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全國目前約有78%的城鎮(zhèn)河段不適宜作為飲用水源,，50%的城鎮(zhèn)地下水受到污染，在缺水的城鎮(zhèn)中60%~70%是水質(zhì)型缺水,，飲水安全保障程度低,。造成水污染的主要原因是生活污染加劇,、工業(yè)污染向農(nóng)村轉(zhuǎn)移、面源污染加重,。
隨著供水需求量的增加,，“新國標”對水質(zhì)要求提高，因此,，提高凈水技術(shù),，改造供水工藝和設(shè)施是污水廠老設(shè)備所面臨的挑戰(zhàn)。然而,，污水處理能力升級,，不僅僅是提高去除污染物的能力，而是改變新思路,，更應(yīng)該在節(jié)能,、資源回收、環(huán)境友好方向上發(fā)展,。

傳統(tǒng)的A20法(厭氧-缺氧-好氧法),、氧化溝法或者SBR法(序批式活性污泥法)在污水處理上發(fā)揮了重要作用。同時,，一些新技術(shù)比如雙膜法,、源分離技術(shù)、厭氧氨氧化技術(shù)等都在概念上和工藝上對傳統(tǒng)的活性污泥法提出了挑戰(zhàn),。
新式的污水處理廠在美國和新加坡早已實行,，上世紀60年代,，美國提出具有超前思維的“21世紀水廠”概念,，將污水處理標準提升至飲用水級別，對行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生深遠影響,；新加坡開發(fā)了Newwater工藝,，通過傳統(tǒng)的生物處理加雙膜法，實現(xiàn)了從污水到飲用水的深度回用,，帶動了新加坡水業(yè)的跨躍式發(fā)展,，使其一躍成為世界性水務(wù)中心。

新式污水處理廠與傳統(tǒng)污水處理廠的不同,，在于更強調(diào)對污染物的削減作用,，同時統(tǒng)籌考慮資源回收、能量轉(zhuǎn)化,、有害有毒污染物去除,。污水中潛在的能量是處理它所需要能量的10倍，如果能將這些潛在能量加以利用,，市場前景將十分巨大,。轉(zhuǎn)向新的理念，使物質(zhì)能夠資源化、能源能夠自給,，這是污水處理發(fā)展的必由之路

美國城鎮(zhèn)污水處理電耗占全社會總電耗的3%,，以色列為10%，中國城鎮(zhèn)污水處理電耗已突破100億kWh,。全球每日產(chǎn)生的污水潛能相當于1億噸標準燃油的能量,。一些地區(qū)部分污水處理廠能源自給率可達到60%以上，甚至完全自給,。奧地利Strass城市污水處理廠,，采用A/B兩段生物處理法，處理規(guī)模為25000m3/d,，1996年就達到能量自給率49%,，2006年就達到108%。
從國際經(jīng)驗來看,，中國是世界上唯一一個10年內(nèi)污水處理量翻番的大國,。10年后我國的污水處理量將與美國污水處理能力相當。如果達到同樣的處理量和現(xiàn)有水質(zhì)的話,，使用的電能又將是多少,？如此巨大的電能消耗將給環(huán)境、資源造成巨大的負擔,。實現(xiàn)能量,、水、營養(yǎng)物回收可以構(gòu)成三位一體的發(fā)展模式,，這樣可以回收和節(jié)省大量能源和資源,。新式污水處理廠要合理利用有機物富含的碳源，建立新工藝,、新技術(shù),、新裝備以及創(chuàng)新運營方式來實現(xiàn)能源自給。

中國的污水處理概念廠有4方面的追求,，即追求水資源可持續(xù)循環(huán)利用,、追求提高能源自給率、追求物質(zhì)合理循環(huán),、追求環(huán)境友好,。而這4個追求也影響到概念廠核心技術(shù)的應(yīng)用。

哪些技術(shù)在污水處理概念廠的建設(shè)中是核心技術(shù),？新式污水處理廠的建設(shè)應(yīng)該是系統(tǒng)集成,，是概念、技術(shù),、管理,、運行,、控制的集成，因此,，智能化在概念廠的建設(shè)過程中尤為重要,。同時，能量轉(zhuǎn)化,、資源回收和水質(zhì)保障技術(shù)將是廠建設(shè)的核心技術(shù),。

新式污水處理廠對技術(shù)設(shè)備都提出了更高的要求，預(yù)計其建設(shè)費用應(yīng)該至少是現(xiàn)在一般污水處理廠的1.5倍左右,。但是如果能做到能源自給自足,、運行控制能耗良好，則運行費用一定會低于現(xiàn)在的污水處理廠,。