水處理技術(shù)與商業(yè)運(yùn)行模式探討

丁孟達(dá)

（中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司，北京市 100120）

水處理技術(shù)與商業(yè)運(yùn)行模式探討

丁孟達(dá)

（中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司，北京市 100120）

分析了難降解高鹽工業(yè)廢水、工業(yè)園區(qū)污水的處理技術(shù)難點(diǎn)，初步探討了排放標(biāo)準(zhǔn)與環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)接難題。以某制藥廠廢水和某造紙廠廢水為例，分析了難降解高鹽廢水處理的技術(shù)路線，分析了高級(jí)氧化技術(shù)處理工業(yè)園區(qū)污水的幾種模式，并以荷蘭鹿特丹Dokhaven污水處理廠為例，分析城市高品質(zhì)排水的技術(shù)可能性。最后，對(duì)污水處理商業(yè)運(yùn)行模式進(jìn)行了初步探討。

高鹽工業(yè)廢水；工業(yè)園區(qū)；高級(jí)氧化；厭氧氨氧化

0 引言

隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程的加快，環(huán)境保護(hù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)收入總額已經(jīng)從2004年的4 572.1億元上升至2011年的30 752.5億元[1]。以水處理產(chǎn)業(yè)為代表的環(huán)保產(chǎn)業(yè)需求，不斷催生新型產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。水處理產(chǎn)業(yè)思路從過(guò)去的點(diǎn)源控制逐步走向綜合調(diào)控和區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控。習(xí)近平總書(shū)記在《中共中央關(guān)于全面深化改革若干重大問(wèn)題的決定》中指出“山水林田湖是一個(gè)生命共同體，由一個(gè)部門(mén)負(fù)責(zé)領(lǐng)土范圍內(nèi)所有國(guó)土空間用途管制職責(zé)，對(duì)山水林田湖進(jìn)行統(tǒng)一保護(hù)、統(tǒng)一修復(fù)是十分必要的”。這就說(shuō)明我們的水處理技術(shù)方向由從前的企業(yè)源頭治理、傳統(tǒng)污水廠處理變成現(xiàn)在的區(qū)域綜合治理、流域綜合治理。

1 水處理技術(shù)難點(diǎn)分析

1.1 難降解高鹽工業(yè)廢水的處理難題

難降解高鹽工業(yè)廢水主要產(chǎn)自制藥母液、造紙廢水、化工、精細(xì)化工、酶化工、石油開(kāi)采等行業(yè)。水中的高鹽含量對(duì)微生物生化處理有抑制作用，在高鹽環(huán)境下，微生物的代謝酶活性受阻，生物增長(zhǎng)速度放慢，產(chǎn)率系數(shù)低。和生活污水相比，工業(yè)廢水含有高濃度的難于生物降解的或有毒的有機(jī)物，同時(shí)由于其含鹽量很高，使得在生活污水處理效果良好的反應(yīng)器和運(yùn)行條件應(yīng)用于處理工業(yè)廢水時(shí)效果很差。

1.2 工業(yè)園區(qū)達(dá)標(biāo)排放的技術(shù)難題

在我國(guó)，工業(yè)園區(qū)作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新焦點(diǎn)，如雨后春筍般興盛起來(lái)，不少工業(yè)園取得了經(jīng)濟(jì)效益，甚至成為區(qū)域形象工程。在我國(guó)工業(yè)園快速發(fā)展的背后，也凸現(xiàn)出一些水處理方面的問(wèn)題：

（1）區(qū)水質(zhì)復(fù)雜。工業(yè)園區(qū)廢水成分往往十分復(fù)雜，含有難降解有機(jī)物，碳源缺乏，含磷量高，具有持久的毒性等。

（2）管理不善。工業(yè)園區(qū)一般入園門(mén)檻較低，整體規(guī)劃不夠合理，導(dǎo)致管理混亂。

（3）排放達(dá)標(biāo)難。工業(yè)園區(qū)廢水通常含有有毒、有害物質(zhì)，未經(jīng)預(yù)處理，直接進(jìn)行廢水處理一般很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

（4）技術(shù)應(yīng)對(duì)難。工業(yè)園區(qū)的復(fù)雜性導(dǎo)致了水處理的技術(shù)多樣性，使得處理成本過(guò)高，處理效率低，難以推廣應(yīng)用。

1.3 排放標(biāo)準(zhǔn)與環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)接難題

在我國(guó)很多地區(qū)，水環(huán)境污染和水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化已經(jīng)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要制約因素。實(shí)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)清潔生產(chǎn)，污水全面治理和各種污染物有效控制，已經(jīng)成為當(dāng)前非常緊迫和艱巨的任務(wù)。為適應(yīng)水環(huán)境保護(hù)工程新的要求，國(guó)家對(duì)多個(gè)城鎮(zhèn)污水處理廠實(shí)現(xiàn)升級(jí)改造，使出水達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)。然而對(duì)比城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）中的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)和地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)中的Ⅲ、Ⅳ類水體標(biāo)準(zhǔn)還有很大差距。其中總氮和氨氮的含量差距是巨大的，見(jiàn)表1。

表1 一級(jí)A氮排放指標(biāo)與地表水環(huán)境含氮指標(biāo)對(duì)比

2 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

2.1 難降解高鹽工業(yè)廢水的處理技術(shù)舉例

（1）制藥廢物、濃縮液的資源化利用。某制藥集團(tuán)制藥廢水濃縮液中含有可利霉素、利福素S-Na鹽、青霉素工業(yè)鉀鹽及6-APA等抗生素、維生素和高鹽殘?jiān)?，屬于危險(xiǎn)廢物。該制藥集團(tuán)采用MVP—噴霧干化焚燒技術(shù)，首次將噴霧干燥技術(shù)應(yīng)用于濃縮廢液工程，也是“國(guó)家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)”的示范工程之一。該制藥廢水的處理流程見(jiàn)圖1。

圖1 制藥廢水處理流程圖

（2）造紙廢水的反滲透濃縮液采用電驅(qū)離子膜濃縮。某造紙廠廢水三級(jí)濃縮水TDS濃度為12 133 mg/L，要求產(chǎn)水濃水TDS濃度大于12 g/L。工廠采用電驅(qū)離子膜濃縮后，濃水TDS濃度大于16 g/L。實(shí)際電耗小于2 kWh/m3。該廠廢水處理工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2 造紙廢水處理流程圖

對(duì)比該造紙廠二期采用電驅(qū)離子膜和一期傳統(tǒng)電滲析的處理效果與經(jīng)濟(jì)效益見(jiàn)表2[2]。

表2 某造紙廠廢水處理一期二期效果對(duì)比

2.2 工業(yè)園區(qū)廢水深度處理技術(shù)探索

自2015年4月國(guó)務(wù)院正式發(fā)布“水十條”，其中規(guī)定集聚區(qū)內(nèi)工業(yè)廢水必須經(jīng)預(yù)處理達(dá)到集中處理要求，方可進(jìn)入污水集中處理設(shè)施。2017年底前，工業(yè)集聚區(qū)應(yīng)按規(guī)定建成污水集中處理設(shè)施，并安裝自動(dòng)在線監(jiān)控裝置，逾期未完成的，一律暫停審批和核準(zhǔn)其增加水污染物排放的建設(shè)項(xiàng)目，并依照有關(guān)規(guī)定撤銷(xiāo)其園區(qū)資格。由此可見(jiàn)，工業(yè)園區(qū)廢水標(biāo)準(zhǔn)將逐步加嚴(yán)，對(duì)深度處理技術(shù)要求更高。工業(yè)園區(qū)以高級(jí)氧化為主的深度處理技術(shù)將成為工業(yè)園區(qū)達(dá)標(biāo)排放和回用的重要支點(diǎn)。高級(jí)氧化技術(shù)可大體分為以下幾種模式[3]，見(jiàn)圖3。

圖3 高級(jí)氧化技術(shù)模式圖

2.3 城市高品質(zhì)排水技術(shù)探索

活性污泥法處理城市污水到2014年為止已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了100 a，有些學(xué)者認(rèn)為未來(lái)的污水處理只需要在當(dāng)前的活性污泥基礎(chǔ)上進(jìn)行少量的修補(bǔ)即可。而二十一世紀(jì)的兩大污水處理相關(guān)的重要發(fā)現(xiàn)：厭氧氨氧化脫氮和高生物量的好氧污泥顆粒的脫氮除磷，為污水處理的技術(shù)轉(zhuǎn)變提供了更多的可能性。

以厭氧氨氧化技術(shù)為例，在世界范圍內(nèi)，大家紛紛探索主流厭氧氨氧化技術(shù)，如：荷蘭鹿特丹Dokhaven污水處理廠，新加坡的PUB中試，瑞典Sjolunda污水處理廠，瑞士Glarnertand廠等紛紛采用了厭氧氨氧化工藝。

以荷蘭鹿特丹污水廠為例，Sharon-Anammox (亞硝化—厭氧氨氧化)工藝被用于處理厭氧硝化污泥分離液。由于剩余污泥濃縮后再進(jìn)行厭氧消化，污泥分離液中的氨濃度很高（約1 200～2 000 mg/L），因此，該污水處理廠采用了Sharon-Anammox工藝，并取得了良好的氨氮去除效果。圖4為該污水處理廠的工藝流程圖[4]。

圖4 Sharon-Anammox(亞硝化—厭氧氨氧化)工藝流程圖

3 污水處理商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式的探討

目前國(guó)內(nèi)污水處理廠的運(yùn)營(yíng)方式共有兩大類：

（1）非市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)方式污水處理廠由政府投資建設(shè)，并設(shè)立運(yùn)營(yíng)單位（企業(yè)或事業(yè)）進(jìn)行專業(yè)化運(yùn)營(yíng)，政府按期撥付運(yùn)營(yíng)費(fèi)用，費(fèi)用為直接費(fèi)用，不包含折舊、稅費(fèi)及合理利潤(rùn)。一般政府在年初將污水處理廠運(yùn)營(yíng)費(fèi)用在城建計(jì)劃中列支，年度內(nèi)按計(jì)劃撥付。

（2）市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)方式

市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)又可分為三種：

第一，BOT方式，政府通過(guò)公開(kāi)招標(biāo)，選取項(xiàng)目投資商，由中標(biāo)人負(fù)責(zé)污水處理廠的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)，雙方簽訂特許經(jīng)營(yíng)協(xié)議，中標(biāo)人按照協(xié)議要求負(fù)責(zé)運(yùn)營(yíng)，并在特許經(jīng)營(yíng)期結(jié)束后，將項(xiàng)目資產(chǎn)全部移交給政府。一般在這種方式中，雙方簽訂協(xié)議中污水處理費(fèi)的標(biāo)準(zhǔn)中包括直接成本、折舊、稅費(fèi)及合理利潤(rùn)，屬于市場(chǎng)化的污水處理費(fèi)。

第二，TOT方式，政府通過(guò)公開(kāi)招標(biāo)，選取項(xiàng)目投資商，由中標(biāo)人通過(guò)支付一定的費(fèi)用，獲得已經(jīng)建成的污水處理廠的運(yùn)營(yíng)權(quán)，中標(biāo)人所支付的費(fèi)用，相當(dāng)于政府建設(shè)污水處理廠時(shí)所支付的建設(shè)資金。雙方簽訂特許經(jīng)營(yíng)協(xié)議，一般協(xié)議規(guī)定特許經(jīng)營(yíng)期不超過(guò)30 a，污水處理費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為市場(chǎng)化標(biāo)準(zhǔn)，與BOT方式相近。特許經(jīng)營(yíng)期滿后，投資商將污水處理廠的設(shè)備設(shè)施全部移交給政府。

第三，委托運(yùn)營(yíng)方式。在這種方式中，政府首先將污水處理廠建設(shè)好，再將運(yùn)營(yíng)權(quán)通過(guò)招投標(biāo)的方式，委托給具有運(yùn)營(yíng)資質(zhì)的運(yùn)營(yíng)商，運(yùn)營(yíng)商在合同期內(nèi)負(fù)責(zé)項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)，在此過(guò)程中政府與運(yùn)營(yíng)商之間并不發(fā)生針對(duì)污水處理廠的產(chǎn)權(quán)讓渡，運(yùn)營(yíng)商也不向政府支付任何的特許經(jīng)營(yíng)費(fèi)，只是按照合同要求合規(guī)的運(yùn)營(yíng)污水處理廠，政府則按其支付污水處理費(fèi)，該污水處理費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)中僅包括直接成本，稅費(fèi)及合理利潤(rùn)，而不包括折舊。

未來(lái)的時(shí)代是一個(gè)模式為王的時(shí)代。在互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代，模式?jīng)Q定了一個(gè)行業(yè)的發(fā)展前景。李克強(qiáng)總理主推的PPP模式，即Public-Private-Partnership的運(yùn)營(yíng)模式正適合污水處理這種規(guī)模大，需要長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展的項(xiàng)目。資源全回收全利用的污水處理理念需要相關(guān)龍頭企業(yè)和政府共同推建運(yùn)營(yíng)?？缃缃?jīng)營(yíng)、跨界思考，追求模式的創(chuàng)新是污水處理商業(yè)運(yùn)營(yíng)的起點(diǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

工業(yè)廢水零排放是未來(lái)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，處理難降解高鹽工業(yè)廢水、工業(yè)園區(qū)污水達(dá)標(biāo)排放以及排放標(biāo)準(zhǔn)與環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)接難題是水處理技術(shù)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。以MVR-噴霧干燥-焚燒技術(shù)和電驅(qū)離子膜技術(shù)作為試點(diǎn)，分別在相關(guān)行業(yè)取得了良好的效果。以高級(jí)氧化為主的深度處理技術(shù)將成為園區(qū)污水達(dá)標(biāo)排放和會(huì)用環(huán)節(jié)的重要支點(diǎn)。厭氧氨氧化技術(shù)已經(jīng)在世界各地探索應(yīng)用，并取得了良好的氨氮去除效果。

水處理領(lǐng)域已經(jīng)在技術(shù)上、政策上、體制上、模式上進(jìn)入到一個(gè)攻堅(jiān)克難的階段，挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存，需要技術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界和政府保持開(kāi)放的心態(tài)、創(chuàng)新的思維和產(chǎn)業(yè)提升能力，才能使水處理行業(yè)成為影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。

[1]環(huán)境保護(hù)部,國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì),國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.2011年全國(guó)環(huán)境保護(hù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)狀況公報(bào)[R].2014.

[2]袁俊生,張濤,劉杰,等.反滲透后高鹽廢水濃縮技術(shù)進(jìn)展[J].水處理技術(shù),2015(11)：16-21.

[3]張蔚.工業(yè)廢水深度處理技術(shù)分析和探討[J].污染防治技術(shù),2014(6)：28-30.

[4]張正哲,姬玉欣,陳輝,等.厭氧氨氧化工藝的應(yīng)用現(xiàn)狀和問(wèn)題[J].生物工程學(xué)報(bào),2014,30(12)：1804-1816.

張家界大峽谷玻璃橋即將竣工投入運(yùn)營(yíng)

湖南張家界大峽谷人行玻璃橋施工進(jìn)入沖刺階段。張家界大峽谷玻璃橋總長(zhǎng)430 m、寬6 m，橋面距離谷底相對(duì)高度約300 m。橋面全部采用透明玻璃鋪設(shè)，最大游客容量為800人。目前大橋正在進(jìn)行最后一批橋面玻璃安裝，其他各項(xiàng)附屬設(shè)施在加緊施工之中，計(jì)劃于2016年5月竣工驗(yàn)收并投入試運(yùn)營(yíng)。

TU992.03

A

1009-7716（2016）05-0123-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.05.034

2016-01-25

丁孟達(dá)（1985-），女，河北邯鄲人，工程師，從事市政工程設(shè)計(jì)工作。