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总结污水处理发展历史 展望污水处理行业前景

随着城市化进程的不断加快,国民享受现代城市一切城市化成果的同时也面临着急速增长的城市化问题,如城市污水。污水处理的需求是伴随着城市的诞生而产生的,城市化规模不断扩大令城市污水问题日益严重,国民对环境问题和自身健康的关注度越来越高,水健康也成为焦点,所以做好城市污水处理工作就成了重中之重。

 

一、污水处理发展历史

 

城镇最初形成时,城市人口及产生的城市污水较少,城市污水都是直接排放到河道中,利用河水的自洁能力处理污水。后来考虑到城市的美观问题,就建立了简单的污水收集系统,将污水都收集起来集中进行排放,这时还是利用河水的自洁能力。但是到了工业文明时代,污水不仅包括生活污水还有工业污水,城市污水数量越来越多,污水成分也日趋复杂,河水自洁能力已经不能处理这些。进而导致水源被污染,污染的饮用水又印发了严重的疾病,此时人类认识到必须要要对污水进行处理,这就促使了污水处理技术的诞生。污水处理技术发展可谓步履艰难,从刚开始的一级污水处理阶段发展到目前的三级污水处理阶段,从刚开始简单的消毒沉淀,到后来的去除有机物,除磷脱氮,再到后来的中水回用。

 

一级污水处理阶段

 

早期的污水处理方式较为简单,一般采用明矾,石灰等进行沉淀,或者采用漂白粉消毒。在我国,明代晚期已有污水处理设备出现,我国的生活污水大多排到农田作为灌溉用处。直到1762年,英国才刚开始使用石灰和金属盐类等方式进行污水处理。

 

二级污水处理阶段

 

1881年,法国科学家发明了第一座生物反应器,也是第一座厌氧生物处理池—moris池,拉开了生物法处理污水的序幕。1893年,第一座生物滤池在英国Wales投入使用,并迅速在欧洲北美等国家推广。这就是大家广为熟知的生物膜法,生物膜法重点是处理污水中的有机物,除此之外还有活性污泥法。脱氮除磷污水处理工艺有脱氮工艺、除磷工艺、A2O工艺、氧化沟工艺、两段法工艺、SBR工艺、ANAMMOX-SHARON 组合工艺。

 

三级污水处理阶段

 

近年,污染加剧和水资源短缺让人类对水质提出了更高的要求,污水深度处理与回用技术兴起。比较有代表性的技术工艺有生物膜新技术、接触氧化法、生物滤池、生物转盘、膜处理技术、膜生物反应器等。

 

2014年1月7日,中国工程院院士、中国科学院生态环境研究中心研究员曲久辉等6位专家曾提出“建设面向未来的中国污水处理概念厂”的目标。“新概念”污水处理厂的提法在业界引起了不小的震动,城市污水处理厂正由单纯污染物削减,转变为能源工厂、水源工厂、肥料工厂等,进一步将发展成为城市与乡村全方位融合和互利共生的新型环境基础设施,该项目将于今年年中建成,如能持续稳定运营,将为中国污水处理行业绿色低碳发展和产业升级带来深远影响。专家们希望中国的污水处理,能像中国的高铁一样,在国际上快速实现从“跟跑”到“领跑”的转变。

 

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宜兴城市污水资源概念厂

二、污水处理行业前景

 

2020年9月第七十五届联合国大会上,习近平主席宣布,我国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。污水处理行业能耗虽然没有发电、钢铁、化工等行业那么高,但总能耗占比并不小,传统污水处理模式本质是以能耗换水质。为了减少水污染,我们使用大量电能,间接产生大量二氧化碳排放,对全球生态环境造成负面影响。因此,为了减少碳排放,降低污水处理能耗和物耗是行业升级的必然目标。目前,世界上已有多个国家发布污水厂碳中和技术路线图,美国提出2030年所有污水处理厂都要实现碳中和。

 

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乌鲁班丹再生水厂计划改造

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希博伊根(Sheboygan)污水处理厂工艺流程

 

污水处理行业如何实现绿色低碳发展呢?整理国内外现有先进经验,我们觉得可以从以下几个方面入手:

 

①优化工艺回收有机物能量。通过增加耗用能源途径,从根本上解决绿色低碳发展问题。优化污水处理工艺,回收有机物能量,利用沼气热联发电,可实现碳中和。

 

②优化原料投入环节。污水处理工艺多样,但本质是通过生化反应来去除水中污染物。目前,市场上主要有两种方式。第一种,加药系统由常用的变频计量泵升级为数字泵,加药量有不同程度减少。第二种,对加药设备进行智能化精准化控制。

 

③优化排水管网输水性能。污水管网大规模铺设及长距离输送需要大量能耗维持运行及维护,优化官网性能主要包括漏损点勘测、定位、维修和潜在漏损风险的预防。

 

④排水泵站节能降耗。排水泵站采用智能化运营模式,能有效降低能耗。目前主要有老旧排水泵站升级采用变频技术和新建项目采用数字泵等新型设备设施。

 

污水处理行业实现绿色低碳发展是一项长期的系统性工程,在行业发展过程中,需要政府相关部门和企业全面升级管理运营模式,从管理驱动升级为数据驱动,构建全新的数字化管理新模式,实现整个运营模式的智慧化升级。

 

来源:世环会【国际环保展】

 

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