如果你是某水務公司的工程師，某天你的大老板把你和你的團隊叫到辦公室，說要給你20億人民幣，建一個全世界資源回收率最高的污水處理廠。你一開始可能覺得老板在開玩笑，但當他說他是認真的時候，你會不會覺得這是你夢想成真的時刻呢？
此時此刻，世界各地的污水處理工程師可能都很羨慕丹麥Aarhus水務的同行們，因為他們就遇上了這樣的大好事。從2017年開始，他們就計劃要在其管轄的Marselisborg污水廠附近打造一座更大更先進的污水廠。目標很簡單，但也很明確——就是要成為世界上資源利用效率最高的污水處理廠。
中國人很少聽說過的Aarhus小城，為何有底氣建造世界標桿級的大工程呢？他們又將如何實現(xiàn)這一大計呢？在本期微信推送里將帶大家一探究竟。
Aarhus水務早在2005年就開始了積極籌劃水務運營節(jié)能減耗的大計。首先，他們將當?shù)?4座污水處理廠精簡為4座，其中最大的是Marselisborg污水廠。Marselisborg污水廠日平均處理量為27500m3。通過10年的優(yōu)化，該污水廠在2016年的污水產(chǎn)電量就能滿足自身的能耗，而且還有約50%（2014年為40%）的電力盈余。除此以外，還有2.5GW的熱能可輸送給當?shù)氐墓┡到y(tǒng)。通過對污水處理廠系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，Aarhus水務已經(jīng)完全實現(xiàn)能量的中和。
僅僅通過傳統(tǒng)的厭氧消化是不可能幫助Marselisborg污水廠實現(xiàn)能量盈余的，它的運行優(yōu)化是全方位的，下邊是Aarhus水務對Marselisborg污水廠實施的一系列能耗優(yōu)化措施：
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SCADA系統(tǒng)運行，在線控制曝氣、氨氮、硝態(tài)氮和磷的水平，以及對硝化/反硝化工藝的控制；
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用ABS HST渦輪壓縮機取代高真空渦輪鼓風機(HV Turbo Blower)，提高曝氣的效率；
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用能效更優(yōu)的丹麥Alfa Laval G3離心機替代之前的Alfa Laval 550；
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用三個熱電聯(lián)產(chǎn)的沼氣燃機(CHP) 取代舊款燃氣發(fā)電機
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污泥處理改用厭氧氨氧化工藝，主流線也有厭氧氨氧化工藝(Nitrite Shunt)
事實上，在2006-2016年間，Marselisborg污水廠的升級改造已經(jīng)相當成功。但Aarhus水務并不滿足于此。他們已經(jīng)做好了未來的規(guī)劃和準備——在未來10年，Aarhus的污水廠會進一步縮減，將從目前的4個減至2個，其中一座的規(guī)模將高達50萬人口當量，它將取代現(xiàn)有的Marselisborg污水廠。名字也已經(jīng)取好了，就是Aarhus Rewater。
為什么要建一個新的污水廠？這是因為Aarhus的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，該市的人口以每年6000人的速度增長。這個增長速度會使Marselisborg污水廠很快超負荷運行，而現(xiàn)在的廠址Tangkrogen位于Marselisborg森林和港口之間，那里的空間沒有辦法進行原位擴建。為了要滿足預期的人口增長，他們需要新建ReWater污水廠來取代舊廠，而且要將運營成本降低40%。
其實，Aarhus水務公司現(xiàn)在的“遲疑不決”是有道理的，因為污水處理界的社會需求似乎發(fā)生著新的變化。以污水中的新興污染物為例，這是過去的污水處理設計中從未考慮的問題，未來污水廠要為此尋找答案。Aarhus水務認為他們需要更靈活的設計架構來應對這些持續(xù)變化的挑戰(zhàn)。
原則一，360°全方位分析
對與新水廠建設相關的潛在創(chuàng)新進行全方位分析，并以此作為策略制定的基礎。根據(jù)這全方位分析，他們將15個挑戰(zhàn)問題分成了四大類別，如下圖所示：
原則二，創(chuàng)新和基礎設施的分離
在施工前完成創(chuàng)新測試，因為規(guī)劃和施工再創(chuàng)新的成本和難度都很大。
原則三，持續(xù)學習型的污水廠
Aarhus水務的目標不是建造一座未來百年一成不變的工廠。相反，他們要打造一個不斷擴展知識、不斷改進的污水廠，既解決已知的需求，也為未知的探索留出空間。
原則四，做好對意外的準備
Aarhus水務認為要指望水圈內的人來創(chuàng)新太難了，因此需要從圈外人那里獲得靈感和啟發(fā)，特別是那些兼具學術深度和跨界思考能力的圈外專家。
原則五，做好知識之間的溝通
ReWater水廠要促進外來新知識和建廠人員的內行專業(yè)知識之間的有效交流，確保兩者之間的互動和協(xié)作，為可行的新想法留出空間。
原則六，全方位激活
ReWater水廠是一個在多維度同時進行的項目，因此要在水廠、城市和丹麥水資源集群之間建立連貫性，以確保最終獨一無二的結果。
基于這六大原則，Aarhus邀請企業(yè)、供應商、研究機構等在早期就參與到項目中來，以求盡快解決上述的15大挑戰(zhàn)。因為他們的目標不僅僅是要建一個新的污水處理廠，更是一個資源回收工廠。
他們已經(jīng)在考察一系列先進的技術方案，例如更好的碳捕捉、主流厭氧氨氧化、ORC廢氣能量回收等工藝技術和更先進的控制系統(tǒng)，涉及的主要技術包括了Salsnes、EssDe? 和 DEMON ? 等。他們要將污水變成一種資源，并借此出售能源、提取有價值的金屬、回收氮磷等肥料，將污水處理變成正收益的生意。
例如，他們正在積極優(yōu)化對降雨事件的預測，以便更好地管理污水收集工作。
他們有雨水的貯存空間，這些緩沖容量能夠減少雨污溢流的發(fā)生，同時能更精準地計算在雨天進入污水處理廠的流量。這些工作的最終目的都是實現(xiàn)能耗最小化。
Aarhus水務的首席數(shù)字信息官 Jesper Kjelds 表示：“我們正在以此為基礎構建我們的數(shù)字化藍圖。屆時，所有的一切都實現(xiàn)數(shù)字化。那些通過物聯(lián)網(wǎng)設備收集的數(shù)據(jù)將成為未來 ReWater資源工廠的關鍵部分。數(shù)字化已經(jīng)寫進了ReWater水廠的DNA中。”
2009年，哥本哈根市政府通過了《哥本哈根氣候計劃書》，定立了兩步走的目標：到2015年，CO2排放量要同比2011年減排20%，并在2025年實現(xiàn)碳中和。Aarhus水務即將打造的這座污水資源回收工廠，是他們對丹麥碳中和的響應。據(jù)介紹，這座污水廠有望在2028年投產(chǎn)運行。屆時，丹麥將有很多世界知名的建筑設計公司，新水廠的模樣值得我們期待。
想了解Aarhus ReWater最新消息的讀者，可以點擊閱讀原文瀏覽項目英文官網(wǎng)獲得最新資訊：
https://www.youtube.com/watch?v=7KZTST_I7sI https://www.aarhusvand.dk/en/international/our-solutions/wastewater/aarhus-rewater/status-right-now/ https://www.aquatechtrade.com/news/wastewater/digital-blueprint-for-water-innovation/ https://deltag.aarhus.dk/hoering/debatoplaeg-helhedsplan-tangkrogen https://www.idrica.com/blog/digital-twins-aquatech-breakouts/ https://www.aquatechtrade.com/news/utilities/digital-twins-drive-better-utility-collaboration/ https://v.qq.com/x/page/b3276o7u6y7.html
