中國工程院院士曲久輝
發展循環的技術,就是要使物質能夠實現最高效率的循環利用。在污水處理過程中,如果我們僅僅考慮水污染,考慮水質的安全,不考慮資源化能源化,不能夠解決其中最重要的問題。只有考慮水污染、水安全與資源化能源化三重目標耦合,才能在環境污染治理中得到最佳的解決方案。
1、能源可否自給?
能源能不能高效利用,比如在污水處理廠當中的能源能不能自給,或者在污水治理場合當中,在其他的環境治理場合當中,我們能不能利用能源和降低能源使用?我認為完全可以做到,因為在污水當中有大量可以利用的物質,比如有機物質,可以通過生物處理成甲烷和甲烷氣。在生物處理本身,利用它所含有的潛在能源,轉化成可以利用的能源,大大降低在環境污染治理當中的能源消耗。另外,利用新工藝、新技術、新裝備以及運營方式也能大幅提高污水處理能源自給率。
對于能源自給,國外有現成的技術已經可以實現。比如奧地利Strass城市污水處理廠,采用A/B兩段生物處理,規模25000m3/d,能源回收率1996年達到49%,2006年達到108%,外源物存在時能源效率為200%。再如由IWA后任主席HelmutKroiss主導設計維也納污水廠進行厭氧產能改造,規模約在80-150萬立方/天,2020年改造完成,不僅實現能耗平衡,而且能夠產生剩余能源。
如何找到適合中國的技術?我認為需從兩方面做工作,一是能夠最大程度地降低能耗,二是能把水中的污染物轉變成能源。當前,我國污水處理廠的建設運營普遍粗放低效,節能空間巨大。污水中的有機物富含能源,合理利用通常能滿足污水處理能耗的1/3到1/2;另一方面,污水處理新工藝、新技術、新裝備以及運營方式也有廣泛的節能效果。污水處理廠的大面積占地也為太陽能利用提供了可用空間。
2、物質可否合理循環?
除水資源循環利用外,污水處理過程還可實現有機質及磷等資源的循環利用。特別是磷,全球磷資源行將枯竭,中國儲量也只能有效供給20-50年。因此,構建磷的持續循環體系引起重視,而污水處理將是實現磷循環的重要途徑。日本相關機構曾經測算,如將污水中的磷(每年5萬噸)加以回收,可解決本國磷礦石進口量的20%。美國最近提出,把污水中的磷和化學需氧量(COD),通過化學方法轉化成無機磷,磷的回收和能量的轉化同步進行,分離出的磷直接回用到農田或花卉等綠化中。總的來說,磷的回收技術現在基本可以實現,難點在于氮的回收。
曲久輝院士:最高效率的物質循環利用