水业导航|水质之外——循环经济下的污水处理(Ⅳ)
发布时间:2024-11-05 11:22:27 来源:水业碳中和资讯 作者:本站编辑 浏览次数:

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4.1 反思城市污/废水处理

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4.2 循环经济—从“污/废水处理”

到资源中心

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图4.1 实现污水处理的循环性


研究者提到,需要“重新思考”污水处理中的资源回收方式。从水处理角度来看,监管环境和市场条件的不透明性为资源回收带来了困难。实现循环性可能需要改变现有法规,例如,允许分散式和基于自然的解决方案,并扩展水务公司运营的环境监管,例如,让UWWTPs成为能源生产者。同时,需要激励机制来优先使用回收资源(如,鸟粪石中的磷),而不是经济上不具竞争力的不可再生资源(见案例研究9)。


关键输入是客户反馈,以定义产品质量。可能需要在地方或区域经济中建立特定的价值链,例如。污泥的REVAQ计划(见案例研究2)。


案例9——荷兰城市磷回收的立法障碍

 

磷可以通过污泥回收形成不同的产品,例如,作为缓释肥料的鸟粪石(Struvite)或通过单一焚烧(即,污泥未与其它废物混合)后的灰分。但由于鸟粪石被视为废物,法律禁止其作为肥料使用,阻碍了其进入市场。2006年开始的工程规模回收实验因肥料法限制而受阻。为推动立法变革,荷兰营养平台发起了多项研究和行动,尤其是签署了荷兰磷价值链协议,旨在建立可持续的、可重复使用磷市场。最终,在2015年鸟粪石及其它两种回收磷作为肥料的使用获得批准,但至今其在欧盟肥料市场中的份额仍不足1%。


案例2——瑞典REVAQ认证的污水处理厂

 

在瑞典,早在2000年代初期,由于对污泥中污染物的担忧,建议不要将污泥施用于土地。然而,2008年,农民、监管机构以及水和食品行业合作促成了“REVAQ”认证方案,确保污泥在施用于农业用地时符合土壤、食品和水质安全标准。若某行业处理、使用或生产瑞典化学品局列出的淘汰化学品(约7 500种物质),则不得连接到REVAQ污水处理厂。这一措施增强了农民和食品行业对使用污泥的信心,施用于土地的比例从2011年的22%上升至2018年的45%。研究表明:“污泥肥料的施用明确提供了农业所需的植物营养和腐殖质”。

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污水处理在当前形式下会消耗大量能源,导致大量温室气体排放,并产生大量污泥,可能会给市政公司带来难题。由“污/废水管理”向“资源枢纽”转变,已经在一些前瞻性公司和组织开始。为了实现净零排放目标,资本和运营支出的分析至关重要,这使得在必要时能够投资于创新解决方案。


案例研究7概述了苏格兰水务公司正在进行的基本评估,旨在实现零温室气体排放,而Marselisborg城市污水处理厂(案例研究8)则专注于城市层面。


创新对于实现循环经济至关重要,不仅包括提高资源回收效率的技术,还涵盖跨公共行政、研究、工业和公民的新合作伙伴关系和水治理模式。欧洲水创新伙伴关系的战略计划明确了在水再利用、废水处理、水-能源关联等领域促进创新的关键点。数字化能够提升效率和决策能力,而推动循环实践需要立法支持,如,荷兰在污泥中回收磷的工作所展示的那样(案例研究9)。这种转变还需要促进回收资源市场的发展。


案例7——英国苏格兰水务公司净零排放计划 

 

苏格兰水务公司的目标是到2040年实现净零温室气体排放。一些行动在其直接控制之下,例如,提高能源效率和使用可再生能源。然而,另一些行动需要努力影响客户和供应链,例如,人们用水数量、从下水道中排除外水以及减少组织购买的污泥排放。该公司已识别出创新领域,如,低能耗处理方法、氨和甲烷回收、数字和分析工具的需求,以及用于投资和运营的低/零排放材料。


案例8——丹麦Marselisborg城市污水处理厂的能源效率与回收 

 

2005年,奥胡斯市议会决定升级和整合其市政污水处理系统,当时该系统由17个小型设施组成。2019年,丹麦水务部门设定了到2030年实现气候和能源中和的目标。


Marselisborg污水处理厂通过优化工艺提高了效率并减少了能耗。如今,该厂生产的电力比污水处理所需的多出50%,并为区域供热系统提供2.9 GW的热量。节能技术包括先进的控制系统、新型涡轮压缩机、污泥液处理以及气泡曝气系统的优化,这些措施每年节省了大约1 GWh(约25%)的电力消耗。通过实施节能方案并从污泥中生产沼气,该设施几乎能够满足整个水循环所需的能源需求,从地下水开采、泵站、水分配到污水处理。


4.3.1 实现循环的分散式解决方案

分散式污水管理针对地方条件,提供灵活、低成本的解决方案,适用于单个家庭、小村庄到大城市。与集中式系统相比,分散式处理规模较小、成本更低,尤其在灰水与人类废物分离的情况下(见图4.2)。该系统专注于原位处理污水,并通过本地再利用和回收资源,减少长期处理成本。远程监控技术的应用提高了操作效率,基于自然的解决方案还能促进生物多样性,提供额外的生态与社会效益。分散式系统还可支持农业灌溉、园艺和工业冷却等非饮用水用途。通过利益相关者的参与,这些系统有助于建立回收资源的价值链,成为新想法的试验平台,具备进一步推广的潜力。


4.3.2 个体行动

对于我们这些生活在污水和废水直接通过管道排走的地区的人们来说,减少污水处理对环境的影响似乎是件遥不可及的事。然而,我们每个人都可以为此做出贡献,例如:


更高效地使用水。这不仅节省了水,还节省了用于处理和输送水至水龙头的能源,以及处理污水所需的资源。节能设备,如,洗碗机,通常也能有效利用水。


避免将有害污染物倒入水槽和排水口。这样可以避免需要从水中去除这些污染物——如果可能的话。当地政府通常提供安全处置污染物的服务,而剩余的药物可以带回药店。选择带有生态标签的产品,如,北欧天鹅标签,该标签对化妆品和家用化学品等设定要求(北欧生态标签,未注明日期)。


在更换衣物、纺织品和家具时选择环保材料。如果可能的话。这有助于避免此类产品中的污染物被洗出并最终进入污水系统。


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4.4 需要改变什么?

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