城市污水有机物回收
——捕获技术研究进展

郭超然，黄勇，3，朱文娟，陈丽媛，王灵芝，张悦，徐楚天，李大鹏，3

（1 苏州科技大学环境科学与工程学院，江苏苏州215009；2 苏州科技大学环境生物与技术研究所，江苏苏州215009；3 城市生活污水资源化利用技术国家地方联合工程实验室，江苏苏州215009）

目前，我国三千多座城市污水处理厂年耗电量超过100亿千瓦时，占社会总能耗的2%以上[1]。多数城市污水处理厂采用的好氧生物处理单元占据了污水处理厂近一半的电力消耗（约0.23～0.3kW·h/m3）[2-3]，并因氧化进水30%～60%的有机物而造成了大量的CO2排放[4-5]。一座中型的污水处理厂（105m3/d）每日的CO2排放等同于6000辆轿车的排放量[6]。实际上，化学需氧量（COD）为400～800mg/L的城市生活污水中蕴含的潜在化学能高达1.54～3.08kW·h/m3[7-8]。若将60%～70%的污水有机物转化为沼气能源并加以回收利用，即可满足污水处理厂的能量需求[5]。因此，污水处理厂具有成为能源供给方的能力，而不仅仅是能源的消耗方[6]。近年来，城市污水能耗中和的概念被广泛提及，其目标是实现污水处理厂的能源自给甚至外部输出。除了能源化，多样的有机物产品化途径也使其回收愈发具备吸引力。

一般认为，COD 达到2000mg/L 以上是直接厌氧能源化的适宜浓度[9]。而城市污水流量大、温度低、组分复杂、有机负荷强度低等特点使得直接进行厌氧甲烷化难以兼备经济性[10-11]。同样，经济地将有机物产品化回收需要构建在获得高浓度的有机物之上。因此，将污水中有机物进行富集和浓缩是回收和利用的前提，也是污水“碳捕获/碳收割”（organics capture/carbon harvesting）的目的和意义。……