新加坡土地緊缺、資源匱乏，而其所創(chuàng )造出的經(jīng)濟奇跡令世界刮目相看。這其中，新加坡對水的重視是保證其經(jīng)濟可持續發(fā)展的堅實(shí)基礎。每年一度的新加坡國際水周（SIWW）和著(zhù)名的李光耀“水源大獎”吸引著(zhù)全球水資源、水處理專(zhuān)家、學(xué)者共赴盛會(huì )。這就為新加坡再生水發(fā)展計劃提供了得天獨厚的技術(shù)咨詢(xún)與支持條件，使他們（新加坡公用事業(yè)局，PUB）審時(shí)度勢地制定出能源自給自足三階段發(fā)展目標，并根據自身環(huán)境特點(diǎn)和地理優(yōu)勢篩選出適宜技術(shù)。至2030年，新加坡將通過(guò)改造、關(guān)閉、新建再生水廠(chǎng)，與國際同步，以漸進(jìn)方式最終逼近碳中和運行目標。
針對隨著(zhù)污水處理量的增加，污水廠(chǎng)能耗也會(huì )順勢攀升的趨勢，新加坡公用事業(yè)局（PUB）正著(zhù)眼于技術(shù)升級和設備改造，以適應未來(lái)再生水廠(chǎng)的應用需要。PUB制定出3個(gè)關(guān)鍵評價(jià)標準：出水水質(zhì)、能源可持續性、環(huán)境可持續性，用以考察技術(shù)升級和設備改造可否取得預期階段性控制目標?；诖藰藴?，分析相關(guān)污水處理技術(shù)水平和節能降耗效果，已制定出污水處理工藝能源自給率三階段目標：
?、俳谀繕耍?017年）——改造棕色水廠(chǎng)（Brownfield）。
?、诙唐谀繕耍?022年）——關(guān)閉部分棕色水廠(chǎng)，新建綠色水廠(chǎng)（Greenfield）。
?、坶L(cháng)期目標——未來(lái)綠色水廠(chǎng)（Greenfield）。利用目前實(shí)驗室中試技術(shù)（或建議技術(shù)），使能源自給率超過(guò)100%，并降低剩余污泥產(chǎn)量。
1、棕色水廠(chǎng)改造案例（烏魯班丹再生水廠(chǎng)）
棕色水廠(chǎng)改造將在未來(lái)5年內集中進(jìn)行，通過(guò)技術(shù)升級和設備改造去實(shí)現40%的能源自給率計劃目標。目前，新加坡共有4座再生水廠(chǎng)：樟宜、裕廊、克蘭芝及烏魯班丹。其中，裕廊再生水廠(chǎng)和烏魯班丹再生水廠(chǎng)計劃于2022年前關(guān)閉，樟宜再生水廠(chǎng)在技術(shù)升級和設備改造后將繼續運行。
再生水廠(chǎng)改造主要包括基礎設備改造和工藝改造兩部分，其中基礎設備改造主要以提升設備效率、降低能耗為手段，以達節能降耗目標。工藝改造則以增加側流ANAMMOX自養脫氮工藝、MBR及污泥預處理手段為主，以降低能耗。
目前，新加坡計劃改造烏魯班丹再生水廠(chǎng)。烏魯班丹再生水廠(chǎng)1961年開(kāi)始運行，經(jīng)過(guò)擴建和升級改造，目前為新加坡第二大再生水處理廠(chǎng)。為簡(jiǎn)化能耗計算，再生水廠(chǎng)工藝流程全部被視作A/O工藝，如圖1所示。
對比UPWRP水廠(chǎng)與奧地利Strass污水廠(chǎng)總體能量消耗、COD物料平衡，見(jiàn)下表，可以看出UPWRP污水廠(chǎng)COD轉化能耗潛力很大。
烏魯班丹再生水廠(chǎng)改造將從減少能耗，增加產(chǎn)電量入手。具體工藝改造措施包括：對污泥實(shí)施預處理、采用MBR工藝、增加側流ANAMMOX工藝（見(jiàn)圖2）。備升級措施為：采用高效智能化控制、通過(guò)變頻器與進(jìn)口葉輪控制優(yōu)化鼓風(fēng)機效率并應用微孔曝氣；同時(shí)，利用高效沼氣發(fā)電機代替原有雙燃料發(fā)電機，以提高產(chǎn)電量。
2 、新建綠色水廠(chǎng)案例（大士再生水廠(chǎng)設計）
在未來(lái)5~10年中，新加坡PUB將建設能源自給率更高的再生水廠(chǎng)，以達到其設定的短期目標。新建再生水廠(chǎng)工藝選擇主要參考三方面內容：
?、賹⑦M(jìn)水中有機物（COD）先于生物處理工藝截留并轉化為能源（CH4）；
?、跍p少生物處理曝氣的使用量；
?、厶嵘畯S(chǎng)能源產(chǎn)量。新建再生水廠(chǎng)除優(yōu)先采用MBR、側流ANAMMOX、污泥預處理等技術(shù)外，同時(shí)還將考慮采用生物強化吸附預處理（Bio-EPT）、升流式厭氧污泥床（UASB）、短程反硝化（Nitrite-shunt）工藝，并考慮廚余垃圾厭氧共消化技術(shù)（Food waste co digestion），進(jìn)一步提高水廠(chǎng)能源自給率。
目前，新加坡PUB正計劃建造大士再生水廠(chǎng)，將于2016年開(kāi)工新建，并于2022年投入運行，其工藝流程如圖3所示。
3、長(cháng)期目標——未來(lái)綠色水廠(chǎng)
新加坡未來(lái)綠色水廠(chǎng)目標是，2030年后達到能源自給自足、實(shí)現碳中和運行目標。兩個(gè)再生水廠(chǎng)工藝方案目前正在實(shí)驗室中進(jìn)行測試。在長(cháng)期目標中，主流ANAMMOX工藝是最有可能實(shí)現再生水廠(chǎng)能源自給自足的保障工藝。為此，新加坡將加大對這一工藝的研究力度。
4、結語(yǔ)
新加坡在解決水的問(wèn)題上與國際同步，其污水不僅僅是處理而是再生回用的思路也源于國際可持續水處理技術(shù)理念，所采用和將要升級改造的技術(shù)也與國際并齊。雖然新加坡目前再生水廠(chǎng)數量有限，能源、資源回收率還不是很高，但是新加坡PUB已向國際看齊，在能源自給率上已制定出分階段實(shí)施目標和應用技術(shù)，并計劃在2030年后全面實(shí)現其再生水廠(chǎng)能源自給率達100%，達到碳中和運行目標。新加坡PUB的再生水廠(chǎng)發(fā)展思路、技術(shù)路線(xiàn)、預期目標對我國未來(lái)污水處理技術(shù)發(fā)展方向也有一定的思想啟迪。
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