水處理技術與商業運行模式探討

丁孟達

（中國城市建設研究院有限公司，北京市 100120）

水處理技術與商業運行模式探討

丁孟達

（中國城市建設研究院有限公司，北京市 100120）

分析了難降解高鹽工業廢水、工業園區污水的處理技術難點，初步探討了排放標準與環境質量標準的對接難題。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路線，分析了高級氧化技術處理工業園區污水的幾種模式，并以荷蘭鹿特丹Dokhaven污水處理廠為例，分析城市高品質排水的技術可能性。最后，對污水處理商業運行模式進行了初步探討。

高鹽工業廢水；工業園區；高級氧化；厭氧氨氧化

0 引言

隨著城鎮化、工業化進程的加快，環境保護相關產業收入總額已經從2004年的4 572.1億元上升至2011年的30 752.5億元[1]。以水處理產業為代表的環保產業需求，不斷催生新型產業迅速發展。水處理產業思路從過去的點源控制逐步走向綜合調控和區域聯防聯控。習近平總書記在《中共中央關于全面深化改革若干重大問題的決定》中指出“山水林田湖是一個生命共同體，由一個部門負責領土范圍內所有國土空間用途管制職責，對山水林田湖進行統一保護、統一修復是十分必要的”。這就說明我們的水處理技術方向由從前的企業源頭治理、傳統污水廠處理變成現在的區域綜合治理、流域綜合治理。

1 水處理技術難點分析

1.1 難降解高鹽工業廢水的處理難題

難降解高鹽工業廢水主要產自制藥母液、造紙廢水、化工、精細化工、酶化工、石油開采等行業。水中的高鹽含量對微生物生化處理有抑制作用，在高鹽環境下，微生物的代謝酶活性受阻，生物增長速度放慢，產率系數低。和生活污水相比，工業廢水含有高濃度的難于生物降解的或有毒的有機物，同時由于其含鹽量很高，使得在生活污水處理效果良好的反應器和運行條件應用于處理工業廢水時效果很差。

1.2 工業園區達標排放的技術難題

在我國，工業園區作為區域經濟發展的新焦點，如雨后春筍般興盛起來，不少工業園取得了經濟效益，甚至成為區域形象工程。在我國工業園快速發展的背后，也凸現出一些水處理方面的問題：

（1）區水質復雜。工業園區廢水成分往往十分復雜，含有難降解有機物，碳源缺乏，含磷量高，具有持久的毒性等。

（2）管理不善。工業園區一般入園門檻較低，整體規劃不夠合理，導致管理混亂。

（3）排放達標難。工業園區廢水通常含有有毒、有害物質，未經預處理，直接進行廢水處理一般很難達到排放標準。

（4）技術應對難。工業園區的復雜性導致了水處理的技術多樣性，使得處理成本過高，處理效率低，難以推廣應用。

1.3 排放標準與環境質量標準的對接難題

在我國很多地區，水環境污染和水質富營養化已經成為社會經濟可持續發展的重要制約因素。實現工業企業清潔生產，污水全面治理和各種污染物有效控制，已經成為當前非常緊迫和艱巨的任務。為適應水環境保護工程新的要求，國家對多個城鎮污水處理廠實現升級改造，使出水達到一級標準的A標準。然而對比城鎮污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）中的一級A排放標準和地表水環境質量標準基本項目標準(GB3838-2002)中的Ⅲ、Ⅳ類水體標準還有很大差距。其中總氮和氨氮的含量差距是巨大的，見表1。

表1 一級A氮排放指標與地表水環境含氮指標對比

2 技術發展趨勢

2.1 難降解高鹽工業廢水的處理技術舉例

（1）制藥廢物、濃縮液的資源化利用。某制藥集團制藥廢水濃縮液中含有可利霉素、利福素S-Na鹽、青霉素工業鉀鹽及6-APA等抗生素、維生素和高鹽殘渣，屬于危險廢物。該制藥集團采用MVP—噴霧干化焚燒技術，首次將噴霧干燥技術應用于濃縮廢液工程，也是“國家水體污染控制與治理科技重大專項”的示范工程之一。該制藥廢水的處理流程見圖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離子膜濃縮。某造紙廠廢水三級濃縮水TDS濃度為12 133 mg/L，要求產水濃水TDS濃度大于12 g/L。工廠采用電驅離子膜濃縮后，濃水TDS濃度大于16 g/L。實際電耗小于2 kWh/m3。該廠廢水處理工藝流程見圖2。

圖2 造紙廢水處理流程圖

對比該造紙廠二期采用電驅離子膜和一期傳統電滲析的處理效果與經濟效益見表2[2]。

表2 某造紙廠廢水處理一期二期效果對比

2.2 工業園區廢水深度處理技術探索

自2015年4月國務院正式發布“水十條”，其中規定集聚區內工業廢水必須經預處理達到集中處理要求，方可進入污水集中處理設施。2017年底前，工業集聚區應按規定建成污水集中處理設施，并安裝自動在線監控裝置，逾期未完成的，一律暫停審批和核準其增加水污染物排放的建設項目，并依照有關規定撤銷其園區資格。由此可見，工業園區廢水標準將逐步加嚴，對深度處理技術要求更高。工業園區以高級氧化為主的深度處理技術將成為工業園區達標排放和回用的重要支點。高級氧化技術可大體分為以下幾種模式[3]，見圖3。

圖3 高級氧化技術模式圖

2.3 城市高品質排水技術探索

活性污泥法處理城市污水到2014年為止已經發現了100 a，有些學者認為未來的污水處理只需要在當前的活性污泥基礎上進行少量的修補即可。而二十一世紀的兩大污水處理相關的重要發現：厭氧氨氧化脫氮和高生物量的好氧污泥顆粒的脫氮除磷，為污水處理的技術轉變提供了更多的可能性。

以厭氧氨氧化技術為例，在世界范圍內，大家紛紛探索主流厭氧氨氧化技術，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 污水處理商業運營模式的探討

目前國內污水處理廠的運營方式共有兩大類：

（1）非市場化運營方式污水處理廠由政府投資建設，并設立運營單位（企業或事業）進行專業化運營，政府按期撥付運營費用，費用為直接費用，不包含折舊、稅費及合理利潤。一般政府在年初將污水處理廠運營費用在城建計劃中列支，年度內按計劃撥付。

（2）市場化運營方式

市場化運營又可分為三種：

第一，BOT方式，政府通過公開招標，選取項目投資商，由中標人負責污水處理廠的建設及運營，雙方簽訂特許經營協議，中標人按照協議要求負責運營，并在特許經營期結束后，將項目資產全部移交給政府。一般在這種方式中，雙方簽訂協議中污水處理費的標準中包括直接成本、折舊、稅費及合理利潤，屬于市場化的污水處理費。

第二，TOT方式，政府通過公開招標，選取項目投資商，由中標人通過支付一定的費用，獲得已經建成的污水處理廠的運營權，中標人所支付的費用，相當于政府建設污水處理廠時所支付的建設資金。雙方簽訂特許經營協議，一般協議規定特許經營期不超過30 a，污水處理費標準為市場化標準，與BOT方式相近。特許經營期滿后，投資商將污水處理廠的設備設施全部移交給政府。

第三，委托運營方式。在這種方式中，政府首先將污水處理廠建設好，再將運營權通過招投標的方式，委托給具有運營資質的運營商，運營商在合同期內負責項目的運營，在此過程中政府與運營商之間并不發生針對污水處理廠的產權讓渡，運營商也不向政府支付任何的特許經營費，只是按照合同要求合規的運營污水處理廠，政府則按其支付污水處理費，該污水處理費標準中僅包括直接成本，稅費及合理利潤，而不包括折舊。

未來的時代是一個模式為王的時代。在互聯網+時代，模式決定了一個行業的發展前景。李克強總理主推的PPP模式，即Public-Private-Partnership的運營模式正適合污水處理這種規模大，需要長期穩定發展的項目。資源全回收全利用的污水處理理念需要相關龍頭企業和政府共同推建運營。跨界經營、跨界思考，追求模式的創新是污水處理商業運營的起點。

4 結語

工業廢水零排放是未來的技術發展趨勢，處理難降解高鹽工業廢水、工業園區污水達標排放以及排放標準與環境質量標準的對接難題是水處理技術的重點也是難點。以MVR-噴霧干燥-焚燒技術和電驅離子膜技術作為試點，分別在相關行業取得了良好的效果。以高級氧化為主的深度處理技術將成為園區污水達標排放和會用環節的重要支點。厭氧氨氧化技術已經在世界各地探索應用，并取得了良好的氨氮去除效果。

水處理領域已經在技術上、政策上、體制上、模式上進入到一個攻堅克難的階段，挑戰與機遇并存，需要技術界、產業界和政府保持開放的心態、創新的思維和產業提升能力，才能使水處理行業成為影響經濟發展的主導產業。

[1]環境保護部,國家發展和改革委員會,國家統計局.2011年全國環境保護相關產業狀況公報[R].2014.

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

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

[4]張正哲,姬玉欣,陳輝,等.厭氧氨氧化工藝的應用現狀和問題[J].生物工程學報,2014,30(12)：1804-1816.

張家界大峽谷玻璃橋即將竣工投入運營

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

TU992.03

A

1009-7716（2016）05-0123-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.05.034

2016-01-25

丁孟達（1985-），女，河北邯鄲人，工程師，從事市政工程設計工作。