編者按:“我心中的概念廠”系列文章在本公眾微信號刊登以來,受到了廣大業(yè)內(nèi)人士的高度關(guān)注,今天我們刊發(fā)中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員曲久輝院士對于概念廠的設(shè)想和愿望。曲久輝院士是概念廠專委會專家,他在中國城市污水處理概念廠專家委員會第二次會議上,從實體和虛擬兩個角度,對概念廠進(jìn)行了描摹。以下內(nèi)容根據(jù)曲院士發(fā)言整理,未經(jīng)本人審核。
愿景:概念水廠要展示未來的模式,代表未來的發(fā)展方向;要展示超前的理念,不僅僅是設(shè)計理念,還有管理、風(fēng)險控制和資源化利用,運行機制;要務(wù)實,不能僅僅停留在理想狀態(tài),要把它付諸實際。
將來的概念可以做成兩種模式,實體模式和虛擬模式。所謂的實體模式,就是選點建設(shè)、實地運行。虛擬模式就是要展示概念,可以理想化一些。概念水廠的總體模式可以分四大塊:水處理模塊、資源化模塊、管理模塊、發(fā)展模塊。處理模塊是在實體水廠中可以選擇一些能夠?qū)崿F(xiàn)的工藝。資源化模塊就像前面提到的“三個工廠”概念中的能源工廠和資源工廠,這個模塊中可能會選一些比較綜合型的能夠?qū)崿F(xiàn)的,而不是說將來無法實現(xiàn)的設(shè)計模式。第三個就是管理模塊。發(fā)展模塊就是先預(yù)留一些東西,更多的是有一些接口,在這些接口上能把一些新技術(shù)新想法及時展示出來并在實踐中運用。
其中處理工藝模塊又分為六個方面,首先是集成處理工藝,要滿足能回收、藥回用和資源化。第一個能回收就是處理工藝中要能耗最小,包括前面的納米氣泡,還有能量回收就是在水處理過程中能量交換;再就是現(xiàn)在污水處理曝氣過程中,如果能夠把能量最小的消耗和回收、回用的話,節(jié)能的效果會比較好。
第二是科學(xué)的藥劑使用,如果以后污水廠只用生物處理方法就不是一個完整的概念,一定要與物理化學(xué)的方法相結(jié)合,和化學(xué)方法相結(jié)合就一定要使用藥劑,比如絮凝就是常用的方法。在污水處理當(dāng)中要藥耗最小已經(jīng)是國際上通用的原則;另外是藥劑能不能回用,處理完污水之后污泥中的藥劑檢測劑量有超標(biāo)本身就意味大部分的藥劑沒有發(fā)揮實際的作用,所以,就要考慮怎么通過藥劑的回流、回用發(fā)揮更大作用。還有就是污泥回流,現(xiàn)在的污水處理廠做污泥回流純粹就是為了生活污水本身,我想在與物理化學(xué)方法結(jié)合了以后能夠?qū)⑺巹┗赜煤臀勰嗷亓鞫呓Y(jié)合起來,比如說增加厭氧當(dāng)中的電子傳遞能量,已經(jīng)有人研究零價鐵在厭氧反應(yīng)池中促進(jìn)厭氧反應(yīng)效果,這個也是減少了處理過程中藥劑的使用。
第三是資源化,氮磷回收、無機元素回收、能量轉(zhuǎn)化、有機物轉(zhuǎn)化,通過轉(zhuǎn)化可以實現(xiàn)污水廠當(dāng)中一部分電的自給和能量的自給,資源的利用包括水、污泥等的利用。
第四是設(shè)備的問題,要實現(xiàn)設(shè)備的優(yōu)化、整體設(shè)備的成套化、關(guān)鍵設(shè)備國產(chǎn)化。關(guān)鍵設(shè)備的選擇及開發(fā),我們國家不是沒有,但是卻沒有得到很好的使用,可以將國內(nèi)企業(yè)開發(fā)的一些關(guān)鍵的設(shè)備運用到概念水廠中來,特別要大力推進(jìn)國產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。然后要推動污水處理設(shè)備的成套化,這也會推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展,這也是實現(xiàn)工藝優(yōu)化的一個重要載體。
第五是關(guān)于控制,首先是關(guān)鍵因子的確定,現(xiàn)在一般是用溶解氧和氨來控制,在什么樣的工藝條件下,要選擇什么樣的關(guān)鍵控制因子,要怎樣找到關(guān)鍵控制因子。要找關(guān)鍵控制因子首先在配置上要有先進(jìn)的控制裝備與系統(tǒng),包括傳感器,在線設(shè)備,和信息系統(tǒng),構(gòu)成了精準(zhǔn)控制系統(tǒng),可以憑此構(gòu)建信息和管理平臺。
第六就是運行,根據(jù)概念水廠我們首先要建立自己的包括新技術(shù)、概念、方法、設(shè)備、控制系統(tǒng)等在內(nèi)的運行規(guī)范,也是為未來的水廠的運行提出一個規(guī)范性運行指南;其次,質(zhì)量控制是一個很重要的方面,我們要通過運行和管理來提高質(zhì)量控制;最后是水的風(fēng)險評價。處理工藝就是要考慮這樣六個基本的模塊。
在我們的運行的過程中要把管理體現(xiàn)出來,一些先進(jìn)國家在七八十年代就開始采用一些活性動物來測試水的毒性,尤其是對天然水體進(jìn)行毒性測試,這樣來保證排水的安全,所以我們的概念設(shè)計中一定要把風(fēng)險管理體現(xiàn)出來。尤其是成套化設(shè)計,包括工藝的成套化以及以工藝為載體的設(shè)備的成套化設(shè)計,這對國產(chǎn)的工藝及設(shè)備的發(fā)展是具有重要意義的。
概念水廠不僅僅是展示水處理過程,還要展示中國關(guān)鍵設(shè)備的概念。
【我心中的“概念廠”】曲久輝:概念水廠實體及虛擬模式 2014-01-20 環(huán)保產(chǎn)業(yè)研究