方孟飛

杭州開源環(huán)保工程有限公司 浙江杭州 310000

1 我國污水處理廠節(jié)能環(huán)保綜述

自10年開始，10年間我國城鎮(zhèn)區(qū)域內(nèi)污水處理效率從34．3%提升到了93．0%。值得注意的是，我國單日污水處理量也從0．4億t增長到1．6億t、增長幅度高達(dá)240．4%（見圖1），這表明隨著我國生態(tài)文明發(fā)展，污水處理產(chǎn)業(yè)逐漸從“粗放增長”轉(zhuǎn)型為“提質(zhì)增效”[1]。

由于歷史原因，我國現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展過程中并未形成科學(xué)的配套體系，污水處理行業(yè)整體上起步較晚、數(shù)據(jù)較為匱乏，更適合采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法（DEA），為確保研究數(shù)據(jù)連續(xù)性，自10年開始，10年間國家環(huán)保部統(tǒng)計監(jiān)測的5157座污水處理廠運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 污水處理廠節(jié)能環(huán)保影響因素分析

2.1 污水處理規(guī)模對節(jié)能環(huán)保的影響

根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2017年國內(nèi)共計4437座運(yùn)行中的污水處理廠，每日處理規(guī)模存在很大差距，最低0．2萬t，最高220萬t，平均計算下每座污水處理廠單日處理量為3．35萬t。按照均值標(biāo)準(zhǔn)，將每日污水處理量劃分為6個等級，可獲得樣本在不同規(guī)模標(biāo)準(zhǔn)上的重新劃分。其中介于2．0萬～5．0萬t的數(shù)量最多，約占60%；整體上小于5．0萬t的污水處理廠數(shù)量高達(dá)80%。按照減排率均值計算，污水處理廠每日處理的規(guī)模預(yù)期保持正相關(guān)，這說明大型污水處理廠雖然電耗較大，但每噸水電耗量要小于小型污水處理廠。很顯然，當(dāng)前我國大量建設(shè)5．0萬t以下的污水處理廠是不可取的，應(yīng)提高空間整合度、產(chǎn)業(yè)整合度、城鄉(xiāng)整合度，為大型污水處理廠效率進(jìn)一步提升奠定基礎(chǔ)[2]。

2.2 污水處理工藝對節(jié)能環(huán)保的影響

對比而言，“十三五”期間我國污水處理廠工藝類型變化要明顯大于“十二五”，但增速放緩，其中發(fā)展較快的主要包括A2/O、氧化溝、SBR等，以2017年統(tǒng)計數(shù)據(jù)。在4437個污水處理廠樣本中，使用A2/O工藝的占23．7%，使用氧化溝工藝的占28．1%，使用SBR工藝的占17%，此外排名較靠前的包括傳統(tǒng)活性炭改良工藝、生化濾池工藝、AO工藝等。先進(jìn)技術(shù)帶來的影響是很明顯的，在2017年引入新技術(shù)的污水處理廠減排效率均值統(tǒng)計為：A2/O為 0．391、氧化溝為 0．386、SBR 為 0．385。

2.3 污染物濃度對節(jié)能環(huán)保的影響

污水處理廠的主要功能是實現(xiàn)污水無害排放，因此進(jìn)入污水處理廠的水源中污水濃度是一個直接影響要素。以化學(xué)含氧量（COD）為例，2017年我國污水處理廠處理污水中COD濃度介于150～250mg/L之間，這一比例高達(dá)60%。另外大約6%左右的污水處理廠污水COD濃度小于100mg/L，其余較高濃度的為15%左右（400mg/L）。從數(shù)據(jù)分布判斷，最高值、最低值在兩端，中間值所占比例較高，整體上呈現(xiàn)出“倒U”的形態(tài)。顯而易見，COD濃度越高，每噸水處理電耗就越高，同時隨著COD去除率提升，增速會放緩，減排率同樣會呈現(xiàn)出“倒U”的形態(tài)[3]。

3 污水處理廠節(jié)能環(huán)保策略研究

事實上，有關(guān)污水處理“節(jié)能減排”的認(rèn)識問題，并非長期處于一個靜止?fàn)顟B(tài)。國內(nèi)外學(xué)者基于工業(yè)化發(fā)展、城市化進(jìn)程帶來的新變化，不斷完善污水處理廠在節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境方面的干預(yù)體系。早期，研究重點(diǎn)主要放在“水質(zhì)”層面，進(jìn)入21世紀(jì)以來，研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到“工藝技術(shù)”方面，例如前文中提出的影響因素中污染物濃度、處理工藝。然而，在此基礎(chǔ)上形成的策略具有明顯的被動性[4]。

污水處理是一個社會性問題，節(jié)能環(huán)保關(guān)系到可持續(xù)發(fā)展需要，因此在策略制定上，要積極地將市場、企業(yè)、政府納入監(jiān)管主體范疇。污水處理廠節(jié)能環(huán)保監(jiān)管主體關(guān)系如圖2所示。

4 結(jié)語

總體來說，污水處理廠減排效率的影響因素是多元化的。僅從處理技術(shù)上說，一個污水處理廠所用的工藝、所面臨的處理污染類型也不盡相同。文中主要篩選了“電耗”作為主要參數(shù)，對多種影響元素進(jìn)行了綜合分析，包括污水處理廠規(guī)模、污染物濃度等，可以此為依據(jù)設(shè)計減排效率的提升途徑。提出3個方面的合理建議：（1）統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)格局、提高減排潛能。整體上，我國污水處理行業(yè)停滯在相對低位的水平，需要進(jìn)一步對全國污水處理廠進(jìn)行統(tǒng)籌布局，合理配置規(guī)模，加強(qiáng)運(yùn)營效率管理。（2）加速技術(shù)革新、尋求科學(xué)定位。面對當(dāng)前我國小型污水處理廠占比較高的現(xiàn)狀，應(yīng)從技術(shù)手段上展開優(yōu)化，而大型污水處理廠應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)有效地聯(lián)動配合。特別是在城鎮(zhèn)化發(fā)展過程中，污水處理廠要依據(jù)“大部制”思想展開規(guī)劃，將小型污水處理廠進(jìn)行合并、整合，并根據(jù)本地區(qū)主要污染物構(gòu)建針對性的處理機(jī)制。（3）完善配套機(jī)制、加強(qiáng)排放監(jiān)管。污水處理生態(tài)環(huán)境治理的“最后防線”，但絕不能作為“唯一防線”，目前我國污水排放的主體是城鎮(zhèn)和企業(yè)，尤其是長三角、珠三角等工業(yè)產(chǎn)業(yè)地帶，要加強(qiáng)污水排放的治理，從本上減少污染物濃度、減輕污水處理負(fù)擔(dān)。