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求，而又不损害后代人满足其需求的能力的发展”。从技术层面可持续发展原则包括可持续发展的公平性(是否体现资源和环境共享)、持续性(是否满足资源和环境的永续性利用)和共同性等原则(是否有利于解决全球性环境问题)。同时，也要分析技术发展、社会需求和国情来综合考虑。

事实上，国外采用的是低负荷处理工艺，其池容和设备是中、高负荷工艺的几倍，因此在建筑材料和土地资源上是高消耗的，相应的投资要高数倍；其次，国外采用延时曝气系统是以耗能的方式取得污泥的稳定工艺，延时曝气系统能耗比中、高负荷活性污泥要高40～50%左右。我国能源日益短缺，高能耗的方式是对不可再生的化石能源消耗为代价；同时，能耗增加会带来了直接运行费的增加，能耗增加也会还要增加间接污染和投资。我国主要的能源来自燃煤，这会造成严重的大气污染问题。据资料报道处理能力为1万吨的低负荷污水处理厂，比中、高负荷装机容量增加部分的电厂间接投资是污水处理投资的50%以上。

总之对我国这样一个资源不足、能源日益短缺、经济不发达、人口众多的发展中国家从可持续发展角度讲，采用延时曝气这种高资源占用和能源消耗的低负荷工艺，并以耗能的方式取得污泥的稳定工艺是不符合可持续发展的基本原则，也是不适合中国国情的。我国应该开发经济效益好、资源消耗低、环境污染少的城市污水处理技术。

1.2.2 可持续发展污水处理准则

（1） 少用或不使用不可再生资源，如：矿物、能源、土地、建筑材料。 （2） 在处理中回收资源和产生能源；如：水、N、P、沼气、热能 等。 （3） 没有跨介质、跨领域、跨地区污染；如：污泥、电的间接污染。

1.2.3 可持续发展污水处理的观点

（1） 第一个是集中与分散的问题。聂梅生教授提出了一些观点，认为应用新技术绝对是要分散的，集中与分散相组合是科学的趋势。国外提出了一些分散处理包括可持续发展的具体的模式，比如说固化和厌氧处理相结合，结合氧化的工艺，最后在小的范围里面处理的工艺。

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（2） 第二个是源头控制，有一些观点比较极端，通过下水管输送污染物是一个历史错误，现代城市污水处理系统严重缺乏可持续性和抗干扰能力，是一个脆弱的系统。往往对水资源是破坏，而不是回收利用。

（3） 第三个方面，是厌氧处理。因为这个从耗能来讲，是不言而喻的。美国的一位专家认为厌氧技术是可持续发展的核心技术，开发厌氧城市污水处理是污水处理历史上最伟大的进步，所以提到的高度也是非常高的。

在发展中的国家，我们的近邻印度，还有南美的巴西，哥伦比亚，污水处理厂大规模采用了厌氧污水处理，甚至是几十万吨的污水处理厂，发展得非常迅速。

二 污水处理中的节能降耗

进入21世纪以来，伴随着中国工业化、城市化的进程日益加快，城市污水排放量持续增长，并超过了工业废水的排放量。我国水污染的治理重点已开始从工业点源为主的控制治理，逐步转变为以城市生活污水污染为主的控制治理。城市污水处理厂在减轻环境负担，削减污染物排放，改善水环境，提高城市人居环境质量等方面有着重要作用。但是在污水处理中的大量耗能已成为一个严重的问题，它关系着人类社会的可持续发展，所以在污水处理中节能降耗已成为必然。

要在污水处理中节能降耗：第一个是在污水的源头进行处理控制；第二个是处理工艺能耗分析和节能降耗途径（也就是在运行中的一些节能）；第三个是污水处理节能降耗技术的分析；当然也还有一些其他的方式节能。这些方法的内容各不相同，但是节能降耗作为可持续发展的理念来讲，它的潜力应该是最强大的。第二个是从技术层面，第三个从具体的方法来考虑。

2.1 源头控制

源头控制就是从可持续发展的角度去看污水处理的方法。

具体来讲，涉及到源分离的概念，在现代下水系统一些具体的数据。尿液里面的氨氮是占80%，所以根据最基本的数据提出了一系列的源分离的技术。其中三个比较典型的，第一个完全分离的生态卫生系统模式：芬兰、瑞典等减少污水有机物、氮、磷，灰水湿地处理生态循环。在中国的鄂尔多斯9、10月份有一个

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生态厕所的会议。其中有一个小区的楼房，都是按照完全分离的模式设计的。这个概念是非常简单地，粪便分离以后，剩下的灰水里面BOD和COD的产量都非常低。北京市的昌平区的一个村子也是跟瑞典合作，现在已经运行了，也是采用完全分离的概念。这个概念比较有争议的是，从细节上来讲，厕所要全部改造，分离系统、运输系统全部要改变，大家有一些争议，认为现有城市不容易建设，包括人的卫生习惯，男士也要蹲着上厕所，包括有没有气味等有很多争议。所以，荷兰提出了一个荷兰的模式，它主要是集中在尿液这部分，把氮去除50%，减少污水的氮、磷元素，降低处理能耗和难度，并回收资源。这就是尿液的分离，这个分离也是在便器上进行改变，把这个尿液收集到地下室，然后通过这个管道把尿液抽走。如果说这个模式也是对构筑进行比较大的改造的话，那么，日本推行了第三种模式。把粪便单独处理，日本和德国采用这种模式。也就是黑水单独处理收集，收集以后，粪尿运输到一个粪尿处理厂，减少污水处理厂负担，回收沼气能源，循环经济，产生能源。这些都是从源头开始控制的，是对源分离的实践，虽然这三种模式可能不是最好的，但这起码是一种污水处理可持续的实践和方向。

2.2 处理工艺能耗分析和节能降耗途径

节约和降耗的途径来讲，在十几年前提出了生命周期分析。传统上讲能耗分析，仅仅是侧重于处理的能耗，如果讲周期，扩大一点从污水处理的下水道的传输、污水处理厂的建设、运行、污水处理厂的拆除，如果全过程考虑污水处理的设计、工艺开发模式，是对传统思维和工艺的巨大挑战。而且国外的像美国、加拿大的公司，一般要求一个设计部门搞设计，必须进行全过程的生命周期的分析。

如果不考虑管道这部分，考虑建设、运行、拆除这部分来看（从传统的国际工艺来看），它包括运输、钢材、水泥等等的折算的方法，建设期间的能耗是在30%左右，运行方面的能耗是在70%左右，拆除的能耗相对比较低。按这几年国内建设的污水处理厂的来看，建设部分的能耗可能会达到30%到50%。为什么呢？第一，这几年建设的污水处理厂耗氧的部分采用延时报弃，时间比较长；第二个是因为建设部分污泥没有加上，如果把污泥加上要大得多，所以这一块的能耗比重是正常的，但是运行的能耗比重是要减少的。

从具体来分，可以看到，曝气和回流是最主要的能耗。另外，污水的提升也是非常大的，这两块加起来有80%到90%，所以这两块要重视，而预处理加上

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运输是相对比较少的。

另外从生命周期分析来讲，比能耗的概念重要。一般来讲去除一公斤的比能耗是1到1.2千瓦的电耗，生产电的污染物是非常大的。包括大气污染物的排放4公斤左右，而固体污物是0.7公斤，水是2.45公斤。所以，在电的方面，说污水处理用的1度电，带来相关行业那么大的污染，这是下一步必须要考虑的。

第二，从污水处理本身来讲，有机物的去除、氮磷的去除，从污泥的本质上来讲，有机物的去除是100%，氮磷的去除是60%来讲，氨氮的去除也是60%左右。另外污泥稳定的能耗也是50%左右，所以说从能耗分析来讲，这三块，有机物的去除、氮的去除，污泥稳定的能耗是我们下一步要分析的。

在污水处理流程中，各个污水处理构筑物的节能途径很多，下面就污水处理流程中各个构筑物的节能方法做一介绍。

污水提升泵站节能途径。将现有的集中式污水处理改成分散式处理，并充分利用一级处理后的中水，可以减小城市污水处理厂的压力，更可以大大减少深度处理所需的费用。同时污水提升泵站的水量也会适当减少，甚至可以取消，全部采用分散处理模式。污水处理厂只负责处理工厂附近、污水量大的用户排放的污水。

格栅的节能途径。尽量将污水处理设备安装在地势较低的地方，可以减小提升泵的功率。污水经过格栅的时候可以凭借其较快的流速通过栅条，必要时再用提升泵将污水提升至沉淀池。

初沉池的节能：初沉池是一级污水处理厂的主题处理构筑物或作为二级污水处理厂的预处理构筑物设在生物处理构筑物的前面。 处理的对象是悬浮物 SS和部分BOD5可改善生物处理构筑物的运行条件并降低其有机物的负荷。初沉池包括平流沉淀池，辐流沉淀池和竖流沉淀池。初沉池主要的能耗设备是排泥装置，比如链带式刮泥机，刮泥撇渣机，吸泥泵等，但由于排泥周期的影响，与格栅处理相比，初沉池的能耗较低，可采用静水压力法降低能量的消耗。

曝气系统的节能：污水处理的好氧生物处理过程，需要进行曝气，曝气设施是好氧处理工艺中能耗最多的部分，是污水处理单元的能耗大户。曝气设施节能无论是好氧处理还是厌氧处理设施 ，因为在污水处理过程 中为保证曝气池中溶解氧的浓度，需用电力设备将空气充入到污水中， 电机的功率均很大，且须昼夜运行，能耗非常大。可以通过采用多层好氧过滤的方式减小这一能耗开支。 鼓

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