建一個水廠、用一種技術,使得污水變成凈水,其他廢物也變廢為寶?這一愿景正漸行漸近!
由中國工程院院士曲久輝等領銜的專家委員會,攜手產學研界一批有識之士,反復論證、協力攻關,放言用5年左右時間在“環保之鄉”宜興市建成全國首座面向未來的污水處理概念廠,為全國污水處理行業樹立標桿。10月24日,這個概念廠創意在宜興2014中國環保技術與產業發展推進會上曝光。
“概念廠的基本思路是由污染物削減基本功能向綜合利用轉變,有可持續的水質,實現能源自給,做到物質循環,包括提供肥料等,最終與城市環境相融合。”曲久輝說。
“污水完全可以由廢物變為資源”,中國科技大學教授俞漢青介紹,進入污泥的有機碳大概是30%,磷占90%,還有氮等。有了技術支撐,就可以資源化處理、實現能源轉化利用。
去年,我國廢污水排放總量已達825億噸。截至去年底,我國有城市污水處理廠1780座,日處理污水1.49億立方米,不過污水處理領域的制約甚至問題也相當明顯。
領域分布不均衡。市政污水處理率已接近90%,農村僅為8%。全國雖有工業污水處理項目5000多個,卻是1/3無法運行,1/3處理不達標。
工藝技術落后。宜興環科園管委會主任朱旭峰舉例,我國污水處理廠大量采用延時曝氣等工藝,因為耗能高導致“減排了污染物,增排了溫室氣體”。
污水處理“重水輕泥”。“國外沒有污泥處理設施污水處理廠根本不批,我國最初建了一批有污泥處理設施的廠子,現已幾乎全軍覆沒,僅存的幾家也大多不運作。”中國城鎮供排水協會排水專業委員會主任楊向平介紹說。
社會認同度不高。俞漢青舉例,他們做過嘗試,把污水中的有機碳變成很不錯的塑料,最后加工成一百多個調羹,贈送給朋友并告知用污水做成時,沒有一個人肯用。
成本較高。從污泥中提取氮做肥料,成本遠高于氮肥生產。還要消耗很多能量,甚至使用對環境有害的溶劑等。
歐洲的污水處理從技術到理念都較為先進。江蘇省(宜興)環保產業技術研究院總工程師陳珺說,荷蘭是歐洲污水處理領先者,其2030年路線圖中有個“NEWS概念”,即污水處理廠要成為肥料工廠、能源工廠和水源工廠,將挖掘每一個機遇,包括資源機遇即氮磷回收,能源機遇把污水處理廠變成能量工廠,水源機遇將污水處理廠回歸到景觀等。丹麥Ejby Molle污水廠日處理規模5萬噸,采用污泥熱水解技術、營養物回收、除臭技術等,能源100%自給。
即便如此,歐洲的污水處理未必盡善盡美。陳珺舉了高溫高壓下的污泥熱水解技術例子,優點是能滅殺病原菌,減少占地,提高沼氣產量,同時卻技術復雜,運行人員素質要求高,投資比較大。
相比歐洲污水處理廠的單項領先,宜興的未來污水處理概念廠,不僅技術升級,還將集其大成。
“概念廠不同于現有城市污水處理,不是把磷變成磷酸鹽,而是要變被動的污染減幅處理為開發新的工藝、技術、方法和設備。”俞漢青表示,概念廠的資源化處理,促進能源轉化;回收磷等礦物質,特別是確保污水處理廠正常運行。技術操作之一是把污水中的碳回收成甲烷,用礦物質回收氮磷以及少量油。
楊向平說,“圍繞提供產品、降低能耗、減少化石藥品投加、綠色觀光舒適四個功能,概念廠將按低碳綠色標準建設。在一些重大單位技術和組合技術上有所突破。”同時積極爭取全社會支持,比如,污泥厭氧消化雖然因生成甲烷減量20%,但最終還要生產污泥,不能因為被嚴禁用作耕地而沒有歸宿。
中國市政工程華北設計總院總工程師鄭興燦表示,概念廠要有系統觀念,比如排水系統對降雨應通盤考慮,大暴雨時重點解決內澇問題,大雨考慮雨水利用,中雨考慮面源污染,小雨進行簡單的污水管理。排水系統還要與整個地表管理、垃圾管理等城市綜合管理統籌呼應。
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