《水十條》的發(fā)布，表征著效果時代的到來，對污水、污泥處理提出了更高的要求。今年是“十二五”規(guī)劃的收官之年，對行業(yè)來講，任務(wù)更加艱巨。這一背景下，如何更好的提高處理水平，也是行業(yè)普遍思考的問題。行業(yè)在關(guān)注市場空間的同時，也在不斷探索技術(shù)的突破。9月11日，2015上海水業(yè)熱點論壇上，同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長、城市污染控制國家工程研究中心主任戴曉虎主要圍繞“國內(nèi)外污水污泥技術(shù)集成”進(jìn)行了分享。并重點分析了目前國際上的研究熱點。

以下為戴曉虎院長的發(fā)言實錄：（根據(jù)現(xiàn)場發(fā)言整理，未經(jīng)本人審閱）

各位好，非常高興有機(jī)會和大家就有關(guān)國內(nèi)外污水污泥技術(shù)集成方面的思考做一個簡單的交流。

我的發(fā)言主要有四個方面：

第一部分，介紹污水污泥處理發(fā)展歷程。

第二部分，污水污泥處理國際熱點問題。

第三部分，關(guān)于我國污水污泥處理的思考。

第四部分，針對以上問題做簡單總結(jié)。

污水污泥處理發(fā)展歷程

從1900年開始到現(xiàn)在，污水處理經(jīng)過了生物過濾系統(tǒng)和污水灌溉階段，到活性污泥階段，經(jīng)過長時間的發(fā)展和完善，到現(xiàn)在的資源回收/持久性有機(jī)物去除技術(shù)。

污水處理的發(fā)展歷程

在污水處理過程中，會有污泥產(chǎn)生。污泥處理也會伴隨污水的生物處理技術(shù)而不斷的進(jìn)步、更新�？梢钥吹剑瑥囊婚_始簡單化的厭氧穩(wěn)定到現(xiàn)在的干化焚燒等等，所以污水、污泥處理應(yīng)該是相伴而行的。

污泥處理處置的發(fā)展歷程

總體歸納污水處理發(fā)展經(jīng)歷了四個階段：

第一階段：污染控制---污水去除有機(jī)物 。主要是為了解決水污染的問題，重點是去除污水當(dāng)中的有機(jī)物。

第二階段：水質(zhì)提標(biāo)--污水脫氮脫磷。80年代后期，提到了水質(zhì)提標(biāo)，也就是污水的脫氮脫磷。

第三階段：提出了健康生態(tài)，也就是持久性的有機(jī)物。

第四階段：更綠色、低碳、健康 。這也是未來的一個發(fā)展反向。

四個發(fā)展階段給行業(yè)的啟示很大。污水當(dāng)中的有機(jī)物去除，這對污水處理貢獻(xiàn)最大。脫氮脫磷，是要根據(jù)不同水體的情況來決定的。包括尼羅河流域還有直接用污水灌溉的。實際上，氮和磷，并不是污染當(dāng)中一定要控制的指標(biāo)。為什么會提出污水的脫氮脫磷？這主要是從歐洲開始的。我個人的理解，這主要是為了提升污水廠的處理水平，提升污水廠的最后出水標(biāo)準(zhǔn)。因為脫氮脫磷之外，還有其它的污染物也會被取出。脫氮脫磷技術(shù)很早就已經(jīng)相對成熟了，在德國推行脫氮脫磷時，因為德國的水費(fèi)是按家家戶戶的用水量來收取的。政府感覺到這樣的壓力，一旦要做脫氮脫磷，很多老百姓可能會問，水排到萊茵河，氮和磷會產(chǎn)生多大的影響？1987年的時候，北海大量海豹死亡，在這樣的推動，德國一刀切要求污水廠脫氮脫磷，但是標(biāo)準(zhǔn)和中國的標(biāo)準(zhǔn)相比還是要寬一些。脫氮脫磷本身，對流動水體來說，我認(rèn)為主要是提升污水的水質(zhì)，和人們的生活水平息息相關(guān)。

第三階段，隨著社會性的發(fā)展，持久性的有機(jī)物越來越多，歐洲現(xiàn)在也在制定相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。將來可能污水處理廠在持久性有機(jī)物方面也會有新的要求。未來，我們的標(biāo)準(zhǔn)還會繼續(xù)提高，綠色、低碳、健康都是未來的發(fā)展方向。 

污泥方面，可以歸納成“四化”。

首先是減量化。減少污泥的重量和體積；其次是穩(wěn)定化。降解污泥中的易腐有機(jī)物質(zhì)；接下是，無害化。通過處理，使其不對環(huán)境造成二次污染，不對人體健康產(chǎn)生危害；現(xiàn)在是資源，回收具有使用價值的物質(zhì)和資源。

污水處理整個歷程，和人們的生活水平提高、老百姓對環(huán)境的要求密切相關(guān)。在這樣的大背景下，當(dāng)然我們也有一系列的技術(shù)變革。

我自己一直很郁悶，在50年代的時候，曾經(jīng)有兩個流派。一個是主張生物處理，還有一個流派主張化學(xué)處理。那時候正好也是污泥膨脹，最后還是生物處理占了主導(dǎo)。如果當(dāng)時污水處理就放在化學(xué)工程中，或許現(xiàn)在的主導(dǎo)工藝會有相應(yīng)的變化。所以，這些都是值得我們深思的。污水處理走到今天為什么會這樣？值得反思。

污水污泥處理國際熱點問題

去年是活性污泥法100周年，比同濟(jì)大學(xué)還年輕。 100年來，消除污染物為主導(dǎo)的理念沒有改變，所以相對來說我們的能耗比較高，效率比較低。相比工業(yè)廢水處理，市政廢水基本沒有什么大的、原創(chuàng)性的技術(shù)突破。所以，我們一直認(rèn)為，污水處理的活性污泥法遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后現(xiàn)有的科技發(fā)展水平�，F(xiàn)在高鐵開得很快了，化學(xué)工業(yè)發(fā)展很快，但是污水處理技術(shù)方面，我覺得滯后于科技發(fā)展的水平和現(xiàn)有的條件。

國際上，現(xiàn)在對污水、污泥處理方面研究的熱點，主要是抓住資源能源短缺問題；提倡全球氣候變化；綠色、低碳、健康 。研究的熱點主要包括，污水深度處理（持久性有機(jī)物）；污染物資源回收利用；高效節(jié)能降耗工藝 。

隨著科技的進(jìn)步，將來的污水可能也是資源。作為資源物質(zhì)，污水中有多大的價值？污水里面主要是碳、氮和磷。碳可以有很多作用，可以制塑料、生物材料等等，實驗室里面都有很好的應(yīng)用。包括氮和磷資源的回收，目前都有相應(yīng)的技術(shù)。

污水源分離，里面的主要物質(zhì)在黃水里，碳的指標(biāo)在黑水里。上世紀(jì)90年代人們試圖把灰水、黃水和黑水分開，通過污水源實現(xiàn)分離，就可以回收當(dāng)中的物質(zhì)。在這方面，國外做了大量的工作，芬蘭、瑞典、德國已做了大量的研究，并在一些小型公共設(shè)施得以推廣。 主要體現(xiàn)在灰水和黑水的分離，對黃水分離有一定的難度。盡管是這樣，我相信將來還是值得去思考的方向。

 好氧顆粒污泥技術(shù)，我國也有很多團(tuán)隊做這樣的工作，新加坡也在做這方面的工作�？傮w來說，如果污泥能夠作為好氧顆粒，可以達(dá)到一定的濃度，二沉池可以縮小。首個工程應(yīng)用DHV公司Nereda®好氧顆粒污泥技術(shù)的污水廠——荷蘭Epe污水廠。 包括在南非也有這樣的工程，我也去看了這個廠，并且和運(yùn)營廠長交流。還是有些問題，但總體來說通過好氧顆粒污泥技術(shù)培養(yǎng)，提高反應(yīng)速度也是一種方向。

荷蘭Epe污水廠

厭氧氨氧化技術(shù)，主要在奧地利Strass污水處理廠的應(yīng)用。

Strass污水處理廠流程圖

A 過去處理手段，用硝化/反硝化處理過程水

B 2004年開始使用厭氧氨氧化技術(shù)（DEMON）處理過程水

C 厭氧氨氧化技術(shù)處理污水

第一階段主要是用在硝化和反硝化處理過程，用在污泥硝化，需要一定的溫度。

同時，在擴(kuò)建的維也納污水處理廠，通過系統(tǒng)優(yōu)化實現(xiàn)污水廠能耗自給自足，這也是目前的熱點。

如果我們要提高污泥的品質(zhì)，通過污泥高溫?zé)崴�解資源高質(zhì)回收技術(shù)。目前世界最大的污泥熱水解項目在華盛頓，準(zhǔn)備建世界最大的厭氧氨氧化項目

磷回收方面，磷相比其它資源是最緊缺的。這方面西方國家也研究了很多，從污泥當(dāng)中回收磷，這是國外的研究熱點。磷回收目前需要全產(chǎn)業(yè)鏈的體系。

我國污水污泥處理思考

發(fā)達(dá)國家上百年的污染途徑在我國改革開放的三十年集中呈現(xiàn)；國際現(xiàn)有水處理技術(shù)無法解決我國復(fù)合污染問題；現(xiàn)有水處理工藝研究本身的突破無法解決水環(huán)境治理問題。

我個人認(rèn)為，中國的污水處理可能還是需要自己的創(chuàng)新來解決。原因很簡單，污染的形態(tài)復(fù)雜，特別是我們的環(huán)境承載率不足�，F(xiàn)有在國外的理念和技術(shù)，要真正實現(xiàn)我國綠水青山，還有一定的難度，所以需要有很好的技術(shù)創(chuàng)新。

技術(shù)創(chuàng)新方面，我國的排放標(biāo)準(zhǔn)和歐盟、美國相比差距較大�，F(xiàn)在污染控制為目標(biāo)，嚴(yán)格出水標(biāo)準(zhǔn)，國外各種工藝路線均有應(yīng)用，擁有一批中國特色的創(chuàng)新技術(shù)，污水大規(guī)模MBR、MSBR、濕地處理、地下污水廠、厭氧氨氧化。污泥：污泥高干脫水、高含固厭氧消化、多級多項厭氧消化、大型好氧堆肥、滾筒發(fā)酵、真空脫水干化、噴霧干化、超臨界/亞臨界、射流干化、污泥微氧/無氧碳化、污泥提取蛋白等。我認(rèn)為，要解決我國的問題，還需要創(chuàng)新技術(shù)的提升。

在我國，從工藝技術(shù)的集成方面，我們也提出污水廠要成為資源回收工廠。在這個大前提下，一方面是污染物要強(qiáng)調(diào)協(xié)同的處理處置，最好能夠?qū)崿F(xiàn)再生水的回用，實現(xiàn)能源就地消納，這是我們追求的目標(biāo)。當(dāng)然，我們面臨的還是各部門的瓶頸問題。從理想狀態(tài)來說，協(xié)同處理是我們可以實現(xiàn)的方向。

結(jié)語

隨著“水十條”的頒布，“污水污泥處理處置”會成為下一輪環(huán)保發(fā)展的熱點之一； 針對我國國情，迫切需要在傳統(tǒng)技術(shù)上集成提升、突破一批原創(chuàng)技術(shù)； 預(yù)計在現(xiàn)有“點”上技術(shù)開發(fā)逐步過渡到“全生命周期的系統(tǒng)解決方案”是未來技術(shù)創(chuàng)新的方向； 面臨氣候變化，能源資源短缺，環(huán)境承載力缺乏等問題，“資源循環(huán)”是未來新技術(shù)創(chuàng)新的重點；巨大的市場需求和科技投入，相信會有一批適合中國國情的 “污水污泥資源化利用新/原創(chuàng)技術(shù)”進(jìn)入市場。

謝謝大家。

 

【第一現(xiàn)場】戴曉虎：對國內(nèi)外污水污泥技術(shù)集成的思考＆國際研究熱點解析