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發(fā)布時間：2014-11-10
基于今年7月份歐洲污水處理廠的考察工作，我下面將主要介紹歐洲污水處理經(jīng)驗以及將來的發(fā)展趨勢，進而和在座的專家一起探討未來的技術會如何改變中國污水處理方向。
時代的變化
一百年前的歐洲，工業(yè)革命促使了城市化迅速發(fā)展，人口的大量集中引發(fā)的水污染成為當時迫切需要解決的問題。基于此背景，英國人首先在戴維漢姆實驗室發(fā)明了活性污泥工藝，由此奠定了當今污水處理的基石。反觀當今社會，氣候變化促使能源效率不斷提高，降低化石能源需求的呼聲日益高漲;此外，各種資源價格也在不斷上漲，污水處理的觀念正在逐步轉變，污水已不再被認為是廢物而是一種資源。
在歐盟委員會發(fā)布的《歐洲創(chuàng)新伙伴關系：水》中提出5個優(yōu)先發(fā)展領域，其中三個領域都與污水處理有關。作為污水處理的歐洲領先者，荷蘭提出提了NEWs的概念，也就是污水處理廠要成為肥料工廠（Nutrient)、能源工廠（Energy)和水源工廠（Water)。這些“工廠”里包含了很多機遇，如氮磷的資源回收、能源自給，以及水的各種方式回用等等。
當前技術趨勢
毫無疑問的是，歐洲以活性污泥工藝為核心的生物處理技術構成了歐洲污水處理得基石，同時圍繞著能源自給與資源回收正改變著當今污水處理的面貌。
AB工藝：
這里需要提一下AB工藝，AB工藝是德國人在70年代發(fā)明的，具有投資省、節(jié)能的優(yōu)點，后來90年代由于氮磷排放標準嚴格，這種工藝失去了競爭力，隨著一些新型技術的出現(xiàn)，這種工藝現(xiàn)在又引起了人們的重新思考。
能量自給：
污水處理過程中的能力自給，在歐洲一些污水處理廠做的比較突出，比如奧地利的Strass污水處理廠、丹麥的Ejby Molle污水處理廠、德國漢堡污水處理廠、德國曼海姆污水處理廠等。這些歐洲污水處理廠實現(xiàn)能源自給的途徑很多，在多個方面都進行改進，比如說廠內(nèi)內(nèi)回流返回至滴濾處處理，曝氣系統(tǒng)優(yōu)化、VFD、厭氧氨氧化、熱電聯(lián)產(chǎn)等。
消化技術：
歐洲現(xiàn)已普遍應用厭氧消化技術，其中以協(xié)同厭氧消化發(fā)展更為迅速。它是指同時消化兩種以上有機物的污泥厭氧消化工藝，通常是污水處理廠的污泥加一部分的外來有機物，如將餐廚垃圾、油脂等。其顯著的優(yōu)點是可以提高沼氣產(chǎn)量，降低地區(qū)內(nèi)的碳排放量。
側流厭氧氨氧化：目前的發(fā)展勢頭非常迅速，到2014年底全球將有100座污水處理廠采用這一技術，歐洲的應用主要集中在德國、荷蘭、奧地利、丹麥、瑞典等，主要的技術流派有ANAMMOX、DEMON、Anita-Mox，其主要優(yōu)勢是降低主流工藝的氮負荷，使出水水質更加穩(wěn)定，降低曝氣能耗，降低碳源所需。
主流厭氧氨氧化：主流厭氧氨氧化技術，無論是污水處理廠、研究機構、大學都在做這方面的實驗，這是瑞典馬爾默的污水處理廠做的實驗，其他的研究機構還有荷蘭鹿特丹的污水處理廠，Kruger也在做這方面的嘗試。絕大多數(shù)人認為主流厭氧氨氧化技術在未來10年可能會成為重要的處理方法，但目前依然存在巨大的挑戰(zhàn)。包括NOB的抑制、Anammox菌的富集、出水水質，N2O溫室氣體等問題。
磷回收：
污水處理過程中對磷的回收起源于有生物除磷和厭氧消化的污水處理廠經(jīng)常出現(xiàn)管道堵塞。目前，一些歐洲國家已把磷回收作為長遠戰(zhàn)略目標，在政策上出現(xiàn)了一些變化。。多元化的磷回收技術已成為歐洲磷回收的主要趨勢，產(chǎn)品主要是MAP。另外，磷回收的意義不僅在于磷的經(jīng)濟價值，更重要的是在污泥脫水前進行磷回收可以提高污水處理廠的污泥脫水性能，降低污泥脫水的藥劑消耗，降低污泥處理成本。
污泥熱水解：
污泥熱水解的優(yōu)點包括病原菌的滅活、減少占地面積、提高沼氣產(chǎn)量，提高污泥脫水含水率等。但是這個技術現(xiàn)在也存在一些缺點，包括技術復雜、高溫高壓操作條件、對員工的素質要求高等方面。 CAMBI是污泥熱水解現(xiàn)在運用比較多的技術。
同時，很多歐洲的污水處理廠很重視儀表、控制、自動化，丹麥Ejby Molle污水處理廠的污泥投藥系統(tǒng)可以滿足一年的藥劑存儲量，投藥完全自動化;很多污水處理廠對曝氣的控制非常重視，Strass污水廠、Ejby Molle污水廠都是基于氨氮的曝氣控制技術，對節(jié)能和出水達標非常有利。
另外歐洲污水處理很重視環(huán)境友好，每個污水處理廠都有生物除臭裝置。
好氧顆粒污泥：
這個技術是荷蘭90年代發(fā)展起來的一個新興技術，污泥沉降性能好、節(jié)能占地，但是對一些低濃度的城市污水還需要進一步研究論證。
未來的技術如何變化
未來的技術會如何變化?活性污泥的未來是什么?不同的人有不同的回答。David jenkins認為活性污泥工藝廣泛的適用性將使其在廣度與深度方面繼續(xù)發(fā)展，這種局面將至少再持續(xù)100年;Willy Verstraete認為活性污泥100年已經(jīng)足夠了;James Barnard認為如今我們又回到了百年前的起點，污水是資源，其中的營養(yǎng)應得到回收。
時代需求催生技術的變革，回首一百年前，對污水的曝氣從1882年就開始了，30年過去了，到1912年并沒有取得重大的突破，但是兩年后， 1914年活性污泥工藝就誕生，從那以后所有人都學會了。現(xiàn)在的環(huán)境挑戰(zhàn)使得技術的發(fā)展更加復雜，技術開發(fā)的難度將越來越大，但應用的要求卻是更加便宜、性價比更高的技術。誰是污水處理技術進步的真正力量，是Ardern & Lockett， Perry McCary， James Barnard?還是千千萬萬的污水處理設計、運行者?但他們在歷史中并不曾留下輝煌的名字。我認為驅動的力量是應用，而并非是技術，在應用中才能準確體現(xiàn)技術的價值，反映技術的特點，暴露技術的弱點，為新的技術提供發(fā)展的契機。所以，污水處理廠才是污水處理技術的真正力量。
每個事物都有它的生命，技術也有它的生命。早期創(chuàng)新者喜歡新生事物，希望得到研究資金，中期往往借用復制技術的手段尋求優(yōu)勢，而晚期就要做到必要的適應，現(xiàn)在建設一座活性污泥污水處理廠只是必要的技術適應，而DEMON、Anita-Mox正在尋求技術的優(yōu)勢地位。
最后引用詹姆斯赫頓的一句話：過去是開啟未來的鑰匙。從歷史中探尋技術的發(fā)展規(guī)律，未來就在今天。
來源:中宜環(huán)科環(huán)保產(chǎn)業(yè)研究 作者:穆菁