新加坡土地紧缺、资源匮乏，而其所创造出的经济奇迹令世界刮目相看。这其中，新加坡对水的重视是保证其经济可持续发展的坚实基础。每年一度的新加坡国际水周（SIWW）和着名的李光耀“水源大奖”吸引着全球水资源、水处理专家、学者共赴盛会。这就为新加坡再生水发展计划提供了得天独厚的技术咨询与支持条件，使他们（新加坡公用事业局，PUB）审时度势地制定出能源自给自足三阶段发展目标，并根据自身环境特点和地理优势筛选出适宜技术。至2030年，新加坡将通过改造、关闭、新建再生水厂，与国际同步，以渐进方式最终逼近碳中和运行目标。

 

 

 

　　针对随着污水处理量的增加，污水厂能耗也会顺势攀升的趋势，新加坡公用事业局（PUB）正着眼于技术升级和设备改造，以适应未来再生水厂的应用需要。PUB制定出3个关键评价标准：出水水质、能源可持续性、环境可持续性，用以考察技术升级和设备改造可否取得预期阶段性控制目标。基于此标准，分析相关污水处理技术水平和节能降耗效果，已制定出污水处理工艺能源自给率三阶段目标：

　　①近期目标（2017年）——改造棕色水厂（Brownfield）。

　　②短期目标（2022年）——关闭部分棕色水厂，新建绿色水厂（Greenfield）。

　　③长期目标——未来绿色水厂（Greenfield）。利用目前实验室中试技术（或建议技术），使能源自给率超过100%，并降低剩余污泥产量。

　　1、棕色水厂改造案例（乌鲁班丹再生水厂）

　　棕色水厂改造将在未来5年内集中进行，通过技术升级和设备改造去实现40%的能源自给率计划目标。目前，新加坡共有4座再生水厂：樟宜、裕廊、克兰芝及乌鲁班丹。其中，裕廊再生水厂和乌鲁班丹再生水厂计划于2022年前关闭，樟宜再生水厂在技术升级和设备改造后将继续运行。

　　再生水厂改造主要包括基础设备改造和工艺改造两部分，其中基础设备改造主要以提升设备效率、降低能耗为手段，以达节能降耗目标。工艺改造则以增加侧流ANAMMOX自养脱氮工艺、MBR及污泥预处理手段为主，以降低能耗。

 

 

 

 

 

　　目前，新加坡计划改造乌鲁班丹再生水厂。乌鲁班丹再生水厂1961年开始运行，经过扩建和升级改造，目前为新加坡第二大再生水处理厂。为简化能耗计算，再生水厂工艺流程全部被视作A/O工艺，如图1所示。

 

 

 

　　对比UPWRP水厂与奥地利Strass污水厂总体能量消耗、COD物料平衡，见下表，可以看出UPWRP污水厂COD转化能耗潜力很大。

 

 

 

 

　　乌鲁班丹再生水厂改造将从减少能耗，增加产电量入手。具体工艺改造措施包括：对污泥实施预处理、采用MBR工艺、增加侧流ANAMMOX工艺（见图2）。备升级措施为：采用高效智能化控制、通过变频器与进口叶轮控制优化鼓风机效率并应用微孔曝气；同时，利用高效沼气发电机代替原有双燃料发电机，以提高产电量。

 

 

　　2 、新建绿色水厂案例（大士再生水厂设计）

　　在未来5~10年中，新加坡PUB将建设能源自给率更高的再生水厂，以达到其设定的短期目标。新建再生水厂工艺选择主要参考三方面内容：

　　①将进水中有机物（COD）先于生物处理工艺截留并转化为能源（CH4）；

　　②减少生物处理曝气的使用量；

　　③提升水厂能源产量。新建再生水厂除优先采用MBR、侧流ANAMMOX、污泥预处理等技术外，同时还将考虑采用生物强化吸附预处理（Bio-EPT）、升流式厌氧污泥床（UASB）、短程反硝化（Nitrite-shunt）工艺，并考虑厨余垃圾厌氧共消化技术（Food waste co digestion），进一步提高水厂能源自给率。

　　目前，新加坡PUB正计划建造大士再生水厂，将于2016年开工新建，并于2022年投入运行，其工艺流程如图3所示。

 

 

 

　　3、长期目标——未来绿色水厂

　　新加坡未来绿色水厂目标是，2030年后达到能源自给自足、实现碳中和运行目标。两个再生水厂工艺方案目前正在实验室中进行测试。在长期目标中，主流ANAMMOX工艺是最有可能实现再生水厂能源自给自足的保障工艺。为此，新加坡将加大对这一工艺的研究力度。

　　4、结语

　　新加坡在解决水的问题上与国际同步，其污水不仅仅是处理而是再生回用的思路也源于国际可持续水处理技术理念，所采用和将要升级改造的技术也与国际并齐。虽然新加坡目前再生水厂数量有限，能源、资源回收率还不是很高，但是新加坡PUB已向国际看齐，在能源自给率上已制定出分阶段实施目标和应用技术，并计划在2030年后全面实现其再生水厂能源自给率达100%，达到碳中和运行目标。新加坡PUB的再生水厂发展思路、技术路线、预期目标对我国未来污水处理技术发展方向也有一定的思想启迪。