【我心中的“概念厂”】王洪臣:污水处理——中国概念

中国城市污水处理概念厂专家委员第二次会议的主题是“我心中的概念厂”,针对这个开放性课题,委员会的6位成员都进行了为期一个月的认真思考,亲自制作PPT,并在会上作了细致的讲解,不夸张的说,这是一场基于学识与智慧,富有热情和梦想的精彩呈现。在会上,委员会成员、中国人民大学环境学院副院长王洪臣教授,根据他丰富的实践、科研经历,从水质,能源和资源角度出发,将百年的回顾和对未来的展望汇于一体,讲述了他心目的中国污水处理概念厂及其三个发展阶段。经委员会许可及王洪臣老师个人同意,我们在此发表部分演讲内容。

污水处理厂的国际概念分为两个部分,一个是大家所熟知的单纯以水资源再生为主线的概念。这个概念涉及内容较多,其中具有代表性的是美国的“二十一世纪水厂”、新加坡的“NEWater”以及日本的“中水道”。

另一个概念,以实现资源的全面循环为主线。最近一年,美国水环境协会(WEF)提出了一个新的概念–可持续污水处理厂,实现资源的循环利用。WEF将其总结为“NEW”–营养(Nutrient)、能源(Energy)、水资源(Water),并就此提出声明,未来的污水处理厂应该是可以开发能源,实现水资源循环利用,能够开发有机质,回收氮磷等无机盐。

我们提出的中国概念是“Tomorrow WWTP”即未来的污水处理厂,总体来说就是能源完全自给(Energy)、资源彻底循环(Nutrients)、包括水(Water)、有机质(Organic)、营养物(Matter),可以简称为“WOMEN”,这关系着人类的能源、水资源、关系着人类的未来。

这个概念可以有三个阶段性的版本,第一个阶段是“BEST”–“Wastewater Best treatment Plant”最佳污水处理厂(WWBP),核心理念就是以集成现有的最佳技术为主。那么,什么是最佳呢?就是最佳的工艺和设备、最佳运行与管理从而产生出最佳水质与效益。水质是最本质的东西,但还不是最终的目的。概念水厂最终是要提高处理标准、提高能效物效、开发污水当中的潜能。这个版本是应基于未来五年之内建成的现状提出的。

“BEST”还有其深层次的含义,就是“Brilliant”(卓越)–卓越的处理工艺、卓越的机电设备和卓越的控制策略,“Ecological”(生态)–与人居环境相融合、与自然环境相融合及与城市生态相融合,一个污水处理厂一定要有利于改善一个地区的生态环境,如增加湿度等,这是原来的设计中所欠缺的,再一个就是“Sustainable“(可持续)–也是WEF的观点,即能量自给、有机质循环、无机质回收,最后就是要”Transparent“(清澈)–传统污染物(BOD、COD、氮磷)浓度低、新兴污染物要去除、确保感官指标良好。美国的“二十一世纪水厂“当时就打了个品牌,他们有一步是用石灰处理污水,因为这样处理后的水能够变蓝,感官度好。

第二个阶段性的版本就是“SE”—“Self-sufficientEnergy”能源自给污水处理厂(WWTPs)。”Self-sufficient”源于欧洲的污水处理厂,他们的节能降耗做的很好。”SE”的基本要点就是能源完全自给的污水处理厂。第一阶段的话,我们估算在现有基础上能耗能够降低50%,就是一个开源一个节流,能够达到50%。第二阶段的话就希望能够实现能源的完全自给,我们可以估算10万吨污水处理厂,配套的50万的服务人口,这个配套区域内能够产生多少的餐厨垃圾。污水本身是从卫生间出来的,餐厨垃圾是从厨房出来的,美国在七八十年代要求家家户户用破碎机,污水和餐厨垃圾一起都排到下水道去,就是为了实现能源自给。我们现在照搬可能不是太好,但我们可以把餐厨垃圾运到污水处理厂去,大概测算了一下,50万的服务人口所产生的餐厨垃圾所产生的能量已经远远超出了污水处理厂全部所需的能量。

“SE”深层涵义就是“Social& Economic“社会效应和经济效应,经济效应就是不需要能源了,省钱了,更重要的就是不耗能就不造成碳排放,这样的社会效益也是比较好的。

“SE“的实现也是技术的集成,例如餐厨垃圾就是餐厨垃圾与污水处理厂技术耦合在一起,就是供销化。美国EPA在强推这个工程,目前建了3个项目。

第三个阶段性版本就是“SER”—“Self-sufficientEnergy Resource-recycling”能源自给资源循环污水处理厂(WWTPs),也是“Tomorrow WWTP”的最终版了。出来的水希望可以直接由工厂到水龙头。”SER“最终产生的水可以称为”Tomorrow Water“。这个理念就是能源自给,资源循环,从“工厂”到“龙头”,其更深层次的含义是承担社会与环境的责任(Social & Environmental Responsibility)这个概念来源于“国际人权宣言”。

综上,“Tomorrow WWTP”就是未来的废物处理中心、能源提供中心、资源回收中心、休闲娱乐中心。

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