新膜法能否系统性解决城市治水的经济性问题？

　　黑臭水体督察、环保断面督察考核、汛期考核和管网提质增效等成为当前城市水环境所面临的突出问题和公共管理压力源头。产业界、学术界重视这些问题，纷纷开展相关工作，到底能够指望哪些技术手段?

　　E20水网固废网曾发表了文章《再谈MBR：破局的金钥匙，“333”还有多远?》，文中提到随着膜材料和膜应用技术取得的巨大进步，“333”目标正在实现，那么在这场城市治水的艰苦战役中，颠覆性膜技术能否携存量污水处理设施打一个“翻身仗”呢?

　　目 录

　　新膜法能否系统性解决城市治水的经济性问题?

　　我国城市污水处理设施依然脆弱，溢流污染等压力大

　　复杂问题难以摆脱顾此失彼的困境

　　提升存量污水处理厂能力，高性能超滤MBR的新机遇

　　站在高质量发展角度再看“膜”

　　算笔经济账

　　结语

　　黑臭水体督察、环保断面督察考核、汛期考核和管网提质增效等成为当前城市水环境所面临的突出问题和公共管理压力源头。产业界、学术界重视这些问题，纷纷开展相关工作，到底能够指望哪些技术手段?

　　E20水网固废网曾发表了文章《再谈MBR：破局的金钥匙，“333”还有多远?》，文中提到随着膜材料和膜应用技术取得的巨大进步，“333”目标正在实现，那么在这场城市治水的艰苦战役中，颠覆性膜技术能否携存量污水处理设施打一个“翻身仗”呢?

　　我国城市污水处理设施依然脆弱，溢流污染等压力大

　　在“2022(第二十届)水业战略论坛”上，中规院生态市政院院长王家卓以“基于韧性城市理念的城市水环境系统构建策略思考”为主题进行分享，他表示，近年来，我国城市污水处理厂建设取得了巨大进展，但整体仍处于较为脆弱的平衡中，主要体现在冗余度不够、抗干扰能力较差、总体韧性不足等方面，大量污水处理厂仍处于高负荷运行，雨天抗干扰能力差。

　　事实上，经过持续多年的努力，我国很多城市的污水处理率已经超过90%，旱季水环境得到了根本改善，实现了“水清岸绿、鱼翔浅底”。但是，每到雨季，雨污混合的大量溢流使水环境“一夜回到解放前”，使水环境治理效益大打折扣，已成为很多城市棘手的治水难题。

　　2022年5月生态环境部发布《关于加强2022年汛期水环境监管工作通知》，《通知》指出，近年来，全国水环境质量持续改善，但旱季“藏污纳垢”、雨季“零存整取”等问题突出，部分地区环境基础设施存在明显短板，部分断面汛期污染强度长期居高不下，城乡面源污染正在上升为制约水环境持续改善的主要矛盾。

　　此外，环保断面和环境容量所面临的压力进一步传导为污水处理设施的提量和提标的压力，污水资源化的再生水回用率等要求也是地方政府和水务部门不容易解决的难题。

　　复杂问题难以摆脱顾此失彼的困境

　　作为城市治水的痛点和难点，雨季溢流污染的治理并非易事，涉及到基础设施改造、排水体系管控、城市规划、产业导向等诸多方面，治理思路的确定牵一发而动全身。

　　在“2022(第二十届)水业战略论坛”上，中国人民大学低碳水环境技术研究中心主任王洪臣提到，无论合流制还是分流制，设计不合理或建设标准过低，都会产生严重溢流污染。根据受纳水体要求合理确定截流倍数是建设合流制排水系统的关键，有关标准规范建议采用2～5倍，这就要求建设足够容量的调蓄设施，污水处理厂也需要有足够的能力冗余。

　　对于溢流污染，常见的解决方案包括分流制改造、调蓄池建设和海绵城市建设等。但对于一座中等城市而言，完全采用以上的解决方案并达到较为满意的效果，至少需要短期百亿级的投资。而在当前疫情背景下，地方政府普遍财力“捉襟见肘”，难以保证所需的资金投入。此外，无论分流制改造、海绵城市建设还是调蓄池建设，都会涉及到征地、动拆迁等一系列协调工作量大的工作，实施难度大、建设周期长。这就存在着系统工程建设的长期性与水环境治理当下短期压力之间的矛盾，“远水解不了近渴”。

　　此外，CSO快速处理设施也是针对雨季溢流污染的手段之一，具有投资省、占地小、启动快的优点。但CSO快速处理设施一般主要以物化处理工艺为主，对SS、TP具有较好的去除效果，而对于COD、氨氮、TN这些主要依靠生化处理去除的污染物则去除效果有限，出水难以满足城镇污水排放标准，在当前尚未出台特别的雨季排放标准以及环保汛期考核的压力之下，仅采用物化处理工艺的CSO快速处理设施只可作为污水处理的预处理单元。

　　提升存量污水处理厂能力，高性能超滤MBR的新机遇

　　那么，是否还可以像以前那样大建新的污水处理厂呢?众所周知，污水厂和配套管网的实施的将会是笔巨大投资，此外还面临着新建污水厂的选址、征地、动拆迁等一系列难点。

　　最重要的是，我们在污水处理领域已经不是一穷二白，我们可以试着把目标转到现有的存量污水厂，挖潜现有存量污水厂的处理能力，就地提升其雨季处理量，理论上这是个投资省、见效快的高性价比方案。

　　清华大学环境学院王凯军教授曾提到我国污水处理系统现状，面对城市接近100%的污水处理率和国内严峻的溢流污染情况，污水处理普遍存在能力冗余(低COD)的国情，国内的解决思路应该不同于欧美国家一级或一级强化处理的思路，而是应该充分利用已建成的城市污水基础设施。这样污水处理厂进水浓度低反而是一个优势，从简单的污水处理设计原理可知，如果浓度降低了一倍，就意味着流量可以提高一倍。我们可以把坏事变成好事来解决溢流污染问题。

　　国内大部分城市污水处理厂的实际进水浓度低于设计进水浓度，雨季会更低，这样客观上让生化池在雨季处理旱流污水量的两倍甚至更高的流量成为可能。解决了生化池雨季能力问题后，对于传统A2O工艺要再看二沉池，主要制约因素是二沉池的雨季流量负荷瓶颈。

　　关于污水处理厂流量的理论在更新，相关标准也在跟进。2021年10月开始实施的国家标准《室外排水设计标准》，污水处理厂的污水量变化系数相比上一版标准有较大增加，例如10万吨/天污水厂的流量总变化系数从1.3提升到了1.5。

　　看来提升末端污水处理厂的峰值处理能力，是城市污水处理设施进化始终绕不开的点。但问题在于如何实现?

编辑：赵凡