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李經(jīng)理
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dvhb@163.com
西安高新區(qū)錦業(yè)路錦業(yè)時(shí)代2014年的中國(guó)，世界范圍內(nèi)每一個(gè)角落，我們也在思考和夢(mèng)想開(kāi)啟一個(gè)屬于中國(guó)污水處理界的未來(lái)。2014至今，我們國(guó)內(nèi)同行真的進(jìn)行了很多思考、做了很多設(shè)想、規(guī)劃和實(shí)踐。但是，筆者看來(lái)，2014年至今，無(wú)疑是中國(guó)污水處理技術(shù)發(fā)展史上最為浮躁的時(shí)期。
在追逐未來(lái)可持續(xù)發(fā)展污水處理技術(shù)路線征程中，國(guó)內(nèi)很多同行在不同層面不同尺度上的實(shí)踐，都在告訴世界，我們沒(méi)有停止邁向未來(lái)可持續(xù)污水處理發(fā)展的腳步。
然而，屬于中國(guó)的面向2030年的污水處理技術(shù)路線圖，依然是熙熙攘攘中沒(méi)有停止探索求進(jìn)的步伐，但是，遺憾的是，在面向未來(lái)可持續(xù)污水處理技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論探究及應(yīng)用技術(shù)路線的開(kāi)發(fā)，我們國(guó)內(nèi)同行鮮有涉及，這就是理想與現(xiàn)實(shí)的距離。
對(duì)面向未來(lái)的下一代可持續(xù)污水處理工藝，我們無(wú)限期待中國(guó)的技術(shù)路線出爐，像荷蘭那樣，新加坡那樣，能真正面向社會(huì)公布有我們中國(guó)特色的未來(lái)技術(shù)路線圖，我們期望不是照搬，而是融入了我們自己的技術(shù)理念和成果；不是舶來(lái)品，更不是仿制品，要因地制宜，適合國(guó)情。
關(guān)于面向未來(lái)的可持續(xù)污水處理技術(shù)路線，國(guó)外一些著名專家這幾年紛紛推出自己的技術(shù)路線，這些路線明顯帶有顯著的個(gè)人特質(zhì)。
1）看看MBBR的發(fā)明人，Ødegaard在清華大學(xué)主辦的學(xué)術(shù)期刊《Front. Environ. Sci. Eng》2016年發(fā)表的一篇文章《A road-map for energy-neutral wastewater treatment plants of the future based on compact technologies (including MBBR)》，這篇文章幾乎是給中國(guó)量身定制的，數(shù)次提到了“China concept WWTP”，他提出的技術(shù)路線完全采用了全流程MBBR，就連第一級(jí)碳去除、捕獲階段，都采用了MBBR技術(shù)，更別提主流和側(cè)流段�？磥�(lái)Ødegaard的想法是，只要有微生物存在的場(chǎng)合，就最好上MBBR才是穩(wěn)妥的。
其實(shí)，筆者不是反對(duì)MBBR，只是在思考，預(yù)處理段采用MBBR的必要性不足。但主流和側(cè)流采用MBBR、尤其是主流采用MBBR或許是好主意，為什么呢？看看這篇文章。
文章在結(jié)論中提到：“Anammox bacteria are viable and active in municipal wastewater treated via high-rate aerobic treatment, even at low temperatures. However, achieving partial nitritation together with anammox at low temperatures remains a challenge, for which attached growth strategies with thick biofilms may be a solution.”
筆者給出一張圖片，你就明白其中道理了。
其實(shí)，意識(shí)到這個(gè)問(wèn)題的，我們國(guó)內(nèi)某研究團(tuán)隊(duì)，也是采用了biofilm作為Anammox載體，不過(guò)他們是在側(cè)流Rejectwater的處理，在側(cè)流處理污泥消化后sludge dewatering liquors，采用IFAS構(gòu)型，獲得了不錯(cuò)的效果，但是這個(gè)試驗(yàn)條件是在“The HRT of the IFAS reactor was 0.9–1.0 d and the temperature was 29–30 ℃”環(huán)境條件下進(jìn)行的，且進(jìn)水TN濃度平均在400-500 mg/L，這種基質(zhì)水平對(duì)于普通市政生活污水是不可想象的。這就是為何ANAMMOX在側(cè)流很容易實(shí)現(xiàn)，而主流很難成功的環(huán)境及基質(zhì)條件的限制。
2）奧地利 Innsbruck大學(xué)的Bernhard Wett，前幾年也提出了面向未來(lái)可持續(xù)污水處理技術(shù)路線，發(fā)表在Water research，這條技術(shù)路線，將其10多年前提出的DEMON工藝也發(fā)揮到了極致，A-B工藝 構(gòu)型，A段采用高負(fù)荷活性污泥法，在“主流+側(cè)流”都采用了基于DEMON工藝的厭氧氨氧化：
資料來(lái)源：Environmental sustainability of an energy self-sufficient sewage treatment plant:Improvements through DEMON and co-digestion, water research,2015
3) 荷蘭KWR水循環(huán)研究院提出了一種新型“A-B工藝”，并申請(qǐng)了專利，這種技術(shù)將A段高負(fù)荷、短停留時(shí)間工藝，耦合動(dòng)態(tài)過(guò)濾分離技術(shù)超量捕獲有機(jī)物進(jìn)行厭氧消化，以最大程度上將污水中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為能源，A段可濃縮70%進(jìn)水COD，B段采用主流厭氧氨氧化技術(shù)。類似革新技術(shù)筆者認(rèn)為代表了世界未來(lái)污水處理發(fā)展趨勢(shì)。
有些變化，或許是你我在不經(jīng)意中。這個(gè)世界上，刻意追求本不是你的東西，或許最終一無(wú)所獲。但是無(wú)心插柳柳成蔭的事件，卻說(shuō)不定哪天突然發(fā)生。
比如，中國(guó)臺(tái)州污水廠采用光伏式發(fā)電，在實(shí)現(xiàn)污水廠邁向碳中和路上邁出了一步，應(yīng)該是有意的嘗試。這個(gè)項(xiàng)目被IWA Source報(bào)道：
China turns to carbon-neutral treatment plants.
“The resulting 4.39 MW of new capacity annually offsets 30 percent of energy consumption for the plant.”
圖片中這些實(shí)踐者，除了郝曉地教授外，或許他們只是污水處理廠的普通員工，也抑或是廠長(zhǎng)，沒(méi)有那樣高大上的理論和夢(mèng)想，他們的愿望和樸素，并按照自己的設(shè)想去規(guī)劃和實(shí)現(xiàn)，或許他們起初沒(méi)有想到，他們一個(gè)簡(jiǎn)單的做法，卻是使自己運(yùn)行的污水廠再沿著未來(lái)污水廠“碳中和”的軌跡在推進(jìn)了一大步。
這2年，主流厭氧氨氧化變成了一個(gè)世界范圍內(nèi)污水處理領(lǐng)域最熱點(diǎn)的詞匯，沒(méi)有之一！但是，目前尚沒(méi)有看到一個(gè)真正實(shí)現(xiàn)低溫下（水溫低于13度））可持續(xù)運(yùn)行的中試規(guī)模的Mainstream Deammonification 案例報(bào)道。
目前，起碼是10年之內(nèi)，看到的希望（筆者也是大膽預(yù)測(cè)），主流AMX最現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用是在熱帶或者亞熱帶區(qū)域，常年能提供至少20度以上的水溫。2016年，新加坡Cao Yeshi, 荷蘭Mark C. M. van Loosdrecht, 和美國(guó)Glen T. Daigger幾位大牛在W&ST發(fā)表一篇文章：
看看這篇文章介紹的“Mainstream partial nitritation and anammox”，筆者乍看以為是規(guī)模做到20000m3/d的案例出現(xiàn)了，原來(lái)是在20000m3/d的實(shí)際污水廠進(jìn)行的試驗(yàn)。此文章介紹的試驗(yàn)規(guī)模水溫是什么情況？看看文章描述：“
The reactor used had a total volume of 10 L, height 29.1 cm, maximum liquid volume of 8.5 L. A heater was used to control the water temperature inside the reactor at 30± 2℃, which was similar to that of the full-scale plant.”
小試規(guī)模：從這種小試到生產(chǎn)性試驗(yàn)再到穩(wěn)定的工程化應(yīng)用，需要多久？借用斯坦福大學(xué)吳惟民教授的PPT:
斯坦福大學(xué)吳教授給出10-30年�。。∧愣�！技術(shù)的創(chuàng)新，需要跨越“死亡之谷”！沒(méi)有人直接可以穿越死亡之谷直接到達(dá)自由世界！
實(shí)際上，我們要至少看到中試規(guī)模的穩(wěn)定運(yùn)行案例（經(jīng)歷全年各種水溫變化條件），才可以評(píng)估這種革新技術(shù)的可靠性、穩(wěn)定性，有可靠的中試數(shù)據(jù)，才有可能邁向更大尺度的生產(chǎn)性試驗(yàn)研究和工程實(shí)施層面。
其實(shí)，在通往下一代可持續(xù)污水處理技術(shù)探索征程中，永遠(yuǎn)沒(méi)有捷徑可選。唯有腳踏實(shí)地，尊重科學(xué)、尊重工程，才能在漫漫征程中看到曙光。關(guān)于對(duì)未來(lái)污水處理發(fā)展的技術(shù)路線及進(jìn)展的個(gè)人思考，筆者以后會(huì)找機(jī)會(huì)逐步展示給大家。敬請(qǐng)關(guān)注！