到很高的水平，即高水質(zhì)、高能源、資源回收。

污水處理模式由目前的集中式向集中與分散相結(jié)合發(fā)展是未來發(fā)展可能的趨勢之一。集中與分散問題專家聶梅生教授認(rèn)為未來應(yīng)用新技術(shù)更傾向于分散式的。新的路線能否在尊重目前我國集中式污水處理系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀的同時，充分考慮可持續(xù)發(fā)展理念在污水處理上對再生水循環(huán)等方面的要求呢？國外曾有一些類似的探討，比利時的 “零廢水ZeroWasteWater系統(tǒng)”強(qiáng)調(diào)了上游分離概念。該概念倡導(dǎo)首先對污水進(jìn)行分離處理，把污水作為綜合資源來對待。結(jié)合我國國情而言，基于“末端分離”的分散污水處理系統(tǒng)或許是更適用于我國的新模式。該路線指污水在管網(wǎng)系統(tǒng)的末端，即在進(jìn)入污水廠時先完成濃縮預(yù)處理后，分別得到富含有機(jī)物的污水濃縮液和低濃度污水，之后再進(jìn)行下一步的資源化利用的污水處理方式。高濃度濃縮液可以進(jìn)行厭氧產(chǎn)沼氣、生物燃料電池等方式回收能量；對于低濃度有機(jī)廢水，可以用膜處理過程獲得高品質(zhì)回用水；濃縮處理后氮、磷元素易于作為植物肥料得到再次利用，最終實(shí)現(xiàn)污水充分的資源化。末端分離污水處理系統(tǒng)的發(fā)展面臨的不僅僅是技術(shù)問題，同時要考慮技術(shù)人員的接受程度，公眾接受程度以及社會管理體系等因素。尋求符合可持續(xù)發(fā)展理念的有效合理污水處理模式還需要不懈地探索努力。

與傳統(tǒng)集中式系統(tǒng)不同，源分離作為顛覆性的變革，采用在源頭對污水進(jìn)行分別的方式收集和處理污水。源分離式收集利于將氮、磷元素進(jìn)行徹底回收，同時緩解污水末端處理過程中產(chǎn)生的運(yùn)輸以及生產(chǎn)化肥產(chǎn)生的能源消耗、污染排放等問題。此外，通過污水處理系統(tǒng)的發(fā)展變革可以看到，通過管網(wǎng)輸送污染物是特定社會技術(shù)背景下的歷史選擇�，F(xiàn)代的管網(wǎng)系統(tǒng)已經(jīng)被證實(shí)為缺乏可持續(xù)性和抗干擾能力的脆弱系統(tǒng)，其帶來的后果往往是對資源的破壞，而非回收利用。源分離處理系統(tǒng)摒棄污水輸運(yùn)管網(wǎng)，以符合清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的源頭減量、循環(huán)利用、全過程控制為原則，實(shí)現(xiàn)最大程度污水能源與資源回收。目前國際上發(fā)展出了幾種源分離的方式：芬蘭采用了干濕分離，荷蘭采用了尿液分離，德國和日本使用沼氣式廁所的方式。我們國家對此也做了一些努力，但收效不佳，最典型的例子是奧運(yùn)村和鄂爾多斯的試點(diǎn)小區(qū)，采用源分離以后沒多久系統(tǒng)就沒有運(yùn)行了。

我國污水處理愿景

目前，我的研究團(tuán)隊也正在進(jìn)行一些相關(guān)研究，我們提出了“三個工廠”的概念，即：水源工廠——污水通過混凝，進(jìn)行膜濃縮COD可達(dá)100以下，可以作為自來水和灌溉用水，如果通過膜的二級濃縮，則可達(dá)深度回用的標(biāo)準(zhǔn)，如果加上消毒等環(huán)節(jié)甚至可以達(dá)到水源工廠的標(biāo)準(zhǔn)；能源工廠——濃縮液進(jìn)行厭氧消化產(chǎn)生沼氣發(fā)電；肥料工廠——沼渣、沼液通過濃縮處理就可以作為肥料加以利用。這套工藝目前正在進(jìn)行中試，所面臨的技術(shù)難度并不大。

綜合來看，世界各國沿著資源回收、能源回收、水回用等主線，發(fā)展出了多種多樣的技術(shù)路線。各種各樣的技術(shù)和工藝紛繁復(fù)雜，業(yè)內(nèi)專家和研究機(jī)構(gòu)也在不斷地探討。正是這些探討、研究和應(yīng)用昭示著世人：我們正處于污水處理工藝變革的前夜，面臨著一些重大的技術(shù)突破，有可能改變我國目前污水處理技術(shù)的基本格局。選擇技術(shù)路線除考慮國家可持續(xù)發(fā)展的要求之外，還必須考慮技術(shù)、管理以及公眾等層面，同時我們需要建立可持續(xù)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系予以支撐。

總而言之，從廢水中去除有機(jī)污染物，并產(chǎn)生能源，以肥料作為最終結(jié)果是世界污水處理行業(yè)最困難的問題，最聰明的想法和最具有挑戰(zhàn)性的事業(yè)。