“双碳”目标下,废水处理厂如何变身“能源工厂”与“资源工厂”?
在“双碳”战略背景下,传统的废水处理厂正从单纯的能耗单元,向潜在的“能源工厂”和“资源工厂”转型。这一转变的核心在于通过技术创新与系统优化,实现能源自给与物质循环,从而大幅降低碳足迹。
首先,是挖掘废水中的化学能与热能,实现“能源工厂”的转化。 最直接的路径是回收废水中有机物蕴含的化学能。通过高效的厌氧消化技术处理高浓度有机废水或剩余污泥,产生富含甲烷的沼气,可用于锅炉供热或发电,补充厂区能耗。此外,水源热泵技术可以从处理后的恒温水中提取热量或冷量,为厂区或周边建筑供暖制冷,这是一种高效的清洁热能利用方式。通过优化曝气、泵送等耗能环节的智能控制,进一步降低直接电耗,是实现“能源中和”甚至“能源正输出”的基础。

其次,是实现物质回收,构建“资源工厂”。 水资源回收是首要任务,通过“超滤+反渗透”等深度处理工艺,将废水提纯为可回用的工业用水或更高标准的水源,替代新鲜水取用。更为关键的是,从废水中回收有价值的物质。例如,从电镀废水中回收镍、铜等金属;从磷化废水中回收磷酸盐;从高盐废水中通过分质结晶技术提取工业级的硫酸钠、氯化钠。这不仅能减少危废产生量,还能创造经济效益。此外,经稳定化处理的污泥可作为建材原料或土壤改良剂进行安全利用。
实现这一转型依赖于技术的集成与系统的再设计。 它要求超越传统的“处理-排放”线性模式,转而采用“回收-再生-循环”的系统思维。在新建或改造污水处理厂时,需将能源与资源回收作为核心目标进行工艺设计。例如,采用更具能源效率的MBR、厌氧氨氧化等工艺;配置沼气提纯与发电设施;规划结晶盐分质回收路线。

同时,智慧化管理平台不可或缺,它能对全厂的能耗、物耗和资源产出进行精准计量与优化调度,确保这一复杂系统的经济稳定运行。通过将废水处理厂重新定义为城市或工业园区的能源与资源循环枢纽,不仅能显著降低行业自身的碳排放,更能为区域循环经济发展提供关键支撑,这是环保产业服务国家“双碳”战略的深刻体现。
