年終盤點 | 2017全球水處理創(chuàng)新趨勢
2018-01-15 點擊 0 作者: 來源:
  本年度的污水處理與污泥處理領(lǐng)域,再生水回用、資源與能源的回收與利用成為年度熱點。雖然可持續(xù)污水處理理念早在20年前便已在歐洲出現(xiàn),但是真正提上各國議程,也不過是近幾年的境況。在全球能源危機、氣候變化和資源緊缺等背景下,污水處理的傳統(tǒng)模式不得不發(fā)生巨大改變,發(fā)展節(jié)能低碳和污水中可用物質(zhì)有效循環(huán)和深度回用的污水處理新模式,受到了國際社會的廣泛關(guān)注。然而,如何認識污水處理模式的環(huán)境可持續(xù)潛力缺乏科學且系統(tǒng)的方法。

  人類社會可持續(xù)發(fā)展對城鎮(zhèn)污水處理存在多目標要求:提高出水水質(zhì),滿足水污染控制和水資源可持續(xù)利用的需要,節(jié)能降耗、控制碳排放,實現(xiàn)低碳污水處理;開發(fā)污水潛能,提高能源自給率,并逐步實現(xiàn)清潔能源凈輸出;回收有機和無機資源,實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。

  在能源消耗方面,美國城鎮(zhèn)污水處理電耗占全社會總電耗的3%,以色列為10%,中國城鎮(zhèn)污水處理電耗已突破100億kWh,約占全社會總電耗的1%。而污水處理廠蘊含巨大潛能,污水處理的潛能是處理污水耗能的10倍。因此,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(qū)部分污水處理廠能源自給率可達到60%以上,甚至完全自給。奧地利Strass城市污水處理廠,采用A/B兩段生物處理法,處理規(guī)模為25000m3/d,1996年就達到能量自給率49%,2006年就達到108%。

  為避免、甚至消除傳統(tǒng)污水處理“以能消能”、“污染轉(zhuǎn)嫁”的弊端,歐美學者本世紀初已提出污水處理應(yīng)向著“碳中和(CarbonNeutrality)”目標方向發(fā)展。應(yīng)對這一挑戰(zhàn),美國計劃到2030年時基本實現(xiàn)污水處理碳中和運行目標。率先提出可持續(xù)污水處理概念的荷蘭等歐洲國家也不甘示弱,為此早已制定了著眼于包括碳中和在內(nèi)的2030年污水處理技術(shù)路線圖。

  目前已有一些以“碳中和”為目標的新型污水生物處理技術(shù)逐漸在國際上得到應(yīng)用,諸如,厭氧氨氧化技術(shù)、好氧顆粒污泥技術(shù)、新型微污染物去除技術(shù)、磷回收技術(shù)、污泥熱水解與厭氧消化技術(shù)、極限去除營養(yǎng)物技術(shù)、再生水回用技術(shù)等,都是圍繞可持續(xù)污水處理理念發(fā)展出來的新型技術(shù),這些技術(shù)基本代表了污水處理技術(shù)領(lǐng)域的未來主要發(fā)展方向。

  除此之外,轉(zhuǎn)變觀念的步伐應(yīng)當盡快落實于行動。

  在過去,水與能源經(jīng)常被分開管理,但是在“未來城市”,整個水循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)采用可持續(xù)性管理方式,限制能源消耗的同時最大程度地回收能源。在水處理系統(tǒng)的末端環(huán)節(jié),污水處理過程優(yōu)化能源回收和水回用。污水不僅應(yīng)被看作是一種實現(xiàn)再利用的潛在的替代性水資源,還應(yīng)被視為是一種富含營養(yǎng)物質(zhì)和有機成分的潛在的能源來源。

  在傳統(tǒng)污水處理觀念下,處理后的再生水被視為“主”產(chǎn)品,而在可持續(xù)污水處理理念下再生水實際上變成了“副”產(chǎn)品,因為將主產(chǎn)品磷回收與碳中和完成后,污水隨之得到凈化,這與傳統(tǒng)目標異曲同工。減量化-穩(wěn)定化-無害化-能源化是傳統(tǒng)污泥處理/處置的四項基本原則與順序。在以強調(diào)碳中和運行的時代,這個四項基本原則并沒有改變,只是順序顛倒,以能源化作為核心。

  事實上,只要能將剩余污泥最大程度地轉(zhuǎn)化為能源,減量化、穩(wěn)定化、無害化也隨之實現(xiàn)。可見,可持續(xù)污水處理理念的核心并不是研發(fā)“高大上”的技術(shù),而是對傳統(tǒng)觀念的否定與轉(zhuǎn)變。其實,大多數(shù)傳統(tǒng)工藝在可持續(xù)理念下依然可以發(fā)揮它們的有效作用,即使在荷蘭也沒有一座全新NEWs理念下平地而起的污水處理廠,大多數(shù)既有污水處理廠一般都是根據(jù)現(xiàn)存工藝因地制宜地按NEWs目標逐漸完成升級改造。目前荷蘭正在實施的一些案例包括回收生物塑料、回收磷;Apeldoorn污水廠能量自給、Raalte污水廠回收污水中的熱能、Tilburg污水廠沼氣提純后外供、Kaatsheuve污水廠出水做公園景觀、Terneuzen污水廠采用膜過濾后供陶氏化學工業(yè)應(yīng)用、Harnaspolder污水廠出水用作灌溉。

  所以,未來污水處理的基本變化是實現(xiàn)向資源、能源、水回收的轉(zhuǎn)變,與此同時尋求降低費用的方式,并且在這個過程中要靈活可行。

來源:中國水網(wǎng)     作者:中國水網(wǎng)