我国未来污水处理厂自控系统的发展方向及技术革新

“未来的污水处理厂自控系统到底应该有一个怎样的革新……我们应该鼓励多样化的发展、多样化的实施模式，融入地域特色元素、考虑历史文化背景、与人居及自然环境协调，做到能源化、资源化、生态化、景观化、智能化和个性化，并成为科学研究与人文环境教育的基地或地标设施。”

1 未来污水处理工艺的发展方向

未来城市污水处理工艺将继续是已有技术的延伸扩展与新型改进技术的不断融入。从过去的发展来看，城市污水处理工艺是不断改进和升级的，去除对象从有机物发展到氨氮，再从氨氮发展到总氮，以及生物除磷的兴起，都体现了不同时期已有技术与新技术的不断融合与集成应用。

因此，可以认为，今后的城市污水处理工艺技术发展仍然离不开历史的积淀和工程经验，任何新技术都需要逐步融入到已有的系统之中，然后实现进一步的能力提升以及完全的更替。

例如，从普通曝气发展出生物硝化，由生物硝化提升到A/O脱氮，然后再扩展到 A2/O 除磷脱氮;微孔曝气的出现，使鼓风曝气系统生物池污泥浓度完全可以达到氧化沟系统的水平。

从当前的国际趋势和国内需求来看，城市污水处理工艺技术的主要发展方向是稳定达标前提下的能源化、资源化和低能耗低物耗的精细化管理控制。例如，通过水质的部分或完全恢复，包括反渗透与正渗透技术的应用，达到特定用水功能要求，实现水的回收，供区域水系统循环使用或下游界外用户取用;通过污水与污泥有机物的沼气化和污水源热能利用，回收热能、电能;从污水或污泥中回收有价值的有机物转化为产品，以及回收磷、氮、硫等有使用价值的矿物组分。通过已有技术的回归与不断完善，新技术和新设备在工程应用层面的重大突破，以及运行管理能力的提升，人员素质及技能水平的提高，城市污水处理工艺技术将持续发展与不断升级，呈现多样化、集成化、智能化、精细化和个性化的特征，在源头控制与管网功能改进、碳氮分离与污泥高浓度厌氧消化、高品质再生水生产与磷酸盐回收、侧流与主流工艺厌氧氨氧化等方面取得进一步发展与技术突破，并成为未来城市污水处理系统的核心组成部分。

2 未来污水处理厂自控系统的革新

现状是时间与人类智慧的积累，未来是现在的不断发展与修正，回顾历史过程，可以在一定程度上预知未来。活性污泥法诞生百年之际，有人说到了该终止的时候了，有人说还会延续100年、500年，甚至更长久的时间。曾经在丹麦的一个污水处理厂，看到最古老的滴滤池在运行，最新的厌氧氨氧化在建设，老旧泵房运转中，新扩泵站将建成。20世纪70~80年代在德国和奥地利盛行的AB工艺，90年代之后基本没有新增，但随着污水能源化利用和厌氧氨氧化技术的发展，其A段作为碳氮分离的有效方法，现在又出现了回归的发展趋势。

1997年，我陪Poul Harremoes教授参观纪庄子污水处理厂时，他很奇怪地问，你们污水处理厂怎么会种这么多高大的落叶树木，不怕秋冬季落叶飘落在池子里面吗?我说，我们有景观绿化的指标要求，落叶可以人工清理。后来注意到，北欧的污水处理厂特别注意节省人力，倾向于无人值守的发展方向，而在德国看到的是员工人数不低于国内的污水处理厂人数，并且有不少博士和高级技师，此外，大学教授会与某个或若干个污水处理厂建立密切的联系和长期合作关系。

2009年，参观美国华盛顿特区Blue Plain污水处理厂时，曾经对他们的工艺流程感到不可思议，首先是20世纪50年代的高负荷活性污泥法去除全部有机物，然后是60年代的氨氮硝化，接着全部依靠外加甲醇的深度反硝化，后续出水过滤系统，其控制系统也较原始，当时正在进行自控系统更新换代，目前这些工艺系统仍然照旧运行。 发生的重大变化是，2015年该厂启动了全球规模最大的Cambi污泥热水解和污泥高浓度厌氧消化系统，采用侧流厌氧氨氧化技术，并汇聚欧洲和北美的科技力量，开展了主流工艺厌氧氨氧化技术的工程应用研究。

因此，未来的污水处理厂自控系统到底应该有一个怎样的革新，是不太可能有确定性答案的，不同的人会有不同的想法，不同的地域会有不同的实践，可以跨越历史，但不可能切断联系，我们应该鼓励多样化的发展、多样化的实施模式，融入地域特色元素、考虑历史文化背景、与人居及自然环境协调，做到能源化、资源化、生态化、景观化、智能化和个性化，并成为科学研究与人文环境教育的基地。同样，未来的污水处理厂人才需求将是复合型的管理人与经理人，全能型的技术支持与服务团队，技能型的精细化运营团队，以及公众认知水平的显著提高与广泛参与。