上海2024年12月2日 /美通社/ -- 在城市化快速推進(jìn)的今天，水資源短缺與水污染問題日益突出，而傳統(tǒng)的市政和工業(yè)水處理方式似乎已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的需求。中國市政水務(wù)和工業(yè)水處理領(lǐng)域正面臨前所未有的壓力，如何在有限的資源下提升生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)與資源利用的雙重平衡？水處理行業(yè)傳統(tǒng)的思維和技術(shù)，是否已然成為行業(yè)發(fā)展的桎梏？與此同時(shí)，智慧水務(wù)、數(shù)字孿生、資源化回收等技術(shù)方興未艾，許多城市和企業(yè)對其寄予厚望。然而這條道路卻并非坦途：高昂的投入、難以評估的實(shí)際成效，甚至技術(shù)適配度的差異，都讓不少企業(yè)在"創(chuàng)新"的浪潮前徘徊不前。
在這場水處理行業(yè)的變革中，到底哪些技術(shù)和策略能夠真正落地？怎樣的路徑才符合中國水務(wù)行業(yè)的實(shí)際需求？12月5-6日由上海荷瑞展覽服務(wù)（集團(tuán)）有限公司舉辦的水行業(yè)國際嘉年華暨行業(yè)年度盛典將帶著水環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展，新質(zhì)生產(chǎn)力市政水處理創(chuàng)新技術(shù)以及工業(yè)水處理技術(shù)年度進(jìn)展這三大議題，從全新的視角剖析行業(yè)困境與技術(shù)機(jī)會(huì)，并為水處理行業(yè)的未來之路提供具象的解決方案與價(jià)值指引。
一、市政水處理的生產(chǎn)力革命：從技術(shù)驅(qū)動(dòng)到系統(tǒng)性升級
在市政水處理行業(yè)中，"提質(zhì)增效"是當(dāng)前和未來的核心任務(wù)。作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，市政水處理不僅要滿足日益增長的污水處理需求，還要肩負(fù)資源回收、能源節(jié)約的責(zé)任，進(jìn)一步促進(jìn)生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的平衡。以下從高效能水處理、資源化回收和能源替代等角度，深度剖析市政水處理系統(tǒng)如何推動(dòng)生產(chǎn)力提升，并為中國水務(wù)行業(yè)的長期發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
1. 高效能水處理技術(shù)的戰(zhàn)略價(jià)值
中國市政水處理行業(yè)長期以來受到規(guī)模大、能耗高、處理效果受限的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)水處理模式以"達(dá)標(biāo)排放"為主要目標(biāo)，而近年來，技術(shù)的突破使得提高處理效率成為可能，也為行業(yè)帶來了更高的生產(chǎn)力。
以膜生物反應(yīng)器（MBR）為例，該技術(shù)在國內(nèi)得到了廣泛的推廣和應(yīng)用，尤其在一線城市的污水處理中展現(xiàn)出更優(yōu)的去除效果和水質(zhì)穩(wěn)定性。預(yù)計(jì)到2027年，市場規(guī)模有望突破300億元，年均復(fù)合增長率約為14.5%。膜技術(shù)不僅能在有限空間中提升處理能力，還在一定程度上減少了污泥的產(chǎn)生，有助于水廠整體運(yùn)行效率的提升。與此同時(shí)，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能控制系統(tǒng)在水處理設(shè)施中逐步應(yīng)用，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)調(diào)控水質(zhì)處理過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，優(yōu)化運(yùn)行能效，使水廠得以在較低的能耗下實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定的處理效果。這種智能控制的模式，不僅在技術(shù)層面提高了水處理的精細(xì)化管理，也從戰(zhàn)略層面促進(jìn)了水務(wù)行業(yè)的數(shù)字化和自動(dòng)化轉(zhuǎn)型。
2. 資源化回收技術(shù)的市場化應(yīng)用
在中國市政水處理行業(yè)中，資源化回收的應(yīng)用尚處于初步探索階段，但其前景廣闊。城市污水中蘊(yùn)含豐富的氮、磷等可再利用物質(zhì)，這些資源的回收不僅為水處理廠帶來了新的增值機(jī)會(huì)，還為農(nóng)業(yè)、工業(yè)等領(lǐng)域提供了可持續(xù)的資源支持。
近年來，國內(nèi)部分地區(qū)的污泥厭氧消化技術(shù)得到了大規(guī)模應(yīng)用，通過厭氧發(fā)酵，污泥可以轉(zhuǎn)化為沼氣，為水廠供能，甚至進(jìn)入城市能源供應(yīng)體系。與此同時(shí)，磷酸鹽回收技術(shù)在中國部分污水處理廠的應(yīng)用也開始初見成效，通過特定的化學(xué)和生物過程，污水中的磷可以提取出來，用于農(nóng)業(yè)肥料的生產(chǎn)。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅為市政污水處理提供了增值途徑，也在一定程度上緩解了資源緊張的問題，從而提升了市政水處理的戰(zhàn)略地位。
3. 替代能源技術(shù)在中國市政水處理中的應(yīng)用前景
隨著"雙碳"目標(biāo)的提出，中國市政水處理行業(yè)加快了能源替代技術(shù)的應(yīng)用步伐，以降低能耗、減少碳排放。污泥厭氧消化作為最具代表性的能源替代技術(shù)之一，已在國內(nèi)多個(gè)省市實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目試點(diǎn)。通過厭氧消化，污泥中的有機(jī)質(zhì)被分解，產(chǎn)生的沼氣用于供能，實(shí)現(xiàn)了污泥處理的"變廢為寶"，提高了水廠的能源自給率。
除了厭氧消化，污水熱能回收技術(shù)近年來也在中國逐漸推廣。通過在污水管網(wǎng)中安裝熱交換系統(tǒng)，污水中的熱量可以用于供暖和生活熱水供應(yīng)，特別適用于北方地區(qū)的冬季供暖。這項(xiàng)技術(shù)不僅降低了能源消耗，還為污水處理開辟了新的應(yīng)用場景，進(jìn)一步提升了水廠的能源效益。隨著替代能源技術(shù)的進(jìn)一步成熟，中國市政水處理行業(yè)有望逐步構(gòu)建起"水處理-能源循環(huán)"一體化的運(yùn)作模式，推動(dòng)行業(yè)向低碳、高效發(fā)展邁進(jìn)。
4. 新質(zhì)生產(chǎn)力的未來：創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的市政水處理體系
市政水處理的未來在于實(shí)現(xiàn)更高效、智能化、可持續(xù)的生產(chǎn)力模式。中國市政水務(wù)行業(yè)在提升新質(zhì)生產(chǎn)力的過程中，需要在技術(shù)與管理上進(jìn)行系統(tǒng)性創(chuàng)新，以實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)、能源自給與效能提升的綜合目標(biāo)。關(guān)鍵在于如何將高效能處理技術(shù)、資源化回收與替代能源技術(shù)相互結(jié)合，形成一個(gè)技術(shù)先進(jìn)、成本可控的綜合處理體系。
從戰(zhàn)略層面來看，推動(dòng)市政水處理新質(zhì)生產(chǎn)力提升，需要克服技術(shù)應(yīng)用中的成本壁壘與規(guī)?；茝V的挑戰(zhàn)。比如，雖然膜生物反應(yīng)器技術(shù)在污水處理效率上具有顯著優(yōu)勢，但是其通常承擔(dān)著長期而高負(fù)荷的運(yùn)營任務(wù)，長期的運(yùn)營維護(hù)成本仍是大面積推廣使用的阻礙。通過國產(chǎn)化和規(guī)模效應(yīng)，降低這類高效處理技術(shù)的成本，使其在全國范圍內(nèi)更具推廣性，是下一步的關(guān)鍵。
通過高效能技術(shù)、資源回收與替代能源的融合，中國市政水處理行業(yè)在未來將逐步實(shí)現(xiàn)新質(zhì)生產(chǎn)力。這不僅提升了行業(yè)的運(yùn)營效益和環(huán)境效益，也為推動(dòng)生態(tài)文明建設(shè)和城市的可持續(xù)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
二、工業(yè)水處理的創(chuàng)新突圍：破解高難廢水的技術(shù)瓶頸
在中國工業(yè)水處理領(lǐng)域，水質(zhì)復(fù)雜、處理難度大、能耗高等問題長期制約著行業(yè)發(fā)展。隨著環(huán)保要求的不斷提升，如何通過技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)高效處理與資源化利用，成為推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。工業(yè)水處理領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)，不僅有助于解決高難度廢水處理難題，也為企業(yè)降本增效、實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型提供了支持。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，一系列新方法正在幫助企業(yè)更高效地處理這些"疑難雜癥"，同時(shí)降低成本，提高資源利用率。從特種廢水處理技術(shù)到智能化監(jiān)控管理，工業(yè)水處理的突破之路愈加明朗。
1. "疑難雜癥"的解決方案：高效廢水處理技術(shù)的進(jìn)展
工業(yè)廢水通常含有高濃度的污染物和難降解有機(jī)物，如石化行業(yè)的苯酚類化合物、醫(yī)藥行業(yè)的抗生素發(fā)酵菌渣等，這類廢水的處理長期以來是行業(yè)難題。在此背景下，中國逐漸引入特種高效生物降解技術(shù)、物理化學(xué)處理方法等多種技術(shù)，以應(yīng)對特種工業(yè)廢水處理的需求。
例如，厭氧氨氧化技術(shù)在處理高氨氮廢水方面顯示出較高的應(yīng)用潛力。該技術(shù)通過特定菌種在厭氧條件下分解氨氮，不僅減少了外部能量的消耗，還生成無害氣體，較傳統(tǒng)的化學(xué)處理法更加環(huán)保且經(jīng)濟(jì)。這項(xiàng)技術(shù)已在國內(nèi)多個(gè)石化和制藥企業(yè)中投入使用，應(yīng)用效果顯著。此外，化工污水中常見的苯酚高濃度污染，近年來也逐步采用特種生物降解技術(shù)加以解決，如耐受性強(qiáng)的特種微生物和新型生物膜反應(yīng)器，通過生物技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)高效分解，達(dá)到安全排放標(biāo)準(zhǔn)。
2. 智能化系統(tǒng)：實(shí)時(shí)監(jiān)控與自適應(yīng)管理
隨著工業(yè)廢水處理過程日趨復(fù)雜，實(shí)時(shí)監(jiān)測和動(dòng)態(tài)調(diào)整處理工藝成為企業(yè)提升處理效率的關(guān)鍵。近年來，基于人工智能的智能化監(jiān)測系統(tǒng)在工業(yè)廢水處理領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注，通過將物聯(lián)網(wǎng)和傳感器技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對廢水處理過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
例如，廢水處理過程中對微生物群落的動(dòng)態(tài)檢測，可以反映出水質(zhì)變化趨勢，從而幫助企業(yè)精準(zhǔn)調(diào)控處理過程。針對生化處理過程中的微生物活性變化，智能系統(tǒng)能夠通過數(shù)據(jù)分析及時(shí)調(diào)整投加藥劑量和處理溫度，使廢水處理效果達(dá)到最佳水平。這一技術(shù)的推廣不僅能降低處理成本，提升處理效率，更能實(shí)現(xiàn)處理過程的自動(dòng)化，降低人力依賴。當(dāng)前，已有一些重污染行業(yè)，如冶金、制藥行業(yè)，應(yīng)用基于AI的智能控制系統(tǒng)，使廢水處理更加高效環(huán)保，并積累了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
3. 污水"特種兵"：高鹽廢水的處理新思路
高鹽廢水是工業(yè)水處理中的另一大挑戰(zhàn)，特別是在石化、制藥等行業(yè)中，廢水中的鹽分含量高，傳統(tǒng)的生物處理法往往難以奏效。為此，一些企業(yè)引入了低耗電化學(xué)除鹽技術(shù)，逐漸在高鹽廢水處理中找到突破口。比如，某化工企業(yè)采用化學(xué)除鹽和超微細(xì)氣泡技術(shù)，將廢水中的高濃度鹽分分離，同時(shí)通過超微細(xì)氣泡的高效分解作用加速污染物降解。這一處理流程不僅能有效去除鹽分，還顯著降低了能耗，相較于傳統(tǒng)的蒸發(fā)法，處理成本降低了40%以上。
此外，超微細(xì)氣泡技術(shù)的引入讓廢水處理不再依賴大量能源，降低了企業(yè)運(yùn)行成本。這種新技術(shù)在處理高鹽廢水上的創(chuàng)新，讓更多的企業(yè)看到了難題破解的希望，為工業(yè)廢水處理探索出一條更經(jīng)濟(jì)高效的路徑。
4. 凈水新趨勢：從智能化到區(qū)域集聚的系統(tǒng)化發(fā)展
當(dāng)前的凈水技術(shù)正朝著智能化、區(qū)域集聚和系統(tǒng)化發(fā)展方向邁進(jìn)，提升了家庭凈水的便捷性和效能。智能化方面，許多凈水設(shè)備配備了實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，能自動(dòng)檢測水質(zhì)并根據(jù)需要調(diào)節(jié)過濾強(qiáng)度，確保水質(zhì)穩(wěn)定，同時(shí)減少了維護(hù)和更換濾芯的頻率，提升了用戶體驗(yàn)。在區(qū)域集聚上，以浙江為代表的產(chǎn)業(yè)園聚集了凈水器、濾芯、膜材料等多類型企業(yè)，形成一體化供應(yīng)鏈，不僅降低了生產(chǎn)成本，還加速了新產(chǎn)品的迭代。區(qū)域集聚進(jìn)一步推動(dòng)了技術(shù)協(xié)同和資源共享。尤其在浙江、廣東等地，水處理設(shè)備制造商和技術(shù)供應(yīng)商集中，通過共享資源、降低運(yùn)輸成本，區(qū)域集聚化正在幫助企業(yè)顯著提升成本效益。系統(tǒng)化發(fā)展則體現(xiàn)在全屋凈水方案上，綜合了多種凈化技術(shù)，為飲用、洗浴、清潔等多種用水場景提供全方位的水質(zhì)保障。這些趨勢不僅優(yōu)化了家庭用水體驗(yàn)，還助力節(jié)能環(huán)保，使凈水技術(shù)真正融入現(xiàn)代生活。
這些前沿技術(shù)的推廣應(yīng)用，不僅能夠滿足企業(yè)對廢水處理效率和成本的雙重需求，還將推動(dòng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化和技術(shù)水平的提升。面對日益復(fù)雜的工業(yè)廢水排放形勢，如何在技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上進(jìn)行成本控制、提升資源利用率，將成為行業(yè)中領(lǐng)先企業(yè)的競爭優(yōu)勢。
三、水環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展的共進(jìn)之路
隨著中國城市化進(jìn)程的加快，市政水務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)已基本進(jìn)入存量階段。如何在現(xiàn)有系統(tǒng)上提升效率、減少污染，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用，成為當(dāng)前市政水務(wù)和水環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的關(guān)鍵課題。智慧水務(wù)技術(shù)的快速發(fā)展以及數(shù)字孿生等前沿科技的應(yīng)用，為水務(wù)系統(tǒng)的提質(zhì)增效、污水回收再利用和雨洪管理等領(lǐng)域帶來了前所未有的機(jī)會(huì)。以下污水再生利用、從智慧水務(wù)、和韌性城市建設(shè)三個(gè)方面，剖析中國水務(wù)行業(yè)在水環(huán)境保護(hù)中的可持續(xù)路徑。
1. 污水再生利用與水循環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)化
在中國水資源日益緊缺的背景下，污水再生利用已成為實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)管理的重要手段。城市污水經(jīng)過深度處理后，可以用于工業(yè)生產(chǎn)、景觀灌溉、綠化等多個(gè)場景，不僅能夠有效緩解水資源壓力，還為污水處理廠提供了新的業(yè)務(wù)模式和經(jīng)濟(jì)效益來源。
近年來，北京、上海、深圳等城市已逐步推行污水再生利用，建立了一批污水再生水廠，用于為工業(yè)園區(qū)、生態(tài)濕地等區(qū)域提供再生水支持。在這一過程中，深度處理技術(shù)的提升發(fā)揮了關(guān)鍵作用。通過反滲透膜處理、活性炭過濾等手段，污水中的微量污染物被進(jìn)一步去除，確保再生水的安全性和適用性。此外，再生水還可以通過城市管網(wǎng)輸送至各類需求點(diǎn)，形成完整的城市水循環(huán)系統(tǒng)。隨著政策的逐步完善和技術(shù)的不斷成熟，污水再生利用在中國將成為城市水資源管理的重要組成部分，構(gòu)建起節(jié)水型社會(huì)的關(guān)鍵一環(huán)。
2. 智慧水務(wù)與數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用
智慧水務(wù)依托物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)水務(wù)系統(tǒng)的全流程監(jiān)測與管理，提升了系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。在智慧水務(wù)的基礎(chǔ)上，數(shù)字孿生技術(shù)進(jìn)一步突破了傳統(tǒng)的水務(wù)管理模式，通過構(gòu)建與真實(shí)水務(wù)系統(tǒng)同步的虛擬模型，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的預(yù)測性管理和優(yōu)化控制。
在中國，多個(gè)城市已開始試點(diǎn)應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測與模擬分析，水務(wù)系統(tǒng)能夠提前預(yù)判管網(wǎng)壓力、管道破損等隱患，防患于未然。例如，在管網(wǎng)老化嚴(yán)重的城市，智慧水務(wù)系統(tǒng)通過大數(shù)據(jù)分析，能夠?qū)崟r(shí)掌握管網(wǎng)的運(yùn)行狀況，提前安排維護(hù)計(jì)劃，防止突發(fā)性泄漏造成的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境損失。此外，數(shù)字孿生技術(shù)還為水質(zhì)監(jiān)測、流量預(yù)測等環(huán)節(jié)提供了可靠的支持，使水務(wù)管理者可以在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)調(diào)整處理參數(shù)，確保水質(zhì)穩(wěn)定性。通過智慧水務(wù)和數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用，中國市政水務(wù)行業(yè)正在邁向精準(zhǔn)化、智能化的管理新時(shí)代。
3. 海綿城市與韌性城市的建設(shè)
面對氣候變化和極端天氣增多的挑戰(zhàn)，中國城市需要在排水系統(tǒng)中融入更高效的雨洪管理策略，以應(yīng)對頻繁的城市內(nèi)澇問題。海綿城市作為解決方案之一，旨在通過自然的滲透、滯留和蓄積來管理城市雨水，減少地表徑流和內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，從而實(shí)現(xiàn)水資源的自然循環(huán)利用。
在多個(gè)城市的試點(diǎn)中，海綿城市建設(shè)通過滲透鋪裝、下沉式綠地、生態(tài)濕地等設(shè)施，為雨水提供了緩沖空間，將原本直接排入河道的雨水部分滯留，實(shí)現(xiàn)城市用水的"自給自足"。這一模式不僅降低了雨洪管理成本，還通過收集和凈化雨水，實(shí)現(xiàn)了水資源的合理配置。同時(shí)，韌性城市理念則通過強(qiáng)化排水系統(tǒng)的適應(yīng)性，使城市在極端天氣來臨時(shí)保持穩(wěn)定的排水能力。近年來，中國的一線城市如北京、上海，已開始采用韌性城市的設(shè)計(jì)理念，將水務(wù)系統(tǒng)的優(yōu)化與城市規(guī)劃結(jié)合起來，提升了應(yīng)對極端氣候事件的能力。
智慧水務(wù)、污水再生利用與韌性城市的建設(shè)，構(gòu)成了中國水環(huán)境保護(hù)的三大核心路徑。隨著智慧水務(wù)的深入推廣，水務(wù)系統(tǒng)的高效管理和水資源的循環(huán)利用正在逐步實(shí)現(xiàn)。未來的水環(huán)境保護(hù)，將逐步由以往的污染治理轉(zhuǎn)向污染防治、資源管理與系統(tǒng)優(yōu)化相結(jié)合的模式，形成從水源到水環(huán)境的全流程管理。
在這一過程中，智慧水務(wù)系統(tǒng)不僅提升了管理的效率和準(zhǔn)確性，也增強(qiáng)了水務(wù)行業(yè)的危機(jī)響應(yīng)能力。同時(shí)，污水再生利用技術(shù)和海綿城市建設(shè)的推廣，將為中國水資源的可持續(xù)發(fā)展提供更加多元化的解決方案。通過系統(tǒng)性的創(chuàng)新與實(shí)踐，中國水務(wù)行業(yè)正逐步形成水環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)路徑，提升了城市的綜合抗風(fēng)險(xiǎn)能力，為生態(tài)文明建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
結(jié)語
在水處理行業(yè)的創(chuàng)新與變革中，我們或許真正需要追問的是：什么才是技術(shù)的終極價(jià)值？水處理不僅是解決水的問題，更是在探索如何將有限資源化作無限可能。這場變革提醒我們，技術(shù)并非目的，而是手段——是企業(yè)謀求長遠(yuǎn)發(fā)展的基石，更是服務(wù)人類與環(huán)境的橋梁。每一項(xiàng)技術(shù)的落地，每一個(gè)效率的提升，背后都是對商業(yè)本質(zhì)的回應(yīng)：如何在責(zé)任與利潤、資源與增長之間找到那條最具生命力的平衡之路。
這也是為什么行業(yè)的深度交流顯得尤為重要——在共同探討中，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新方向，汲取發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，形成新的合作契機(jī)。2024年12月5日至6日，水行業(yè)國際嘉年華暨行業(yè)年度盛典將在上海富悅大酒店舉辦。本次盛會(huì)將匯聚杜邦、康泰、艾歐史密斯、濱特爾、威樂、美國海德能、格蘭富、博一、青島海爾施特勞斯、杭州水處理等眾多知名企業(yè)，與會(huì)者不僅可以深入了解最新技術(shù)和趨勢，還能通過面對面的交流，尋找合作與發(fā)展的更多可能性。
在這樣的行業(yè)平臺(tái)上，思想的碰撞、技術(shù)的交流和合作的探討，都將成為推動(dòng)水處理行業(yè)邁向新高度的重要力量。期待與每一位關(guān)心行業(yè)未來的同行者在盛會(huì)相見，共同書寫行業(yè)發(fā)展的新篇章。
