爱游戏,曲久辉 院士：中国城市污水处理的发展历程及未来展望 来源：水进展 作者： 曲久辉

焦点提醒：曲久辉 院士：中国城市污水处置的成长过程和将来瞻望 来历：水进展 作者： 曲久辉 曲久辉 院士：中国城市污水处置的成长过程和将来瞻望 来历：水进展 作者： 曲久辉

文章来历申明：曲久辉院士团队近期在学术期刊《Front. Environ. Sci. Eng. 2019, 13(6): 88》颁发文章：“Municipal wastewater treatment in China: Developmenthistory and future perspectives‘’，重庆年夜学赵志伟传授团队将文章翻译为中文，《水进展》发布全文翻译版。

特殊声明：

1.《水进展》对论文中所列数据、现实与不雅点不担任。

2. 傍边文不雅点表达有疑问，以英文原版为主。

1.中国城市污水处置的实践汗青

1.1后期成长

水污染节制此刻是中国面对的最紧急挑战之一。在与情况污染的斗争中，废水处置起着相当主要的感化。虽然中国具有世界上最年夜的废水处置能力和市场，但其成长汗青现实上很短。与一个世纪前已普遍实行废水治理的工业化国度比拟，中国的废水治理在 40 年前几近是空白。

1.2曩昔40年的高速成长

自 1979 年鼎新与成长以来，中国进入了快速成长期间。陪伴着经济的快速成长和城市化，城市污水的数目急剧增添，而且因为愈来愈多的工业废水进入下水道，废水的构成变得愈来愈复杂。跟着向情况中废水排放量的增添。加重的情况污染间接要挟到城市水和食粮平安，从而火急需要水污染节制。为了应对这一挑战，中国最先扶植更集中的污水处置厂和弥补举措措施。

图1 2007-2017 年中国城市污水处置厂数目的增加

营运年份

市政污水处置厂名称

处置量（m3/d）

里程碑

1984

天津吉庄子污水处置厂

260000

中国首个实行活性污泥工艺的年夜型污水处置厂

1993

北京高碑店污水处置厂一期

500000

中国首个 50 万范围的污水处置厂

1991

东邯郸污水处置厂

100000

首家采取三槽氧化沟工艺的工场

2000

年夜连马兰河污水处置厂

120000

首家采取 BIOSTYR 曝气生物滤池的水厂

2001

上海桃浦污水处置厂

60000

首家采取 SBR 工艺的水厂

2002

上海石洞口污水处置厂

400000

第一个Unitank市政污水处置厂

2008

无锡市芦村污水处置厂

200000

第一家履行一级A尺度的水厂；第一家采取年夜型 IFAS / MBBR 系统的水厂

2016

北京中水厂

1000000

中国最年夜的再生水厂

表 1 中国城市污水处置行业成长史上的里程碑式污水处置厂

但是，污水处置厂和辅助举措措施（特殊是下水道和污泥处置系统）的成长速度和处置能力仍掉队在中国的经济增加和工业成长。整体水情况质量延续降落，迫使中国当局实行更严酷的污染节制策略。2007 年，因为严峻的水体富养分化，太湖产生了年夜范围藻类滋生，严峻要挟了四周城市的饮用水平安。从这今后，处所当局最先履行更严酷的污水处置厂废水排放尺度。一年后，第一个实行一级A废水排放尺度（GB 18918-2002）的污水处置厂在无锡投入利用。

中国的水情况污染也加重了水资本欠缺，特殊是在华北地域，这引发了对废水收受接管和再操纵的火急需求。北京在这方面首创了先河，并在扶植水再生根本举措措施方面获得了庞大进展。2016 年，北京高碑店污水处置厂进级为再生水厂，处置能力到达 100万m³/d，公布了中国从简单处置到再生处置的过渡。可是与很多发财国度比拟，中国的整体水收受接管率依然很低，而且因为质量相对较低，再生水首要作为景不雅水反复操纵。现阶段，再生废水的价钱依然与常规供水缺少合作力，而且回用水根本举措措施和打算的成立进展迟缓。

2.今天的挑战和成绩

2.1中国污水处置范畴的显著成绩

颠末近 40 年的惊人成长，中国此刻具有全球最年夜的市政废水根本举措措施。截至 2018 年末，中国已建成5000 多个市政污水处置厂，日处置能力快要2亿m3/d。到2018年，污水处置率已到达 90％以上。

污水处置厂的扶植只是中国污水处置行业快速增加的一部门。得益在壮大的国度行政治理系统和发财国度的贵重经验，中国在曩昔40年中在废水根本举措措施扶植和治理方面获得了逾越式进展。中国的水务企业的总市值和运营能力均处在全球领先程度。废水治理模式也已从单一的当局主导的扶植和运营模式改变为触及当局和企业的多重系统。这类改变不但在必然水平上减轻了当局的财务承担，并且提高了废水处置举措措施的扶植和运转效力。

得益在延续增加的远远跨越世界其他地域的资金撑持，中国此刻还具有水治理范畴全球最年夜的研究团队。从出书物中能够看到中国的立异能力和国际合作力，中国在水研究范畴的 SCI 论文总数仅次在美国。如斯出色的立异能力为中国废水治理模式和处置手艺的将来革命奠基了坚实的根本。

图2 2018年几个首要国度在水研究范畴的出书物

2.2残剩的差距和挑战

（1）水厂的设想和运营与可延续成长的要求纷歧致。当前，提高污染物去除率依然是污水处置厂运转的焦点方针，而且在全国规模内的污水处置厂中愈来愈多地采取一级A废水尺度。为此，年夜大都工场打消了一级沉淀池，实行了延迟的曝气工艺，并增添了一些生物滤池以提高氮的去除率。这增添了能源化学耗损，是以使污水处置厂间接成为温室气体排放的不成疏忽的来历。

图3 中国污水处置厂履行一级A废水尺度的比例和能源耗损强度

（2）下水道系统的滞后成长。这一方面致使废水搜集不充实（2018 年下水道通行率约为 90％），另外一方面致使较低的污水处置厂运营率（86％）。如许的市政污水搜集不充实加上雨水稀释光鲜明显下降了无机强度，同时增添了污水处置厂进水口的污染物复杂性。成果，废水中的无机物不足以撑持反硝化和厌氧污泥消化。废水污泥的低无机含量和高含沙量使其没法进行厌氧消化处置。据估量，中国的污水处置厂不到 3％配备了厌氧消化举措措施，此中相当一部门运转欠安。是以，中国的污水处置厂根基上没有能量收受接管，更不消说营养资本的收受接管了。若何提高中国废水处置的可延续性依然是一个待处理的要害问题。

图4 中国污水处置厂进水COD和NH3-N浓度的地舆散布

（3）污水处置厂废水排放尺度与本地前提和情况庇护要求之间的联系不慎密。中国废水性质，情况前提和经济成长程度的地区多样性意味着，分歧的污水处置厂有需要采取随机应变的体例，矫捷的手艺和废水排放尺度，而不是今朝遍及采取的同一模式。今朝，正在斟酌区域差别的新一轮污水处置厂排放尺度进级。可是该新尺度设定了接近4级地表水水质尺度的非凡污染物限值。一个焦点争议是在全国规模内实行这类严酷的排放尺度是不是有需要而且在经济上可行。

（4）污水处置厂污泥的处置很少遭到存眷。成果，来自污水处置厂的年夜量污染物富集的污泥终究未经恰当措置就前往了情况，成为另外一种污染源。另外一方面，污水处置厂的运转凡是会因为发生的气息和乐音而干扰四周居平易近的糊口。跟着城市化的成长，这个问题变得愈来愈凸起，很多现有的污水处置厂逐步被城市社区包抄。是以，在污水处置厂，情况与人类社会之间成立协调关系对中国的废水治理提出了另外一个挑战。

3.瞻望

3.1将来污水治理方针

虽然在具体排放尺度方面具有争议，但能够必定的是，将来中国的废水行业将实行加倍严酷和全球规模的水污染节制。现实上，北京，天津，江苏，浙江和湖南等很多省市已最先实行更严酷确当地污水处置厂废水尺度。按照国际成长趋向，下一步将是增强对新兴污染物和水收受接管的节制，而这仍处在中国的起步阶段。是以，废水治理的方针已从削减污染物转向水的再操纵，资本收受接管和水生态恢复。这类方针的改变反应在中国比来的政策革射中。

3.2政策制订

多年来，中国一向遵守管道结尾污染节制策略，即强调废水处置和水情况修复。但是，整体情况质量未见较着改良。2015 年，中国当局发布了《水污染节制步履打算》， 首创以提高全体质量为目标的水情况庇护新纪元。水生态情况，而不是简单的水质节制。这意味着污染节制的范畴将从污水处置厂扩大到上游的下水道收集和下流的河道和湿地。是以，鼓动勉励简单，同一地提高污水处置厂的出水尺度，而不是简单地提高污水处置厂的污水搜集和污泥处置能力。中国当局比来发布的指南中强调了降服废水搜集不足和处置举措措施差的瓶颈的紧急性。

3.3手艺范畴

上述废水治理方针的实现将取决在更有用和可延续的污染节制策略的成长。在废水处置方面，处置手艺首要向三个标的目的成长：

（1）改良活性污泥工艺。一个典型的例子是好氧颗粒污泥。因为废水质量好，节能，占地面积小等长处，在曩昔的十年中对该进程进行了深切研究，现已在欧洲和非洲的多污水处置厂中获得成功证实。

（2）立异手艺的实行。代表性的新手艺是厌氧氨氧化, 它有用地规避了保守的硝化/反硝化线路，从而年夜年夜下降了能耗，并有用地实现了发生能量的碳生物转化工艺，例如厌氧膜生物反映器。

（3）成长高效的举措措施和材料和更好的工艺节制手艺可优化水厂运转。在这方面的进展包罗开辟用在生物膜发展的有用载体材料，更好的曝气装备高效的氧气供给，进步前辈的膜手艺可提高废水质量, 和用在提高进程不变性的在线监督/智能节制手艺。特殊是，低污染超滤和反渗入手艺的最新成长正在使范围化不变的废水收受接管成为可能。

当以资本为导向的废水处置逐步成为全球废水行业的主题时, 中国也在积极摸索合适本身的道路。为了将污水处置厂从污染物去除场酿成能源，水和肥料的工场和城市生态系统的构成部门，2014 年，来自中国研究机构，年夜学和当局部分的几位专家配合建议扶植一个全新的废水增值处置厂。因为其前瞻性和勘察性质，该工场估计将在将来几年内建成，并作为在不久的未来指点年夜范围，可延续处置废水的实验工场。是以，它被定名为“新概念污水处置厂”。该工场旨在经由过程整合各类立异设想和领先手艺来实现可延续供水，能源自力更生运营，资本收受接管和情况协调的四重方针。2018 年，第一个具有首创性的概念污水处置厂在江苏省无锡建成，为中国的可延续废水治理和城市水生态协调斥地了新篇章。

图5 中国成立的新概念水厂的道理

4.结论

回首中国 40 多年的快速成长汗青，既有骄人的成绩，也有良多不足。虽然中国几近已以远远跨越西方国度的速度完成了废水根本举措措施扶植，但依然留下了很多问题，包罗下水道和污泥处置举措措施不发财，能耗高，运转机能不足，污水处置厂废水排放尺度之间的联系欠安。和本地前提和情况庇护需求，缺少人与天然协调成长的全球思惟。瞻望将来，因为情况庇护，经济成长和水资本欠缺等多重压力，特别是在中国正从成长中国度向发财国度过渡的进程中，挑战和不肯定性将愈来愈多。应对这些挑战需要中国的废水处置部分按照本身的特点和需求摸索其怪异的可延续成长道路，包罗成长新概念工场以凸起资本收受接管并成立一体化和协调的水生态。

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称谢：

对期刊Front. Environ. Sci. Eng. 暗示谢意，中文源在对英文的翻译，可能翻译未必正确！全文可下载https://doi.org/10.1007/s11783-019-1172- 称谢赵志伟传授团队，感谢你们辛劳的翻译校订工作。

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