今年6月，E20水網(wǎng)固廢網(wǎng)曾發(fā)表了《解決溢流污染，應該學學《火星救援》》一文，文中提到用工程思維(工程師思維)解決溢流污染這個棘手的環(huán)境問題。工程思維就是以資源有限、條件不足、約束限制為前提，去實現(xiàn)目標。設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施周期實現(xiàn)現(xiàn)有旱季處理能力4倍的雨季峰值處理能力呢?

　　這里我們提些實際應用場景作為啟發(fā)。

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

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

　　第二類場景以德國Nordkanal污水廠為例。

　　該廠服務的是合流制排水系統(tǒng)，污水廠的旱季處理規(guī)模約2萬噸/天，雨季最大處理規(guī)模約4.5萬噸/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年未進行過更換，膜仍具備雨季膜通量超過40LMH的運行能力。

　　結(jié)合上述兩類應用場景，我們以工程思維進行思考，如何對一座處理規(guī)模5萬噸/天采用傳統(tǒng)A2O工藝的出水標準一級B的污水廠進行改造，以更好的方式提升其效能，讓它能夠適應新的環(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。同時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現(xiàn)的彈性峰值流量問題)，可實現(xiàn)40~55LMH的雨季峰值高通量運行。這樣，原5萬噸/天的傳統(tǒng)工藝污水廠，改造后旱季時處理能力為10萬噸/天，而在雨季低進水濃度時處理能力最高可達20萬噸/天，這是個非常有吸引力的解決方案。

　　上海市城市建設設計研究總院總工程師、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、不建設調(diào)蓄設施的情況下，高通量、長壽命的超濾膜MBR工藝的應用以及低成本的運行方式，可減少溢流污染，對城市水環(huán)境的改善具有重要價值。

　　此外，膜的出水直接達到了高標準再生水的水質(zhì)標準，一不小心又解決了城市再生水利用率和污水資源化的問題，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，站在城市全局進行思考，看看會有什么不一樣。

　　清華大學環(huán)境學院教授胡洪營認為“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，重新審視和梳理問題，不局限原有的認知框架，可能會帶來不一樣的效果。

　　按前述膜法水處理技術(shù)在不新增用地前提下實現(xiàn)已有污水廠原位的同步擴能和提標，實現(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，并且是在未建設調(diào)蓄池和管網(wǎng)少投入或不投入的前提下，還同步推進了城市再生水利用率和污水資源化。

　　此外，30~40nm超濾膜對于包括微塑料在內(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工藝污水廠的運行成本，《再談MBR：破局的金鑰匙，“333”還有多遠?》一文中提到隨著膜材料和膜應用技術(shù)取得的巨大進步，“333”目標正在實現(xiàn)，“膜三貴”的痛點得到化解，用戶會得到與傳統(tǒng)工藝綜合運行成本相當?shù)哪ぎa(chǎn)品和膜技術(shù)工藝。世浦泰、碧水源等膜技術(shù)廠商都對此均表示樂觀。

　　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，以及膜應用技術(shù)的創(chuàng)新，使得MBR膜可持續(xù)的高通量、長壽命和低能耗得以實現(xiàn)。這就讓MBR工藝獲得了新生，原有優(yōu)勢繼續(xù)強化，原有痛點得到解決，量變引發(fā)質(zhì)變，并創(chuàng)造出新的應用模式和應用場景。

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

　　中國市政工程華北設計研究總院上海分院副院長張力總結(jié)到，一是土地的高效集約化利用，基本無須為污水處理設施新增用地而煩惱;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到預期效果;三是實施難度低、建設周期短;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)雨污分流難點和溢流污染痛點的自動化解;六是新興污染物和生物安全性方面的額外好處。從多個角度而言，它都是因顛覆式膜技術(shù)創(chuàng)新所帶來的“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)模式和認知框架，引發(fā)價值體系的重新配置，并產(chǎn)生全新的服務和解決方案。我們依稀看到了水務行業(yè)即將重演其它行業(yè)的轉(zhuǎn)型案例，如太陽能電池發(fā)電平價上網(wǎng)，導致了傳統(tǒng)燃煤電廠的轉(zhuǎn)型;鋰電池電動汽車低成本的沖擊，導致了傳統(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)行院長薛濤做了題為《22年水業(yè)戰(zhàn)略論壇薛濤：三生萬物，再談“再生水”》的主題發(fā)言，其對“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引發(fā)治理時序的問題，最終反饋到具體的技術(shù)選擇，典型的在斷面達標和CSO溢流控制上，全面的雨污分流和海綿城市的建設在資金和時間上與當前治理要求存在不匹配。

　　也正如薛濤所說，環(huán)保市場一定是在一個高壓的公共管理壓力下，來自技術(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，底部兩要素的合并力還會向上反彈。在當前行業(yè)正要進入高質(zhì)量發(fā)展的下半場之際，在政府財政和生態(tài)環(huán)境的雙重壓力之下，技術(shù)創(chuàng)新是否會引發(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