探索推動(dòng)污水資源化利用
水環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為我國的重大戰(zhàn)略需求。2015年國務(wù)院印發(fā)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，提出到2020年全國水環(huán)境質(zhì)量得到階段性改善，到2030年力爭(zhēng)全國水環(huán)境質(zhì)量總體改善，到本世紀(jì)中葉生態(tài)環(huán)境質(zhì)量全面改善，生態(tài)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)。
隨著國家城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，污水排放量逐年上升，2017年的污水排放量超過了600億噸。為處理這些污水，2005年~2015年，城鎮(zhèn)污水處理廠由764座增長到6910座，增長了9倍。截至2018年，全國城鎮(zhèn)污水處理能力達(dá)到2.17億立方米/日，城市污水處理率達(dá)到92%，縣城污水處理率達(dá)到85%。
經(jīng)初步統(tǒng)計(jì)，我國處理1噸廢水約要消耗0.34度電，年耗電約100億度左右，占全國能耗的0.3%；還會(huì)消耗除磷藥劑10萬噸、脫水藥劑8000噸。對(duì)于近年來大家關(guān)注的溫室氣體排放問題，很多研究表明，污水處理廠也是溫室氣體排放源，年排放二氧化碳總量接近2000萬噸，相當(dāng)于18輛汽車的總排放量。傳統(tǒng)的污水處理過程是高能耗高物耗、高碳排放量的。
因此，要探索污水資源化的途徑。水是最寶貴的資源，污水里的磷、氮等礦物質(zhì)資源有一定價(jià)值。比利時(shí)皇家科學(xué)院院士曾對(duì)歐洲的污水處理做了計(jì)算，一噸水里可以回收的水資源、有機(jī)肥、甲烷、氮、磷等物質(zhì)的價(jià)值在0.41歐元左右。
如果按照我國年排放污水量600億噸來算，可回收的潛在資源大概有80億立方米甲烷氣、280萬噸氮資源、60萬噸磷資源、100萬噸硫資源、570萬噸有機(jī)肥、360億噸水，潛在價(jià)值大于2500億元人民幣。所以，污水具有非常重要的經(jīng)濟(jì)生態(tài)雙重效益，具有非常高的戰(zhàn)略價(jià)值。
污水資源化對(duì)于磷的回收也有很大的助益。磷是不可再生資源，磷的最終歸宿是大海，在大海中提取磷是比較困難的，解決磷危機(jī)最現(xiàn)實(shí)、最主要的途徑是城市污水中磷的回收，F(xiàn)在污水處理廠是通過化學(xué)的方法回收磷，比如化學(xué)沉淀法。
污水資源化是近十幾年國際研究的熱點(diǎn)和前沿，也是未來污水處理的發(fā)展方向，需要科研人員、政府和企業(yè)協(xié)同攻關(guān)。
污水里有COD也就是有機(jī)碳，可以通過一些方法轉(zhuǎn)化成能源，比如污水產(chǎn)氫、污水產(chǎn)甲烷。另外，最近興起的技術(shù)就是污水變成電能。污水產(chǎn)甲烷就是沼氣，沼氣在我國的應(yīng)用非常廣泛，很多農(nóng)村運(yùn)用化糞池產(chǎn)甲烷，用于燒飯、供暖。
2015年，我國科學(xué)家首次在世界上提出面向未來的污水處理概念廠，主要的就是資源回收。2018年，在江蘇省宜興市舉行了第一個(gè)示范廠的奠基儀式。污水處理真正想進(jìn)行變革，需要政府、企業(yè)包括科研院所的通力合作，在理論上、技術(shù)上和裝備上進(jìn)行創(chuàng)新。此外，污水資源化的處理工藝可以將資源回收。但如果一味追求資源回收的最大化，可能污水處理難以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)。達(dá)標(biāo)應(yīng)該是前提，不達(dá)標(biāo)是不能排放的。怎樣追求這兩方面的平衡，是需要研究和探討的問題。
本文根據(jù)作者在中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會(huì)2018年科學(xué)技術(shù)年會(huì)上的報(bào)告發(fā)言整理而成，作者系中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授
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