北京時間11月20日22時40分，卡塔爾世，界杯正式拉開帷幕。
對于鐵桿球迷來說，這屆世，界杯不容錯過，因為“梅羅”的最后一舞，黃金一代的謝幕演出。對于小編這種路人來說，這屆世，界杯也是不容錯過的，畢竟卡塔爾為此花費了2290億美元。就沖著“大開眼界”這四個字，也得把這屆世，界杯“一集不落”的追完。
打個比方，拿著這些錢，你可以舉辦458次美國世，界杯，18次日本冬季奧，運會；你可以踹走馬斯克，穩(wěn)做世界首富；你還可以A股上市公司隨便買，當然茅臺除外。那么，這2290億美元都花在什么地方了？據(jù)了解，卡塔爾花費150億在多哈外海建造了一座人工島，花費450億美元建造了一座沙漠城市-盧塞爾。說到這里，我們就不得不回歸主題，把視角從世，界杯轉移到這兩座城市的污水處理廠上。
卡塔爾最大污水廠：多哈西部污水處理廠
多哈，是卡塔爾的首都，總面積為132平方公里，相等于北京朝陽區(qū)的1/3。
它擁有目前卡塔爾最大的污水處理廠——多哈西部污水廠，總日處理量約為28萬噸。
污水處理工藝：格柵——沉砂——活性污泥工藝——二沉池——砂濾池——超濾——氯氣消毒（第五次擴建改為紫外線消毒）常規(guī)的工藝就不做介紹了，主要說說砂濾池、超濾、氯氣消毒和紫外線消毒。在多哈西部污水廠第五次擴建過程中，將原來的氯氣消毒改為紫外消毒，其目的是為了防止氯氣泄漏造成事故和杜絕消毒副產物的產生。1）針對性：紫外線消毒是去掉其繁殖能力進行滅活，因此對絕大多數(shù)病毒、細菌等都具有滅活效果；氯化消毒， 其最大的問題是對某些病毒、芽孢無效。2）副產物：由于紫外線消毒技術不加入任何化學藥劑，因此紫外線不會對水體和周圍環(huán)境產生二次污染，不會改變水中任何成分；次氯酸鈉消毒會產生較多的消毒副產物，如三氯，乙酸、酸、二氨乙酸、氯仿等；尾水經液氯消毒后，殘毒產生臭味，有強烈刺激性，消毒過程中產生有毒的消毒副產物。3）運行管理：紫外線消毒以電為動力，日常操作方便，紫外燈管和石英套管只需定期更換清除；次氯酸鈉消毒液不宜長久儲存， 一般僅備用幾天的用量以滿足消毒效果；氯氣風險較高，安全注意事項多，管理相對復雜。4）后續(xù)消毒作用：紫外線消毒法不能提供剩余的消毒能力，當處理水離開反應器之后， 一些被紫外線殺傷的微生物在光復活機制下會修復損傷的 DNA 分子，使細菌再生；液氯消毒后，尾水中尚有一定的余氯存在，液氯消毒具有剩余消毒能力。5）水質要求：紫外線消毒工藝對紫外光穿透率較低的水質（SS高于30mg/L的污水）并不適用，不但會增加能耗，還會造成消毒效果不好，對于經過二級處理的污水和再生水，紫外穿透率一般為40~80%，采用紫外線消毒方式是不錯的選擇；氯化消毒對水質要求不高， 一般都可滿足污水處理尾水水質達標要求。6）處理接觸時間：液氯消毒接觸時間一般在10～30min，次氯酸鈉消毒時間略短，紫外線消毒時間最短。活性砂濾池在國外作為市政污水處理廠的深度處理工藝之一，它與普通砂濾池相比的主要特點是能自動、連續(xù)地進行濾層清洗更新。典型的活性砂濾池的結構如下圖所示： 1）過濾效果好，出水水質穩(wěn)定。由于過濾器反沖洗連續(xù)均勻地運行，該過濾系統(tǒng)能24小時連續(xù)工作，無需停機反沖洗。整個過濾過程濾料為流動狀態(tài)，無濾料板結問題，濾料清潔及時，可保證穩(wěn)定、高效的過濾效果，出水水質無周期性波動；對SS具有穩(wěn)定良好的去除效果，對有機物和TN、TP也有一定去除效果。2）水力分布均勻。采用單級濾料，無需級配，沒有水力分布不均。3）無需絮凝池、澄清池等設施，過濾系統(tǒng)利用率高，一次性投資低。4）運維費用低，濾池運行只需配備空壓機和水泵，反沖洗不需要其它設備，如傳統(tǒng)過濾器所需的中間水箱、高揚程大流量反沖洗水泵等，而且可以采用TIS、LIS等間斷性洗砂控制運行方式，大大降低了運行成本。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，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操作的，在實際工程中根據(jù)水質水量的變化，可以隨時調整濾池數(shù)量和控制進出水，改擴建相對容易。6）與常規(guī)砂過濾工藝相比，可節(jié)省30%～40%的化學藥劑，可節(jié)省70%的設備空間。當然，作為一種剛剛引入的新型過濾工藝，活性砂濾池在工程應用中也存在一些問題，如跑砂、布水不均、存在死角等等。此外，由于活性砂濾池清洗時氣、水、砂三相存在紊流摩擦作用，對濾料的強度、均勻性都要求較高。超濾系統(tǒng)作為生活污水處理系統(tǒng)，以超濾膜為核心，生活污水經過超濾膜微孔，能夠除去污水內超過0.01μm的顆粒。超濾技術對于膠體、病毒、藻類、有機大分子等也具有較高的去除率。與傳統(tǒng)處理技術應用的微濾膜相比，超濾膜孔徑更小，能夠直接除去病毒、病原體，因此，超濾技術具有過濾與消毒兩種作用。在實際使用中，超濾系統(tǒng)設備存在如下特點：1）在生活污水處理中，超濾系統(tǒng)無相變，可在室溫、低壓下正常應用，具有能耗低、應用范圍廣泛、耐沖洗、負荷能力強的特點。2）超濾系統(tǒng)能夠將不同分子量物質依照分子量大小將其分離。3）超濾系統(tǒng)在處理生活污水時，超濾系統(tǒng)的超濾膜并不會生成雜質、脫落，影響過濾水純凈度，極大地保障了過濾水的純凈度及穩(wěn)定性。污泥處理工藝：重力式帶式濃縮——好氧消化——離心脫水污泥好氧消化實質上是活性污泥法的繼續(xù)，其工作原理是污泥中的微生物有機體的內源代謝過程。剩余污泥好氧消化具有穩(wěn)定和滅菌的雙重作用，而且具有投資少、運行管理方便、工藝簡單等優(yōu)點。傳統(tǒng)污泥好氧消化工藝主要通過曝氣使微生物在進入內源呼吸期后進行自身氧化，從而使污泥減量。目前除傳統(tǒng)好氧消化工藝外，還有缺氧/好氧消化、自熱高溫好氧消化、兩段高溫好氧/中溫厭氧消化等工藝。與傳統(tǒng)好氧消化工藝相比，缺氧/好氧消化工藝可以補償堿度，維持pH，但是其運行費用高、污泥停留時間長、對病原菌的去除率低，該工藝可用于對傳統(tǒng)好氧消化工藝的改造工程中；自熱高溫好氧消化可以有效滅活病原菌，耗能低，但是存在泡沫問題，動力費用高。帶式濃縮機是一種比較高效的污泥脫水設備，其運行成本較低，只需要消耗少量沖洗水。和離心濃縮一樣，在進入設備之前，需要采用高分子聚合物進行化學預處理，然后導入濾帶后，通過重力壓力作用水分會從濾帶滲出來，從而達到污泥濃縮的目的。離心脫水機最關鍵的部件是轉鼓，轉鼓的直徑越大，脫水處理能力越大，但制造及運行成本都相當高很不經濟。同時，轉鼓的長度越長，污泥的含固率就越高，但轉鼓過長會使性能價格比下降。使用過程中轉鼓的轉速是一個重要的控制參數(shù)，控制轉鼓的轉速，使其既能獲得較高的含固率又能降低能耗，是離心脫水機運行好壞的關鍵。為減少藥劑使用量和成本，多哈西部污水廠采用蘇伊士的AzurairTM C化學除臭和AzurairTM B生物除臭兩種組合系統(tǒng)。化學除臭法是指利用化學方法或者化學物質使構成惡臭的氣體發(fā)生化學反應，而轉化為無毒無害的其他物質。一般可以分為燃燒除臭法、活性氧除臭法、高能離子除臭等。生物法除臭是利用在固體填料上生長的微生物群落，在常溫常壓下對中低濃度惡臭氣體中的致臭成分進行生物降解，轉化為嗅閾值較高的低臭成分。單一除臭技術的應用已無法滿足越來越嚴格的除臭標準。因此，采用多種技術串聯(lián)，擁有更高去除效率的組合工藝成為合理趨勢。如果污水廠內污水臭氣排放濃度低、氣量大，以及污泥臭氣排放濃度高、氣量大，污水和污泥可采用不同的除臭工藝組合。先以化學氧化與酸堿吸收為預處理，將高濃度、多組分的惡臭物質降解為中低濃度，后利用單組或多組生物處理裝置對惡臭物質進行凈化處理。盧賽爾占地38平方公里，位于卡塔爾首都多哈以北大約15公里，它是2022年世，界杯決賽地，也是卡塔爾最大的可持續(xù)發(fā)展城市。盧賽爾Lusail污水廠，日總處理量為6萬噸，主要采用MBR技術。值得一提的是，Lusail污水廠處理后的污水100%回用，其中部分污水將回用于2022年世，界杯決賽球場在內的體育場使用。由于受使用目的和城市建筑的限制，要求中水回用水的水質良好，不會產生衛(wèi)生問題，感官性狀佳，同時還要求處理流程簡單、占地少、運行穩(wěn)定、易于管理且適應性強。而MBR工藝恰恰具備了上述特點，因此其在日本、卡塔爾等國得到了廣泛應用。值得一提的是，有研究對MBR工藝的污水處理效果進行了全面分析，結果表明活性污泥－平板膜組合工藝不僅可以高效去除BOD5和CODCr，且出水中不含細菌，可直接作為中水回用。生活污水回用中水指經深度處理的城市污水回用于城市綠化、車輛沖洗、建筑施工、沖廁、道路清掃、消防等。現(xiàn)在很多城市已經建立了大中型生活污水中水回用系統(tǒng)，具體可見下圖：
生活污水中水回用典型工藝流程
中水回用在工業(yè)領域主要應用在冷卻水和洗滌用水、鍋爐補給用水、冷凝水回用、工藝與產品用水方面，必要時MBR可以和超濾或者反滲透聯(lián)合使用，以達到用戶要求。MBR在工業(yè)廢水中水回用處理中的應用范圍也逐步拓寬，由開始主要在火電廠、煤化工行業(yè)等耗水大戶推行中水回用拓展到如今的多種行業(yè)。如處理焦化廢水、農藥廢水、精細化工生產廢水、 化妝品生產廢水、紡織印染廢水、油墨染料廢水、造紙廢水、養(yǎng)殖廢水等，均獲得了良好的處理效果。
工業(yè)廢水中水回用典型工藝流程圖
3、微污染水源中水回用
微污染水源指地表水體受到微污染后經處理后，回用于觀賞性景觀環(huán)境用水、娛樂性景觀環(huán)境用水、濕地環(huán)境用水等。
現(xiàn)在，在大型公園濕地或高檔小區(qū)，小型的集成式MBR膜生物反應器已經得到了較好的應用。
微污染水源中水回用典型工藝流程圖
卡塔爾球場可持續(xù)發(fā)展策略：節(jié)能減排重復利用
卡塔爾球場不僅符合國際足聯(lián)要求的最高標準，同時還滿足了全球可持續(xù)發(fā)展評估系統(tǒng)的四星要求，最，大程度地降低了球場對環(huán)境的影響。
1、采用節(jié)能技術，降低能源消耗。
卡塔爾世，界杯大多數(shù)球場都采用分區(qū)域冷卻系統(tǒng)，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，球場都使用了高效隔熱材料，可以減少建筑物的熱量吸收，降低球場對空調冷氣的需求，減少溫室氣體的排放。
2、利用可再生能源，減少電能消耗。
比如，974球場毗鄰海邊，濱海一側可引入天然海風，降低球場對制冷系統(tǒng)的需求，減少能源消耗和碳排放量。
卡塔爾球場在停車場和周邊區(qū)域安裝了大量太陽能照明，減少電力照明消耗的能源；使用節(jié)能材料、節(jié)水裝置和再生材料并實施廢物管理策略，提高球場能源利用效率；使用太陽能電池板為冷卻系統(tǒng)供電，減少碳排放。
3、充分回收水資源，實現(xiàn)重復利用。例如，阿爾貝特球場設計的中水回收利用——收集冷卻系統(tǒng)中的冷凝水送往灌溉場，與飲用水混合后用于植被的灌溉。
除了用于灌溉，處理后的污水還可用于抑塵。在盧塞爾球場附近設有一個臨時污水處理廠，將工人使用的生活污水回收用于現(xiàn)場抑塵。
