中持股份吳昌敏:污水資源化背景下水質安全的挑戰和應對
時間:2021-09-28
來源:中國水網
作者:李曉佳
今年,發改委、住建部印發了《“十四五”城鎮污水處理及資源化利用發展規劃》,《規劃》明確,加強再生利用設施建設,推進污水資源化利用。進一步強化推進污水資源化工作。之后,全國各地陸續發布污水資源化利用實施方案,迅速響應。在這樣的背景下,水務行業迎來了巨大的發展機遇,同時也面臨著艱巨的挑戰。
9月16日,在“2021(第十三屆)上海水業熱點論壇”上,中持水務股份有限公司(以下簡稱“中持股份”)總經理助理吳昌敏以“污水資源化背景下水質安全的挑戰和應對”為主題,提出,水質安全是污水資源化的重要考慮因素。重點分享了在污水資源化背景下,水質安全面臨的挑戰以及中持股份在污水處理概念廠中的實踐。
吳昌敏
為什么要強調水質安全?
習總書記在黨的十九大報告中提出,中國特色社會主義進入新時代,我國社會的主要矛盾已經轉化為“人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發展之間的矛盾。這就要求生態環境保護工作,也要重點從不斷滿足人民對美好生活的向往,以及對健康生活追求的需求角度出發。
“十四五”時期,污染防治觸及的問題層次將更深、領域會更廣,要求也更高。生態環境保護工作將逐步從“霧霾”“黑臭”等感官指標治理,向隱藏在“天藍水清”背后的具有更復雜、更隱蔽的問題的治理階段發展,生態環境的“資源化、安全、舒適”是更高的需求,對應解決問題的方式需要更科學、更系統。
今年,發改委、住建部印發《“十四五”城鎮污水處理及資源化利用發展規劃》,提出了重要的建設目標。讓污水資源化工作有了明確的目標和時間表。
基于以上背景,污水資源化已經成為行業未來發展需要重點關注的內容之一,其中安全高效是必須保障的原則。
吳昌敏指出,污水資源化將會縮短自然水循環過程:處理后的污水,特別是城鎮污水將可能成為非常規水源之一或被縮短進入到水源的循環路徑。由此,他強調,水質安全將必然成為污水資源化過程中應重要考慮的因素。
水質安全目標下,行業面臨哪些挑戰?
什么是安全的水質?安全水質是人類生活最基本、最重要的訴求,是人類社會文明發展的重要標志之一。
安全水質的需求正隨著社會的進步不斷提升,安全水質并不是理想水質,而是與社會的技術發展水平息息相關。事實上對于安全水質和健康水質的定義在科學解釋上有非常多的要素概括,但一般而言,它涵蓋的指標要素主要有三類:感觀指標、微生物學指標和化學指標。
目前來看,國內外對安全水質定義的指標、內容、外延有很多,隨著工業化的推進,其中,化學品的使用對水質健康安全程度的影響已經是國際社會共同關注的問題之一。很多國家在相應的水質標準中已經將相關化學品污染列為管控目標。
“但即便這樣,相比CAS登記的千萬級別數量的合成化學品而言,行業關注的仍只是冰山一角。”吳昌敏表示,化學品的相關污染及風險將是未來安全水質追求的重要關切點之一。
“十三五”期間,我國已經非常重視化學品的污染問題。“十四五”規劃綱要更是明確提出“重視新污染物治理”,2021年8月召開的中央深改委第21次會議在強調深入打好污染防治攻堅戰時也明確要加強新污染物治理。新污染物治理在“十四五”期間被提上日程。
“新污染物”顧名思義,“新”是它的突出特點。吳昌敏介紹,新污染物不同于常規污染物,指新近發現或被關注,對生態環境或人體健康存在風險,尚未納入管理或者現有管理措施不足以有效防控其風險的污染物。新污染物具有生物毒性、環境持久性、生物累積性等特征,在環境中即使濃度較低,也可能具有顯著的環境與健康風險,其危害具有潛在性和隱蔽性。
從這個角度的定義來看,關注“新污染物”必然是未來環境治理進入深化、系統化以后,要引起足夠重視的主要問題之一。
目前我國新污染物管理還存在一些不足,包括:首先概念不清晰;其次是底數不清,“新污染物”種類繁多,來源廣泛,識別難度大;第三、管理體系還不夠不完善,缺乏統一認識,缺乏系統有毒有害物質的環境管理法律法規,缺少各層級協調機制,地方管理能力薄弱乏;第四、常規措施無效,許多研究表明常規污水二級處理基本很難去除新污染物,傳統供水廠工藝對新污染物處理也基本無效。
目前,我國對“新污染物”的研究非常多,相關長江流域市政污水廠的新污染物研究結果表明,目前國際社會關注的高風險污染物在污水廠的進水、出水當中都有檢出。
由此,可以看出,在應對安全水質特別是“新污染物”的治理方面,我們面臨的挑戰和需求都很大。
中持對水質安全的思考與應對
中持環保一直將“創造安全、舒適、可持續的環境”作為企業發展的重要使命,所以中持環保在創業之初就已經做了比較系統的產業布局(見下圖):
從2008年起,中持環保就與清華大學環境學院和日本依迪亞株式會社合作共建高水平二噁英分析實驗室,對環境中的痕量污染物開展分析、環境風險識別與評估,污染風險預警與應急處置,參與多個生態環境部對外合作中心斯德哥爾摩公約履約示范項目,為政府、高校及科研單位提供數據支持和高端咨詢服務。
2011年環保部對外合作中心、清華大學和中持環保發起成立了“履行斯德哥爾摩公約技術轉移促進中心 (TTPC) ,該中心成立之初獲得了全球環境基金(GEF)的支持,旨在為國家履約提供技術支撐,為相關的國家技術政策的制定提供支撐。
在當日的論壇現場,很多嘉賓都提到,目前,不斷提升的水質指標,實際上會帶來更多能源和化學品的消耗。在雙碳目標之下,不斷提升水質指標是否合理?吳昌敏認為,水質指標的不斷提升如果能利用現有技術,做好協同處理,找到技術和損耗的平衡點,才是未來最重要的方向。
基于以上考慮,中持在技術研發中,一個很重要的追求就是,希望在不增加能源和藥劑損耗的基礎上,完成新污染物的治理目標。
在工程技術儲備工作推進中,中持就借鑒發達國家制定新污染物有效防治對策時提出的一個重要原則:協同處理,推出高級氧化技術、多效澄清技術,并且在“城市污水資源概念廠”中進行了相關技術的驗證和實踐,進行了極限脫氮除磷和對新污染物的處置,保障水質的安全性。
在高級氧化技術方面,特別是常見的臭氧氧化技術中,中持對技術的聯用做了很多測試和分析,如與曝氣生物濾池聯用的技術,以及與其他高級氧化疊加的技術。
依托已有的高效澄清分離技術,中持自主研發了多效澄清技術,其中開發的碳加載多效澄清技術 (ClaWon AC),將高效吸附與快速分離技術相結合,對污水進行深度處理,在保障快速分離效果的同時,通過載體二次開發強化對新污染物的吸附效率。
目前高級氧化技術及多效澄清技術,都在污水概念廠中得到應用。
在污水處理概念廠的實踐
以中持一直積極推動的城市污水概念廠的項目為例,吳昌敏重點分享了中持在水質安全方面的探索。
“水質永續、能量自給、資源循環、環境友好”是中國污水處理概念廠的追求,水質的安全是概念廠的重要考慮目標。
污水處理概念廠制定標準的時候就提出要有概念廠自己的標準,這是專家委員會共同討論和一致認同的結果:在滿足當下排水水質標準的情況下,應該有面向未來的永續的發展標準。由此,污水處理概念廠也設定了可持續和環境友好的原則、技術經濟合理的原則,以及健康安全的原則來設定相關標準。
在這樣的思考下,宜興污水處理概念廠提出了新的控制目標,特別是新污染物的控制,給出了明確的工程化治理目標。包括對目標新污染物(ECs)的確定,選擇原則為,中國廢水中發現的具有代表性新污染物,宜興廠收水范圍內水樣采集分析的成果等(清華/南大);設計控制目標:以去除率作為ECs去除的評估標準:去除效率>80%。
同時,在宜興概念廠除了針對新污染物有專門的目標,更是通過系統的工程技術手段,實現以污水資源化利用為目標,追求安全水質。這是概念廠建設的最核心的目標之一。
為了保障整個污水廠健康目標的追求,宜興概念廠同時應用了高效極限脫氮除磷技術(LOT)和多種技術耦合的高級氧化技術產品,保障安全水質,宜興概念廠建成后將成為太湖流域“水質永續”的標桿污水處理廠。
同時,吳昌敏也提出,追求安全水質同樣是開放的問題,技術方案在實踐中是否能夠高效的達到預期的目標,也是工作推進過程中要持續關注的問題。所以在宜興概念廠內也創新的設置了開放式的水質安全研究平臺,這是一座學術界、企業、政府在創新、技術、成果等領域多重互動的專業化平臺,以保障生產與研發的相互促進。
中持始終以示范生態文明建設為目標,希望與行業同仁一起來關注水質安全,聚焦風險防控、突出技術創新,同時以概念廠為集成示范,保障安全、健康的水資源。