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污水处 理模式革新未来路在何方?发布时间:2016-07-01 14:51:22 | 来源:浙江诚 高高压电气有限公司

联合国会员国在2000年签订《千年宣言》后,随即制 定出了千年发展目标(Millennium Development Goals, MDGs),其中具体目标7就提出:确保环 境的可持续能力。在千年发展目标期间,全球获 得改善环境卫生设施的人口比例从54%上升到68%,全球超过21亿人口 获得了改善的环境卫生设施。

全球环 境卫生事业的迅猛发展也加速了污水处理行业前进的步伐:在过去的10余年间,中国城 市污水排放量从329亿吨发展到417亿吨左右,涨幅超过30%;污水处 理率更是快速提高,在过去的2012年,中国污 水处理率超过了85%,预计在2020年达到95%。尽管如此,随着近 年来有关环境可持续发展的呼声越来越大,传统污 水处理模式存在的问题也逐渐被社会各界所认识和持续关注。

开启污 水处理的全新模式

长久以来,城市污 水处理厂的作用被当作是减少污水直排对当地受纳水体的污染。为了达 到设定的水质标准,各种技 术和手段被叠加或串联使用,主要目 的就是将污水中的污染物分离去除或转化为无害物质,从而使水得到净化。为此,污水处 理厂除了要消耗大量的电能和絮凝剂、消毒剂等化学药品外,还会有 大量的剩余污泥和温室气体产生。据估算,我国污 水处理行业的年电耗量占我国总电耗的2-3% 。除此之外,污水处 理过程中产生的甲烷和氧化亚氮等温室气体,其排放 量占我国非二氧化碳排放量的4-5%。

在全球能源危机、气候变 化和资源紧缺等背景下,污水处 理的传统模式也正发生巨大改变,发展节 能低碳和污水中可用物质有效循环和深度回用的污水处理新模式,受到了 国际社会的广泛关注。然而,如何认 识污水处理模式的环境可持续潜力缺乏科学且系统的方法。

污水处 理的净环境效益

针对这一问题,来自中 国科学院生态环境研究中心的研究人员提出了净环境效益(Net Environmental Benefit,NEB)的概念,即通过 技术和政策等多维度去降低污水处理过程中因能耗、化学品 使用和温室气体排放等问题产生的环境影响,并最大 化循环和回用污水及污泥中的有用物质。针对这一概念,他们构建出面向节能、低碳与 资源深度回收的污水处理多目标评估框架,并利用 计算模拟与大数据方法,发展了 指标权重算法及情景时序预测工具。

利用上 述的定量化评估方法(Quantitative Integrated Assessment Approach),研究人 员从全球尺度评估了污水处理模式革新的环境可持续潜力。研究发现:发展节 能低碳以及资源回收的污水处理新模式,有助于 缓解污水处理过程产生的环境负荷,并显著 提高污水处理的环境可持续能力。

其中,发达国 家实施新型污水处理模式后,污水处 理的环境可持续潜力提高了1.5倍,而该数 字对发展中国家而言不到0.6倍。Monte-Carlo分析进一步指出,发达国 家推动模式改革后,污水处 理获得净环境效益(NEB>0)的概率约65%,而发展 中国家实现同一目标的可能性低于10%。从结果来看,虽然仍 存在一定程度的不确定性,但依然 给我们传递了非常强的信号:回收污 水资源确实有利于提高污水处理的环境可持续能力。

污水处 理未来路在何方?

研究人员还指出,污水排 放标准会显著影响污水处理模式的环境可持续潜力。为此,他们呼吁,未来推 动污水处理模式改革,尤其是 实施以资源深度回收为驱动的污水处理新模式时,应当考 虑优化现行污水排放标准,实现技术创新(technological innovation)和适应政策(adaptive policy development)的协同 调控与组合优化,以期进 一步提高污水处理的环境可持续能力。

除此之外,研究人 员在未来情景分析中指出,全球不 同国家地区推动和实施污水处理模式革新所带来的环境可持续潜力存在较大的差异,而发展 中国家在借鉴发达国家污水资源化成功案例的同时,可通过 减少化学品消耗和促进污水能源回收等策略去发展符合自身发展需要的污水处理新模式。

上述研 究让我们对污水处理尤其即将迎来的污水处理模式革新有了深入的认识,该研究 进一步完善了污水资源管理与系统评估的研究体系,将为污 水处理设施升级改造和未来投资建设提供强有力的决策支持。相关成 果已在世界权威刊物《美国国家科学院院刊(PNAS)》等刊物发表,并受到了学术圈、工业界 和普通大众的关注。

原标题:污水处 理模式革新背后的环境可持续潜力

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