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《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》提出“十四五”時期著力推進城鎮(zhèn)污水處理基礎設施建設，補齊短板弱項，文件并對污水處理及資源化利用設施建設提出細化的技術要求?！兑?guī)劃》強調，落實目標責任，按照省級部署、市縣負責的要求，系統(tǒng)推進“十四五”污水處理及資源化利用工作。
9月16日，面對經(jīng)濟高速增長而土地資源稀缺的城市建成區(qū)，城市污水廠動輒幾十萬噸的污水處理量如何在處理后進行資源化利用，污水廠擴建后管網(wǎng)是否需要重置以及污水收集過程中如何解決滲漏等問題，廣州鵬凱環(huán)境科技股份有限公司董事長、總經(jīng)理王國彬在“2021(第十三屆)上海水業(yè)熱點論壇”上做了城鎮(zhèn)污水處理及其資源化路徑的探索和實踐的主題分享。
王國彬
對于很多城市而言，城市發(fā)展速度可能遠遠快于城市規(guī)劃的進度，如南方一些城市：東莞、廣州、深圳等高速發(fā)展中的城市。王國彬指出，類似廣州、深圳這樣的高速發(fā)展的南方城市，幾年的時間增加的人口數(shù)字可能就有幾百萬。這個過程中，很多城市建設的難題和短板就會相應暴露出來：第一，建成區(qū)的污水處理設施怎么做?第二，污水處理后如何資源化利用?第三，如何補齊管網(wǎng)短板，提高污水收集率?
面對建成區(qū)的污水處理的困局，王國彬及團隊提出衛(wèi)星污水廠的概念。不同于分布式污水廠，分布式污水廠可能只是某一個區(qū)域自由去搭配資源，而衛(wèi)星污水廠是結合污水管網(wǎng)進行分配，在污水干管沿途建設衛(wèi)星污水廠，抽取干管污水進行處理后，再生水就近回補城市內的河涌，可科學有效地處理增量的生活污水，助力城市可持續(xù)發(fā)展。
衛(wèi)星式污水處理系統(tǒng)示意圖
王國彬介紹，衛(wèi)星式污水廠的優(yōu)勢主要有：衛(wèi)星污水廠采用就近取水原則，分擔污水總量，減輕管網(wǎng)壓力;衛(wèi)星分布模式建設，合理利用稀缺土地，可以利用城市的公共綠地資源，把裝配式污水廠建設成地埋式;更少的管網(wǎng)投入，更小的能耗，實現(xiàn)污水就地資源化;衛(wèi)星污水廠采用鵬凱圓工藝，可以分布到城市的每個角落，滿足不同的處理規(guī)模，占地小、選址靈活，建設周期短;污水就地處理、回用，可以作為城市的補水，亦可作為綠化的灌溉，更加簡單打造綠色生態(tài)城市;智能APP運營管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)無人值守，確保水質穩(wěn)定。
雖然建設衛(wèi)星污水廠有諸多優(yōu)勢，但也不得不正視其在推進過程中面臨的難題。如土地在哪里?材料、人工成本不斷上升，造價如何控制?可持續(xù)發(fā)展，節(jié)能減排，運營成本如何降低?對于民生的迫切環(huán)境需求，工期如何縮短?
面對這些難題，在原有思路的指引下，鵬凱環(huán)境開啟了探索和實踐，推出了鵬凱圓—低碳高效配式污水廠。
低碳高效裝配式污水廠最直觀的優(yōu)勢就是占地小，按EGA的標準現(xiàn)在最小的占地面積可以做到0.15到1.2平方米，很多城市公共綠地的地下空間均可作為選址;另一個優(yōu)勢是建設周期短，三個月即可建成一個污水廠，對于周邊的擾民現(xiàn)象也有一定的減少。
王國彬介紹，鵬凱圓-低碳高效裝配式污水廠，顧名思義，是圓形形狀。鵬凱圓-裝配式污水廠開啟了工廠化預制污水處理系統(tǒng)的新模式，鵬凱環(huán)境提出“工程設備化、設備標準化、運維智能化”的理念，更能適應環(huán)境政策和社會的快速發(fā)展的要求。
鵬凱圓類似一個環(huán)形圓。外圈類似一個氧化溝，里面設置了幾組精準曝氣段，根據(jù)曝氣段的不同，可以單獨控制不同的曝氣位置。王國彬指出，鵬凱圓是一個柔性控制的過程，當來水水質發(fā)生變化的時候，可增大硝化區(qū)域，適當增大曝氣區(qū)域，通過精準曝氣來柔性控制應對來水水質的變化。
外圈添加MBBR填料，采用生物膜工藝，可實現(xiàn)同步硝化反硝化過程;內圈是鵬凱圓的核心，將好氧區(qū)和沉淀區(qū)進行疊加，中間通過三相分離器實現(xiàn)氣、水、泥的分離，可以使占地面積大幅減少;這樣做的好處在于沉淀區(qū)的沉淀污泥直接通過重力回流至好氧區(qū)，不存在反硝化的環(huán)境，也沒有厭氧的環(huán)境，防止傳統(tǒng)沉淀池池底污泥反硝化造成的翻泥現(xiàn)象。
此外，鵬凱圓還增加了一個能耗的回收環(huán)節(jié)，將好氧區(qū)的曝氣尾氣收集，作為氣提動力，實現(xiàn)好氧區(qū)混合液回流到外圈。所以本系統(tǒng)內沒有混合液回流泵，沒有刮泥機等動力設備，自然能耗也降低，再加上曝氣量的充分利用，使它的效率可以更高，也契合現(xiàn)在對環(huán)保產業(yè)能耗降低，碳排放量減少的要求。
鵬凱圓污泥處理部分，為解決常規(guī)工藝里對于主工藝加磷的影響，鵬凱環(huán)境采用側流除磷工藝進行處理，將脫氮除磷的工藝進行分開，使脫氮除磷的效率更高。還有一點是延長污泥齡，使活性污泥發(fā)生內源呼吸，增加內源消耗，減少污泥產率。
王國彬還指出，低碳型(碳中和)污水處理廠對碳減排的貢獻。建設期間，低碳型(碳中和)污水處理廠采用的是不銹鋼的材質的鋼結構，整個建筑材料只用到傳統(tǒng)污水廠建設材料的14%，在建設過程中，碳排放減少75%。運營階段，整個運營的能耗比傳統(tǒng)污水廠減少20%以上。生命周期結束后，原材料可以進行回收或重復使用，不會因為污水廠拆除運輸和廢舊建材處置而造成新的污染。所以從這三個階段來講，低碳型(碳中和)污水處理廠對于碳減排的貢獻度是非常高的。
當然，鵬凱環(huán)境的預制裝配式結構真正將環(huán)保產業(yè)化。E20研究院院長、北大環(huán)境學院產學研中心主任傅濤在當日的論壇上也指出，技術如果不能固化成產品，就沒有產業(yè)未來。鵬凱環(huán)境積極追求工藝的產品化推廣，將污水看作一個產品來做，這也是鵬凱環(huán)境所提倡的：工程設備化、設備標準化、運維智能化。
目前鵬凱環(huán)境已將低碳高效裝配式污水廠成功應用在潮州市楓江流域、珠海市高新區(qū)、肇慶市德慶縣、肇慶四會市、廣州市黃浦區(qū)、惠州大亞灣等地區(qū)多個項目上。其中，在潮州市楓江流域水環(huán)境綜合治理項目中，項目處理水量為35000T/D，處理工藝采用的是鵬凱圓ADRS工藝，項目經(jīng)過5天的調試時間，水質完全達標，最終項目提前到6月3日達標運行，創(chuàng)造了奇跡，為楓江流域水環(huán)境治理做了非常大的貢獻。
鵬凱圓-低碳裝配式污水廠主反應器結構特點
肇慶四會市碧海灣裝配式污水處理廠項目現(xiàn)場/視頻
低碳裝配式污水廠不僅在市政污水上，在工業(yè)廢水上也有很多案例，像茅臺、天地壹號等等都有很好的合作和應用。
鵬凱環(huán)境希望做環(huán)保行業(yè)的藥廠，將整個污水廠變?yōu)橐粋€“大設備”，實現(xiàn)工廠化預制，解決環(huán)境產業(yè)的工程屬性問題，推動水處理裝備產業(yè)從一個項目一套方案的個性化定制模式，向工程設備化、設備標準化、運維智能化的標準模式轉變，將環(huán)保真正推向工業(yè)化、產品化。合作模式主要采取讓每個工程商都成為鵬凱環(huán)境業(yè)務員的代理分銷模式和通過租賃、合作建設等自運營模式。
王國彬介紹，鵬凱環(huán)境現(xiàn)有鵬凱環(huán)境技術研究院、博士/博士后工作站、廣東省裝配式水處理系統(tǒng)工程技術研究中心，并與哈爾濱工業(yè)大學、同濟大學、華南理工大學和中山大學等國內頂級院校建立了合作互動機制，研發(fā)投入大。此外鵬凱環(huán)境正在建設裝配式污水處理系統(tǒng)智慧化工業(yè)4.0生產基地，致力將鵬凱打造成為國內領先的環(huán)保裝備智能制造示范企業(yè)和水環(huán)境治理綜合服務商。王國彬表示，鵬凱環(huán)境的合作伙伴很多，粵海水務、中信環(huán)境技術、盈峰環(huán)境、中國京冶、藍月亮、天地壹號等都是鵬凱環(huán)境的合作伙伴。歡迎更多優(yōu)秀的企業(yè)選擇與鵬凱環(huán)境合作，一起共創(chuàng)未來。