概念厂工作已进入到实质推进阶段，4月17日概念厂（王凯军团队）工作方案设计启动会召开，王凯军老师在会上介绍了工作方式、工作阶段、安排分工。
王凯军：面向未来的污水处理事业——第七届中国环境产业大会主题发言
来源：根据王凯军老师在”第七届中国环境产业大会”主题发言内容整理
编者按：1、我国的污水处理能力虽然不断攀升，处理路线却始终存在问题，如缺乏顶层设计、高能耗、无资源回收等，这与可持续发展的理念相悖。2、目前全世界有十余座污水处理厂可以达到能源完全自给。国际先进污水厂的技术理念和先进经验告诉我们，在传统工艺基础之上，通过相关技术的发展，污水处理可以达到很高的水平，即高水质、高能源、资源回收。3、从废水中去除有机污染物，并产生能源，以肥料作为最终结果是世界污水处理行业最困难的问题，最聪明的想法和最具有挑战性的事业。
我国污水处理事业所面临的问题
我国从10年开始，至“十一五”末期污水处理量从五千多万吨增至一亿四千多万吨。“十二五”末期，这个数字将变为八千多万吨。污水处理能力实现翻番，处理总量与美国相当。但我国的污水处理路线还存在着一定的问题。概念厂发布时，我们也有所归纳：包括缺乏顶层设计、高能耗、无资源回收等,总之,目前我国污水处理路线与可持续发展的理念相悖。
从污水处理发展的路径来看，在我国污水处理事业发展早期的“七五”、“八五”时期，技术争论的焦点在于是用土地处理还是人工处理，之后焦点转移到是用简易处理还是复杂处理。到“十五”早期，这些争论开始尘埃落定，当时我国大量发行国债，建设城市污水处理厂的支持力度空前，污水采用人工处理的路径基本明确。此外，由于当时许多项目是由亚行、世行等国际金融机构投资，因此相应大量采用了国外（以北欧为主）的技术工艺。虽然我国污水处理技术被戏称为“八国联军”，但总体而言，主要技术路线还是以北欧的延时曝气技术为主，该路线以卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟、交替式氧化沟，以及后来出现的SBR、ICEAS工艺为代表。
据统计，我国的3000余座污水处理厂有80%采用延时曝气技术。虽然延时曝气技术在我国有广泛应用，但从可持续发展的观点看，这些技术路线并不能很好地契合节能降耗的国际趋势。延时曝气工艺的负荷非常低，以海南的一个项目为例，在20摄氏度以上，其负荷是0.04，而污泥采用好氧稳定也进一步增加了能耗、反应时间和土地占用量。目前我国只有50座污水处理厂采用了污泥厌氧消化工艺，而且能够运行的不到30%，所处理的污水量不及总量的5%，而国际普遍采用的厌氧消化工艺可以节能30%~50%的能源。可以说，我国污水处理因当时认为初沉池较为复杂、污泥消化没有必要等错误认知而走上了一条错误的发展道路。
正因如此，我们到了该超前考虑污水处理技术路线的时候。自里约热内卢会议提出可持续发展的理念，京都议定书提出碳减排的概念，世界各国都在考虑各个行业的节能减排。“低碳”、“资源回收”、“零排放”成为各个领域所追求目标。水处理行业也不会例外。这样的路线和方向官方其实已有所考虑，住建部副部长仇保兴在2011年的水大会上提出了这样五条：1.要超越标准规范的限制；2.要超越大规模集中式的旧环保；3.要超越传统工艺的藩篱；4.要超越过去成功的经验；5.要超越技术创新的国内化。事实上，就水处理行业的发展，官方的观点和企业界、学术界在某种程度上趋于一致。
国际污水处理技术理念和经验借鉴
对于这样的趋势，国际上有很多先进项目可供我们借鉴。以荷兰的BCFS工艺为例，该工艺提出要反硝化脱氮，在脱氮的基础上要实现节能，并且使用旁路除磷来回收磷资源，再通过厌氧消化实现能量的回收。该技术路线被业内誉为“可持续发展的污水处理模式”。除此之外，还有新加坡的NEWater水厂等。我们做了统计，目前全世界有十余座污水处理厂可以达到能源完全自给。这些国际先进污水厂告诉我们，在传统工艺基础之上，通过相关技术的发展，污水处理可以达到很高的水平，即高水质、高能源、资源回收。
污水处理模式由目前的集中式向集中与分散相结合发展是未来发展可能的趋势之一。集中与分散问题专家聂梅生教授认为未来应用新技术更倾向于分散式的。新的路线能否在尊重目前我国集中式污水处理系统建设现状的同时，充分考虑可持续发展理念在污水处理上对再生水循环等方面的要求呢？国外曾有一些类似的探讨，比利时的 “零废水ZeroWasteWater系统”强调了上游分离概念。该概念倡导首先对污水进行分离处理，把污水作为综合资源来对待。结合我国国情而言，基于“末端分离”的分散污水处理系统或许是更适用于我国的新模式。该路线指污水在管网系统的末端，即在进入污水厂时先完成浓缩预处理后，分别得到富含有机物的污水浓缩液和低浓度污水，之后再进行下一步的资源化利用的污水处理方式。高浓度浓缩液可以进行厌氧产沼气、生物燃料电池等方式回收能量；对于低浓度有机废水，可以用膜处理过程获得高品质回用水；浓缩处理后氮、磷元素易于作为植物肥料得到再次利用，最终实现污水充分的资源化。末端分离污水处理系统的发展面临的不仅仅是技术问题，同时要考虑技术人员的接受程度，公众接受程度以及社会管理体系等因素。寻求符合可持续发展理念的有效合理污水处理模式还需要不懈地探索努力。
与传统集中式系统不同，源分离作为颠覆性的变革，采用在源头对污水进行分别的方式收集和处理污水。源分离式收集利于将氮、磷元素进行彻底回收，同时缓解污水末端处理过程中产生的运输以及生产化肥产生的能源消耗、污染排放等问题。此外，通过污水处理系统的发展变革可以看到，通过管网输送污染物是特定社会技术背景下的历史选择。现代的管网系统已经被证实为缺乏可持续性和抗干扰能力的脆弱系统，其带来的后果往往是对资源的破坏，而非回收利用。源分离处理系统摒弃污水输运管网，以符合清洁生产、循环经济和可持续发展的源头减量、循环利用、全过程控制为原则，实现最大程度污水能源与资源回收。目前国际上发展出了几种源分离的方式：芬兰采用了干湿分离，荷兰采用了尿液分离，德国和日本使用沼气式厕所的方式。我们国家对此也做了一些努力，但收效不佳，最典型的例子是奥运村和鄂尔多斯的试点小区，采用源分离以后没多久系统就没有运行了。
我国污水处理愿景
目前，我的研究团队也正在进行一些相关研究，我们提出了“三个工厂”的概念，即：水源工厂——污水通过混凝，进行膜浓缩COD可达100以下，可以作为自来水和灌溉用水，如果通过膜的二级浓缩，则可达深度回用的标准，如果加上消毒等环节甚至可以达到水源工厂的标准；能源工厂——浓缩液进行厌氧消化产生沼气发电；肥料工厂——沼渣、沼液通过浓缩处理就可以作为肥料加以利用。这套工艺目前正在进行中试，所面临的技术难度并不大。
综合来看，世界各国沿着资源回收、能源回收、水回用等主线，发展出了多种多样的技术路线。各种各样的技术和工艺纷繁复杂，业内专家和研究机构也在不断地探讨。正是这些探讨、研究和应用昭示着世人：我们正处于污水处理工艺变革的前夜，面临着一些重大的技术突破，有可能改变我国目前污水处理技术的基本格局。选择技术路线除考虑国家可持续发展的要求之外，还必须考虑技术、管理以及公众等层面，同时我们需要建立可持续的规范和标准体系予以支撑。
总而言之，从废水中去除有机污染物，并产生能源，以肥料作为最终结果是世界污水处理行业最困难的问题，最聪明的想法和最具有挑战性的事业。
