曹業始作為國際水處理領域的資深專家,對國內水務系統的資源回收現狀及挑戰提出了多項見解。結合其公開發表的觀點及相關研究成果,國內水務系統在資源回收方面的進展與不足可總結如下:
一、當前資源回收的瓶頸與挑戰
污水管網滲漏與外來水入侵
國內污水系統普遍存在管網滲漏問題,導致外來水(雨水、地下水)大量侵入,稀釋污水濃度。例如,國內分流制管網的平均稀釋倍數為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100-500 mg/L,西歐400-700 mg/L),直接影響后續能源回收效率(如厭氧消化產沼氣)45。
中水回用推廣不足
中水回用多局限于缺水地區,且依賴政府強制安裝,運營效率低。例如,北京部分小區中水設施因維護成本高、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
國內污泥處理仍以填埋和摻燒為主,厭氧消化技術應用不足。曹業始指出,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的污水廠比例較低。
二、潛在解決方案與技術路徑
優化管網系統與提升污水濃度
減少外來水入侵:通過管網修復、雨污分流改造降低稀釋倍數。例如,瑞士蘇黎世污水廠通過管網改造將稀釋倍數控制在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9。
強化內部碳源利用與低碳工藝
初沉污泥發酵:10萬噸/日規模的污水廠通過發酵可增加VFA 40 mg/L,減少外部碳源投加(每日節省約1萬元),并提升脫氮效率5。
低碳營養物去除技術: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
政策與商業模式創新:參考上海松江區規劃,將再生水利用納入區域水資源管理,推動工業用水、市政雜用等領域的強制回用14。
技術集成:結合膜技術與活性污泥工藝,提升再生水水質穩定性,降低運營成本5。
污泥資源化與能源回收
厭氧消化普及:推廣污泥協同消化(如餐廚垃圾與污泥共消化),提升沼氣產量。例如,上海白龍港污水廠通過高VSS/TSS污泥實現能量自給5。
灰渣資源化利用:遠期規劃污泥焚燒灰渣作為建材原料,實現全鏈條資源化14。
三、實現資源回收的階段性目標
短期(2025年前)
完成重點城市管網改造,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,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)
構建“污水處理-能源回收-再生利用”閉環系統,實現水務系統的碳中和與資源自循環14。
四、結論
國內水務系統的資源回收仍處于初期階段,需從管網改造、工藝升級、政策引導三方面協同推進。曹業始強調,因地制宜的規劃(如上海松江區的“五系統七廠”布局)和低成本技改(如現有污水廠單元優化)是關鍵突破點414。未來5-10年,通過技術迭代與制度創新,國內有望逐步縮小與歐洲先進水平的差距,邁向可持續的水資源管理。
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