概念廠工作已進入到實質推進階段，4月17日概念廠（王凱軍團隊）工作方案設計啟動會召開，王凱軍老師在會上介紹了工作方式、工作階段、安排分工。

王凱軍：面向未來的污水處理事業——第七屆中國環境產業大會主題發言

來源：根據王凱軍老師在”第七屆中國環境產業大會”主題發言內容整理

編者按：1、我國的污水處理能力雖然不斷攀升，處理路線卻始終存在問題，如缺乏頂層設計、高能耗、無資源回收等，這與可持續發展的理念相悖。2、目前全世界有十余座污水處理廠可以達到能源完全自給。國際先進污水廠的技術理念和先進經驗告訴我們，在傳統工藝基礎之上，通過相關技術的發展，污水處理可以達到很高的水平，即高水質、高能源、資源回收。3、從廢水中去除有機污染物，并產生能源，以肥料作為最終結果是世界污水處理行業最困難的問題，最聰明的想法和最具有挑戰性的事業。

我國污水處理事業所面臨的問題

我國從10年開始，至“十一五”末期污水處理量從五千多萬噸增至一億四千多萬噸。“十二五”末期，這個數字將變為八千多萬噸。污水處理能力實現翻番，處理總量與美國相當。但我國的污水處理路線還存在著一定的問題。概念廠發布時，我們也有所歸納：包括缺乏頂層設計、高能耗、無資源回收等,總之,目前我國污水處理路線與可持續發展的理念相悖。

從污水處理發展的路徑來看，在我國污水處理事業發展早期的“七五”、“八五”時期，技術爭論的焦點在于是用土地處理還是人工處理，之后焦點轉移到是用簡易處理還是復雜處理。到“十五”早期，這些爭論開始塵埃落定，當時我國大量發行國債，建設城市污水處理廠的支持力度空前，污水采用人工處理的路徑基本明確。此外，由于當時許多項目是由亞行、世行等國際金融機構投資，因此相應大量采用了國外（以北歐為主）的技術工藝。雖然我國污水處理技術被戲稱為“八國聯軍”，但總體而言，主要技術路線還是以北歐的延時曝氣技術為主，該路線以卡魯塞爾氧化溝、奧貝爾氧化溝、交替式氧化溝，以及后來出現的SBR、ICEAS工藝為代表。

據統計，我國的3000余座污水處理廠有80%采用延時曝氣技術。雖然延時曝氣技術在我國有廣泛應用，但從可持續發展的觀點看，這些技術路線并不能很好地契合節能降耗的國際趨勢。延時曝氣工藝的負荷非常低，以海南的一個項目為例，在20攝氏度以上，其負荷是0.04，而污泥采用好氧穩定也進一步增加了能耗、反應時間和土地占用量。目前我國只有50座污水處理廠采用了污泥厭氧消化工藝，而且能夠運行的不到30%，所處理的污水量不及總量的5%，而國際普遍采用的厭氧消化工藝可以節能30%~50%的能源。可以說，我國污水處理因當時認為初沉池較為復雜、污泥消化沒有必要等錯誤認知而走上了一條錯誤的發展道路。

正因如此，我們到了該超前考慮污水處理技術路線的時候。自里約熱內盧會議提出可持續發展的理念，京都議定書提出碳減排的概念，世界各國都在考慮各個行業的節能減排。“低碳”、“資源回收”、“零排放”成為各個領域所追求目標。水處理行業也不會例外。這樣的路線和方向官方其實已有所考慮，住建部副部長仇保興在2011年的水大會上提出了這樣五條：1.要超越標準規范的限制；2.要超越大規模集中式的舊環保；3.要超越傳統工藝的藩籬；4.要超越過去成功的經驗；5.要超越技術創新的國內化。事實上，就水處理行業的發展，官方的觀點和企業界、學術界在某種程度上趨于一致。

國際污水處理技術理念和經驗借鑒

對于這樣的趨勢，國際上有很多先進項目可供我們借鑒。以荷蘭的BCFS工藝為例，該工藝提出要反硝化脫氮，在脫氮的基礎上要實現節能，并且使用旁路除磷來回收磷資源，再通過厭氧消化實現能量的回收。該技術路線被業內譽為“可持續發展的污水處理模式”。除此之外，還有新加坡的NEWater水廠等。我們做了統計，目前全世界有十余座污水處理廠可以達到能源完全自給。這些國際先進污水廠告訴我們，在傳統工藝基礎之上，通過相關技術的發展，污水處理可以達到很高的水平，即高水質、高能源、資源回收。

污水處理模式由目前的集中式向集中與分散相結合發展是未來發展可能的趨勢之一。集中與分散問題專家聶梅生教授認為未來應用新技術更傾向于分散式的。新的路線能否在尊重目前我國集中式污水處理系統建設現狀的同時，充分考慮可持續發展理念在污水處理上對再生水循環等方面的要求呢？國外曾有一些類似的探討，比利時的 “零廢水ZeroWasteWater系統”強調了上游分離概念。該概念倡導首先對污水進行分離處理，把污水作為綜合資源來對待。結合我國國情而言，基于“末端分離”的分散污水處理系統或許是更適用于我國的新模式。該路線指污水在管網系統的末端，即在進入污水廠時先完成濃縮預處理后，分別得到富含有機物的污水濃縮液和低濃度污水，之后再進行下一步的資源化利用的污水處理方式。高濃度濃縮液可以進行厭氧產沼氣、生物燃料電池等方式回收能量；對于低濃度有機廢水，可以用膜處理過程獲得高品質回用水；濃縮處理后氮、磷元素易于作為植物肥料得到再次利用，最終實現污水充分的資源化。末端分離污水處理系統的發展面臨的不僅僅是技術問題，同時要考慮技術人員的接受程度，公眾接受程度以及社會管理體系等因素。尋求符合可持續發展理念的有效合理污水處理模式還需要不懈地探索努力。

與傳統集中式系統不同，源分離作為顛覆性的變革，采用在源頭對污水進行分別的方式收集和處理污水。源分離式收集利于將氮、磷元素進行徹底回收，同時緩解污水末端處理過程中產生的運輸以及生產化肥產生的能源消耗、污染排放等問題。此外，通過污水處理系統的發展變革可以看到，通過管網輸送污染物是特定社會技術背景下的歷史選擇。現代的管網系統已經被證實為缺乏可持續性和抗干擾能力的脆弱系統，其帶來的后果往往是對資源的破壞，而非回收利用。源分離處理系統摒棄污水輸運管網，以符合清潔生產、循環經濟和可持續發展的源頭減量、循環利用、全過程控制為原則，實現最大程度污水能源與資源回收。目前國際上發展出了幾種源分離的方式：芬蘭采用了干濕分離，荷蘭采用了尿液分離，德國和日本使用沼氣式廁所的方式。我們國家對此也做了一些努力，但收效不佳，最典型的例子是奧運村和鄂爾多斯的試點小區，采用源分離以后沒多久系統就沒有運行了。

我國污水處理愿景

目前，我的研究團隊也正在進行一些相關研究，我們提出了“三個工廠”的概念，即：水源工廠——污水通過混凝，進行膜濃縮COD可達100以下，可以作為自來水和灌溉用水，如果通過膜的二級濃縮，則可達深度回用的標準，如果加上消毒等環節甚至可以達到水源工廠的標準；能源工廠——濃縮液進行厭氧消化產生沼氣發電；肥料工廠——沼渣、沼液通過濃縮處理就可以作為肥料加以利用。這套工藝目前正在進行中試，所面臨的技術難度并不大。

綜合來看，世界各國沿著資源回收、能源回收、水回用等主線，發展出了多種多樣的技術路線。各種各樣的技術和工藝紛繁復雜，業內專家和研究機構也在不斷地探討。正是這些探討、研究和應用昭示著世人：我們正處于污水處理工藝變革的前夜，面臨著一些重大的技術突破，有可能改變我國目前污水處理技術的基本格局。選擇技術路線除考慮國家可持續發展的要求之外，還必須考慮技術、管理以及公眾等層面，同時我們需要建立可持續的規范和標準體系予以支撐。

總而言之，從廢水中去除有機污染物，并產生能源，以肥料作為最終結果是世界污水處理行業最困難的問題，最聰明的想法和最具有挑戰性的事業。