焦点提醒：王凯军：环保财产是下一个“无碳”燃料手艺的配角 清华年夜学情况学院传授、国度情况庇护手艺治理与评估项目手艺中间主任王凯军 时候：2021-05-07 来历：中国水网 作者：王馨清算 “绝年夜部门人，是由于看见而相信，只要很少的一部门人是由于相信而看见”，在“2021（第十九届）水业计谋论坛”上，清华年夜学情况学院传授、国度情况庇护手艺治理与评估项目手艺中间主任王凯军援用了马云的名言。 论坛上，王凯军用“变”与“不变”这对哲学命题，指出今朝水处置手艺正在快速成长，即有良多行业“置若罔闻”的转变，也有正在带来行业百年未有的变局与机缘，行业要把握“变”与“不变”的纪律性，适应时期成长的潮水。 王凯军 水处置手艺中的“不变” 辩证法认为，事物素质的内涵划定性是不变的，具有不变性、持久性和坚韧性，王凯军暗示，在污水处置行业，不变的是污水处置的根基道理。 在污水处置成长早期，一多量年夜型污水处置厂遍及采取了保守的手艺线路，良多人不觉得然。回来，采取了不消初沉池和不消消化池的简单的氧化沟手艺，可是现在看来，这对我国实现碳达峰与碳中和的“30、60”方针，长短常晦气的，总结起来有四个凸起问题： 问题一：遍及采取延时曝气的氧化沟工艺，形成高能耗； 问题二：贫乏初沉池，形成高能耗； 问题三：贫乏初沉池，形成无机分和含沙量高运转坚苦； 问题四：不设污泥消化池，贫乏温室气体节制的抓手。 水处置手艺中几个“置若罔闻”的转变 出水尺度的晋升，致使工艺流程产生尽人皆知的转变，对其置若罔闻 王凯军指出，污水行业近年最年夜的转变，是处所的污染物排放尺度日益严酷，同时出水尺度的晋升，致使工艺流程产生转变。 如排放尺度从一级A出水晋升为准IV类出水，在工艺上就从保守的高密沉淀池+V型滤池等，改变为采取纤维转盘滤池或活性砂滤池或混凝沉淀等，或在尺度设置装备摆设中添加更加复杂的工艺。 明显，二沉池的负荷没有需要那末守旧，由于“转变”了的工艺流程中有后续单位包管出水的悬浮物浓度达标，而之前这是纯真靠二沉池包管的。这长短常成心义的，由于二沉池土建和装备占总投资的15-20%。假如提高一倍负荷，能够节流投资10%，不消投资就提高投资报答率2-3点。提高公司的合作能力。 二沉池占地面积极年夜，替换工艺需求火急 王凯军团队调研了我国上百个地上污水处置厂，对参数进行统计阐发后，王凯军指出，今朝，我国地上污水处置厂中的沉淀池占地面积遍及可不雅，最高可占首要修建物比例在50%，最低也在20%以上。 今朝，地下式污水处置厂生化和二沉池占地70%以上，这也在必然水平上形成了地下污水处置厂基建筑价较高，投资为地上污水厂的1.5-2倍以上。 对沉淀手艺敏捷成长置若罔闻 王凯军十年前在水业计谋论坛就阐发过所谓的高效好氧生物反映器手艺，顾名思义的三个要素是“好氧”、“生物”和“反映器”。今朝，年夜部门环保企业存眷好氧部门的切确曝气，切确节制，主动节制，曝气甲等等，现实上，这三个要素是划一主要的。 以“生物”为例。“生物”部门既需要数目即“浓度”，也需要质量即“活性”，数目的连结需要“沉淀和分手”。 王凯军指出，今朝，一系列沉淀手艺正在敏捷成长，假如这些手艺可以或许遭到行业的遍及存眷，就可以鞭策污水处置工艺获得年夜幅晋升。 二沉池进级工艺一：加载沉淀Biomag手艺 加载沉淀Biomag手艺是近几年比力支流的磁分手手艺，具有沉降速度快、概况负荷高的劣势，能有用削减占地面积，同时有用增添污泥浓度，可到达8～12 mg/L，概况负荷可由保守0.5～1晋升至2-4 m/h。 从监测数据能够看出，在不需要过滤与滤池的前提下，能够实现BOD<5,总磷<0.2mg/L。近年，比力有代表性的是，清华年夜学和中持股分手艺团队在此手艺根本长进行深切研究，方针是将水处置量提高三倍。 二沉池进级工艺二：接触沉淀手艺 “接触沉淀一体化沉淀”手艺代替了常规的“沉淀”+“过滤”两段工艺。 接触沉淀一体化沉淀手艺源在陈旧的手艺思绪，在二沉池上加非凡的滤层， 使沉淀跟过滤相连系，节流了高效沉淀池。实现过滤流速达4-10m³/㎡·h，滤后出水的SS（悬浮物）<5mg/L，远优在一级A尺度的10mg/L，装备运转能耗本钱实现小在0.01元/吨水。 二沉池进级工艺三：纳米絮凝剂复合沉淀 纳米絮凝剂是一种含有纳米粒子布局的高份子无机无机复合絮凝剂，能有用提高絮凝结果。纳米絮凝剂操作简洁，能够实现一步稀释，而且无需新建修建物，节流基建投资，具有反映时候短，沉降结果好的特点，同时还能够辅助除磷。 王凯军指出，现在尺度在不竭转变，新的工艺层见叠出，但是，行业的设想思绪还逗留在几十年前。现实上，因为二沉池的出水面临的不是水情况，是以完全能够斟酌采取更好的手艺缩短二沉池的逗留时候。晋升后的新型二沉池具有诸多凸起劣势： 劣势1、在污水处置厂占地实现提标革新，晋升处置程度和增添处置水量； 劣势2、节流新建二沉池占地（达30%以上），省却砂滤池/高密池； 劣势3、有用下降地下式污水处置厂二沉池扶植投资； 劣势4、简化流程、集约扶植、立异工艺。 污水处置要适应时期成长和国情的转变 在国际上，欧美等国度根基上在60年月末期，实现了60%摆布的城镇化率，如美国，城镇化率从30%增加到60%，用了近70年，到上世纪60年月城市化完成后，才最先年夜范围扶植污水处置厂。而我国从2000年最先城市化的高速成长，用近20年时候，城镇化率从30%提高到2020年底的60%，城市与污水举措措施配合扶植，带来了污水举措措施“邻避”问题。 以德国柏林和我国姑苏污水处置厂散布环境进行对照能够看出，柏林的污水厂普遍散布在城市外围地域，而姑苏的污水厂全数位在城市中心，与城市公园邻接。“邻避”效应带来的最年夜问题是形成了城市地盘价钱的下降。 污水处置厂严峻影响了周边地域的地盘价值。以北京方庄地域和欢然亭地域为例，从链家网站（bj.lianjia.com/）抓取了北京市2017年某日和2016年某日的所有房价消息，建立两重差分模子，阐发其对周边经济社会影响。成果注解，处置范围为8万m3/d的某污水厂，间接投资2亿元（5%），间接占地73亩，价值7.5亿（15%），对周边3.2 km2房价按捺金额为45.8亿元（80%）。可见，保守地上式污水处置厂会严峻影响周边地域的地盘价值。与此构成光鲜对照的则是城市公园的具有，例如欢然亭公园对周边房价有年夜幅度的反面晋升功能，这一问题发人沉思。 王凯军援用了美国国度人文科学院院士，小约翰·柯布曾公然暗示：“生态文明扶植是中国在社会成长方面的创造，间接进入生态文明的成长决定，带给中国一个千载一时的伟年夜机遇，这个机遇是中国独有的带领世界的机遇”。 清华年夜学在2015年当令组织了“聚焦地下污水处置厂”的岑岭论坛，听取多方定见。颠末会议的会商提出，该当站在时期的角度、宏不雅审阅地下污水厂的现象，阐扬和操纵其劣势，顺势而为。也恰是在此次论坛中，王凯军初次提出将污水处置厂的“负资产”变成生态的“正资产”的理念，将被动扶植转化为自动寻求，从生态友爱、情况友爱、社区友爱几个方面来实现改变。（相干浏览：王凯军：地下污水处置厂的价值阐发） 秉持生态文明理念，提出“地下厂V2.0” 2016年10月，清华年夜学再一次召开关在污水处置厂扶植岑岭论坛，提出了将城乡生态分析体扶植与地下污水厂相连系，进一步鞭策“负资产”向“正资产”的改变，而且明白提出，把地下污水厂作为抓手，鞭策生态文明扶植的“地下厂V2.0”的理念。 “地下厂V2.0”将污水处置扶植与供给生态景不雅、休闲文娱、科普教育、科技研发、湿地绿化等公共办事功能无机融会，地上地下兼顾，构成了一个生态分析体的扶植。秉持生态文明理念，实现人与天然、人与人、人与社会协调共生、良性轮回、周全成长、延续繁华为根基主旨的社会形态。 地下厂V2.0 �����APP适应时期转变，“地下厂V3.0”是将来趋向 “十九年夜”提出，在新时期，年夜国管理需要转向公共办事，王凯军指出，在城市双修和城市无机更新历程中，在补齐城市根本举措措施和公共办事举措措施的短板方面，地下污水处置厂应当起到主导感化。 今朝，我国的城市根本举措措施和公共办事举措措施与世界程度仍有差距，日本人均运动场面积是中国的13倍，美国博物馆数目是中国的7倍，人均为中国30倍，而V3.0地下污水厂，能够实现以污水厂为载体，分析社会办事功能，如为城市供给公园绿地、运动场、博物馆等区域，无力的补齐这些短板。 今朝，中国水情况团体已在成都制造了地下厂生态分析体的进级版。成都科学城生态水情况项目采取 “情况友爱、地盘集约、资本操纵”的下沉式再生水厂手艺理念，集情况污染管理与公园城市扶植在一体，实现“一地三层多用处”。污水处置在地下完成，地面扶植景不雅活水公园、活动场、儿童文娱举措措施等，占地仅为保守地面式污水厂的1/3，显著下降地盘、管网投资，有用处理“邻避”困难。 王凯军暗示，中国的城市成长与国际走上了分歧的路，我国污水处置的成长，也适应时期，走出独具中国特点的道路。而地下污水厂，恰是适应了时期成长的潮水。 行业百年之年夜变局的机缘 王凯军暗示，年夜约在15年前，基在膜浓缩手艺面向将来的工艺开辟，瓦赫宁根年夜学情况手艺系的Rulkens传授提出膜浓缩的概念，认为污水处置完全用膜手艺便可以处置。 王凯军团队在曩昔的十年中，对膜浓缩进行了深切研究，在膜浓缩范畴颁发中英文期刊论文30余篇，今朝是全球规模在这一范畴的带领者。 王凯军团队自立研发的碳源膜浓缩反映器，颠末出产性验证的成果与前期小试成果根基吻合，膜浓缩反映器可以或许实现较不变的污水浓缩结果（85%以上），而且出水水质很是好，仅从COD目标来看已到达了一级A的要求。 王凯军指出，碳源膜浓缩反映器工艺的冲破性进展，给行业带来了三点严重转变： 转变一：改变了能量流和物资流标的目的。跨越90%的碳源被浓缩，转化成污泥。 因为能量流的转变，活性污泥工艺中有40%的COD转化成污泥，40%被厌氧消化，只要16%的COD酿成了沼气等能源。 而浓缩膜工艺中，90%的COD转化成污泥，此中可降解率到达60%，是以54%的COD能改变成甲烷，与活性污泥工艺比拟，可收受接管的能量年夜在三倍以上。 转变二： 带来了低浓度氨氮处置的手艺需求。 转变三：具有能源自给率和发酵新路子, 在能源自给标的目的上，需要摸索一些新的内容。 将来V1.0版：厌氧氨氧化(ANAMMOX) 厌氧氨氧化(ANAMMOX)是保守污水处置倾覆性理论,能够实现碳均衡和能量自给，厌氧氨氧化(ANAMMOX)倾覆了保守脱氮进程理论，别离削减能耗和碳源耗损(-40%)，给污水处置行业供给了无穷的可能。今朝，全球规模内都在对厌氧氨氧化(ANAMMOX)进行中试，预备出产性的研究。 将来V2.0版：新型短流程双膜工艺 今朝王凯军团队基在MBR改良的双膜工艺，正在研究一种新型短流程双膜工艺，毗连反渗入膜以后，使出水COD下降至5mg/L以下，氨氮处置率到达70%-80%，出水到达了重生水水质。 将来V3.0版：MCDI电吸附&离子互换 同时，正在自立研发的MCDI电吸附&离子互换手艺也已进入到中试阶段，这些手艺的改革，确切给处在百年未有之年夜变局的水行业带来了更多可能性。 基在膜浓缩手艺面向将来的工艺开辟 在氨氮实现浓缩今后，固体氧化物燃料电池（SOFC）成了成熟的手艺。氨氮供给了新的能源，这是减排别的一个主要路子。 在讲话最初，王凯军援用了马云的名言：“绝年夜部门人，是由于看见而相信，只要很少的一部门人是由于相信而看见”，他暗示，“今朝，Australia打算每一年出产1000万吨氨，向日本出口，日本已制订打算，到2050年利用3000万吨可再生氨，削减保守发电厂和日本航运的排放,这些趋向确切给我们供给了一个百年未有的年夜变局，节能环保财产应当是下一个‘无碳’燃料的氨经济手艺的配角。”
王凯军：环保财产是下一个“无碳”燃料手艺的配角
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