污水处理及其再生利用行业最新技术应用状况及发展趋势与运行力预测

第一节 行业最新科技应用状况

目前我国污水处理中应用较多的技术包括氧化沟工艺、SBR法、CASS工艺、接触氧化法、曝气生物滤池工艺(BAF)、MBR法和速分生物处理技术等。上述方法各有优缺点，选取主要方法描述如下：

A、CASS工艺

CASS(Cyclic Activated Sludge System)工艺是近年来国际公认的处理生活污水及废水的先进工艺之一。其基本结构是：在序批式活性污泥法(SBR)的基础上，反应池沿池长方向设计为两部分，前部为生物选择区也称预反应区，后部为主反应区，其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行，省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统;同时可连续进水，间断排水。

B、MBR工艺

膜生物反应器(MBR)是一种将膜分离单元和生物处理单元结合的新型水处理技术，在近几十年来得到迅猛发展。该工艺应用中空纤维膜取代了活性污泥法中的二沉池，进行固液分离，有效的达到了泥水分离的目的。膜的高效截留作用，可以有效截留硝化菌，使其完全截留在生物反应器内，使硝化反应得以顺利进行，有效去除氨氮，避免污泥的流失，同时可以截留一时难于降解的大分子有机物，延长其在反应器的停留时间，使之得到最大限度的分解。

但是MBR工艺仍存在如下缺点：膜造价高，膜组件使用寿命短，2~3年即需更换;容易出现膜污染;能耗高，为了加大膜通量、减轻膜污染，必须增大流速，冲刷膜表面，造成MBR的能耗要比传统的生物处理工艺高。

C、速分生物处理技术

速分生物处理技术是一种新型污水处理技术。该技术的原理是利用流体力学中的“流离”原理，突破传统的生物处理方法，使处理系统中单一生物环境转变为多变生物环境，使污水在集合体内多次重复发生厌氧、耗氧反应，且处理过程无需沉淀池、反冲洗和污泥处理等系统。速分生物处理技术的核心是“速分生化球”，作为生物载体，填充在专门设计的速分生化池内，附着在其上的生物膜是生化处理系统的主体作用物质。速分生化球可正常使用30年而无需更换，比传统的生物填料节约了大量的更换、维护费用。

第二节 行业科技发展趋势

1、具有脱氮除磷功能的污水处理工艺仍是今后发展的重点

《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)对出水氮磷有明确的要求，因此已建城镇污水处理厂需要改建，增加设施去除污水中的氮、磷污染物，达到国家规定的排放标准，新建污水处理厂则须按照标准GB18918-2002来进行建设。目前，对污水生物脱氮除磷的机理、影响因素及工艺等的研究已是一个热点，并已提出一些新工艺及改革工艺。

如MSBR、倒置A2/O、UCT等，并且积极引进国外新工艺。

如OCO、OOC、AOR、AOE等。对于脱氮除磷工艺，今后的发展要求不仅仅局限于较高的氮磷去除率，而且也要求处理效果稳定、可靠、工艺控制调节灵活、投资运行费用节省。目前，生物除磷脱氮工艺正是向着这一简洁、高效、经济的方向发展。

2、高效率、低投入、低运行成本、成熟可靠的污水处理工艺是今后污水处理厂的首选工艺

我国是一个发展中国家，经济发展水平相对落后，而面对我国日益严重的环境污染，国家正加大力度来进行污水的治理，而解决城市污水污染的根本措施是建设以生物处理为主体工艺的二级城市污水处理厂，但是，建设大批二级城市污水处理厂需要大量的投资和高额运行费，这对我国来说是一个沉重的负担。而目前我国的污水处理厂建设工作，则因为资金的缺乏很难开展，部分已建成的污水处理厂由于运行费用高昂或者缺乏专业的运行管理人员等原因而一直不能正常运行，因此对高效率、低投入、低运行成本、成熟可靠的污水处理工艺的研究是今后的一个重点研究方向。

3、对适用于小城镇污水处理厂工艺的研究

发展小城镇是我国城市化过程的必由之路，是具有中国特色的城市化道路的战略性选择。1978~2000年我国建制镇由2178个增至20312个，目前各种规模和性质的小城镇已近48000个。如果只注重大中城市的污水处理工程的建设，而忽视如此数量多的小城镇的污水治理，则我国的污水治理也不能达到预定目标。而对于小城镇的污水处理又面对着一系列的问题：小城镇污水的特点不同于大城市;小城镇资金短缺;运行管理人员缺乏等。因此，小城镇的污水处理工艺应该是基建投资低、运行成本低、运行管理相对容易、运行可靠性高的工艺。目前对适用于小城镇污水处理厂工艺的研究方向是：从现有工艺中比选出适合小城镇污水处理厂的工艺，同时开发出适用于小城镇污水处理厂的新工艺。

4、对产泥量少、且污泥达到稳定的污水处理工艺的研究

目前，污水处理厂所产生的污泥的处理也是我国污水处理事业中的一个重点和难点，2003年中国城市污水厂的总污水处理量约为95.9562×108/a，城市平均污水含固率为0.02%，则湿污泥产量为965.562×104t/a，并且污泥的成份很复杂，含有多种有害有毒成分，如此产量大而且含有大量有毒有害物质的污泥如果不进行有效处理而排放到环境中去，则会给环境带来很大的破坏。目前我国污泥处理处置的现状不容乐观：据统计，我国已建成运行的城市污水处理厂，污泥经过浓缩、消化稳定和干化脱水处理的污水厂仅占25.68%，不具有污泥稳定处理的污水厂占55.70%，不具有污泥干化脱水处理的污水厂约占48.65%。这说明我国70%以上的污水厂中不具有完整的污泥处理工艺而对此问题进行解决的一个有效办法是：污水处理厂采用产泥量少、且污泥达到稳定的污水处理工艺控制工程网版权所有，这样就可以在源头上减少污泥的产生量，并且可以得到已经稳定的剩余污泥，从而减轻了后续污泥处理的负担。目前，我国已有部分工艺可做到这一点，如生物接触氧化法工艺、BIOLAK工艺、水解-好氧工艺等，但是对产泥量少、且污泥达到稳定的污水处理工艺的系统研究还没有开始。

第三节 行业发展趋势

一、市场发展趋势

目前，中国水务市场，虽然资本推动和行政因素特征仍然比较显著，但是市场化的改革方向不可逆转。随着中国公用事业体制改革的深入，水务行业的市场化程度将不断提高，进而为行业整合与跨区域发展提供了动力，把握机会的优势企业将进一步巩固其行业地位。水价改革带来的价格上涨的动力将进一步助推水务企业成长，同时也将引致更多行业竞争对手。

中国的水务行业还处于成长期，市场集中度偏低，缺少行业领导者，地域垄断特征明显。依据行业吸引力和技术关联度向产业链纵向延伸，以及水务一体化成为主要发展方向。运营管理能力、资本运作能力、市场开拓能力、技术应用与开发能力和风险控制能力已经成为水务行业企业的关键成功要素。寻求市场份额与投资收益的平衡是现阶段中国水务企业成长过程中关注的焦点。

根据我国污水排放的预测，以及我国环境治理的计划和2010年远景规划，我国污水处理率2010年达到45%。2010年我国污水排放量将达到763亿立方米，处理45%为343.8亿立方米即每日9407万立方米，扣除2000年已经达到的日处理能力即2685万立方米，尚需建设日处理能力6722万立方米的污水处理厂，约需人民币1344亿元。

二、行业竞争趋势

1、资金成为拉动污水处理发展的核心动力和产业纽带

在国际化、市场化的背景下，水源污染严重、处理设备落后的行业背景下，污水处理行业呈现巨大的资金需求。工业污水处理发展由原先计划体制下的技术拉动转型为投资拉动，投资不仅是开拓污水处理市场的决定性砝码，也是串起技术、工程、产品、运营产业链的有效手段。污水处理在巨大需求背景下的投资拉动特征，使来自国际、民营、其他社会资本得以迅速进入工业污水处理行业并成为主角。国家对城市基础设施领域资本进入的放宽，市场金融工具的丰富，以及传统企业的产权多元化的全面实施，将进一步加强资本在工业污水处理行业中的权重。

2、以获得市场为动机的战略联盟是行业市场化程度的重要标志

市场经济的基础是契约，而战略联盟就是企业间的稳定契约形式，稳定的契约形式可以有效化解中间交易成本。世界500强企业中，平均每个企业参加60个不同性质的战略联盟。中国水业正处于市场化发展的前期，从行业上看是污水处理政策体系的模糊和不完善，从产业上看是企业的分散和松散。同时，水业综合性极强，关联度大，以规模化为基础的，以投资企业为龙头的集投资、设计、工程、运营、设备供应的纵向产业链战略联合体，将成为企业参与竞争、抵御风险、降低成本的主要手段。

三、技术发展趋势

1、膜材料与膜应用技术的发展

国家实行的膜材料与膜技术应用国债项目带动了我国水污染治理膜技术与膜材料的研发应用。近年来，我国在膜材料的研究开发方面取得了长足的进展，基本打破了过去发达国家对我国实行膜材料制造技术的封锁状态，我国水污染治理技术研发机构依靠自己的力量，开发了具有独立知识产权的膜材料和膜组件。

2、工业废水治理技术的发展

全国各地针对部分工业企业没有实现废水达标的情况，开展了剩余污染源和不合格污染治理设施的达标治理工作。在这一形势下，促使水污染治理技术研发与服务业有了较大发展。未来的技术发展方向将是针对造纸、化工、医药、酿造和皮革等重点行业。

在面对环保大变革大发展的情况下，对于技术的整合创新将会是重头戏，以下是具有实用型高新技术的发展路程，送给环保人们，希望在高压之下能有时间品味一下这篇经典。

一、我国面临的主要水环境问题

1、污水处理率与投资预测

资源性短缺和水环境污染造成的水资源危机已经成为我国社会、经济发展的重要制约因素，目前，全国600 多个城市大约有 2/3 的城市缺水。在某些地区，甚至对人民基本生存条件造成极大威胁。而我国水环境问题具有复杂性，北方地区面临的水环境问题不同与南方地区的问题，主要是水资源短缺和合理利用、水污染控制和污水的回用、季节性河流的达标(特别是功能区达标)等问题。在南方地区则水污染和水体富营养化，成为突出的环境问题。

我国2000年废水排放量约480亿m3/年。自90年代以来，我国的国民生产总值连续以8%～11%的高速率的增长，预计新世纪的头20年内我国经济增长将保持在 6%～9%的高、中速率稳定发展。考虑上述因素污水量增加量按 5%的速率考虑。到 2010 年增加污水量 300亿 m3。

我国中小城镇建设得到了很大发展。2010年，全国设市城市达到1200个左右，建制镇达到 2.5～3 万个，到2020年，全国村镇自来水普及率达到65%，小城镇人均日用水量180升、村庄110升(依此计算新增城镇年废水量可能达到 270 亿吨)。

综上所述，考虑现状污水量、污水增量和建制镇污水量，到2010年城市污水排放总量为1050亿m3。根据《国民经济和社会发展“九五”计划201年远景目标纲要》的要求，到2010年城市污水处理率要达到50%，则需增加500亿m3/a(1.4亿m3/d天)的处理规模。如果按静态投资(考虑配套管网)处理每立方米污水投资2000~3000元的低限值计算，则需投资3000～4000 亿元。