隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，國(guó)民享受現(xiàn)代城市一切城市化成果的同時(shí)也面臨著急速增長(zhǎng)的城市化問(wèn)題，如城市污水。污水處理的需求是伴隨著城市的誕生而產(chǎn)生的，城市化規(guī)模不斷擴(kuò)大令城市污水問(wèn)題日益嚴(yán)重，國(guó)民對(duì)環(huán)境問(wèn)題和自身健康的關(guān)注度越來(lái)越高，水健康也成為焦點(diǎn)，所以做好城市污水處理工作就成了重中之重。

 

一、污水處理發(fā)展歷史

 

城鎮(zhèn)最初形成時(shí)，城市人口及產(chǎn)生的城市污水較少，城市污水都是直接排放到河道中，利用河水的自潔能力處理污水。后來(lái)考慮到城市的美觀問(wèn)題，就建立了簡(jiǎn)單的污水收集系統(tǒng)，將污水都收集起來(lái)集中進(jìn)行排放，這時(shí)還是利用河水的自潔能力。但是到了工業(yè)文明時(shí)代，污水不僅包括生活污水還有工業(yè)污水，城市污水?dāng)?shù)量越來(lái)越多，污水成分也日趨復(fù)雜，河水自潔能力已經(jīng)不能處理這些。進(jìn)而導(dǎo)致水源被污染，污染的飲用水又印發(fā)了嚴(yán)重的疾病，此時(shí)人類(lèi)認(rèn)識(shí)到必須要要對(duì)污水進(jìn)行處理，這就促使了污水處理技術(shù)的誕生。污水處理技術(shù)發(fā)展可謂步履艱難，從剛開(kāi)始的一級(jí)污水處理階段發(fā)展到目前的三級(jí)污水處理階段，從剛開(kāi)始簡(jiǎn)單的消毒沉淀，到后來(lái)的去除有機(jī)物，除磷脫氮,再到后來(lái)的中水回用。

 

一級(jí)污水處理階段

 

早期的污水處理方式較為簡(jiǎn)單,一般采用明礬,石灰等進(jìn)行沉淀,或者采用漂白粉消毒。在我國(guó)，明代晚期已有污水處理設(shè)備出現(xiàn)，我國(guó)的生活污水大多排到農(nóng)田作為灌溉用處。直到1762年，英國(guó)才剛開(kāi)始使用石灰和金屬鹽類(lèi)等方式進(jìn)行污水處理。

 

二級(jí)污水處理階段

 

1881年，法國(guó)科學(xué)家發(fā)明了第一座生物反應(yīng)器，也是第一座厭氧生物處理池—moris池，拉開(kāi)了生物法處理污水的序幕。1893年，第一座生物濾池在英國(guó)wales投入使用，并迅速在歐洲北美等國(guó)家推廣。這就是大家廣為熟知的生物膜法，生物膜法重點(diǎn)是處理污水中的有機(jī)物，除此之外還有活性污泥法。脫氮除磷污水處理工藝有脫氮工藝、除磷工藝、a2o工藝、氧化溝工藝、兩段法工藝、sbr工藝、anammox-sharon 組合工藝。

 

三級(jí)污水處理階段

 

近年，污染加劇和水資源短缺讓人類(lèi)對(duì)水質(zhì)提出了更高的要求，污水深度處理與回用技術(shù)興起。比較有代表性的技術(shù)工藝有生物膜新技術(shù)、接觸氧化法、生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤(pán)、膜處理技術(shù)、膜生物反應(yīng)器等。

 

2014年1月7日，中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員曲久輝等6位專(zhuān)家曾提出“建設(shè)面向未來(lái)的中國(guó)污水處理概念廠”的目標(biāo)。“新概念”污水處理廠的提法在業(yè)界引起了不小的震動(dòng)，城市污水處理廠正由單純污染物削減，轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉垂S、水源工廠、肥料工廠等，進(jìn)一步將發(fā)展成為城市與鄉(xiāng)村全方位融合和互利共生的新型環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施，該項(xiàng)目將于今年年中建成，如能持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)，將為中國(guó)污水處理行業(yè)綠色低碳發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)帶來(lái)深遠(yuǎn)影響。專(zhuān)家們希望中國(guó)的污水處理，能像中國(guó)的高鐵一樣，在國(guó)際上快速實(shí)現(xiàn)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的轉(zhuǎn)變。

 

宜興城市污水資源概念廠

二、污水處理行業(yè)前景

 

2020年9月第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上，習(xí)近平主席宣布，我國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。污水處理行業(yè)能耗雖然沒(méi)有發(fā)電、鋼鐵、化工等行業(yè)那么高，但總能耗占比并不小，傳統(tǒng)污水處理模式本質(zhì)是以能耗換水質(zhì)。為了減少水污染，我們使用大量電能，間接產(chǎn)生大量二氧化碳排放，對(duì)全球生態(tài)環(huán)境造成負(fù)面影響。因此，為了減少碳排放，降低污水處理能耗和物耗是行業(yè)升級(jí)的必然目標(biāo)。目前，世界上已有多個(gè)國(guó)家發(fā)布污水廠碳中和技術(shù)路線圖，美國(guó)提出2030年所有污水處理廠都要實(shí)現(xiàn)碳中和。

 

烏魯班丹再生水廠計(jì)劃改造

希博伊根(sheboygan)污水處理廠工藝流程

 

污水處理行業(yè)如何實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展呢？整理國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，我們覺(jué)得可以從以下幾個(gè)方面入手：

 

①優(yōu)化工藝回收有機(jī)物能量。通過(guò)增加耗用能源途徑，從根本上解決綠色低碳發(fā)展問(wèn)題。優(yōu)化污水處理工藝，回收有機(jī)物能量，利用沼氣熱聯(lián)發(fā)電，可實(shí)現(xiàn)碳中和。

 

②優(yōu)化原料投入環(huán)節(jié)。污水處理工藝多樣，但本質(zhì)是通過(guò)生化反應(yīng)來(lái)去除水中污染物。目前，市場(chǎng)上主要有兩種方式。第一種，加藥系統(tǒng)由常用的變頻計(jì)量泵升級(jí)為數(shù)字泵，加藥量有不同程度減少。第二種，對(duì)加藥設(shè)備進(jìn)行智能化精準(zhǔn)化控制。

 

③優(yōu)化排水管網(wǎng)輸水性能。污水管網(wǎng)大規(guī)模鋪設(shè)及長(zhǎng)距離輸送需要大量能耗維持運(yùn)行及維護(hù)，優(yōu)化官網(wǎng)性能主要包括漏損點(diǎn)勘測(cè)、定位、維修和潛在漏損風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)防。

 

④排水泵站節(jié)能降耗。排水泵站采用智能化運(yùn)營(yíng)模式，能有效降低能耗。目前主要有老舊排水泵站升級(jí)采用變頻技術(shù)和新建項(xiàng)目采用數(shù)字泵等新型設(shè)備設(shè)施。

 

污水處理行業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展是一項(xiàng)長(zhǎng)期的系統(tǒng)性工程，在行業(yè)發(fā)展過(guò)程中，需要政府相關(guān)部門(mén)和企業(yè)全面升級(jí)管理運(yùn)營(yíng)模式，從管理驅(qū)動(dòng)升級(jí)為數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，構(gòu)建全新的數(shù)字化管理新模式，實(shí)現(xiàn)整個(gè)運(yùn)營(yíng)模式的智慧化升級(jí)。

 

來(lái)源：世環(huán)會(huì)【國(guó)際環(huán)保展】