水处理技术与商业运行模式探讨

丁孟达

（中国城市建设研究院有限公司，北京市 100120）

水处理技术与商业运行模式探讨

丁孟达

（中国城市建设研究院有限公司，北京市 100120）

分析了难降解高盐工业废水、工业园区污水的处理技术难点，初步探讨了排放标准与环境质量标准的对接难题。以某制药厂废水和某造纸厂废水为例，分析了难降解高盐废水处理的技术路线，分析了高级氧化技术处理工业园区污水的几种模式，并以荷兰鹿特丹Dokhaven污水处理厂为例，分析城市高品质排水的技术可能性。最后，对污水处理商业运行模式进行了初步探讨。

高盐工业废水；工业园区；高级氧化；厌氧氨氧化

0 引言

随着城镇化、工业化进程的加快，环境保护相关产业收入总额已经从2004年的4 572.1亿元上升至2011年的30 752.5亿元[1]。以水处理产业为代表的环保产业需求，不断催生新型产业迅速发展。水处理产业思路从过去的点源控制逐步走向综合调控和区域联防联控。习近平总书记在《中共中央关于全面深化改革若干重大问题的决定》中指出“山水林田湖是一个生命共同体，由一个部门负责领土范围内所有国土空间用途管制职责，对山水林田湖进行统一保护、统一修复是十分必要的”。这就说明我们的水处理技术方向由从前的企业源头治理、传统污水厂处理变成现在的区域综合治理、流域综合治理。

1 水处理技术难点分析

1.1 难降解高盐工业废水的处理难题

难降解高盐工业废水主要产自制药母液、造纸废水、化工、精细化工、酶化工、石油开采等行业。水中的高盐含量对微生物生化处理有抑制作用，在高盐环境下，微生物的代谢酶活性受阻，生物增长速度放慢，产率系数低。和生活污水相比，工业废水含有高浓度的难于生物降解的或有毒的有机物，同时由于其含盐量很高，使得在生活污水处理效果良好的反应器和运行条件应用于处理工业废水时效果很差。

1.2 工业园区达标排放的技术难题

在我国，工业园区作为区域经济发展的新焦点，如雨后春笋般兴盛起来，不少工业园取得了经济效益，甚至成为区域形象工程。在我国工业园快速发展的背后，也凸现出一些水处理方面的问题：

（1）区水质复杂。工业园区废水成分往往十分复杂，含有难降解有机物，碳源缺乏，含磷量高，具有持久的毒性等。

（2）管理不善。工业园区一般入园门槛较低，整体规划不够合理，导致管理混乱。

（3）排放达标难。工业园区废水通常含有有毒、有害物质，未经预处理，直接进行废水处理一般很难达到排放标准。

（4）技术应对难。工业园区的复杂性导致了水处理的技术多样性，使得处理成本过高，处理效率低，难以推广应用。

1.3 排放标准与环境质量标准的对接难题

在我国很多地区，水环境污染和水质富营养化已经成为社会经济可持续发展的重要制约因素。实现工业企业清洁生产，污水全面治理和各种污染物有效控制，已经成为当前非常紧迫和艰巨的任务。为适应水环境保护工程新的要求，国家对多个城镇污水处理厂实现升级改造，使出水达到一级标准的A标准。然而对比城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）中的一级A排放标准和地表水环境质量标准基本项目标准(GB3838-2002)中的Ⅲ、Ⅳ类水体标准还有很大差距。其中总氮和氨氮的含量差距是巨大的，见表1。

表1 一级A氮排放指标与地表水环境含氮指标对比

2 技术发展趋势

2.1 难降解高盐工业废水的处理技术举例

（1）制药废物、浓缩液的资源化利用。某制药集团制药废水浓缩液中含有可利霉素、利福素S-Na盐、青霉素工业钾盐及6-APA等抗生素、维生素和高盐残渣，属于危险废物。该制药集团采用MVP—喷雾干化焚烧技术，首次将喷雾干燥技术应用于浓缩废液工程，也是“国家水体污染控制与治理科技重大专项”的示范工程之一。该制药废水的处理流程见图1。

图1 制药废水处理流程图

（2）造纸废水的反渗透浓缩液采用电驱离子膜浓缩。某造纸厂废水三级浓缩水TDS浓度为12 133 mg/L，要求产水浓水TDS浓度大于12 g/L。工厂采用电驱离子膜浓缩后，浓水TDS浓度大于16 g/L。实际电耗小于2 kWh/m3。该厂废水处理工艺流程见图2。

图2 造纸废水处理流程图

对比该造纸厂二期采用电驱离子膜和一期传统电渗析的处理效果与经济效益见表2[2]。

表2 某造纸厂废水处理一期二期效果对比

2.2 工业园区废水深度处理技术探索

自2015年4月国务院正式发布“水十条”，其中规定集聚区内工业废水必须经预处理达到集中处理要求，方可进入污水集中处理设施。2017年底前，工业集聚区应按规定建成污水集中处理设施，并安装自动在线监控装置，逾期未完成的，一律暂停审批和核准其增加水污染物排放的建设项目，并依照有关规定撤销其园区资格。由此可见，工业园区废水标准将逐步加严，对深度处理技术要求更高。工业园区以高级氧化为主的深度处理技术将成为工业园区达标排放和回用的重要支点。高级氧化技术可大体分为以下几种模式[3]，见图3。

图3 高级氧化技术模式图

2.3 城市高品质排水技术探索

活性污泥法处理城市污水到2014年为止已经发现了100 a，有些学者认为未来的污水处理只需要在当前的活性污泥基础上进行少量的修补即可。而二十一世纪的两大污水处理相关的重要发现：厌氧氨氧化脱氮和高生物量的好氧污泥颗粒的脱氮除磷，为污水处理的技术转变提供了更多的可能性。

以厌氧氨氧化技术为例，在世界范围内，大家纷纷探索主流厌氧氨氧化技术，如：荷兰鹿特丹Dokhaven污水处理厂，新加坡的PUB中试，瑞典Sjolunda污水处理厂，瑞士Glarnertand厂等纷纷采用了厌氧氨氧化工艺。

以荷兰鹿特丹污水厂为例，Sharon-Anammox (亚硝化—厌氧氨氧化)工艺被用于处理厌氧硝化污泥分离液。由于剩余污泥浓缩后再进行厌氧消化，污泥分离液中的氨浓度很高（约1 200～2 000 mg/L），因此，该污水处理厂采用了Sharon-Anammox工艺，并取得了良好的氨氮去除效果。图4为该污水处理厂的工艺流程图[4]。

图4 Sharon-Anammox(亚硝化—厌氧氨氧化)工艺流程图

3 污水处理商业运营模式的探讨

目前国内污水处理厂的运营方式共有两大类：

（1）非市场化运营方式污水处理厂由政府投资建设，并设立运营单位（企业或事业）进行专业化运营，政府按期拨付运营费用，费用为直接费用，不包含折旧、税费及合理利润。一般政府在年初将污水处理厂运营费用在城建计划中列支，年度内按计划拨付。

（2）市场化运营方式

市场化运营又可分为三种：

第一，BOT方式，政府通过公开招标，选取项目投资商，由中标人负责污水处理厂的建设及运营，双方签订特许经营协议，中标人按照协议要求负责运营，并在特许经营期结束后，将项目资产全部移交给政府。一般在这种方式中，双方签订协议中污水处理费的标准中包括直接成本、折旧、税费及合理利润，属于市场化的污水处理费。

第二，TOT方式，政府通过公开招标，选取项目投资商，由中标人通过支付一定的费用，获得已经建成的污水处理厂的运营权，中标人所支付的费用，相当于政府建设污水处理厂时所支付的建设资金。双方签订特许经营协议，一般协议规定特许经营期不超过30 a，污水处理费标准为市场化标准，与BOT方式相近。特许经营期满后，投资商将污水处理厂的设备设施全部移交给政府。

第三，委托运营方式。在这种方式中，政府首先将污水处理厂建设好，再将运营权通过招投标的方式，委托给具有运营资质的运营商，运营商在合同期内负责项目的运营，在此过程中政府与运营商之间并不发生针对污水处理厂的产权让渡，运营商也不向政府支付任何的特许经营费，只是按照合同要求合规的运营污水处理厂，政府则按其支付污水处理费，该污水处理费标准中仅包括直接成本，税费及合理利润，而不包括折旧。

未来的时代是一个模式为王的时代。在互联网+时代，模式决定了一个行业的发展前景。李克强总理主推的PPP模式，即Public-Private-Partnership的运营模式正适合污水处理这种规模大，需要长期稳定发展的项目。资源全回收全利用的污水处理理念需要相关龙头企业和政府共同推建运营。跨界经营、跨界思考，追求模式的创新是污水处理商业运营的起点。

4 结语

工业废水零排放是未来的技术发展趋势，处理难降解高盐工业废水、工业园区污水达标排放以及排放标准与环境质量标准的对接难题是水处理技术的重点也是难点。以MVR-喷雾干燥-焚烧技术和电驱离子膜技术作为试点，分别在相关行业取得了良好的效果。以高级氧化为主的深度处理技术将成为园区污水达标排放和会用环节的重要支点。厌氧氨氧化技术已经在世界各地探索应用，并取得了良好的氨氮去除效果。

水处理领域已经在技术上、政策上、体制上、模式上进入到一个攻坚克难的阶段，挑战与机遇并存，需要技术界、产业界和政府保持开放的心态、创新的思维和产业提升能力，才能使水处理行业成为影响经济发展的主导产业。

[1]环境保护部,国家发展和改革委员会,国家统计局.2011年全国环境保护相关产业状况公报[R].2014.

[2]袁俊生,张涛,刘杰,等.反渗透后高盐废水浓缩技术进展[J].水处理技术,2015(11)：16-21.

[3]张蔚.工业废水深度处理技术分析和探讨[J].污染防治技术,2014(6)：28-30.

[4]张正哲,姬玉欣,陈辉,等.厌氧氨氧化工艺的应用现状和问题[J].生物工程学报,2014,30(12)：1804-1816.

张家界大峡谷玻璃桥即将竣工投入运营

湖南张家界大峡谷人行玻璃桥施工进入冲刺阶段。张家界大峡谷玻璃桥总长430 m、宽6 m，桥面距离谷底相对高度约300 m。桥面全部采用透明玻璃铺设，最大游客容量为800人。目前大桥正在进行最后一批桥面玻璃安装，其他各项附属设施在加紧施工之中，计划于2016年5月竣工验收并投入试运营。

TU992.03

A

1009-7716（2016）05-0123-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2016.05.034

2016-01-25

丁孟达（1985-），女，河北邯郸人，工程师，从事市政工程设计工作。