新加坡土地緊缺、資源匱乏，而其所創造出的經濟奇跡令世界刮目相看。這其中，新加坡對水的重視是保證其經濟可持續發展的堅實基礎。每年一度的新加坡國際水周（SIWW）和著名的李光耀“水源大獎”吸引著全球水資源、水處理專家、學者共赴盛會。這就為新加坡再生水發展計劃提供了得天獨厚的技術咨詢與支持條件，使他們（新加坡公用事業局，PUB）審時度勢地制定出能源自給自足三階段發展目標，并根據自身環境特點和地理優勢篩選出適宜技術。至2030年，新加坡將通過改造、關閉、新建再生水廠，與國際同步，以漸進方式最終逼近碳中和運行目標。

 

 

 

　　針對隨著污水處理量的增加，污水廠能耗也會順勢攀升的趨勢，新加坡公用事業局（PUB）正著眼于技術升級和設備改造，以適應未來再生水廠的應用需要。PUB制定出3個關鍵評價標準：出水水質、能源可持續性、環境可持續性，用以考察技術升級和設備改造可否取得預期階段性控制目標。基于此標準，分析相關污水處理技術水平和節能降耗效果，已制定出污水處理工藝能源自給率三階段目標：

　　①近期目標（2017年）——改造棕色水廠（Brownfield）。

　　②短期目標（2022年）——關閉部分棕色水廠，新建綠色水廠（Greenfield）。

　　③長期目標——未來綠色水廠（Greenfield）。利用目前實驗室中試技術（或建議技術），使能源自給率超過100%，并降低剩余污泥產量。

　　1、棕色水廠改造案例（烏魯班丹再生水廠）

　　棕色水廠改造將在未來5年內集中進行，通過技術升級和設備改造去實現40%的能源自給率計劃目標。目前，新加坡共有4座再生水廠：樟宜、裕廊、克蘭芝及烏魯班丹。其中，裕廊再生水廠和烏魯班丹再生水廠計劃于2022年前關閉，樟宜再生水廠在技術升級和設備改造后將繼續運行。

　　再生水廠改造主要包括基礎設備改造和工藝改造兩部分，其中基礎設備改造主要以提升設備效率、降低能耗為手段，以達節能降耗目標。工藝改造則以增加側流ANAMMOX自養脫氮工藝、MBR及污泥預處理手段為主，以降低能耗。

 

 

 

 

 

　　目前，新加坡計劃改造烏魯班丹再生水廠。烏魯班丹再生水廠1961年開始運行，經過擴建和升級改造，目前為新加坡第二大再生水處理廠。為簡化能耗計算，再生水廠工藝流程全部被視作A/O工藝，如圖1所示。

 

 

 

　　對比UPWRP水廠與奧地利Strass污水廠總體能量消耗、COD物料平衡，見下表，可以看出UPWRP污水廠COD轉化能耗潛力很大。

 

 

 

 

　　烏魯班丹再生水廠改造將從減少能耗，增加產電量入手。具體工藝改造措施包括：對污泥實施預處理、采用MBR工藝、增加側流ANAMMOX工藝（見圖2）。備升級措施為：采用高效智能化控制、通過變頻器與進口葉輪控制優化鼓風機效率并應用微孔曝氣；同時，利用高效沼氣發電機代替原有雙燃料發電機，以提高產電量。

 

 

　　2 、新建綠色水廠案例（大士再生水廠設計）

　　在未來5~10年中，新加坡PUB將建設能源自給率更高的再生水廠，以達到其設定的短期目標。新建再生水廠工藝選擇主要參考三方面內容：

　　①將進水中有機物（COD）先于生物處理工藝截留并轉化為能源（CH4）；

　　②減少生物處理曝氣的使用量；

　　③提升水廠能源產量。新建再生水廠除優先采用MBR、側流ANAMMOX、污泥預處理等技術外，同時還將考慮采用生物強化吸附預處理（Bio-EPT）、升流式厭氧污泥床（UASB）、短程反硝化（Nitrite-shunt）工藝，并考慮廚余垃圾厭氧共消化技術（Food waste co digestion），進一步提高水廠能源自給率。

　　目前，新加坡PUB正計劃建造大士再生水廠，將于2016年開工新建，并于2022年投入運行，其工藝流程如圖3所示。

 

 

 

　　3、長期目標——未來綠色水廠

　　新加坡未來綠色水廠目標是，2030年后達到能源自給自足、實現碳中和運行目標。兩個再生水廠工藝方案目前正在實驗室中進行測試。在長期目標中，主流ANAMMOX工藝是最有可能實現再生水廠能源自給自足的保障工藝。為此，新加坡將加大對這一工藝的研究力度。

　　4、結語

　　新加坡在解決水的問題上與國際同步，其污水不僅僅是處理而是再生回用的思路也源于國際可持續水處理技術理念，所采用和將要升級改造的技術也與國際并齊。雖然新加坡目前再生水廠數量有限，能源、資源回收率還不是很高，但是新加坡PUB已向國際看齊，在能源自給率上已制定出分階段實施目標和應用技術，并計劃在2030年后全面實現其再生水廠能源自給率達100%，達到碳中和運行目標。新加坡PUB的再生水廠發展思路、技術路線、預期目標對我國未來污水處理技術發展方向也有一定的思想啟迪。