曹業(yè)始作為國際水處理領(lǐng)域的資深專家,對國內(nèi)水務(wù)系統(tǒng)的資源回收現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)提出了多項見解。結(jié)合其公開發(fā)表的觀點及相關(guān)研究成果,國內(nèi)水務(wù)系統(tǒng)在資源回收方面的進展與不足可總結(jié)如下:
一、當前資源回收的瓶頸與挑戰(zhàn)
污水管網(wǎng)滲漏與外來水入侵
國內(nèi)污水系統(tǒng)普遍存在管網(wǎng)滲漏問題,導致外來水(雨水、地下水)大量侵入,稀釋污水濃度。例如,國內(nèi)分流制管網(wǎng)的平均稀釋倍數(shù)為1.8(即原污水占比約55%),而西歐國家如德國北部可達1.4(原污水占比約70%)49。污水COD濃度因此顯著降低(國內(nèi)100-500 mg/L,西歐400-700 mg/L),直接影響后續(xù)能源回收效率(如厭氧消化產(chǎn)沼氣)45。
中水回用推廣不足
中水回用多局限于缺水地區(qū),且依賴政府強制安裝,運營效率低。例如,北京部分小區(qū)中水設(shè)施因維護成本高、用戶接受度低而閑置,反映出市場化機制與公眾意識的缺失13。
污泥處理與能源回收率低
國內(nèi)污泥處理仍以填埋和摻燒為主,厭氧消化技術(shù)應(yīng)用不足。曹業(yè)始指出,若50%的日處理量超10萬噸的污水廠采用厭氧消化,污泥量可減少三分之一,同時提升能量回收率(VSS/TSS需≥60%)5。然而,目前具備完整能量回收系統(tǒng)的污水廠比例較低。
二、潛在解決方案與技術(shù)路徑
優(yōu)化管網(wǎng)系統(tǒng)與提升污水濃度
減少外來水入侵:通過管網(wǎng)修復、雨污分流改造降低稀釋倍數(shù)。例如,瑞士蘇黎世污水廠通過管網(wǎng)改造將稀釋倍數(shù)控制在2,顯著提升處理效率4。
提高用水效率:降低人均綜合用水量(SCWC),從而提升污水COD濃度(COD=120/SCWC),為資源回收提供基礎(chǔ)9。
強化內(nèi)部碳源利用與低碳工藝
初沉污泥發(fā)酵:10萬噸/日規(guī)模的污水廠通過發(fā)酵可增加VFA 40 mg/L,減少外部碳源投加(每日節(jié)省約1萬元),并提升脫氮效率5。
低碳營養(yǎng)物去除技術(shù):如主流厭氧氨氧化(Anammox)工藝,可降低能耗并減少碳排放5。
推動中水回用與再生水市場化
政策與商業(yè)模式創(chuàng)新:參考上海松江區(qū)規(guī)劃,將再生水利用納入?yún)^(qū)域水資源管理,推動工業(yè)用水、市政雜用等領(lǐng)域的強制回用14。
技術(shù)集成:結(jié)合膜技術(shù)與活性污泥工藝,提升再生水水質(zhì)穩(wěn)定性,降低運營成本5。
污泥資源化與能源回收
厭氧消化普及:推廣污泥協(xié)同消化(如餐廚垃圾與污泥共消化),提升沼氣產(chǎn)量。例如,上海白龍港污水廠通過高VSS/TSS污泥實現(xiàn)能量自給5。
灰渣資源化利用:遠期規(guī)劃污泥焚燒灰渣作為建材原料,實現(xiàn)全鏈條資源化14。
三、實現(xiàn)資源回收的階段性目標
短期(2025年前)
完成重點城市管網(wǎng)改造,污水廠進水COD濃度達到250 mg/L以上,污泥無害化處理率達100%414。
中期(2030年前)
推廣低碳工藝與中水回用技術(shù),再生水利用率提升至25%以上,污泥能源回收率提高至15%513。
長期(2035年后)
構(gòu)建“污水處理-能源回收-再生利用”閉環(huán)系統(tǒng),實現(xiàn)水務(wù)系統(tǒng)的碳中和與資源自循環(huán)14。
四、結(jié)論
國內(nèi)水務(wù)系統(tǒng)的資源回收仍處于初期階段,需從管網(wǎng)改造、工藝升級、政策引導三方面協(xié)同推進。曹業(yè)始強調(diào),因地制宜的規(guī)劃(如上海松江區(qū)的“五系統(tǒng)七廠”布局)和低成本技改(如現(xiàn)有污水廠單元優(yōu)化)是關(guān)鍵突破點414。未來5-10年,通過技術(shù)迭代與制度創(chuàng)新,國內(nèi)有望逐步縮小與歐洲先進水平的差距,邁向可持續(xù)的水資源管理。
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