污水的來源

對污水處理廠來說，處理的污水來源于三個(gè)方面，包括生活污水、工業(yè)廢水以及被污染的雨水。簡單的講，生活污水是人們在日常生活中產(chǎn)生的廢水；工業(yè)廢水是在工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的水，對于工業(yè)廢水需要關(guān)注的指標(biāo)除常規(guī)污水指標(biāo)外，還涵蓋熱污染及其他有毒有害物質(zhì)指標(biāo)；被污染的雨水主要指初期雨水，是在雨污分流制排水體制下產(chǎn)生，對污水廠水量均影響較大。

低碳節(jié)能與資源利用是碳中和背景下的新需求

魏彬老師以某一級A標(biāo)準(zhǔn)污水處理廠為例對污水處理技術(shù)進(jìn)行了總體介紹，概括了物理、化學(xué)、生物處理技術(shù)①在多級水處理中的功能，落實(shí)到具體處理工藝②和工程，各級各類技術(shù)需針對不同污染物和不同污染情況，依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行應(yīng)用和改進(jìn)。在碳中和背景下，不但要追求低碳，更要建立碳生態(tài)，實(shí)現(xiàn)富余碳源的利用，同時(shí)，也要關(guān)注N2O等溫室氣體產(chǎn)生情況，為碳中和的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和革新。

機(jī)理研究和管理邏輯優(yōu)化是滿足碳中和背景下技術(shù)需求的關(guān)鍵

問題的解決離不開正確精準(zhǔn)的認(rèn)知。通過不同過程中關(guān)鍵因素的識別，探究和深化不同反應(yīng)過程中的控制機(jī)理，從而實(shí)現(xiàn)碳源利用的目標(biāo)。魏老師介紹了脫氮除磷過程中實(shí)現(xiàn)的共用碳源的例子：生物除磷的本質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化，碳源只是產(chǎn)生能量的燃料，氧化劑可以多樣化，因此可以與脫氮過程共用碳源，實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能。此項(xiàng)工藝提出離不開對反應(yīng)機(jī)理過程的準(zhǔn)確把握，這也是技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵。同時(shí)，技術(shù)發(fā)展需要不斷深化對處理過程的理解，例如傳統(tǒng)教科書對一些水處理過程中厭氧條件的定義，已不符合實(shí)際工藝和內(nèi)在機(jī)理。實(shí)現(xiàn)碳中和的技術(shù)升級，需要準(zhǔn)確把握反應(yīng)過程，不斷深化機(jī)理認(rèn)知?？v觀污水處理技術(shù)的發(fā)展，其實(shí)也是對內(nèi)在反應(yīng)機(jī)理的一步步探究，往往對一個(gè)關(guān)鍵因素的改變就可以推動一種工藝的快速發(fā)展。

除了技術(shù)創(chuàng)新，管理創(chuàng)新也是極為重要的部分，污水運(yùn)營管理不再是隨意性的“讀讀書、看看報(bào)、曝曝氣、排排泥”，已經(jīng)到了智能控制和精準(zhǔn)管理的階段, 管理目標(biāo)從低成本低標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)變?yōu)榈统杀靖邩?biāo)準(zhǔn)，通過管理實(shí)現(xiàn)技術(shù)效益的最大化，向著碳中和、資源化、智慧化的方向前進(jìn)。

污水處理廠實(shí)現(xiàn)碳中和面臨的痛點(diǎn)

1、總氮總磷的高標(biāo)準(zhǔn)排放與碳源的嚴(yán)重不足

中國的污水水質(zhì)特點(diǎn)與排放標(biāo)準(zhǔn)存在一定程度的不協(xié)調(diào)?？偟偭椎臉?biāo)準(zhǔn)很高，但是碳源很缺乏。污水中碳源總量，連實(shí)現(xiàn)脫氮除磷都尚顯不足，再分出碳源進(jìn)行厭氧消化或產(chǎn)生能量是不現(xiàn)實(shí)的。

2、排水系統(tǒng)中化糞池產(chǎn)生大量溫室氣體同時(shí)消耗碳源

生活污水進(jìn)廠前在化糞池中停留了過長時(shí)間（10余天至1個(gè)月），導(dǎo)致厭氧產(chǎn)甲烷等反應(yīng)充分進(jìn)行，大量碳源消耗，并產(chǎn)生大量溫室氣體，進(jìn)一步導(dǎo)致進(jìn)場水碳源不足，致使后端處理需補(bǔ)加碳源，與碳中和理念矛盾。但由于政策原因及配套排水管網(wǎng)問題，這一矛盾并不容易解決。

工業(yè)水進(jìn)末端污水處理設(shè)施前，由于工業(yè)水排放標(biāo)準(zhǔn)對COD要求較高，對TN要求較低甚至不要求，導(dǎo)致上游大量采用好氧曝氣工藝，浪費(fèi)大量能源同時(shí)把最好的碳源消除掉了，把難降解COD和TN留給了末端污水處理設(shè)施，到了末端污水廠還要再外加碳源解決TN，采用高級氧化解決難降解COD。這也是上下游不協(xié)同帶來的雙重浪費(fèi)，也非常不利于實(shí)現(xiàn)污水處理行業(yè)的碳中和。

3、重金屬問題帶來的污泥資源化利用困惑

從生態(tài)循環(huán)角度出發(fā)，植物通過吸收土壤中的氮磷元素合成有機(jī)物進(jìn)入食物鏈循環(huán)，通過人類消耗，最終回到污水廠，進(jìn)入污泥中。一個(gè)完整的循環(huán)需要污泥中的氮磷重新回歸農(nóng)田、土壤，成為肥料。而實(shí)際處理過程中，大量污泥中的氮磷無法得到有效利用，只能填埋或焚燒，而不得不通過向農(nóng)田中施加化肥以補(bǔ)充循環(huán)中損失的氮磷，也造成了雙重浪費(fèi)。

而導(dǎo)致污泥無法再利用的主因，是大量工業(yè)廢水排放使污水中重金屬含量增高，進(jìn)而導(dǎo)致污泥重金屬含量過高而無法進(jìn)行農(nóng)業(yè)利用。若可通過政策實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水與生活污水的有效分離，則有望解決上述問題。

碳中和背景下的技術(shù)創(chuàng)新需求1. 高效脫氮除磷新工藝或新裝備