1 未來污水處理工藝的發(fā)展方向

　　未來城市污水處理工藝將繼續(xù)是已有技術的延伸擴展與新型改進技術的不斷融入。從過去的發(fā)展來看，城市污水處理工藝是不斷改進和升級的，去除對象從有機物發(fā)展到氨氮，再從氨氮發(fā)展到總氮，以及生物除磷的興起，都體現(xiàn)了不同時期已有技術與新技術的不斷融合與集成應用。

　　因此，可以認為，今后的城市污水處理工藝技術發(fā)展仍然離不開歷史的積淀和工程經(jīng)驗，任何新技術都需要逐步融入到已有的系統(tǒng)之中，然后實現(xiàn)進一步的能力提升以及完全的更替。

　　例如，從普通曝氣發(fā)展出生物硝化，由生物硝化提升到A/O脫氮，然后再擴展到 A2/O 除磷脫氮;微孔曝氣的出現(xiàn)，使鼓風曝氣系統(tǒng)生物池污泥濃度完全可以達到氧化溝系統(tǒng)的水平。

　　從當前的國際趨勢和國內(nèi)需求來看，城市污水處理工藝技術的主要發(fā)展方向是穩(wěn)定達標前提下的能源化、資源化和低能耗低物耗的精細化管理控制。例如，通過水質(zhì)的部分或完全恢復，包括反滲透與正滲透技術的應用，達到特定用水功能要求，實現(xiàn)水的回收，供區(qū)域水系統(tǒng)循環(huán)使用或下游界外用戶取用;通過污水與污泥有機物的沼氣化和污水源熱能利用，回收熱能、電能;從污水或污泥中回收有價值的有機物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，以及回收磷、氮、硫等有使用價值的礦物組分。通過已有技術的回歸與不斷完善，新技術和新設備在工程應用層面的重大突破，以及運行管理能力的提升，人員素質(zhì)及技能水平的提高，城市污水處理工藝技術將持續(xù)發(fā)展與不斷升級，呈現(xiàn)多樣化、集成化、智能化、精細化和個性化的特征，在源頭控制與管網(wǎng)功能改進、碳氮分離與污泥高濃度厭氧消化、高品質(zhì)再生水生產(chǎn)與磷酸鹽回收、側(cè)流與主流工藝厭氧氨氧化等方面取得進一步發(fā)展與技術突破，并成為未來城市污水處理系統(tǒng)的核心組成部分。

　　2 未來污水處理廠自控系統(tǒng)的革新

　　現(xiàn)狀是時間與人類智慧的積累，未來是現(xiàn)在的不斷發(fā)展與修正，回顧歷史過程，可以在一定程度上預知未來。活性污泥法誕生百年之際，有人說到了該終止的時候了，有人說還會延續(xù)100年、500年，甚至更長久的時間。曾經(jīng)在丹麥的一個污水處理廠，看到最古老的滴濾池在運行，最新的厭氧氨氧化在建設，老舊泵房運轉(zhuǎn)中，新擴泵站將建成。20世紀70~80年代在德國和奧地利盛行的AB工藝，90年代之后基本沒有新增，但隨著污水能源化利用和厭氧氨氧化技術的發(fā)展，其A段作為碳氮分離的有效方法，現(xiàn)在又出現(xiàn)了回歸的發(fā)展趨勢。

　　1997年，我陪Poul Harremoes教授參觀紀莊子污水處理廠時，他很奇怪地問，你們污水處理廠怎么會種這么多高大的落葉樹木，不怕秋冬季落葉飄落在池子里面嗎?我說，我們有景觀綠化的指標要求，落葉可以人工清理。后來注意到，北歐的污水處理廠特別注意節(jié)省人力，傾向于無人值守的發(fā)展方向，而在德國看到的是員工人數(shù)不低于國內(nèi)的污水處理廠人數(shù)，并且有不少博士和高級技師，此外，大學教授會與某個或若干個污水處理廠建立密切的聯(lián)系和長期合作關系。

　　2009年，參觀美國華盛頓特區(qū)Blue Plain污水處理廠時，曾經(jīng)對他們的工藝流程感到不可思議，首先是20世紀50年代的高負荷活性污泥法去除全部有機物，然后是60年代的氨氮硝化，接著全部依靠外加甲醇的深度反硝化，后續(xù)出水過濾系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)也較原始，當時正在進行自控系統(tǒng)更新?lián)Q代，目前這些工藝系統(tǒng)仍然照舊運行。 發(fā)生的重大變化是，2015年該廠啟動了全球規(guī)模最大的Cambi污泥熱水解和污泥高濃度厭氧消化系統(tǒng)，采用側(cè)流厭氧氨氧化技術，并匯聚歐洲和北美的科技力量，開展了主流工藝厭氧氨氧化技術的工程應用研究。

　　因此，未來的污水處理廠自控系統(tǒng)到底應該有一個怎樣的革新，是不太可能有確定性答案的，不同的人會有不同的想法，不同的地域會有不同的實踐，可以跨越歷史，但不可能切斷聯(lián)系，我們應該鼓勵多樣化的發(fā)展、多樣化的實施模式，融入地域特色元素、考慮歷史文化背景、與人居及自然環(huán)境協(xié)調(diào)，做到能源化、資源化、生態(tài)化、景觀化、智能化和個性化，并成為科學研究與人文環(huán)境教育的基地。同樣，未來的污水處理廠人才需求將是復合型的管理人與經(jīng)理人，全能型的技術支持與服務團隊，技能型的精細化運營團隊，以及公眾認知水平的顯著提高與廣泛參與。