城市污水处理是高能耗行业，美国城市污水处理电耗占全社会总电耗的3%以上。然而据估计，城市污水所含潜在能量是处理污水能耗的10倍，全球每日产生的污水潜在能量约相当于1亿吨标准燃油，污水潜在能量开发可解决社会总电耗的10%。未来污水处理的核心内容将是碳中和运行，污水处理碳中和运行的实质就实现整个污水处理过程能源自给自足，这就使得剩余污泥将成为潜在的能源载体物质，需要以增量方式去获得，从而彻底改变污泥是污水处理过程中的一种“负担”、需以减量方式消灭之的现行观念。目前，欧美国家一些污水处理厂以剩余污泥为主要能源载体，同时结合前端筛分COD(进水COD负荷高时)技术，或后端厌氧共消化(厨余垃圾、食品加工废料、粪便等)技术，进行能量回收，污水处理能源自给率就可达到60%以上，有的处理厂甚至实现了完全能源自给。我国污水处理厂的建设运营普遍粗放低效，节能空间更为巨大。截至2013年，全国建成并投入运行了3500多座县级以上污水处理厂，日总处理能力达到1.4×10⁸m³，已与美国基本相当，污水中的有机物富含能源，合理利用通常能满足污水处理厂能耗的1/3～1/2；另一方面，污水处理新工艺、新技术、新装备以及运营方式也有广泛的节能效果。污水处理厂的大面积占地也为太阳能利用提供了可用空间。合理集成以上节能途径，未来污水处理将实现在目前污水处理耗能基础上普遍节能50%以上，在具备有机物外源时做到能源自给，有望为整个社会减少1%的能耗。

另外，污水处理过程中的资源回收也应被重视。特别是磷，全球磷资源行将枯竭，中国储量也只能有效供给20～50年。因此，构建磷素的持续循环体系引起重视，而城市污水处理中磷回收被认为是最可行的途径之一，我国污水处理行业资源回收的具体行动几近空白。日本相关机构曾经测算，如将污水中的磷(每年5万吨)加以回收，可解决本国磷矿石进口量的20%。此外，荷兰、英国、德国、瑞典等欧洲国家，都实施了大量的关于磷回收的举措。其中，荷兰法规的变化是容许回收的磷作为商业性的磷肥；英国将磷回收作为重要的环境战略；德国的目标是从废水和其他污染物中回收磷；瑞典的磷回收计划重点是从污水中回收磷用于农业。总结起来，欧洲磷回收的趋势是多元化的磷回收技术，产品主要是MAP；磷回收的意义不仅在于磷的经济价值，更重要的是提高污水处理厂的污泥脱水性能，降低污泥脱水的药剂消耗，降低污泥处理成本。

针对定位于能源与磷回收的可持续市政污水处理，2003年我国与荷兰代尔夫特理工大学(TU Delft)合作，提出了如图1-17所示的概念工艺。为有效截留污水多余(脱氮除磷所需碳源之外)COD并厌氧消化转化为甲烷，利用早年德国A/B法中的A段用于浓缩悬浮状与溶解状COD。与二沉污泥相比，A段截留污泥可消化性较好，可产生甲烷含量较高的生物气。

图1-17 定位于能源与磷回收的可持续市政污水处理概念工艺

文章来源：《水处理新技术、新工艺与设备》

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