“請問(wèn)如果要實(shí)現污水處理概念廠(chǎng)的理念，要突破的核心技術(shù)是什么？難點(diǎn)是什么？如何突破？有沒(méi)有時(shí)間表？請問(wèn)污水處理概念廠(chǎng)的單位投資、運行費用大概是多少……”
在2014（第十二屆）水務(wù)戰略論壇上，許多參會(huì )者紛紛向中國工程院院士、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員曲久輝提問(wèn)。
在年初，包括他在內的6位環(huán)境領(lǐng)域專(zhuān)家共同發(fā)起成立中國城市污水處理概念廠(chǎng)專(zhuān)家委員會(huì )，呼吁各界共同參與建設面向未來(lái)的污水處理概念廠(chǎng)。
本屆論壇上，曲久輝詳細介紹了我國污水處理概念廠(chǎng)的建設理念、發(fā)展趨勢、需要的核心技術(shù)等。他表示，需要用新概念引導中國乃至全球污水處理的步伐，帶動(dòng)污水處理向新的趨勢、新的技術(shù)、新的理念方向發(fā)展。
污水處理急需新路
不是簡(jiǎn)單地去除污染物，更應該在節能、資源回收、環(huán)境友好方向上發(fā)展
“100年來(lái)傳統的活性污泥法對解決污水處理問(wèn)題發(fā)揮了重要作用?，F在我們需要反思，污水處理需要一條什么樣的新路？”曲久輝說(shuō)。
曲久輝表示，傳統的A2O法（厭氧—缺氧—好氧法）、氧化溝法或者SBR法（序批式活性污泥法）在污水處理上發(fā)揮了重要作用。同時(shí)，一些新技術(shù)比如雙膜法、源分離技術(shù)、厭氧氨氧化技術(shù)等都在概念上和工藝上對傳統的活性污泥法提出了挑戰。“污水處理不是簡(jiǎn)單地去除污染物，更應該在節能、資源回收、環(huán)境友好的方向上進(jìn)行新的革命性發(fā)展。”
曲久輝以美國和新加坡的污水處理廠(chǎng)為例進(jìn)行了說(shuō)明。上世紀60年代，美國提出具有超前思維的“21世紀水廠(chǎng)”概念，將污水處理標準提升至飲用水級別，對行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠影響；新加坡開(kāi)發(fā)了“New water”工藝，通過(guò)傳統的生物處理加雙膜法，實(shí)現了從污水到飲用水的深度回用，帶動(dòng)了新加坡水業(yè)的跨躍式發(fā)展，使其一躍成為世界性水務(wù)中心。
污水處理概念廠(chǎng)有何不同？
更強調對污染物的削減作用，同時(shí)統籌考慮資源回收、能量轉化、有害有毒污染物去除
我國的污水處理概念廠(chǎng)有何不同？對此，曲久輝解釋說(shuō)，在我國污染問(wèn)題更加復雜、污染物種類(lèi)不斷增加、水環(huán)境質(zhì)量要求不斷提高的現狀下，我們的污水處理概念廠(chǎng)應該更強調對污染物的削減作用。
“污水中的污染物是非常復雜的，實(shí)現對更多污染物的去除，這是對工藝的新要求。我國現在僅僅考慮水質(zhì)達標問(wèn)題。達標并不意味著(zhù)出水水質(zhì)或者進(jìn)入受納水體的水質(zhì)就是生態(tài)安全的。”他說(shuō)。
污水處理概念廠(chǎng)追求的是健康的水質(zhì)。那么，什么是健康的水質(zhì)？如何達到這一要求？曲久輝說(shuō)，就是污水處理要把資源回收、能量轉化、有害有毒污染物去除進(jìn)行統籌考慮。
“污水中潛在的能量是處理它所需要能量的10倍，如果能將這些潛在能量加以利用，市場(chǎng)前景將十分巨大。轉向新的理念，使物質(zhì)能夠資源化、能源能夠自給，這是污水處理發(fā)展的必由之路。”曲久輝說(shuō)。
他也通過(guò)案例和數據介紹了這方面的情況，美國城鎮污水處理電耗占全社會(huì )總電耗的3%，以色列為10%，中國城鎮污水處理電耗已突破100億kWh。全球每日產(chǎn)生的污水潛能相當于1億噸標準燃油的能量。一些地區部分污水處理廠(chǎng)能源自給率可達到 60%以上，甚至完全自給。
據他介紹，奧地利Strass城市污水處理廠(chǎng)，采用A/B兩段生物處理法，處理規模為25000m3/d，1996年就達到能量自給率49%，2006年就達到108%。“也就是說(shuō)除滿(mǎn)足自給使用外還有剩余。”
從國際經(jīng)驗來(lái)看，中國是世界上唯一一個(gè)10年內污水處理量翻番的大國。10年后我國的污水處理量將與美國污水處理能力相當。如果達到同樣的處理量和現有水質(zhì)的話(huà)，使用的電能又將是多少？如此巨大的電能消耗將給環(huán)境、資源造成巨大的負擔。“實(shí)現能量、水、營(yíng)養物回收可以構成三位一體的發(fā)展模式，這樣可以回收和節省大量能源和資源。”曲久輝說(shuō)。
概念廠(chǎng)能實(shí)現四個(gè)追求嗎？
水資源、物質(zhì)循環(huán)利用，提高能源自給率，實(shí)現環(huán)境友好已具備相關(guān)技術(shù)條件
曲久輝表示，建設好中國污水處理概念廠(chǎng)，提高我國污水處理技術(shù)水平和管理水平，已經(jīng)具備了相應的人力、經(jīng)驗、技術(shù)條件。
據他介紹，中國的污水處理概念廠(chǎng)有4方面的追求，即追求水資源可持續循環(huán)利用、追求提高能源自給率、追求物質(zhì)合理循環(huán)、追求環(huán)境友好。而這4個(gè)追求也影響到概念廠(chǎng)核心技術(shù)的應用。
“污水處理概念廠(chǎng)要追求水資源可持續利用。在利用水資源時(shí)，水質(zhì)標準是一個(gè)特別重要的問(wèn)題。”曲久輝透露，他們正在研究建立一套可持續的水質(zhì)指標體系。
他表示，制定指標體系的基本原則是滿(mǎn)足水環(huán)境保護需求和實(shí)現水資源的循環(huán)利用。目標是在未來(lái)20年~30年，能夠帶動(dòng)和指導我國污水處理的標準制定。“這就需要把水質(zhì)指標與經(jīng)濟指標、技術(shù)指標進(jìn)行系統考慮。但有兩個(gè)原則需要堅持，一是處理后的水一定是生態(tài)友好的。二是污水中有機碳的能源化和磷、氮等物質(zhì)的資源化也要與水質(zhì)指標的制定統籌考慮。”
曲久輝表示，污水處理概念廠(chǎng)的第二個(gè)追求就是提高能源自給率，實(shí)現能源完全自給，這在技術(shù)上已經(jīng)完全具備條件。
他說(shuō)，污水處理概念廠(chǎng)要合理利用有機物富含的碳源，建立新工藝、新技術(shù)、新裝備以及創(chuàng )新運營(yíng)方式來(lái)實(shí)現能源自給。“通過(guò)粗略估算，希望能夠為全社會(huì )節約1%的能源。”
此外，概念廠(chǎng)還要追求物質(zhì)的合理循環(huán)，污泥的無(wú)害化、資源化，對氮、磷、硫等有用物質(zhì)進(jìn)行有效回收。同時(shí)，降低外部化學(xué)品的消耗。
曲久輝強調，污水處理概念廠(chǎng)將追求環(huán)境友好。即做到排出物對生態(tài)環(huán)境安全，融入周邊社會(huì )，不影響周邊土地的使用功能并向污水經(jīng)處理后成為飲用水補充水源的方向發(fā)展。“可以嘗試將沒(méi)有異味兒、不影響居民健康的概念廠(chǎng)建到社區，使之成為公眾的娛樂(lè )場(chǎng)所。”曲久輝說(shuō)。
技術(shù)及建設運行有何特點(diǎn)？
重視智能化、資源回收與能源自給，建設費用較一般污水處理廠(chǎng)高，但運營(yíng)費用有可能降低
哪些技術(shù)在污水處理概念廠(chǎng)的建設中是核心技術(shù)？曲久輝表示，概念廠(chǎng)的建設應該是系統集成，是概念、技術(shù)、管理、運行、控制的集成，因此，智能化在概念廠(chǎng)的建設過(guò)程中尤為重要。同時(shí)，能量轉化、資源回收和水質(zhì)保障技術(shù)將是概念廠(chǎng)建設的核心技術(shù)。
從能量轉化來(lái)講，國外有現成的技術(shù)，例如奧地利的Stress水廠(chǎng)已經(jīng)可以實(shí)現。但如何找到適合中國的技術(shù)呢？曲久輝認為需要滿(mǎn)足兩方面要求：一是能夠最大程度的降低能耗，二是能把水中的有機物高效地轉變成能源，尤其是碳源問(wèn)題。
在水質(zhì)保障技術(shù)上，曲久輝表示，當前我國執行的標準是一級A、一級B等，若要建成生態(tài)健康、社區友好的污水處理廠(chǎng)，還要有兩個(gè)要求，一是如何做到在線(xiàn)監測和對水質(zhì)毒性的預警，二是在現有工藝基礎上如何保證出水水質(zhì)沒(méi)有毒性。同時(shí)，在污水處理過(guò)程中實(shí)現磷、氮等有機質(zhì)資源的回收也尤為重要。
針對大家普遍關(guān)注的概念廠(chǎng)建設費用和運行費用問(wèn)題，曲久輝透露，如果設定在面向未來(lái)20年，概念廠(chǎng)的建設費用應該至少是現在一般污水處理廠(chǎng)的1.5倍左右。如果能做到能源自給、運行控制能耗良好，則運行費用一定會(huì )低于現在的污水處理廠(chǎng)。
他表示，概念廠(chǎng)在商業(yè)模式上也會(huì )有所創(chuàng )新。“我們并不希望采用社會(huì )常規的競爭方式來(lái)建設概念廠(chǎng)。概念廠(chǎng)運行后也不會(huì )完全適用BOT（建設—經(jīng)營(yíng)—移交）、BT（建設—移交）的模式。因為概念廠(chǎng)需要逐漸發(fā)展、完善，因此，商業(yè)模式也要有所創(chuàng )新。”
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