市政污水处理技术特质的探讨

市政污水做为新兴的淡水资源，其绿色高效处理回用是城市可持续发展的重要环节。目前，市政污水普遍采用以活性污泥法为核心的处理工艺，但随着环境可持续发展要求的不断提高，其能耗大、剩余污泥多、资源回收少、温室气体排放和占地面积大等问题凸显。因此，关于未来市政污水处理技术升级和改造的讨论逐渐成为环境领域研究的热点和焦点。对此，来自新加坡南洋理工大学(NTU)的刘雨教授团队进行了思考，并在第四届全国水处理与回用学术会议上进行了大会报告。报告提出了以理念驱动技术创新和发展的思路，具体体现在以新A-B工艺的理念驱动能量自給和污泥减量同步技术的发展;以污水处理到再生回用的理念驱动基于MBR-RO组合工艺为核心技术的发展;以可持续城市供水的理念驱动自然水体-市政污水回用-海水淡化于一体的闭合式处理模式的发展。未来市政污水不应被看作是废水而简单处理，应做为新兴的淡水资源再生利用。

1、未来市政污水处理技术特质的探讨

传统活性污泥(CAS)工艺作为市政污水处理的核心技术已有100多年的历史。然而，随着未来污水处理技术对能源消耗、碳排放和排放水质要求的不断提高，CAS工艺已略显乏力。例如，CAS工艺通常需要消耗大量电能曝气用于氧化污水中的有机物和氨，同时释放温室气体(GHG)。据报道，2017年市政污水处理所消耗的电能已达到全球电量消耗的0.3-0.5%，而在某些发达国家该占比可达到3-5%，而污水处理过程中所释放的温室气体可占全球全年(2010年)排放量的1.6%。

另一方面，随着环境与生态保护要求的不断提高，市政污水处理的排放标准亦不断提高，如部分省份/地区已出台政策将排放标准提高至地表水IV类标准。显然，传统的CAS工艺难以满足升级后的水质排放要求。因此，近年来越来越多的研究致力于探索污水处理的升级技术。其中，在已有CAS工艺基础上叠加深度处理工艺单元是目前主要的研究方向之一。然而，该升级策略的污水处理工艺虽然可以实现较高的出水水质，但却使整个处理系统的复杂性和处理成本提高，同时增加了能源消耗和温室气体排放。显然，这种由上而下驱动的升级策略只能提供短期解决方案，而不能为未来市政污水处理技术的革新带来曙光。

未来的市政污水处理技术应该具备哪些基本特质?研究作者认为，未来的处理技术应使市政污水处理厂(WWTP)在满足污水处理的基本属性外，应在更广阔的方面扮演重要角色。未来的市政污水处理厂应成为：1)生产高质回用水的水厂，2)具备能源自给甚至供给的电厂，3)实现碳中和甚至碳捕集的绿色工厂，4)能够回收高附加值产品(例如有机物和养分)的资源厂。

2、可持续卫生系统

我们从基于环境保护的可持续发展理念出发，可以对可持续卫生系统的准则定义。作为可持续卫生系统，至少应该有以下三条准则：第一，不用或者少用清洁水来稀释高浓度生活废物，水也应该各尽其用;第二，最大限度的回收利用处理水和其他的副产物;第三，收集和处理系统应该具有高效、耐用和可靠的特点。

分散式卫生系统是可持续性的卫生系统，而且认为当今环境污染的主要原因之一就是长期使用非可持续性的集中式卫生系统。

总的来说，分散式卫生系统是发展方向，但以目前的技术水平，分散式卫生系统完全替代集中式卫生系统是做不到的。对于经济较好的国家和地区，具有建设集中式卫生系统的技术和基础设施，这主要指的是发达国家和地区，然而对于欠发达国家和地区，对于分散式卫生系统的需求不断增加，应尽可能采用分散式卫生系统，力求资源节省，达到环境保护可持续发展的目的。