污水厂也是资源工厂！探秘宜兴城市污水资源概念厂

作品来源：环保圈

作者：伏波望族/主编

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10月中旬，还在天津参加“2021年中国环境科学学会科学技术年会”，突然就被宜兴城市污水资源概念厂的新闻给刷屏了。

印象中，上一次听说宜兴概念厂的事还是在2018年，当时概念厂奠基，受主办方之邀曾经前去目睹过盛况。这么多年过去了，概念厂终于建成投运了。
宜兴城市污水资源概念厂为啥建了这么多年？它跟其他污水处理厂有什么不同？成本能划算下来吗？未来会不会在其他地方复制？带着这些问题，10月25日，《环保圈》参观采访了由中持水务股份有限公司、中国宜兴环保科技工业园建设投资的宜兴城市污水资源概念厂，在此跟读者分享一下感受。

▼宜兴城市污水资源概念厂

 壹

宜兴概念厂为啥建了这么多年？
宜兴城市污水资源概念厂，位于宜兴市高塍镇吴家边村，距离宜兴市区大约是30分钟的车程。
▼宜兴城市污水资源概念厂所在位置 公开信息显示，城市污水资源概念厂这一想法大约是2013年9月，由曲久辉、王凯军、王洪臣、余刚、柯兵、俞汉青等六位专家第一次提出来的。随后经过几年准备，2018年4月奠基，2020年4月动工，直到今年10月18日水区投运，可谓“八年磨一剑”。
概念厂为啥建了这么多年？原来，前期主要是修改设计方案花了一些时间。2018年5月第一轮评审，专委会决定对工艺技术及形态进行重大调整。2018年6月启动第二轮设计，2019年7月启动第三轮设计优化，直到2019年9月，概念厂的主体工程整体初步设计才确定了下来。
方案确定以后，很快又碰上新冠疫情，直到2020年4月疫情初步好转，概念厂才正式动工，中间疫情又反反复复，经过18个月的建设，才终于整体建成投运。
▼2013年9月，曲久辉、王凯军、王洪臣、余刚、柯兵、俞汉青等六位专家第一次提出概念厂的理念 8年的时间，宜兴概念厂从理念到落地，经历了“考察研究、技术验证、工程实施”三个比较大的阶段。
以“考察研究”阶段为例，当时也是下了很大功夫，概念厂专委会带着技术团队，一方面“走出去”，对全球20个技术先进的污水处理厂进行了深入考察，对其污水处理理念、方向、规划、技术和工程实践进行了全方位的扫描与梳理；另一方面“请进来”，先后邀请了几任国际水协主席及多位国际污水处理界学者来华深度进行交流。
这期间，专委会对概念厂的技术路线、指标体系、水质管控策略和关键技术等都进行了深入的研究和突破，包括：

·对包括厌氧氨氧化、新污染物检测与去除、高效磷回收等的新工艺、新装备进行了系统性评估、研究、小试及中试；

·把水质、能源、资源和生态等要素系统耦合，创造性地构建了概念厂作为资源工厂、能源工厂的原理与技术体系；

·突破了一批具有自主知识产权的关键技术及大型装备；

·首次提出了“水质永续”的指标体系；

·发展了指标和效应、循环与生态协同的水质管控策略。

磨刀不误砍柴工，正是因为这些努力，专委会才能创建出“中国污水处理概念厂”的完整方案，并且成功应用于随后的概念厂工程建设。
就像中国城市污水处理概念厂专家委员会主任、中国工程院院士曲久辉教授说的那样：“八年风雨，虽然历经山重水复，但终究会柳暗花明。”贰

宜兴概念厂有啥新特点？
宜兴城市污水资源概念厂，核心理念概括成一句话，就是“污水是资源，污水厂是资源工厂”。
分解开来，它有4大目标——水质永续、能量自给、资源循环、环境友好。
听起来可能比较抽象，但到了现场一看就明白了。

首先，环境友好

宜兴概念厂，给我的第一印象就是“没味儿”。不同于其他很多污水处理厂，离得远远的就能闻到浓重的臭味，宜兴概念厂即使在厂区内也基本闻不到什么臭味。

原来，他们的初沉池、生化池、二沉池等统统都加了盖，并且在旁边装有臭气处理装置，这就保证了臭味不外泄，不会像别的污水处理厂那样，因为臭味扰民而屡屡被周围居民投诉。
▼宜兴城市污水资源概念厂的初沉池、生化池、二沉池等都加了盖 未来，听说这个厂还会对公众进行开放，公众可以预约进来参观。事实上，在厂区二沉池的上方，已经建好了一条观景步道，把生产和参观隔离了开来，做到互不影响，方便将来公众前来参观。
厂区中央，还专门建了一个景观花园，名叫“云爱花园”。名字源于厂区旁边一条叫做“云爱河”的小河，倍显本土化和亲切感。
▼10月18日的投运仪式在“云爱花园”旁的镜面水池中央举行 其次，水质永续这可能是业内最关心的一个点了，要知道，现在我们北方地区的缺水很多都是“水质型缺水”，不是没水，而是水都被污染了，不能用。如果能把这一问题解决，就用不着费那么大劲去南方调水了。
这方面，宜兴概念厂里有一个处理规模达2万吨/日的水质净化中心，出水标准COD是30mg/L，总氮、总磷更是“极限去除”——TN<3mg/L、TP<0.1mg/L。
以脱氮为例，这方面中持有独家的SADeN®活性自持深度脱氮技术，可以无需外加有机碳源即可实现水中硝态氮深度去除，脱氮效率高、运行成本低、应用范围广，可谓双碳时代的技术利器。
据介绍，该厂执行的标准是《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》》(DB32/1072 —2018)一类标准，那里边要求的COD是40，总氮是10，总磷是0.3。
▼《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》》(DB32/1072 —2018)一类标准
而宜兴概念厂自己对自己则有更高的要求，按照他们的想法，希望是“优于四类水”。
氮磷为什么要“极限去除”？这与该厂所在的位置有关，宜兴位于太湖西岸，而太湖则有著名的蓝藻问题，业内普遍认为蓝藻的产生与氮磷超标有关，所以概念厂才会极限脱氮除磷。
这些高品质的再生水，除了用于尾水湿地等用途外，有些再生水还会进一步深度处理，把它们做成饮用水，有点类似新加坡NEWater的感觉。
在现场，笔者也体验了一口这种再生水制造的饮用水样品，感觉跟市面上卖的矿泉水没啥不一样，好像还有点甜。
▼这是一瓶由污水处理而成的饮用水样品，喝还是不喝？
第三，能量自给现在是碳中和时代，凡事必谈减碳，而减碳的第一步就是节能，传统的污水处理厂又是能耗大户，所以节能非常重要。
这方面，宜兴概念厂实现了部分的能量回收，方法就是利用沼气进行发电。
原来，概念厂里有一个有机质协同处理中心，可以把污水处理产生的污泥，以及外来的蓝藻、餐厨垃圾、秸秆等发酵产生沼气，再用这些沼气来进行发电，每天大约能产生18000度电。
通过这种方法，概念厂就能基本实现能源自给，从而大大降低能耗电耗。
▼把沼气变成电能，靠的就是这台发电装置 最后，资源循环这方面，比较典型的是利用内部碳源。
碳源是污水处理厂重要的原料之一，这两年随着标准越来越高，碳源的使用也越来越多了。
这方面，宜兴概念厂采用多点进水多级A/O生化技术，可以实现污水中碳源在反硝化环节的有效利用，同时利用初沉污泥发酵水解回收碳源。
通过这种方法，就可以极大地降低污水厂的运行费用。以10万吨/天的水厂为例，一年下来节约的碳源费用能达到150万元。
此外，刚才说了，概念厂里还有一个有机质协同处理中心，它每天还可以产生23吨的有机肥，这些有机肥也可以用于绿色农业生产。
目前，概念厂已经在厂区北部流转了部分土地，未来会在那里开展一些农业生产活动，使用的肥料就是污水厂自己生产的有机肥。
▼中持生产的有机肥样品 总之，通过以上种种手段，宜兴污水资源概念厂已经把污水处理厂从污染物削减的基本功能，扩展到了“能源工厂、水源工厂、肥料工厂”等更大的范围，重新诠释了污水厂和城市的关系。
此外，宜兴概念厂不仅着眼于当下，未来还保留了继续升级的可能。
在概念厂里，还有一个生产型研发中心，里边由2条千吨线、3条百吨线组成，可以实时展示全球最先进的污水处理技术。
未来，一些先进的污水处理技术可以在这里进行小试的中试，并应用到旁边的水质净化中心和有机质协同处理中心去。
▼正对着的这个建筑就是生产型研发中心 总之，从外观上看，宜兴概念厂是“三位一体”的，主要由一个2万吨/日的水质净化中心、一个100吨/日的有机质协同处理中心，以及一个生产型研发中心组成。
▼从这个角度，能够比较清晰地看出“三位一体”布局
对于宜兴污水资源概念厂，生态环境部总工程师、水司司长张波的评价是：宜兴城市污水资源概念厂将传统的污水处理升级为城市能源工厂、水源工厂、肥料工厂，在减污降碳协同增效方面先行先试，并为长江大保护修复提供了宝贵的“江苏经验”。
叁

宜兴概念厂能否复制？
一圈看下来，总体感受，宜兴城市污水资源概念厂还是比较超前的。这么超前的概念厂，成本能不能算得过来？
据了解，宜兴概念厂的建设项目总投资是32994.9万元，大约3个多亿，应该说不算太高。
中持方面表示，目前宜兴城市污水资源概念厂是一个“初衷版”，也就是最完善、最高级的版本，未来其他地方要想复制可以因地制宜，按需选配。
事实上，宜兴概念厂的部分功能早已在中持的其他项目有所应用，比如有机肥和有机农业就在肥城项目实现了。
据介绍，中持在肥城的项目每年可将5万吨有机废弃物转化为180万方生物天然气和7000吨有机肥，并通过300亩的生态农业土地进行生产示范，从而带动生态农业的发展。
▼中持建设的绿色生态农业园 此外，能源回收、营养物质回收等功能在中持睢县第三污水处理厂也有所应用。该厂于2018年正式运行，已经实现了50%的电能自给率和营养物回收利用。
中持方面介绍说，自从概念厂建设以来，就不断有各地政府前来参观，多数为各地环保局、住建局的领导，他们的目的就是学习借鉴经验，看看能不能在自己那也建设一个。特别是10月18日宜兴概念厂投运以来，这种参观的要求就更多了。
在10月18日的投运仪式上，中持新股东，三峡集团党组成员、副总经理张定明表示，“十四五”期间，三峡集团将以与地方政府合作长江大保护为契机，以宜兴城市污水资源概念厂为起点，在沿江合作城市打造建设一批中国城市污水处理概念厂。
相信这应该不只是说说而已，有了三峡集团的加持，未来城市污水资源概念厂的模式有望在长江沿线更多地落地，开枝散叶。
▼10月18日的投运仪式上，三峡集团党组成员、副总经理张定明发言

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