2021年(nian)(nian)(nian)是(shi)(shi)“十(shi)四五”的(de)開局之年(nian)(nian)(nian)，亦是(shi)(shi)中國(guo)開啟“碳(tan)中和(he)”的(de)元年(nian)(nian)(nian)。污水(shui)處理(li)行(xing)業被認為(wei)(wei)是(shi)(shi)耗能(neng)大(da)戶，以實(shi)(shi)現2030年(nian)(nian)(nian)前碳(tan)達峰、2060年(nian)(nian)(nian)前碳(tan)中和(he)目標為(wei)(wei)引領(ling)，我(wo)國(guo)污水(shui)處理(li)領(ling)域綠色(se)低碳(tan)轉型發(fa)(fa)展也已(yi)按下“加(jia)速鍵”，實(shi)(shi)現“雙碳(tan)”目標的(de)技(ji)術(shu)創(chuang)新(xin)(xin)成(cheng)為(wei)(wei)行(xing)業討(tao)論的(de)熱點和(he)探索的(de)方向。高科技(ji)環(huan)保企業碧水(shui)源(yuan)作為(wei)(wei)我(wo)國(guo)水(shui)處理(li)行(xing)業領(ling)軍企業，經(jing)過二十(shi)年(nian)(nian)(nian)的(de)創(chuang)新(xin)(xin)發(fa)(fa)展，已(yi)圍繞綠色(se)低碳(tan)循(xun)環(huan)發(fa)(fa)展進行(xing)超(chao)前布局，對新(xin)(xin)型膜技(ji)術(shu)研發(fa)(fa)攻堅克難(nan)，自主創(chuang)新(xin)(xin)研發(fa)(fa)出低能(neng)耗曝氣MBR組器(qi)、振動(dong)膜生物反應器(qi)等新(xin)(xin)型膜產品，以及(ji)低能(neng)耗MBR工藝(yi)(yi)、MBR-DF雙膜新(xin)(xin)水(shui)源(yuan)工藝(yi)(yi)等水(shui)處理(li)工藝(yi)(yi)，成(cheng)功實(shi)(shi)踐(jian)著高效節(jie)能(neng)降碳(tan)提質的(de)協同創(chuang)新(xin)(xin)。
節能降耗是污水處理廠碳中和的重要方向之一
我國城鎮污(wu)(wu)水處理設(she)施經過(guo)“十一五”至“十三(san)五”時(shi)期的(de)(de)高(gao)速(su)建(jian)設(she)，已形成規模化的(de)(de)處理能力(li)。污(wu)(wu)水處理廠是削減水中污(wu)(wu)染物最(zui)主要的(de)(de)環節，但在此過(guo)程中也(ye)產生了大量(liang)的(de)(de)碳(tan)排(pai)(pai)放(fang)。據統計，我國污(wu)(wu)水處理行業(ye)的(de)(de)電耗約(yue)占全國總用(yong)電量(liang)的(de)(de)1%，而碳(tan)排(pai)(pai)放(fang)量(liang)約(yue)占全國總排(pai)(pai)放(fang)量(liang)的(de)(de)2%。高(gao)能耗將導致大量(liang)間接(jie)碳(tan)排(pai)(pai)放(fang)。
污水(shui)處理碳(tan)排放包括間(jian)接排放和(he)直(zhi)接排放。IPCC（聯合國政府(fu)間(jian)氣(qi)候變化(hua)(hua)專(zhuan)門委員會）、京都議定(ding)書規定(ding)需對直(zhi)接排放中的(de)二氧化(hua)(hua)碳(tan)（CO2）、甲烷（CH4）、氧化(hua)(hua)亞(ya)氮(dan)（N2O）、氫(qing)氟碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)（HFCs）、全氟碳(tan)化(hua)(hua)物(wu)（PFCs）及(ji)六(liu)(liu)氟化(hua)(hua)硫（SF6）六(liu)(liu)種溫室氣(qi)體進行(xing)消減，以有效控制氣(qi)候變化(hua)(hua)。其中，污水(shui)處理過程中產生并逸散大(da)量甲烷和(he)氧化(hua)(hua)亞(ya)氮(dan)，是重要(yao)的(de)直(zhi)接碳(tan)排放源。間(jian)接排放主(zhu)要(yao)發生在(zai)電耗(hao)(hao)和(he)藥耗(hao)(hao)兩(liang)部分(fen)。
據(ju)中(zhong)國(guo)人民大學(xue)環境學(xue)院教授王洪臣基于(yu)各地區(qu)代表性污(wu)水處理廠典型工藝運行數據(ju)分(fen)析及實(shi)時監測(ce)(ce)，經測(ce)(ce)算得出，2015年，我國(guo)污(wu)水處理行業碳排放(fang)(fang)量(liang)為3984.7萬t CO2當量(liang)，其中(zhong)，電耗(hao)產生的間接(jie)碳排放(fang)(fang)量(liang)為1401.6 t CO2當量(liang)，占(zhan)行業總碳排放(fang)(fang)量(liang)的35%。
中(zhong)國(guo)的(de)(de)污(wu)水(shui)產量和(he)處(chu)理規(gui)模居世(shi)界(jie)首位，并且十年間(jian)一(yi)直在不斷增(zeng)長。隨著各地提標改造的(de)(de)實施，我國(guo)污(wu)水(shui)處(chu)理能耗將(jiang)進一(yi)步增(zeng)大。面對巨大的(de)(de)能耗物(wu)耗，污(wu)水(shui)處(chu)理領域的(de)(de)碳(tan)(tan)減(jian)排(pai)工(gong)作已迫在眉睫(jie)。從國(guo)外污(wu)水(shui)處(chu)理行(xing)業(ye)發展現狀來(lai)(lai)看(kan)，“以高(gao)能耗高(gao)物(wu)耗為基礎的(de)(de)優(you)質出(chu)水(shui)”以及(ji)由此帶(dai)來(lai)(lai)的(de)(de)“減(jian)排(pai)水(shui)污(wu)染物(wu)、增(zeng)排(pai)溫室氣體”局面不利于我國(guo)污(wu)水(shui)處(chu)理行(xing)業(ye)的(de)(de)健康發展，降低電耗將(jiang)是(shi)未來(lai)(lai)污(wu)水(shui)處(chu)理行(xing)業(ye)碳(tan)(tan)減(jian)排(pai)的(de)(de)重要方向之(zhi)一(yi)。
碧水源新型膜技術成功實現“節能降碳提質”的協同創新
生(sheng)(sheng)態環境部總工程師(shi)、水(shui)(shui)生(sheng)(sheng)態環境司司長張波曾表示，再(zai)生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)是城市(shi)一(yi)個巨大(da)的(de)穩定(ding)水(shui)(shui)源(yuan)，再(zai)生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)循(xun)環利(li)用既(ji)可以減少污(wu)(wu)(wu)染源(yuan)的(de)排放，也可以減少碳的(de)排放。膜技術正是實現污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)高(gao)等級資源(yuan)化(hua)，即再(zai)生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)循(xun)環利(li)用的(de)關鍵技術。污(wu)(wu)(wu)水(shui)(shui)高(gao)等級資源(yuan)化(hua)利(li)用，同時解決了(le)水(shui)(shui)環境污(wu)(wu)(wu)染和水(shui)(shui)資源(yuan)短缺問題，是一(yi)把鑰(yao)匙(chi)打開(kai)了(le)我國高(gao)質(zhi)量可持(chi)續(xu)發(fa)展瓶頸上(shang)的(de)兩把“鎖(suo)”。
據了(le)解，作(zuo)為我國大型MBR膜(mo)生物反應器(qi)技術(shu)的(de)開創者(zhe)和推(tui)廣者(zhe)，碧水(shui)(shui)(shui)源(yuan)近年來持(chi)續(xu)開發(fa)新型膜(mo)材料并取得了(le)重大突(tu)破，以低能耗(hao)曝(pu)氣(qi)(qi)MBR組(zu)器(qi)為代表的(de)新產品(pin)，目前(qian)已(yi)開發(fa)至第四(si)代，在提高產品(pin)性能的(de)同時，降低了(le)制造成本和運行能耗(hao)。其中，單(dan)個(ge)膜(mo)組(zu)器(qi)裝填(tian)面(mian)積由第1代的(de)900多㎡提高到了(le)2500多㎡，裝填(tian)面(mian)積的(de)提升，將使(shi)能耗(hao)顯(xian)著下降。此外，通過組(zu)器(qi)水(shui)(shui)(shui)力(li)學(xue)優(you)(you)(you)化、元件結(jie)構優(you)(you)(you)化、曝(pu)氣(qi)(qi)方式優(you)(you)(you)化、化學(xue)清洗優(you)(you)(you)化，減少(shao)了(le)膜(mo)吹掃的(de)耗(hao)能，使(shi)得噸水(shui)(shui)(shui)電(dian)耗(hao)從2005年第1代的(de)0.25度電(dian)，降至0.1度電(dian)，降幅約60%。該產品(pin)對膜(mo)工藝的(de)升級迭代及推(tui)動我國污水(shui)(shui)(shui)處理行業的(de)綠色(se)低碳發(fa)展作(zuo)出了(le)積極貢獻(xian)。
污水(shui)處理廠的(de)曝氣過程也是高(gao)耗能(neng)(neng)環(huan)節。碧水(shui)源(yuan)自主創新研(yan)發了以振動膜(mo)生物反應器技術、強化脫氮除磷技術為核心的(de)低(di)能(neng)(neng)耗MBR工藝，其最大特點是能(neng)(neng)耗低(di)、脫氮效果(guo)好、膜(mo)抗(kang)污染性(xing)強，同時實現節能(neng)(neng)、降(jiang)碳(tan)和提質三重(zhong)效果(guo)。
其中，碧水(shui)源(yuan)振動膜生(sheng)物反應器技術依靠電(dian)機帶(dai)動MBR組器機械振動，即水(shui)不(bu)(bu)動膜動，以(yi)代替傳(chuan)統高(gao)強度曝氣(qi)吹掃的(de)膜污染控制(zhi)方式，使得投資成本(ben)和電(dian)耗(hao)(hao)均明顯下降。在(zai)(zai)生(sheng)化(hua)階(jie)段，采用“兩(liang)高(gao)一低(di)”的(de)強化(hua)脫氮除磷技術，即高(gao)污泥濃度、高(gao)回流比、低(di)溶解氧，在(zai)(zai)不(bu)(bu)外加碳源(yuan)的(de)條件下，出(chu)水(shui)水(shui)質可(ke)優于地表水(shui)Ⅳ類標(biao)準，總(zong)氮可(ke)實(shi)現不(bu)(bu)高(gao)于5 mg/L，噸(dun)水(shui)能耗(hao)(hao)可(ke)降至0.3度電(dian)，與(yu)傳(chuan)統非(fei)膜深度處理(li)(li)工藝基本(ben)持(chi)平。與(yu)傳(chuan)統曝氣(qi)MBR工藝相比，可(ke)實(shi)現碳減(jian)排25%-30%，以(yi)處理(li)(li)規模為10萬噸(dun)/日的(de)污水(shui)處理(li)(li)廠(chang)為例，一年可(ke)降低(di)能耗(hao)(hao)365萬度電(dian)，多(duo)消減(jian)總(zong)氮逾百噸(dun)。
目前(qian)，碧(bi)水(shui)(shui)源振動(dong)(dong)膜生物反(fan)應(ying)器技(ji)術(shu)(shu)已成功應(ying)用于北(bei)京(jing)(jing)竇(dou)店再生水(shui)(shui)廠(chang)，處理(li)規模為1.5萬噸/日，出水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)達到北(bei)京(jing)(jing)市(shi)《城鎮污(wu)水(shui)(shui)處理(li)廠(chang)水(shui)(shui)污(wu)染物排(pai)放標(biao)準》的(de)B標(biao)準，相(xiang)當(dang)于地(di)表水(shui)(shui)Ⅳ類水(shui)(shui)標(biao)準，可(ke)將當(dang)地(di)的(de)市(shi)政(zheng)污(wu)水(shui)(shui)轉化為位于北(bei)京(jing)(jing)西南區域(yu)的(de)大石河流域(yu)生態(tai)補(bu)水(shui)(shui)。未來，振動(dong)(dong)膜生物反(fan)應(ying)器技(ji)術(shu)(shu)將替代(dai)傳統MBR膜技(ji)術(shu)(shu)成為污(wu)水(shui)(shui)高等級資源化領域(yu)重(zhong)點(dian)推廣(guang)應(ying)用的(de)方向。
振動膜(mo)生物反應器（V-MBR）污水深度處理(li)集成裝備
北京竇店再生水廠
在高(gao)品(pin)質再生(sheng)(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)回灌(guan)水(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)地(di)或用于環境敏感地(di)區(qu)生(sheng)(sheng)(sheng)態補水(shui)(shui)(shui)(shui)等方面，碧水(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)創新研(yan)發出(chu)MBR-DF雙膜新水(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)工藝(yi)，與(yu)新加坡(po)NEWater技術，即在傳統(tong)的(de)污水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理廠后(hou)增加超濾-反滲(shen)透技術相(xiang)比，系(xi)統(tong)運行(xing)壓力可降(jiang)低60%~70%，能耗下降(jiang)60%~65%，出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)質達(da)到地(di)表Ⅲ類水(shui)(shui)(shui)(shui)以(yi)上(shang)，已成為(wei)北京、天津等對再生(sheng)(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)有高(gao)標準要求的(de)地(di)區(qu)、洱海(hai)流(liu)域等水(shui)(shui)(shui)(shui)環境敏感地(di)區(qu)、特殊行(xing)業需求等水(shui)(shui)(shui)(shui)質穩定達(da)標的(de)支撐性技術。
在我國污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)行業減污(wu)降(jiang)碳(tan)綠色協同發展(zhan)的(de)道路上，碧(bi)水(shui)(shui)源(yuan)(yuan)深(shen)耕(geng)膜法水(shui)(shui)處(chu)理(li)技(ji)術的(de)研(yan)發、應用和膜裝備制(zhi)造，把節能(neng)降(jiang)耗(hao)、提質(zhi)(zhi)增效、能(neng)源(yuan)(yuan)資源(yuan)(yuan)回(hui)收作為核心的(de)研(yan)發方向(xiang)，貫穿污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)全流程，且(qie)擁有眾多成功案(an)例，為我國實現“降(jiang)碳(tan)提質(zhi)(zhi)”目(mu)(mu)標(biao)做出了積極貢獻。業內人士(shi)認為，依托碧(bi)水(shui)(shui)源(yuan)(yuan)等高科技(ji)環保企業的(de)創(chuang)新技(ji)術產品、先進工藝(yi)，以及(ji)持續性的(de)自主(zhu)研(yan)發能(neng)力，應運(yun)而生的(de)膜技(ji)術低碳(tan)模式，帶(dai)動污(wu)水(shui)(shui)處(chu)理(li)行業實現“碳(tan)中(zhong)和”的(de)路徑已經明朗，未來將會出現更多關鍵(jian)技(ji)術的(de)突破和可(ke)供借鑒的(de)典型項目(mu)(mu)。
