将来，市政污水处理技术应实现“从加工到重用，从能源消耗到能源”的转变，并进一步导致“可持续供水的理想封闭水周期”。

　　市政污水处理面临的当前挑战

　　目前，我国家的市政污水处理通常采用活性污泥方法采用生物处理过程。该过程以生物氧化为中心，在良好的氧气微生物的作用下，废水中的有机物被转化为生物量和二氧化碳。在过去的100年中，主动污泥方法在治疗市政污水方面取得了巨大成功。但是，在新情况下，该技术面临越来越多的挑战。

　　高能消耗

　　生物氧化生物处理过程需要足够的溶解氧，以去除污水中的有机物和营养物质。与此过程所需的充气相关的能源消耗可以占污水处理总能源消耗的50-70％。 2019年，我国的国内污水排放总量达到718亿立方米，而我国城市污水处理量的平均功耗水平为0.29〜0.40kWh/m3。如果平均能源消耗为0.40kWh/m，我国在中国的年度污水处理量的总能量消耗可以达到2.87×1010kWh。随着我国家的总水量增加，总污水排放将进一步增加。此外，我国的一些省份和城市和地区逐渐将污水排放量增加到“表面IV水”标准，这提出了升级和转化传统生物治疗技术的要求。消耗。

　　剩下的污泥

　　在传统的活性污泥法中，污水中约50％的有机物通过生物氧化转化为生物量，这将不可避免地产生大量剩余的污泥。据估计，每个1公斤有机物可以产生约0.3〜0.5kg的干生物量。根据Gepresearch发布的全球和中国的污泥处理和处置行业发展研究报告，2020年的总污泥产量将达到6177万吨。目前，剩余的污泥通过垃圾填埋，堆肥，自然干燥，焚化等在我的国家进行了标准化和适当的处理，也就是说，大量剩余的污泥最终将进入环境以造成次要污染。污泥处置仍然有很多问题。我国现有的垃圾填埋场将承担全部负担，污泥农业在植物生长中的作用远远低于肥料。厌氧消化可用于多余的污泥处理，并将能量回收能量用于甲烷气体。但是，这项技术只能将污泥量减少35至50％。仍然有大量的固体残留物，必须增加焚化链接才能最终处置。焚化投资和运营成本太高，无法引起空气污染。

　　温室气体

　　传统的生物治疗过程通常伴随着大量的温室气体排放，包括污水中有机物的氧化过程产生的二氧化碳，以及由生物氮去除过程产生的中间产品中产生的甲烷。二氧化氮和甲烷的全球变暖潜力比二氧化碳高约300倍，高25倍。此外，在生物处理过程中消耗的能量也可以转化为温室气体排放。假设我国废水处理所需的能量来自热发电，那么通过市政污水处理间接排放的二氧化碳总量每年高达2.57×107吨。为了有效控制温室气体排放和全球温度，世界上有40多个国家对碳含量或碳排放量征税，即“碳税”。例如，加拿大将在2022年将碳税增加到38吨/吨。新加坡计划到2030年将碳税增加到10-15美元/吨。德国的贝伯格银行预测，碳税率将在2035年上涨至80〜140欧元/吨。如果计算为15美元/吨，我国家的污水处理能源消耗二氧化碳（2.57×107吨）可能会增加27.5亿元/年的额外成本。这表明温室气体排放将成为一种连接，在废水处理费用中不容忽视。

　　资源恢复效率低

　　在过去的市政污水处理过程中，碳，氮，磷和污水中包含的其他物质被视为废物。但是，在当前全球资源紧张局势的严重情况下，有必要重新检查传统污水处理的概念，并将市政污水作为战略考虑的资源收集。据估计，在全球范围内，大约350万吨的磷和1320万吨氮氮已排放到污水中。根据世界粮食和农业组织的最新报告，估计估计对2020年全球磷和氮肥的需求分别为20.0亿吨和1.2亿吨。因此，如果可以在污水中有效回收磷和氮资源，则可以缓解17.5％和11.1％的农业磷和氮。

　　复杂的工艺和大面积

　　近年来，在越来越严格的污水排放标准下，加工技术的升级变得不可避免。目前的污水处理过程升级和重建我国家当前的污水处理过程通常用于基于原始生物治疗过程，将其叠加在深度治疗单元中。但是，这样的升级想法不仅扩展了整个过程处理过程，还增加了处理系统的复杂性和操作，而且还增加了区域。

　　总而言之，将来，市政污水处理技术迫切需要思想和技术的创新。

　　市政污水处理技术创新：“从加工到再利用，从能源消耗到能源 - 耗尽”

　　由于天然淡水资源的严重短缺以及人口和经济的快速发展，中国正面临越来越严重的水资源。根据统计数据，在我国有400多个城市中有400多个处于水资源短缺状态，其中108个是严重的水短缺城市。我国城市城市的供水差距约为每年60亿立方米，水资源供应与需求之间的矛盾越来越突出。在我的国家，由于巨大的距离距离水调节项目，水分城市和水生态敏感区域越来越多，迫切需要探索出现的非传统水源。鉴于此，市政污水不再应被视为“废物”，而应被视为潜在的淡水资源。此外，由于市政污水处理排放标准越来越改善，如果市政污水处理仅满足排放的要求而无需考虑鲁ck的使用，它将不仅会造成浪费资源，而且还与“绿色”的概念背道而驰。低碳和循环“通过污水处理。

　　基于此，南洋技术大学的团队报告了“新A-B流程”的概念[1]。具体而言，此概念中的部分A捕获了市政污水中的有机物，并直接用于甲烷生产中以实现能量回收，并且B节使用生物识别技术和实质性方法来清除并有效去除和回收养分。 （ 图1）。根据水质符合排放标准，可以实现高能回收效率和市政污水处理厂的环境可持续发展。

　　例如，在“新A-B概念”的指导下，它可用于在A节中使用厌氧膜生物反应器工艺。 。出现；并且反渗透过程用于进一步去除B部分，残留有机碳以及主要的阴和阳离子中的可溶性营养。因为厌氧膜生物反应器不再被悬浮和病原体，所以可以通过诸如沉淀/结晶，电解质，电解质，电解离子离子离子等技术进一步采用富含不良渗透浓度浓度溶液中富含不良渗透浓度溶液的氨和磷酸盐。石材形式等用于资源回收，或直接用于农业灌溉。如果氮氮不符合标准标准，则可以添加氮氮吸附单元，从而可以灵活有效地控制氮的浓度（图2）。

　　基于新的A-B工艺概念，耦合污水处理技术可产生高质量的回收水单元能源消耗约为0.2〜0.36kWh/m3，并简化了工艺过程，并且该区域大大降低。将实现这一技术飞跃，以尽快促进市政污水处理的治疗，以“从加工到重用，从能源消耗到能源”。

　　市政污水处理封闭水周期：可持续水资源的有效方法

　　在2018年，我国家的污水重复使用率仅为10％，主要用于农业，工业，景观，市政杂项等，几乎不涉及城市居民的活水。近年来，我国家的市政污水重用模型已逐渐改变为水质标准的严格饮用水。 2020年，市政污水排放量将达到1000亿立方米。随着我国对再生水的关注，再生水的供应能力预计将达到4000万立方米/天（https://wwwww.askci.com/news/news/chande/201612202020202020202020202020202020202020202020202020202020004513983983859_2.SHTML）。如果可以进一步使用高质量的再生水资源来补偿饮用水，则供水可以大大减轻城市水资源的压力。例如，新加坡使用“新手”过程，再生后的“新水”可以满足新加坡的总含水量。将“新水”注入储层中，并将其与天然水混合，然后将其运输到水厂，并将其进一步纯化为饮用水。

　　市政污水具有重要的优势和可行性，作为潜在的城市水源。由于再利用水来自市政污水处理厂，因此它靠近用户，并降低了长途运输的水分流失和运输成本。与其他淡水水源（例如海水脱盐通常适用于沿海城市）相比，市政污水不受地理位置的限制。有必要指出，技术的应用还需要适应当地条件，并全面考虑当地水资源和自然环境条件。例如，在具有丰富土地资源的小城市和地区，可以考虑将人造湿地（例如人造湿地组合）。在大型和中等大小的城市和人口密集的地区，密集的市政污水重用技术具有很高的适用性。

　　展望未来，随着水处理过程技术的持续发展，市政污水处理应逐渐从“污染物去除标准排放”的概念转变为污水再生和市政供水整合的新模型。 ”。应用新的概念和技术来将当前的开放式市政污水处理模型升级到封闭处理模式（图3），以实现可持续的水流通。此外，国家应制定相应的政策，以将封闭的水周期的新概念传播给公众的心，并增强公众接受。

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