豪擲2290億舉辦的卡塔爾世界杯，在污水(shuǐ)處理(lǐ)上(shàng)都用(yòng)了(le)哪些(xiē)工(gōng)藝技術？
北京時(shí)間11月20日22時(shí)40分，卡塔爾世界杯正式拉開(kāi)帷幕。對(duì)于鐵(tiě)杆球迷來(lái)說，這(zhè)屆世界杯不容錯過，因爲“梅羅”的最後一舞，黃金(jīn)一代的謝(xiè)幕演出。對(duì)于小(xiǎo)編這(zhè)種路人來(lái)說，這(zhè)屆世界杯也(yě)是不容錯過的，畢竟卡塔爾爲此花(huā)費了(le)2290億美(měi)元。就沖着“大(dà)開(kāi)眼界”這(zhè)四個字，也(yě)得把這(zhè)屆世界杯“一集不落”的追完。
2290億美(měi)元是什(shén)麽概念呢(ne)？
打個比方，拿着這(zhè)些(xiē)錢(qián)，你(nǐ)可以舉辦458次美(měi)國世界杯，18次日本冬季奧運會(huì)；你(nǐ)可以踹走馬斯克，穩做世界首富；你(nǐ)還可以A股上(shàng)市公司随便買，當然茅台除外(wài)。
那麽，這(zhè)2290億美(měi)元都花(huā)在什(shén)麽地方了(le)？據了(le)解，卡塔爾花(huā)費150億在多哈外(wài)海建造了(le)一座人工(gōng)島，花(huā)費450億美(měi)元建造了(le)一座沙漠城(chéng)市-盧塞爾。
說到(dào)這(zhè)裏，我們就不得不回歸主題，把視(shì)角從(cóng)世界杯轉移到(dào)這(zhè)兩座城(chéng)市的污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)上(shàng)。
01 卡塔爾最大(dà)污水(shuǐ)廠(chǎng)：多哈西部污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)
多哈，是卡塔爾的首都，總面積爲132平方公裏，相等于北京朝陽區(qū)的1/3。
它擁有目前卡塔爾最大(dà)的污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)——多哈西部污水(shuǐ)廠(chǎng)，總日處理(lǐ)量約爲28萬噸。
污水(shuǐ)處理(lǐ)工(gōng)藝：格栅——沉砂——活性污泥工(gōng)藝——二沉池——砂濾池——超濾——氯氣消毒(第五次擴建改爲紫外(wài)線消毒)
常規的工(gōng)藝就不做介紹了(le)，主要說說砂濾池、超濾、氯氣消毒和(hé)紫外(wài)線消毒。
1、氯氣消毒VS紫外(wài)線消毒
在多哈西部污水(shuǐ)廠(chǎng)第五次擴建過程中，将原來(lái)的氯氣消毒改爲紫外(wài)消毒，其目的是爲了(le)防止氯氣洩漏造成事(shì)故和(hé)杜絕消毒副産物的産生。
通過對(duì)比紫外(wài)線消毒與氯化消毒可知(zhī)，
1)針對(duì)性：紫外(wài)線消毒是去掉其繁殖能(néng)力進行滅活，因此對(duì)絕大(dà)多數病毒、細菌等都具有滅活效果；氯化消毒， 其最大(dà)的問題是對(duì)某些(xiē)病毒、芽孢無效。
2)副産物：由于紫外(wài)線消毒技術不加入任何化學藥劑，因此紫外(wài)線不會(huì)對(duì)水(shuǐ)體和(hé)周圍環境産生二次污染，不會(huì)改變水(shuǐ)中任何成分；次氯酸鈉消毒會(huì)産生較多的消毒副産物，如三氯乙酸、酸、二氨乙酸、氯仿等；尾水(shuǐ)經液氯消毒後，殘毒産生臭味，有強烈刺激性，消毒過程中産生有毒的消毒副産物。
3)運行管理(lǐ)：紫外(wài)線消毒以電爲動力，日常操作(zuò)方便，紫外(wài)燈管和(hé)石英套管隻需定期更換清除；次氯酸鈉消毒液不宜長久儲存， 一般僅備用(yòng)幾天的用(yòng)量以滿足消毒效果；氯氣風(fēng)險較高(gāo)，安全注意事(shì)項多，管理(lǐ)相對(duì)複雜(zá)。
4)後續消毒作(zuò)用(yòng)：紫外(wài)線消毒法不能(néng)提供剩餘的消毒能(néng)力，當處理(lǐ)水(shuǐ)離開(kāi)反應器之後， 一些(xiē)被紫外(wài)線殺傷的微生物在光複活機制下(xià)會(huì)修複損傷的 DNA 分子，使細菌再生；液氯消毒後，尾水(shuǐ)中尚有一定的餘氯存在，液氯消毒具有剩餘消毒能(néng)力。
5)水(shuǐ)質要求：紫外(wài)線消毒工(gōng)藝對(duì)紫外(wài)光穿透率較低(dī)的水(shuǐ)質(SS高(gāo)于30mg/L的污水(shuǐ))并不适用(yòng)，不但(dàn)會(huì)增加能(néng)耗，還會(huì)造成消毒效果不好(hǎo)，對(duì)于經過二級處理(lǐ)的污水(shuǐ)和(hé)再生水(shuǐ)，紫外(wài)穿透率一般爲40——80%，采用(yòng)紫外(wài)線消毒方式是不錯的選擇；氯化消毒對(duì)水(shuǐ)質要求不高(gāo)， 一般都可滿足污水(shuǐ)處理(lǐ)尾水(shuǐ)水(shuǐ)質達标要求。
6)處理(lǐ)接觸時(shí)間：液氯消毒接觸時(shí)間一般在10——30min，次氯酸鈉消毒時(shí)間略短，紫外(wài)線消毒時(shí)間最短。
2、砂濾池
活性砂濾池在國外(wài)作(zuò)爲市政污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)的深度處理(lǐ)工(gōng)藝之一，它與普通砂濾池相比的主要特點是能(néng)自(zì)動、連續地進行濾層清洗更新。典型的活性砂濾池的結構如下(xià)圖所示:
活性砂濾池具有下(xià)列優點：
1)過濾效果好(hǎo)，出水(shuǐ)水(shuǐ)質穩定。由于過濾器反沖洗連續均勻地運行，該過濾系統能(néng)24小(xiǎo)時(shí)連續工(gōng)作(zuò)，無需停機反沖洗。
整個過濾過程濾料爲流動狀态，無濾料闆結問題，濾料清潔及時(shí)，可保證穩定、高(gāo)效的過濾效果，出水(shuǐ)水(shuǐ)質無周期性波動；對(duì)SS具有穩定良好(hǎo)的去除效果，對(duì)有機物和(hé)TN、TP也(yě)有一定去除效果。
2)水(shuǐ)力分布均勻。采用(yòng)單級濾料，無需級配，沒有水(shuǐ)力分布不均。
3)無需絮凝池、澄清池等設施，過濾系統利用(yòng)率高(gāo)，一次性投資低(dī)。
4)運維費用(yòng)低(dī)，濾池運行隻需配備空(kōng)壓機和(hé)水(shuǐ)泵，反沖洗不需要其它設備，如傳統過濾器所需的中間水(shuǐ)箱、高(gāo)揚程大(dà)流量反沖洗水(shuǐ)泵等，而且可以采用(yòng)TIS、LIS等間斷性洗砂控制運行方式，大(dà)大(dà)降低(dī)了(le)運行成本。
活性砂濾池在運行過程中無任何轉動部件，設備簡單、占地面積緊湊，故障率低(dī)，器械活動壽命長，易于維護。
5)易于改擴建，活性砂濾池是單元化安裝和(hé)操作(zuò)的，在實際工(gōng)程中根據水(shuǐ)質水(shuǐ)量的變化，可以随時(shí)調整濾池數量和(hé)控制進出水(shuǐ)，改擴建相對(duì)容易。
6)與常規砂過濾工(gōng)藝相比，可節省30%——40%的化學藥劑，可節省70%的設備空(kōng)間。
當然，作(zuò)爲一種剛剛引入的新型過濾工(gōng)藝，活性砂濾池在工(gōng)程應用(yòng)中也(yě)存在一些(xiē)問題，如跑砂、布水(shuǐ)不均、存在死角等等。
此外(wài)，由于活性砂濾池清洗時(shí)氣、水(shuǐ)、砂三相存在紊流摩擦作(zuò)用(yòng)，對(duì)濾料的強度、均勻性都要求較高(gāo)。
3、超濾
超濾系統作(zuò)爲生活污水(shuǐ)處理(lǐ)系統，以超濾膜爲核心，生活污水(shuǐ)經過超濾膜微孔，能(néng)夠除去污水(shuǐ)内超過0.01μm的顆粒。
超濾技術對(duì)于膠體、病毒、藻類、有機大(dà)分子等也(yě)具有較高(gāo)的去除率。與傳統處理(lǐ)技術應用(yòng)的微濾膜相比，超濾膜孔徑更小(xiǎo)，能(néng)夠直接除去病毒、病原體，因此，超濾技術具有過濾與消毒兩種作(zuò)用(yòng)。
在實際使用(yòng)中，超濾系統設備存在如下(xià)特點：
1)在生活污水(shuǐ)處理(lǐ)中，超濾系統無相變，可在室溫、低(dī)壓下(xià)正常應用(yòng)，具有能(néng)耗低(dī)、應用(yòng)範圍廣泛、耐沖洗、負荷能(néng)力強的特點。
2)超濾系統能(néng)夠将不同分子量物質依照分子量大(dà)小(xiǎo)将其分離。
3)超濾系統在處理(lǐ)生活污水(shuǐ)時(shí)，超濾系統的超濾膜并不會(huì)生成雜(zá)質、脫落，影響過濾水(shuǐ)純淨度，極大(dà)地保障了(le)過濾水(shuǐ)的純淨度及穩定性。
污泥處理(lǐ)工(gōng)藝：重力式帶式濃縮——好(hǎo)氧消化——離心脫水(shuǐ)
4、好(hǎo)氧消化
污泥好(hǎo)氧消化實質上(shàng)是活性污泥法的繼續，其工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)是污泥中的微生物有機體的内源代謝(xiè)過程。
剩餘污泥好(hǎo)氧消化具有穩定和(hé)滅菌的雙重作(zuò)用(yòng)，而且具有投資少、運行管理(lǐ)方便、工(gōng)藝簡單等優點。
傳統污泥好(hǎo)氧消化工(gōng)藝主要通過曝氣使微生物在進入内源呼吸期後進行自(zì)身氧化，從(cóng)而使污泥減量。
目前除傳統好(hǎo)氧消化工(gōng)藝外(wài)，還有缺氧/好(hǎo)氧消化、自(zì)熱高(gāo)溫好(hǎo)氧消化、兩段高(gāo)溫好(hǎo)氧/中溫厭(yàn)氧消化等工(gōng)藝。
與傳統好(hǎo)氧消化工(gōng)藝相比，缺氧/好(hǎo)氧消化工(gōng)藝可以補償堿度，維持pH，但(dàn)是其運行費用(yòng)高(gāo)、污泥停留時(shí)間長、對(duì)病原菌的去除率低(dī)，該工(gōng)藝可用(yòng)于對(duì)傳統好(hǎo)氧消化工(gōng)藝的改造工(gōng)程中；
自(zì)熱高(gāo)溫好(hǎo)氧消化可以有效滅活病原菌，耗能(néng)低(dī)，但(dàn)是存在泡沫問題，動力費用(yòng)高(gāo)。
5、帶式濃縮
帶式濃縮機是一種比較高(gāo)效的污泥脫水(shuǐ)設備，其運行成本較低(dī)，隻需要消耗少量沖洗水(shuǐ)。
和(hé)離心濃縮一樣，在進入設備之前，需要采用(yòng)高(gāo)分子聚合物進行化學預處理(lǐ)，然後導入濾帶後，通過重力壓力作(zuò)用(yòng)水(shuǐ)分會(huì)從(cóng)濾帶滲出來(lái)，從(cóng)而達到(dào)污泥濃縮的目的。
6、離心脫水(shuǐ)
離心脫水(shuǐ)機最關鍵的部件是轉鼓，轉鼓的直徑越大(dà)，脫水(shuǐ)處理(lǐ)能(néng)力越大(dà)，但(dàn)制造及運行成本都相當高(gāo)很(hěn)不經濟。
同時(shí)，轉鼓的長度越長，污泥的含固率就越高(gāo)，但(dàn)轉鼓過長會(huì)使性能(néng)價格比下(xià)降。
使用(yòng)過程中轉鼓的轉速是一個重要的控制參數，控制轉鼓的轉速，使其既能(néng)獲得較高(gāo)的含固率又能(néng)降低(dī)能(néng)耗，是離心脫水(shuǐ)機運行好(hǎo)壞的關鍵。
臭氣處理(lǐ)工(gōng)藝：化學除臭+生物除臭
爲減少藥劑使用(yòng)量和(hé)成本，多哈西部污水(shuǐ)廠(chǎng)采用(yòng)蘇伊士的AzurairTM C化學除臭和(hé)AzurairTM B生物除臭兩種組合系統。
化學除臭法是指利用(yòng)化學方法或者化學物質使構成惡臭的氣體發生化學反應，而轉化爲無毒無害的其他(tā)物質。一般可以分爲燃燒除臭法、活性氧除臭法、高(gāo)能(néng)離子除臭等。
生物法除臭是利用(yòng)在固體填料上(shàng)生長的微生物群落，在常溫常壓下(xià)對(duì)中低(dī)濃度惡臭氣體中的緻臭成分進行生物降解，轉化爲嗅阈值較高(gāo)的低(dī)臭成分。
單一除臭技術的應用(yòng)已無法滿足越來(lái)越嚴格的除臭标準。因此，采用(yòng)多種技術串聯，擁有更高(gāo)去除效率的組合工(gōng)藝成爲合理(lǐ)趨勢。
如果污水(shuǐ)廠(chǎng)内污水(shuǐ)臭氣排放(fàng)濃度低(dī)、氣量大(dà)，以及污泥臭氣排放(fàng)濃度高(gāo)、氣量大(dà)，污水(shuǐ)和(hé)污泥可采用(yòng)不同的除臭工(gōng)藝組合。
先以化學氧化與酸堿吸收爲預處理(lǐ)，将高(gāo)濃度、多組分的惡臭物質降解爲中低(dī)濃度，後利用(yòng)單組或多組生物處理(lǐ)裝置對(duì)惡臭物質進行淨化處理(lǐ)。
02 污水(shuǐ)100%回用(yòng)：盧賽爾Lusail污水(shuǐ)廠(chǎng)
盧賽爾占地38平方公裏，位于卡塔爾首都多哈以北大(dà)約15公裏，它是2022年世界杯決賽地，也(yě)是卡塔爾最大(dà)的可持續發展城(chéng)市。
盧賽爾Lusail污水(shuǐ)廠(chǎng)，日總處理(lǐ)量爲6萬噸，主要采用(yòng)MBR技術。
值得一提的是，Lusail污水(shuǐ)廠(chǎng)處理(lǐ)後的污水(shuǐ)100%回用(yòng)，其中部分污水(shuǐ)将回用(yòng)于2022年世界杯決賽球場在内的體育場使用(yòng)。
由于受使用(yòng)目的和(hé)城(chéng)市建築的限制，要求中水(shuǐ)回用(yòng)水(shuǐ)的水(shuǐ)質良好(hǎo)，不會(huì)産生衛生問題，感官性狀佳，同時(shí)還要求處理(lǐ)流程簡單、占地少、運行穩定、易于管理(lǐ)且适應性強。
而MBR工(gōng)藝恰恰具備了(le)上(shàng)述特點，因此其在日本、卡塔爾等國得到(dào)了(le)廣泛應用(yòng)。
值得一提的是，有研究對(duì)MBR工(gōng)藝的污水(shuǐ)處理(lǐ)效果進行了(le)全面分析，結果表明(míng)活性污泥——平闆膜組合工(gōng)藝不僅可以高(gāo)效去除BOD5和(hé)CODCr，且出水(shuǐ)中不含細菌，可直接作(zuò)爲中水(shuǐ)回用(yòng)。
1、MBR在生活污水(shuǐ)中水(shuǐ)回用(yòng)中的應用(yòng)
生活污水(shuǐ)回用(yòng)中水(shuǐ)指經深度處理(lǐ)的城(chéng)市污水(shuǐ)回用(yòng)于城(chéng)市綠化、車輛沖洗、建築施工(gōng)、沖廁、道(dào)路清掃、消防等。
現(xiàn)在很(hěn)多城(chéng)市已經建立了(le)大(dà)中型生活污水(shuǐ)中水(shuǐ)回用(yòng)系統，具體可見下(xià)圖：
工(gōng)業廢水(shuǐ)中水(shuǐ)回用(yòng)典型工(gōng)藝流程圖
3、微污染水(shuǐ)源中水(shuǐ)回用(yòng)
微污染水(shuǐ)源指地表水(shuǐ)體受到(dào)微污染後經處理(lǐ)後，回用(yòng)于觀賞性景觀環境用(yòng)水(shuǐ)、娛樂性景觀環境用(yòng)水(shuǐ)、濕地環境用(yòng)水(shuǐ)等。
現(xiàn)在，在大(dà)型公園濕地或高(gāo)檔小(xiǎo)區(qū)，小(xiǎo)型的集成式MBR膜生物反應器已經得到(dào)了(le)較好(hǎo)的應用(yòng)。
微污染水(shuǐ)源指地表水(shuǐ)體受到(dào)微污染後經處理(lǐ)後，回用(yòng)于觀賞性景觀環境用(yòng)水(shuǐ)、娛樂性景觀環境用(yòng)水(shuǐ)、濕地環境用(yòng)水(shuǐ)等。
現(xiàn)在，在大(dà)型公園濕地或高(gāo)檔小(xiǎo)區(qū)，小(xiǎo)型的集成式MBR膜生物反應器已經得到(dào)了(le)較好(hǎo)的應用(yòng)。
微污染水(shuǐ)源中水(shuǐ)回用(yòng)典型工(gōng)藝流程圖
03 卡塔爾球場可持續發展策略：節能(néng)減排重複利用(yòng)
卡塔爾球場不僅符合國際足聯要求的最高(gāo)标準，同時(shí)還滿足了(le)全球可持續發展評估系統的四星要求，最大(dà)程度地降低(dī)了(le)球場對(duì)環境的影響。
1、采用(yòng)節能(néng)技術，降低(dī)能(néng)源消耗。
卡塔爾世界杯大(dà)多數球場都采用(yòng)分區(qū)域冷卻系統，通過控制裝置可以單獨給需要冷氣的區(qū)域制冷。
不僅如此，球場都使用(yòng)了(le)高(gāo)效隔熱材料，可以減少建築物的熱量吸收，降低(dī)球場對(duì)空(kōng)調冷氣的需求，減少溫室氣體的排放(fàng)。
2、利用(yòng)可再生能(néng)源，減少電能(néng)消耗。
比如，974球場毗鄰海邊，濱海一側可引入天然海風(fēng)，降低(dī)球場對(duì)制冷系統的需求，減少能(néng)源消耗和(hé)碳排放(fàng)量。
卡塔爾球場在停車場和(hé)周邊區(qū)域安裝了(le)大(dà)量太陽能(néng)照明(míng)，減少電力照明(míng)消耗的能(néng)源；使用(yòng)節能(néng)材料、節水(shuǐ)裝置和(hé)再生材料并實施廢物管理(lǐ)策略，提高(gāo)球場能(néng)源利用(yòng)效率；使用(yòng)太陽能(néng)電池闆爲冷卻系統供電，減少碳排放(fàng)。
3、充分回收水(shuǐ)資源，實現(xiàn)重複利用(yòng)。例如，阿爾貝特球場設計(jì)的中水(shuǐ)回收利用(yòng)——收集冷卻系統中的冷凝水(shuǐ)送往灌溉場，與飲用(yòng)水(shuǐ)混合後用(yòng)于植被的灌溉。
除了(le)用(yòng)于灌溉，處理(lǐ)後的污水(shuǐ)還可用(yòng)于抑塵。在盧塞爾球場附近設有一個臨時(shí)污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)，将工(gōng)人使用(yòng)的生活污水(shuǐ)回收用(yòng)于現(xiàn)場抑塵。
卡塔爾球場不僅符合國際足聯要求的最高(gāo)标準，同時(shí)還滿足了(le)全球可持續發展評估系統的四星要求，最大(dà)程度地降低(dī)了(le)球場對(duì)環境的影響。
1、采用(yòng)節能(néng)技術，降低(dī)能(néng)源消耗。
卡塔爾世界杯大(dà)多數球場都采用(yòng)分區(qū)域冷卻系統，通過控制裝置可以單獨給需要冷氣的區(qū)域制冷。
不僅如此，球場都使用(yòng)了(le)高(gāo)效隔熱材料，可以減少建築物的熱量吸收，降低(dī)球場對(duì)空(kōng)調冷氣的需求，減少溫室氣體的排放(fàng)。
2、利用(yòng)可再生能(néng)源，減少電能(néng)消耗。
比如，974球場毗鄰海邊，濱海一側可引入天然海風(fēng)，降低(dī)球場對(duì)制冷系統的需求，減少能(néng)源消耗和(hé)碳排放(fàng)量。
卡塔爾球場在停車場和(hé)周邊區(qū)域安裝了(le)大(dà)量太陽能(néng)照明(míng)，減少電力照明(míng)消耗的能(néng)源；使用(yòng)節能(néng)材料、節水(shuǐ)裝置和(hé)再生材料并實施廢物管理(lǐ)策略，提高(gāo)球場能(néng)源利用(yòng)效率；使用(yòng)太陽能(néng)電池闆爲冷卻系統供電，減少碳排放(fàng)。
3、充分回收水(shuǐ)資源，實現(xiàn)重複利用(yòng)。例如，阿爾貝特球場設計(jì)的中水(shuǐ)回收利用(yòng)——收集冷卻系統中的冷凝水(shuǐ)送往灌溉場，與飲用(yòng)水(shuǐ)混合後用(yòng)于植被的灌溉。
除了(le)用(yòng)于灌溉，處理(lǐ)後的污水(shuǐ)還可用(yòng)于抑塵。在盧塞爾球場附近設有一個臨時(shí)污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)，将工(gōng)人使用(yòng)的生活污水(shuǐ)回收用(yòng)于現(xiàn)場抑塵。
