污水处理技术理念及路线比较.docxVIP

Word 资料 . 各国面向 2030 年污水处理技术理念及路线比较 其实，提高污水厂能耗自给率不算新的理念，几十年来，世界各国一 直在追求污水厂实现“能耗自给”、或者“碳中和”征途中尝试各种 各样的技术路线， 并取得了成熟的经验。 当时间进入 21 世纪的时候， 这个问题更加得到了世界上发达国家和地区的重视， 一些国家就此提 出了自己国家应对未来的污水厂能耗削减、 提高能耗自给率的远期规 划。 荷兰、新加坡、美国都制定了应对 2030 年的污水厂能耗自给或者碳中 和技术路线。 一、荷兰的 NEWs 技术路线图 可持续污水处理理念早在 20 年前便已在欧洲浮现，对可持续污水 处理技术的释义， van Loosdrecht 教授刚刚在《Science》上阐述了 他 对未来污水处理技术发展的预测，荷兰 STOWA 于 2022 年将这一理 念高度概括为营养物+能量+再生水工厂的“NEWs 框架”， NEWs 是英文 Nutrient(营养物) + Energy(能源) + Water (水)factories(工厂) 词组的缩写，表示可持续理念下的污水处理厂其实是营养物、能源和 再生水三位一体的生产工厂。 在此基础上， 荷兰专家组提出了几个具有代表性、亦能引领 2030 年 NEWs 框架目标的营养物回收、能量回收 、 再生水概念工艺，并 在污水处理基本流程与现有技术的基础上分别提出了三种不 同侧重 的概念工艺(分见下图)。 . Word 资料 Word 资料 . 评论： 荷兰的 2030 年 NEWs 技术路线图提出的未来污水厂技术路线 是基于营养物回收、 能量回收、 再生水三个方面需求而提出的有针对 性的工艺流程。 NEWs 理念不倡导对原有污水处理系统的推倒重来， 而是建议每座污水厂要因地制宜。 二、新加坡 2030 年污水发展技术路线 新加坡水务局 PUB 制定出 3 个关键评价标准： 出水水质、 能源可 持续性、环境可持续性。 基于此标准，分析相关污水处理技术水平和节能降耗效果，已制 定出污水处理工艺能源自给率三阶段目标： ①近期目标(2022 年)—— 改造棕色水厂(Brownfield)。 ②短期目标(2022 年)—— 关闭部份棕色水厂，新建绿色水厂 (Greenfield)。 ③长期目标—— 未来绿色水厂(Greenfield)。利用目前实验室中试 技术(或者建议技术)，使能源自给率超过 100%，并降低剩余污泥产量。 案例如下： 1 棕色水厂改造案例(乌鲁班丹再生水厂) 棕色水厂改造将在未来 5 年 内集中进行， 通过技术升级和设备改 造去实现 40%的能源自给率计划目标。目前，新加坡共有4 座再生 水厂： 樟宜、 裕廊 、 克兰芝及乌鲁班丹。再生水厂改造主要包括基础 设备改造和工艺改造两部份， 其中基础设备改造主要以提升设备效 率、降低能耗为手段， 以达节能降耗目标。工艺改造则以增加侧流 Word 资料 . . ANAMMOX 自养脱氮工艺、 MBR 及污泥预处理手段为主，以降低 能耗。 乌鲁班丹再生水厂改造将从减少能耗，增加产电量入手。具体工 艺改造措施包括:对污泥实施预处理、采用 MBR 工艺、增加侧流 ANAMMOX 工艺。 备升级措施为:采用高效智能化控制、 通过变频器 与进口叶轮控制优化鼓风机效率并应用微孔曝气;同时，利用高效沼 气发机电代替原有双燃料发机电，以提高产电量。 2 新建绿色水厂案例(大士再生水厂设计) 在未来 5~10 年中，新加坡 PUB 将建设能源自给率更高的再生水 厂， 以达到其设定的短期目标。 新建再生水厂工艺选择主要参考三方 面内容： Word 资料 . . ①将进水中有机物(COD)先于生物处理工艺截留并转化为能源 (CH4); ②减少生物处理曝气的使用量; ③提升水厂能源产量。新建再生水厂除优先采用 MBR、侧流 ANAMMOX、污泥预处理等技术外，同时还将考虑采用生物强化吸 附预处理(Bio-EPT)、升流式厌氧污泥床(UASB)、短程反硝化 (Nitrite-shunt)工艺， 并考虑厨余垃圾厌氧共消化技术(Foodwaste co digestion)，进一步提高水厂能源自给率。目前，新加坡 PUB 正计划 建造大士再生水厂， 将于 2022 年开工新建， 并于 2022 年投入运行， 其工艺流程如图 3 所示。 Word 资料 . 3 长期目标—— 未来绿色水厂 新加坡未来绿色水厂目标是， 2030 年后达到能源自给自足、 实现 碳中和运行目标。两个再生水厂工艺方案目前正在实验室中进行测 试。 在长期目标中， 主流 ANAMMOX 工艺是最有可能实现再生水