今年6月，E20水網(wǎng)固廢網(wǎng)曾發(fā)表了《解決溢流污染，應(yīng)該學(xué)學(xué)《火星救援》》一文，文中提到用工程思維(工程師思維)解決溢流污染這個(gè)棘手的環(huán)境問(wèn)題。工程思維就是以資源有限、條件不足、約束限制為前提，去實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。設(shè)想一座已建成的污水處理廠，是否可以在不新增用地的前提下，以最小的投資成本和最短的實(shí)施周期實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有旱季處理能力4倍的雨季峰值處理能力呢?

　　這里我們提些實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景作為啟發(fā)。

　　第一類場(chǎng)景是常用的采用MBR膜法對(duì)傳統(tǒng)A2O或氧化溝工藝污水廠，進(jìn)行產(chǎn)能翻倍并同步提標(biāo)的解決方案。

　　即只需要將原有二沉池改造成膜池，生化池容無(wú)需增加，輔助其他少量配套工程措施情況下，就可實(shí)現(xiàn)無(wú)新增用地前提下的污水廠處理能力翻倍和出水標(biāo)準(zhǔn)從一級(jí)B或一級(jí)A提升至準(zhǔn)Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)，同步實(shí)現(xiàn)擴(kuò)能和提標(biāo)的雙目標(biāo)。類似這樣的案例非常多見(jiàn)，已經(jīng)成為MBR工藝用于存量污水廠擴(kuò)能和提標(biāo)改造的利器，但現(xiàn)有用戶抱怨較多的，是傳統(tǒng)微濾MBR膜的運(yùn)行成本過(guò)高且維護(hù)較麻煩的問(wèn)題。

　　第二類場(chǎng)景以德國(guó)Nordkanal污水廠為例。

　　該廠服務(wù)的是合流制排水系統(tǒng)，污水廠的旱季處理規(guī)模約2萬(wàn)噸/天，雨季最大處理規(guī)模約4.5萬(wàn)噸/天，采用的是MBR工藝。MBR膜為平均孔徑40nm的小孔徑超濾膜，該廠MBR超濾膜已使用13年未進(jìn)行過(guò)更換，膜仍具備雨季膜通量超過(guò)40LMH的運(yùn)行能力。

　　結(jié)合上述兩類應(yīng)用場(chǎng)景，我們以工程思維進(jìn)行思考，如何對(duì)一座處理規(guī)模5萬(wàn)噸/天采用傳統(tǒng)A2O工藝的出水標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)B的污水廠進(jìn)行改造，以更好的方式提升其效能，讓它能夠適應(yīng)新的環(huán)境要求。

　　我們可以將二沉池改造成膜池，并安裝孔徑30~40nm的高通量、長(zhǎng)壽命的超濾MBR膜，并把生化池內(nèi)的傳統(tǒng)曝氣器更換為節(jié)能型曝氣器，以達(dá)到改造后的膜工藝噸水綜合成本與原傳統(tǒng)工藝基本持平的“333”目標(biāo)。同時(shí)由于高性能超濾膜具有非常好的雨季流量彈性(化解了微濾膜較難實(shí)現(xiàn)的彈性峰值流量問(wèn)題)，可實(shí)現(xiàn)40~55LMH的雨季峰值高通量運(yùn)行。這樣，原5萬(wàn)噸/天的傳統(tǒng)工藝污水廠，改造后旱季時(shí)處理能力為10萬(wàn)噸/天，而在雨季低進(jìn)水濃度時(shí)處理能力最高可達(dá)20萬(wàn)噸/天，這是個(gè)非常有吸引力的解決方案。

　　上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究總院總工程師、上海城市雨洪管理工程技術(shù)研究中心主任朱浩川表示，在不新增用地、不建設(shè)調(diào)蓄設(shè)施的情況下，高通量、長(zhǎng)壽命的超濾膜MBR工藝的應(yīng)用以及低成本的運(yùn)行方式，可減少溢流污染，對(duì)城市水環(huán)境的改善具有重要價(jià)值。

　　此外，膜的出水直接達(dá)到了高標(biāo)準(zhǔn)再生水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，一不小心又解決了城市再生水利用率和污水資源化的問(wèn)題，高性能超濾MBR的確大有可為。

　　站在高質(zhì)量發(fā)展角度再看“膜”

　　我們繼續(xù)放大視野，站在城市全局進(jìn)行思考，看看會(huì)有什么不一樣。

　　清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授胡洪營(yíng)認(rèn)為“高效率”和“可持續(xù)”是高質(zhì)量發(fā)展的核心，建立區(qū)域水生態(tài)循環(huán)利用系統(tǒng)是水務(wù)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的有效路徑。

　　以“高效率”和“可持續(xù)”為尺度，重新審視和梳理問(wèn)題，不局限原有的認(rèn)知框架，可能會(huì)帶來(lái)不一樣的效果。

　　按前述膜法水處理技術(shù)在不新增用地前提下實(shí)現(xiàn)已有污水廠原位的同步擴(kuò)能和提標(biāo)，實(shí)現(xiàn)污水廠旱季處理能力是原先的2倍，雨季峰值處理能力是原先旱季平均處理能力的4倍，并且是在未建設(shè)調(diào)蓄池和管網(wǎng)少投入或不投入的前提下，還同步推進(jìn)了城市再生水利用率和污水資源化。

　　此外，30~40nm超濾膜對(duì)于包括微塑料在內(nèi)的新興污染物和新冠病毒在內(nèi)的水中病毒、細(xì)菌有著非常高的攔截效率，提高了出水生物安全性，污水廠真正成為了城市“第二水源地”，這才是真正意義上的一舉多得。

　　關(guān)于業(yè)內(nèi)人士所關(guān)注的MBR工藝污水廠的運(yùn)行成本，《再談MBR：破局的金鑰匙，“333”還有多遠(yuǎn)?》一文中提到隨著膜材料和膜應(yīng)用技術(shù)取得的巨大進(jìn)步，“333”目標(biāo)正在實(shí)現(xiàn)，“膜三貴”的痛點(diǎn)得到化解，用戶會(huì)得到與傳統(tǒng)工藝綜合運(yùn)行成本相當(dāng)?shù)哪ぎa(chǎn)品和膜技術(shù)工藝。世浦泰、碧水源等膜技術(shù)廠商都對(duì)此均表示樂(lè)觀。

　　世浦泰總工程師白海龍表示，小孔徑(孔徑30~40nm)、超高孔隙率、均勻性好的超濾膜技術(shù)取得了顛覆性的突破，以及膜應(yīng)用技術(shù)的創(chuàng)新，使得MBR膜可持續(xù)的高通量、長(zhǎng)壽命和低能耗得以實(shí)現(xiàn)。這就讓MBR工藝獲得了新生，原有優(yōu)勢(shì)繼續(xù)強(qiáng)化，原有痛點(diǎn)得到解決，量變引發(fā)質(zhì)變，并創(chuàng)造出新的應(yīng)用模式和應(yīng)用場(chǎng)景。

　　由此，我們預(yù)期高性能超濾MBR膜技術(shù)極有可能在這一輪城市污水治理和提標(biāo)的戰(zhàn)役中勝出。

　　中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院上海分院副院長(zhǎng)張力總結(jié)到，一是土地的高效集約化利用，基本無(wú)須為污水處理設(shè)施新增用地而煩惱;二是管網(wǎng)和土建投資成本的大幅節(jié)約，僅使用少量資金就可以達(dá)到預(yù)期效果;三是實(shí)施難度低、建設(shè)周期短;四是水污染治理和污水資源化需求得到同步解決;五是老城區(qū)雨污分流難點(diǎn)和溢流污染痛點(diǎn)的自動(dòng)化解;六是新興污染物和生物安全性方面的額外好處。從多個(gè)角度而言，它都是因顛覆式膜技術(shù)創(chuàng)新所帶來(lái)的“高效率、低成本”的解決方案，有利于建立區(qū)域水生態(tài)循環(huán)利用系統(tǒng)，打造“可持續(xù)”的水資源系統(tǒng)。

　　白海龍還提到，技術(shù)進(jìn)步使得效率大幅提升，一旦突破了關(guān)鍵“閾值”，就有可能顛覆傳統(tǒng)的商業(yè)模式和認(rèn)知框架，引發(fā)價(jià)值體系的重新配置，并產(chǎn)生全新的服務(wù)和解決方案。我們依稀看到了水務(wù)行業(yè)即將重演其它行業(yè)的轉(zhuǎn)型案例，如太陽(yáng)能電池發(fā)電平價(jià)上網(wǎng)，導(dǎo)致了傳統(tǒng)燃煤電廠的轉(zhuǎn)型;鋰電池電動(dòng)汽車低成本的沖擊，導(dǎo)致了傳統(tǒng)燃油車制造商的轉(zhuǎn)型。

　　2022(第二十屆)水業(yè)戰(zhàn)略論壇上，E20研究院執(zhí)行院長(zhǎng)薛濤做了題為《22年水業(yè)戰(zhàn)略論壇薛濤：三生萬(wàn)物，再談“再生水”》的主題發(fā)言，其對(duì)“水十條”、“污水處理提質(zhì)增效”，“污水資源化”三大政策文件影響“十四五”水務(wù)行業(yè)的發(fā)展做了深度分析，從公共管理、技術(shù)和商業(yè)三大維度來(lái)分析各政策的效果，并提到資金的有限性和治理的緊迫性會(huì)引發(fā)治理時(shí)序的問(wèn)題，最終反饋到具體的技術(shù)選擇，典型的在斷面達(dá)標(biāo)和CSO溢流控制上，全面的雨污分流和海綿城市的建設(shè)在資金和時(shí)間上與當(dāng)前治理要求存在不匹配。

　　也正如薛濤所說(shuō)，環(huán)保市場(chǎng)一定是在一個(gè)高壓的公共管理壓力下，來(lái)自技術(shù)和商業(yè)模式相互交融中產(chǎn)生的創(chuàng)新，在這樣的突破中，底部?jī)梢氐暮喜⒘€會(huì)向上反彈。在當(dāng)前行業(yè)正要進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展的下半場(chǎng)之際，在政府財(cái)政和生態(tài)環(huán)境的雙重壓力之下，技術(shù)創(chuàng)新是否會(huì)引發(fā)商業(yè)模式和公共管理的變革呢?這是很值得期待的。

編輯：趙凡