王洪臣：关于污水处理概念厂工艺路线的思考

本文是结合概念厂具体工作当中的一些体会，尤其是技术路线选择方面，跟大家分享。...

以下结合概念厂具体工作当中的一些体会，尤其是技术路线选择方面，跟大家分享一下。



第一，我们觉得工艺路线应该瞄准未来社会对污水处理行业的要求；

第二，工艺路线应该体现出未来污水处理技术的发展趋势；

第三，工艺路线不必追求尽善尽美或陷于极端概念。

我们说概念厂是面向 2030、2040 年的，面向二十年以后的，这就得先研究二十年以后的社会是什么情况，二十年以后的社会对污水处理的要求是什么。

我们做了一系列研究后得出未来的社会必须面对许多挑战：第一个，与我们相关的挑战是缺水；第二，能源短缺；第三是资源匮乏；第四是邻避。 这些问题我们必须面对。未来社会缺水

缺水要求我们污水处理行业必须满足水资源可持 续循环利用的需要。水的总量可能并没 有减少，但用的越来越多。另外，气侯 变化越来越明显，导致极端天气事件越 来越多，可利用的水越来越少。缺水要 求我们污水处理行业必须为实现水资源 的可持续循环利用提供一个基础。社会越来越缺能源

这就要求污水处理首先得自己的能耗越来越低，其次，还要利用污水中的能源和能 量进行开发利用。我国是第一能耗大国， 能耗非常大，在国家的能源战略中，给 污水处理行业留了多少能源呢？没有太 多的规划。发达国家数据表明，污水处理行业虽然小，但却占了全社会总电耗的 1% 左右，美国是1%，日本是 0.9%， 德国也接近 1%。因此，对于一个成熟发达的社会，我们可以说污水处理行业要占全社会总耗电量的 1%，这是一个不变的概念。这就要求未来的污水处理 行业尽量提高产耗比，尽量实现产耗的平衡。资源匮乏

这个要说起来概念比较多，我们有机资源越来越匮乏， 无机资源也越来越匮乏，最典型的就是 磷，我们看到全世界 57% 的无机磷竟 然贮存在摩洛哥这样一个很小的国家， 我们中国很缺，日本非常缺，欧洲也非 常缺，北美可能不太缺，各地的情况不 完全一样。我们的土壤板结问题越来越 严重，需要增加有机质，磷也越来越少。 国际上的统计，污水处理磷循环通量， 占了全社会总磷循环通量的 34%，所 以说磷必须高效地循环起来。邻避

这个现象我们自己的体会比较深，未来社会一定要求污水处理厂不要起负的作用，必须融入到周围的社会环境，利用自己在水、能、景观方面的优势，发挥正能量。追求

综合起来我总结，未来污水处理 要有四个追求：追求水质的可持续性， 追求能源的最大回收、资源的高效循环 利用、环境和谐友好。

一

出水水质的可持续性分析

第一，水质应该满足水生态健康的要求、公众健康的要求。第二，应 恢复水资源基本功能，满足使用要求， 实现水资源可持续的循环利用。第三，工业污染物要自己处理掉，不得排入生活系统，而生活中产生的污染物必 须由未来的市政污水处理厂处理掉。

二

膜过滤技术的应用

对于膜过滤技术的应用，我个人认为未来的概念厂的工艺选择，离不开膜分离技术，因为这个技术可以使水变得清澈，感官指标改善的程度比较高。感官指标一改善，水的可循环利用的程度就高了。不只是人需要看着水越清澈越好，即便是水当中的鱼 类，也需要一个清澈的水质，无论从人体健康的需要，到水生态的需要， 都需要有一个清澈的水质，所以我们说膜过滤技术是概念厂不可回避的。

三

高级氧化技术的应用

以臭氧为主的高级氧化的技术， 刚才我们说了， 我们 生活当中 PPCP，包括 EDC、药物和化妆品等 一系列新兴污染物，不能让它们进入水的循环中，需要用高级氧化技术将其摧毁。

四

高效节能降耗技术装备

现在，大量的节能降耗技术装备的应用力度不够。高级曝气控制、最佳回流比控制等技术方面，与西方的 差距还是比较大的。

五

低能耗新工艺

我们关注的低能耗新工艺，即可持续性新工艺，门类比较多，体系较大， 现在热议的主要是主流厌氧氨氧化技 术，属于工艺原始创新。总体的技术状态，侧流厌氧氨氧化技术已经成熟， 国际上已经进入到了设计及运行优化 阶段，说明这个技术基本已经成熟。 主流厌氧氨氧化技术还在实验室内， 没走向生产实践。学术界的大部分意见认为，主流厌氧氨氧化没有问题了， 克服了低浓度和低温，但是一进入中试就有问题，还没有一个稳定成功的中试的案例。目前这个技术什么时候 突破，观点不一样。我个人认为，一个技术，当实验室的开发证明这种现象是客观存在的，实验室阶段的研究 就已经基本完成了，再接下来的开发 一定要有工业界的参与。一个技术如果只停留在实验室阶段，就很难突破。 遗憾的是，国内只有几个高校学术团队在做，还没有企业参与其中。

六

污水化能开发技术

污水的能源化，污水化能的开发技术，我们有非常多的技术，相信在座同行都比较清楚。

七

污水水源热泵技术

污水水源热泵，可开发污水中蕴 含 的 热 能， 消 耗 1 Kwh 电， 可 输 出45Kwh ～ 5Kwh 的 热 量， 这 些 热 量 可用于加热污泥水解酸化、污泥厌氧 消化、侧流厌氧氨氧化、建筑供热与 制冷。

八

碳资源循环技术

碳资源的循环技术，人类已经实 现上百年了，但是实现的力度不高， 效率不高，比如有机物往有机质发展， 我们土地需要什么，不是简单的有机 质，是腐殖质，我们必须还有一个环 节衔接起来。总而言之，把有机碳的 资源，更高效合理的和土地循环起来， 需要做的工作很多。

九

磷资源循环技术

35.9% 的磷以鸟粪石（MAP） 成为高效磷肥，39.8% 的磷随腐殖质 进入土地。

十

以水、能、肥为核心的城市 生态综合体构建技术

我们要说一个特殊的技术，以水、 能量、肥为核心的城市生态综合体的 构建技术。要降低噪声，要除臭，要 把这些技术进行有效集成，形成以水、 能、肥为核心的城市生态综合体系。

实践中，工艺路线不必追求尽善 尽美或陷于极端概念，我们既然做面向 二十年以后的工作，不一定现在每一步 都严格按照三十年以后做。我们应该怎 么做呢？在北京概念厂的技术路线选择中我们提出立足现在，面向未来，实现不同阶段工艺的无缝切换。我们开始做 的每一步对未来提出社会的需求变化和 未来技术的发展都要留下足够的空间， 现在全国一些污水处理厂周围的占地 小，被居民包围，我们缺乏长远的规划。 再一个，概念厂经过一年多的努力，我 个人认为社会效应已经比较大了。一个 明显的体会：大概七、八年前，国家提 出来污水处理厂可研编制必须要有节能降耗篇，很多报告的节能降耗篇是虚的， 最近这一两年发现很多比较有规模的污 水处理厂可研报告的节能降耗是实的，是在想方设法降低能耗。因此，不管概念厂未来面临什么样的困难，我们的理念已经得到了一定的传播。



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