節(jié)約能源是我國(guó)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，也是我國(guó)的一項(xiàng)基本國(guó)策。污水處理廠是能源密集的高能耗產(chǎn)業(yè)，位居高能耗行業(yè)前十位。在國(guó)家要求加強(qiáng)節(jié)能減排、實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展、加快建設(shè)生態(tài)文明的大背景下，污水處理廠的節(jié)能降耗有什么樣的意義？污水處理廠又該通過(guò)哪些工作來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗？帶著這樣的問(wèn)題，E20研究院采訪了中國(guó)人民大學(xué)低碳水環(huán)境技術(shù)研究中心主任、中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院副院長(zhǎng)王洪臣教授。
污水處理廠節(jié)能降耗空間很大
目前，我國(guó)污水處理廠的能耗主要是電耗，處理每噸污水耗電約0.2-0.3度，電費(fèi)約占污水處理成本的50%-70%。在我國(guó)污水處理廠建設(shè)基礎(chǔ)上，通過(guò)現(xiàn)有設(shè)施的優(yōu)化運(yùn)營(yíng)，存在提高出水水質(zhì)、降低能耗物耗的非常大的空間。王洪臣表示：“通過(guò)污水處理廠改造來(lái)節(jié)能降耗的空間，也就是提效改造的潛力，取決于具體采用的工藝、技術(shù)和設(shè)備，對(duì)于現(xiàn)有典型污水處理廠，通過(guò)全面提效改造和運(yùn)營(yíng)優(yōu)化有可能使其能耗降低超過(guò)30%。”
節(jié)能降耗意義重大
王洪臣說(shuō)：“別小看這區(qū)區(qū)污水處理30%能耗的降低，這對(duì)各方面其實(shí)都是一筆大帳。”
首先，節(jié)能降耗關(guān)系著社會(huì)資源使用效率。截至2015年9月底，我國(guó)共建立3830座城鎮(zhèn)污水處理廠，污水處理能力1.62億立方米/日。按我國(guó)污水處理廠每年處理450億噸污水來(lái)計(jì)算，如果能夠節(jié)省30%的能耗，這就能夠?yàn)閲?guó)家節(jié)約約40億度電的社會(huì)資源。在目前國(guó)家大力提倡節(jié)能降耗的背景下，污水處理廠的節(jié)能降耗應(yīng)被引起足夠重視。
其次，節(jié)能降耗關(guān)系著企業(yè)的生存與發(fā)展。從目前我國(guó)污水處理廠所處的大環(huán)境，無(wú)論是融資方面，還是從污水處理廠的管理以及與政府之間的關(guān)系來(lái)看，企業(yè)之間的差異化越來(lái)越小。在行業(yè)規(guī)則越來(lái)越清晰，競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越充分的情況下，技術(shù)將上升為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的最根本要素。如果企業(yè)通過(guò)技術(shù)手段降低30%的電耗，也就是降低了18%的污水處理成本。無(wú)疑，這將大大提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
第三，節(jié)能降耗關(guān)系著氣候的變化。2015年12月12日，全球196個(gè)國(guó)家的談判代表在法國(guó)巴黎通過(guò)了歷史性的《巴黎協(xié)議》，協(xié)議指出：各方將加強(qiáng)對(duì)氣候變化威脅的全球應(yīng)對(duì)，把全球氣溫升溫幅度控制在2攝氏度之內(nèi)作為目標(biāo)，并為把升溫幅度控制在1.5攝氏度之內(nèi)而努力。目前我國(guó)所處的工業(yè)化階段特征，決定了在推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)碳減排方面，面臨著比發(fā)達(dá)國(guó)家更艱巨的任務(wù)。據(jù)了解，全球2%-5%的溫室氣體（特別是有著更嚴(yán)重影響的甲烷和氮氧化物）排放與污水系統(tǒng)有關(guān)。所以污水處理廠如果能夠?qū)崿F(xiàn)碳排放平衡，將會(huì)對(duì)全球溫室氣體減排做出重大貢獻(xiàn)。王洪臣說(shuō)：“污水處理屬于前十大碳排放行業(yè)，但相對(duì)于交通、能源和建筑等行業(yè)，污水處理行業(yè)減排的投入產(chǎn)出更大、效益更高。也就是說(shuō)，對(duì)同樣的碳減排量，污水處理行業(yè)所付出的減排成本是最低的。”
污水處理廠節(jié)能降耗方法探究
節(jié)能降耗關(guān)系著社會(huì)資源的使用效率，關(guān)系著企業(yè)的生存，關(guān)系著氣候變化。那么，污水處理廠該如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗呢？王洪臣簡(jiǎn)單介紹了污水處理廠節(jié)能降耗三個(gè)方面的工作：（1）開(kāi)展能耗審計(jì)：加強(qiáng)對(duì)污水處理各環(huán)節(jié)及全流程的能耗分析，通過(guò)建立行業(yè)能耗基準(zhǔn)，動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)各污水處理廠的能耗狀況，確定節(jié)能降耗潛力；（2）實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)營(yíng)：通過(guò)運(yùn)行優(yōu)化，使每一處理單元都處于高效運(yùn)行狀態(tài)，避免低效提升、過(guò)度攪拌以及過(guò)度曝氣等狀況；（3）實(shí)施提效改造：采用高效設(shè)備和可持續(xù)新工藝對(duì)現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備進(jìn)行改造，從本質(zhì)上實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
后記：據(jù)統(tǒng)計(jì)，污水處理的電費(fèi)約占污水處理總成本的50-70%，而精細(xì)管理、優(yōu)化運(yùn)營(yíng)、提高技術(shù)裝備等改造，將至少節(jié)省10%以上的能耗，污水處理廠節(jié)能降耗之路任重而道遠(yuǎn)，且已受到國(guó)家層面的高度重視。E20研究院緊跟產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，針對(duì)污水處理廠節(jié)能降耗問(wèn)題，聯(lián)合多家優(yōu)秀的環(huán)保企業(yè)以及清華大學(xué)、北京大學(xué)、中國(guó)人民大學(xué)等知名學(xué)府的院校專家已開(kāi)展持續(xù)性調(diào)研，目前已經(jīng)掌握了全國(guó)3500多座污水處理廠的能耗數(shù)據(jù)，以及多家優(yōu)秀企業(yè)的管理經(jīng)驗(yàn)及管理建議。
王洪臣：污水處理廠節(jié)能降耗不是小事
時(shí)間：2016-03-01
來(lái)源：E20環(huán)境平臺(tái)
作者：E20研究院 呂凱
【深度】概念廠落地污水處理事業(yè)自下而上的探索
“我們提出超越當(dāng)今國(guó)際先進(jìn)水平二十年的中國(guó)污水處理概念廠理念，計(jì)劃用5到6年的時(shí)間建成一座或一批示范廠。”2014年年初，來(lái)自環(huán)境保護(hù)科研領(lǐng)域的六位業(yè)內(nèi)知名專家提出了建設(shè)中國(guó)污水處理概念廠、變污水處理事業(yè)跟跑者為領(lǐng)跑者的目標(biāo)，在業(yè)內(nèi)外引發(fā)強(qiáng)烈反響。
筆者所在的單位有幸作為首家完整披露這一消息的媒體，也一直在關(guān)注、關(guān)心這一工作的進(jìn)展。日前，我在宜興參加2015（第三屆）中國(guó)環(huán)保技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)會(huì)期間獲悉，經(jīng)過(guò)一年多的不懈努力，污水處理概念廠“概念”將落地。“我們最終確立了概念廠的工藝技術(shù)路線，并準(zhǔn)備在宜興正式啟動(dòng)第一座概念污水廠的建設(shè)。在工藝考察與研究的過(guò)程中，明確了主流厭氧氨氧化的重要地位。”王凱軍透露，北京市政府也表達(dá)了意向，正在論證階段。
追求水質(zhì)的可持續(xù)性，追求能源的最大化回收，追求資源的高效循環(huán)利用以及設(shè)施與周邊的環(huán)境和諧友好，中國(guó)污水處理概念廠提出的四重目標(biāo)，與當(dāng)今污水處理行業(yè)先進(jìn)的可持續(xù)理念高度相通，且首創(chuàng)性地提出了打造生態(tài)綜合體的設(shè)想，被認(rèn)為是對(duì)當(dāng)今世界先進(jìn)污水處理模式的超越，更具挑戰(zhàn)性和意義。
一年多時(shí)間里，圍繞概念廠籌備的各項(xiàng)研討交流和活動(dòng)層出不窮，這一工作已經(jīng)成為動(dòng)員、整合國(guó)內(nèi)外相關(guān)科研、產(chǎn)業(yè)資源的系統(tǒng)實(shí)踐，吸引了越來(lái)越多的科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)、投資者的興趣和參與。在中國(guó)污水處理未來(lái)發(fā)展方面，開(kāi)始了一次自發(fā)的路徑探索，并希望能對(duì)未來(lái)事業(yè)發(fā)展的實(shí)際走向產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
1、面向20-30年的未來(lái)，從科研到產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對(duì)未來(lái)的水污染治理、水資源管理需求做出預(yù)判和準(zhǔn)備
從污水處理概念廠提出到現(xiàn)在，業(yè)內(nèi)外一直不乏不同意見(jiàn)者。“如此高大上的污水處理廠在中國(guó)能不能用得上、用得起？”很多人認(rèn)為中國(guó)污水處理還有諸多現(xiàn)實(shí)問(wèn)題沒(méi)有解決。
對(duì)此，筆者以為，探索建設(shè)中國(guó)污水處理概念廠的目標(biāo)就是要面向20-30年的未來(lái)，從科研到產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對(duì)未來(lái)的水污染治理、水資源管理需求做出預(yù)判和準(zhǔn)備。而這是中國(guó)污染治理向來(lái)有所短缺的部分。
由于中國(guó)環(huán)境問(wèn)題的集中快速爆發(fā)，無(wú)論是水、大氣還是固廢、土壤，治理都屬倉(cāng)促應(yīng)戰(zhàn)�？蒲泻彤a(chǎn)業(yè)，相對(duì)于環(huán)境治理的緊迫需求，準(zhǔn)備時(shí)間嚴(yán)重不足。而沒(méi)有技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，在技術(shù)路線等方面缺乏基本的判斷力，這往往導(dǎo)致匆忙之下對(duì)國(guó)外技術(shù)路線的直接照搬，當(dāng)時(shí)造成投資浪費(fèi)，后續(xù)留下諸多遺憾。
而當(dāng)前中國(guó)污水處理事業(yè)的現(xiàn)狀也已經(jīng)顯示出了倉(cāng)促上馬的后遺癥：普遍采用的長(zhǎng)流程、高耗能工藝造成了能耗、運(yùn)行穩(wěn)定性適應(yīng)性問(wèn)題；在污泥問(wèn)題上缺乏系統(tǒng)性考慮，污泥處置現(xiàn)成各城市難題。
更重要的是，由于缺乏對(duì)水環(huán)境治理、水資源形勢(shì)的預(yù)判，使得我國(guó)在污水處理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)上，面臨剛剛建成就已然落后的尷尬。生產(chǎn)管理粗放，排放水質(zhì)普遍不能滿足水環(huán)境的要求，設(shè)施本身成為污泥、臭氣、噪聲排放源，能源資源未能有效回收。專家表示，“面臨水量、水質(zhì)雙重危機(jī)，龐大投資建成的污染治理設(shè)施未能發(fā)揮應(yīng)有的作用。污水處理接下來(lái)工作推進(jìn)的著力點(diǎn)在哪里，在業(yè)內(nèi)比較迷茫。”而概念廠籌備這一年多來(lái)，筆者多次有機(jī)會(huì)旁聽(tīng)相關(guān)的研討會(huì)議和相關(guān)活動(dòng)，也得以“圍觀”污水處理概念廠對(duì)未來(lái)判斷的日漸清晰。
據(jù)介紹，當(dāng)前，發(fā)達(dá)國(guó)家的污水處理已度過(guò)以黑臭河道、水體富營(yíng)養(yǎng)化為標(biāo)識(shí)的污染解決階段，目前處于以水資源為中心的可持續(xù)發(fā)展階段。英國(guó)等國(guó)已提出下一代的污水處理廠將成為水資源中心、能源中心和營(yíng)養(yǎng)中心等先進(jìn)理念。
從這點(diǎn)上看，概念廠提出諸多目標(biāo)中首要包含的是要在可持續(xù)發(fā)展階段抓緊補(bǔ)課，適應(yīng)中國(guó)資源環(huán)境的迫切需求。對(duì)此，王洪臣教授表示，我們的領(lǐng)先性和挑戰(zhàn)在于提出了綜合性目標(biāo)。目前在水質(zhì)提升、能源回收、環(huán)境友好等某個(gè)單方面，在國(guó)際上都有實(shí)踐，但是要在一個(gè)設(shè)施上實(shí)現(xiàn)集合四個(gè)綜合目標(biāo)，還未有先例。
而生態(tài)文明理念在中國(guó)治國(guó)理念中被明確，也給了專家團(tuán)隊(duì)又一重目標(biāo)。“生態(tài)文明理念下的技術(shù)大繁榮有可能使污水處理設(shè)施從目前的生態(tài)負(fù)資產(chǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)正資產(chǎn)。為此，我們提出以污水處理設(shè)施為基礎(chǔ)建立生態(tài)綜合體。以資源能源利用循環(huán)，污水處理可以跟現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)或者都市農(nóng)業(yè)相結(jié)合，可以為市民提供社區(qū)休閑的空間，還可以與生態(tài)濕地結(jié)合，具備為社會(huì)服務(wù)，為生產(chǎn)服務(wù)，以及為自然服務(wù)的功能。”王凱軍說(shuō)，在這方面，我們和發(fā)達(dá)國(guó)家處于同一起跑線，我們不做，別人也在做；我們不搶先，別人就會(huì)搶先。
