近日，“資源節(jié)約與回收利用的新型排污技術(shù)體系、關(guān)鍵技術(shù)及規(guī)模化應(yīng)用”獲得2022年中國(guó)城市環(huán)境衛(wèi)生協(xié)會(huì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。該成果由萬(wàn)若(北京)環(huán)境工程技術(shù)有限公司、清華大學(xué)、中鐵十八局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司、北京科技大學(xué)及中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)組成的團(tuán)隊(duì)共同完成。
當(dāng)前的城鎮(zhèn)污水收集排放方式源于歐洲19世紀(jì)城鎮(zhèn)化初期所奠定的基本模式，其重要特征是利用重力排水管道加提升泵站收集并排放人類(lèi)生活和生產(chǎn)的污染物，以滿(mǎn)足人類(lèi)的公共衛(wèi)生的需求。這種模式至今為止并無(wú)實(shí)質(zhì)變化。
人類(lèi)生活的排泄物僅占污水總量的百分之一，卻含有污水中大部分有機(jī)物和絕大部分的氮磷等營(yíng)養(yǎng)物，既有模式存在高耗水、高耗能、高耗材、資源流失及工藝足跡長(zhǎng)，并對(duì)環(huán)境負(fù)面影響大等問(wèn)題。進(jìn)入21世紀(jì)，新興發(fā)展中國(guó)家不僅面臨人類(lèi)的公共衛(wèi)生改善的需求，同時(shí)還面臨可持續(xù)用水排水基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的挑戰(zhàn)，迫切需要新發(fā)展理念下的替代解決技術(shù)和實(shí)施性強(qiáng)的整體解決方案。
本技術(shù)完成團(tuán)隊(duì)，長(zhǎng)期研究并實(shí)踐新型污水源頭分離與分質(zhì)收集系統(tǒng)、人糞尿資源化技術(shù)，在節(jié)省水資源消耗和供水能耗的同時(shí)，將高濃度的排泄物在具有足夠規(guī)模的尺度上管網(wǎng)化密閉單獨(dú)收集、無(wú)害化處理并回收能量和資源，不含排泄物的生活雜排水中有機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)物的總量與混合污水相比大幅度降低，處理工藝碳足跡顯著縮短，成為可靠制備再生水的優(yōu)質(zhì)水源。為了建立有效、實(shí)用、可靠、且便于社會(huì)化管理和規(guī)模化推廣的新技術(shù)體系和整體解決方案，團(tuán)隊(duì)成員從多個(gè)方面開(kāi)展了關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和實(shí)踐驗(yàn)證工作：
1）成功開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品化了多種新型超節(jié)水便器、以及常規(guī)便器通過(guò)增加負(fù)壓適配器節(jié)水的思路、方法和產(chǎn)品，如重力流或以負(fù)壓為基礎(chǔ)的尿液分離超節(jié)水便器、無(wú)水氣沖便器等等，從“培養(yǎng)節(jié)水習(xí)慣”到模式上節(jié)水，沖廁節(jié)水50%-90%，灰水區(qū)域內(nèi)外制備再生水實(shí)現(xiàn)室外用水節(jié)省100%，進(jìn)而從用水器具和模式轉(zhuǎn)變雙節(jié)水上為城鄉(xiāng)節(jié)水提供跨越式超節(jié)水方案；
2）系統(tǒng)提出了以負(fù)壓管道收納源頭多種個(gè)性化便器排出的高濃度黃水、褐水、黑水的分質(zhì)集中收集與資源化技術(shù)體系，成功開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品化了大尺度區(qū)域黑水以及黑水灰水雙負(fù)壓管道分質(zhì)收集、常壓與負(fù)壓的適配、管網(wǎng)無(wú)供電負(fù)壓檢測(cè)與遠(yuǎn)程干預(yù)、分散組團(tuán)多社區(qū)集中收集資源化的中繼站等一系列新技術(shù)，形成了車(chē)輛清運(yùn)、入下水道通過(guò)大量污水和雨水的輸送做法以外的另一種排泄物規(guī)模化的輸送收集新基礎(chǔ)設(shè)施模式，結(jié)合數(shù)字化技術(shù)形成了源頭器具與管網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化有機(jī)結(jié)合的一整套方法；
3）針對(duì)不同場(chǎng)景、不同源頭解決方案的個(gè)性化選擇，開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品化了適合多樣化、多場(chǎng)景的排泄物資源化處理（能源化、肥料化）的技術(shù)，如厭氧發(fā)酵回收能量（沼氣）最終產(chǎn)物為固態(tài)肥、液態(tài)肥及液態(tài)肥濃縮技術(shù)、實(shí)現(xiàn)了裝備化并在實(shí)際工程中得到規(guī)模化的應(yīng)用，破解了傳統(tǒng)排水模式高環(huán)境負(fù)面影響、不利于資源回收、工程實(shí)施方式不靈活和維護(hù)要求高等一系列瓶頸問(wèn)題。
在針對(duì)以上技術(shù)體系的長(zhǎng)期研發(fā)中形成了一百多項(xiàng)直接相關(guān)的技術(shù)與方法的專(zhuān)利，實(shí)現(xiàn)了相關(guān)產(chǎn)品及裝備的產(chǎn)業(yè)化，所涉及的關(guān)鍵技術(shù)突破在過(guò)去十多年中不斷進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證和追蹤研究，涉及廁所、建筑、社區(qū)、城市更新、鄉(xiāng)村振興、產(chǎn)業(yè)園區(qū)等領(lǐng)域。新模式從不同樣式的小社區(qū)示范逐步擴(kuò)大應(yīng)用規(guī)模走向單體4000多戶(hù)的大社區(qū)應(yīng)用，再到覆蓋約十萬(wàn)人口規(guī)模的復(fù)制與推廣。此外，已有的探索和技術(shù)積累開(kāi)始在發(fā)達(dá)國(guó)家的衛(wèi)生設(shè)施和發(fā)展中國(guó)家覆蓋70多平方公里的市政排污中得到應(yīng)用。
該技術(shù)體系除了對(duì)環(huán)境低擾動(dòng)、節(jié)省資源、城鄉(xiāng)綠色循環(huán)等優(yōu)勢(shì)外，模擬的測(cè)算研究及實(shí)際的工程應(yīng)用也開(kāi)始顯示其經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)，已有的探索和技術(shù)積累在城市更新、既有排水設(shè)施提質(zhì)增效等方面也開(kāi)始顯現(xiàn)其技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
編制完成的以《污水源分離排水工程技術(shù)導(dǎo)則》為代表的多部行業(yè)、國(guó)家和國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范形成了新技術(shù)體系的“標(biāo)準(zhǔn)簇”，為相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品的進(jìn)一步研發(fā)和規(guī)范化應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)，也為國(guó)際上新型排水模式的實(shí)施提供新的方法、知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。
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