记者近日获悉,6位环境领域知名(ming)专(zhuan)家发起设(she)立中国污(wu)水处(chu)理概念(nian)厂专(zhuan)家委员(yuan)会。设(she)想用5年左(zuo)右时间,建(jian)设(she)一(yi)座(zuo)(批(pi))面(mian)向2030~2040年、具备一(yi)定规模(mo)的城(cheng)市污(wu)水处(chu)理厂。

这6位(wei)专家是(shi):中(zhong)国(guo)工程(cheng)院(yuan)(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)(yuan)士、中(zhong)国(guo)科学(xue)(xue)院(yuan)(yuan)(yuan)生(sheng)态环(huan)(huan)(huan)境研究中(zhong)心研究员曲久辉,清华(hua)大(da)学(xue)(xue)环(huan)(huan)(huan)境学(xue)(xue)院(yuan)(yuan)(yuan)副(fu)院(yuan)(yuan)(yuan)长、教(jiao)授王(wang)凯军(jun),中(zhong)国(guo)人民大(da)学(xue)(xue)环(huan)(huan)(huan)境学(xue)(xue)院(yuan)(yuan)(yuan)副(fu)院(yuan)(yuan)(yuan)长、教(jiao)授王(wang)洪臣,清华(hua)大(da)学(xue)(xue)环(huan)(huan)(huan)境学(xue)(xue)院(yuan)(yuan)(yuan)教(jiao)授余刚,中(zhong)国(guo)21世纪议(yi)程(cheng)管理中(zhong)心副(fu)主任柯兵、中(zhong)国(guo)科学(xue)(xue)技(ji)术(shu)大(da)学(xue)(xue)化学(xue)(xue)学(xue)(xue)院(yuan)(yuan)(yuan)教(jiao)授俞汉青。

我们(men)特别约请他(ta)(ta)们(men)联合(he)撰(zhuan)文(wen),系统阐(chan)释他(ta)(ta)们(men)对(dui)(dui)中国污水(shui)(shui)处(chu)(chu)理事业的(de)梳理、思(si)考,对(dui)(dui)以“概念(nian)厂”为蓝本的(de)污水(shui)(shui)处(chu)(chu)理未来发(fa)展(zhan)提出设想(xiang)与展(zhan)望。在接下(xia)来,我们(men)也将密切关注他(ta)(ta)们(men)开展(zhan)的(de)相(xiang)关工作。

我们(men)相信(xin),这将(jiang)是一(yi)次激发智(zhi)慧、创造价值(zhi)的旅程,也必(bi)将(jiang)充满争(zheng)议和质疑。希(xi)望产业周(zhou)刊能作为一(yi)个平(ping)台,吸引各方(fang)参与(yu)到这场关于(yu)中(zhong)国(guo)污(wu)水处理(li)发展方(fang)向的大讨(tao)论中(zhong),共(gong)同推动(dong)污(wu)水处理(li)事业新(xin)一(yi)轮技术与(yu)管理(li)的创新(xin)与(yu)发展。

专家认为——

以高能耗为代价实现的(de)污染物(wu)(wu)削减(jian)与减(jian)排(pai),形成了(le)“减(jian)排(pai)污染物(wu)(wu)、增排(pai)温室(shi)气(qi)体(ti)”的(de)尴(gan)尬局面

近两年(nian),发达国(guo)家污(wu)水处理厂(chang)提效改(gai)造(zao)已经成(cheng)为与提标改(gai)造(zao)必须同步进行的过(guo)程(cheng),而“提效改(gai)造(zao)”在我(wo)国(guo)业内(nei)却还是个“生词”

中国城市污(wu)水处理事业将(jiang)(jiang)迎来以可持续发(fa)展为(wei)核心的全新时期(qi),在相(xiang)当长(zhang)一段(duan)时期(qi)内,中国仍将(jiang)(jiang)是(shi)世(shi)界上大的污(wu)水处理市场

中国污水(shui)处(chu)理概(gai)念厂不能简(jian)单地局限于(yu)通常意义上的重点工程(cheng)、示范工程(cheng),更应(ying)该将其看作是中国污水(shui)处(chu)理事业在当前机遇和挑战下面(mian)向(xiang)未来的一次系统探索

作为现(xian)代城市(shi)重要的(de)基础设施,污水处理(li)厂(chang)不应(ying)只是技术(shu)专家和工(gong)程师考虑的(de)事情。应(ying)该组织政府官员、公众、工(gong)程师、建筑师、规(gui)划师讨论、参(can)观、模拟,为未来城市(shi)污水处理(li)厂(chang)探(tan)寻(xun)和构建有整体共识的(de)范式

城市污水(shui)处理厂从实现污染物削减的基(ji)本功能(neng)将转变为城市的能(neng)源(yuan)工(gong)厂、水(shui)源(yuan)工(gong)厂、肥料工(gong)厂,进而再发展(zhan)为与社区全方位融合、互(hu)利共(gong)生的城市基(ji)础设施(shi)

经(jing)过30多(duo)(duo)年特别(bie)是近10多(duo)(duo)年来(lai)的高速发(fa)展(zhan),中国(guo)城市污水(shui)处(chu)理取得(de)了(le)巨大成就。回望(wang)过去,辉煌毋(wu)庸置疑(yi),但一路走来(lai),中国(guo)污水(shui)处(chu)理事业也不乏(fa)遗憾和隐患。从顶层(ceng)设计到具体实(shi)践中可持续(xu)发(fa)展(zhan)理念的缺位,导致行业的短视、粗(cu)放(fang)、混乱(luan),甚至劣质,与经(jing)济、社会对污水(shui)处(chu)理可持续(xu)发(fa)展(zhan)的需求相(xiang)比,已经(jing)呈现了(le)多(duo)(duo)种不适应,未来(lai)挑战依然严(yan)峻。

从世界范围(wei)看(kan),污(wu)(wu)水处理(li)(li)正(zheng)处于重(zhong)大变革的(de)前夜,城市污(wu)(wu)水处理(li)(li)厂(chang)将由单(dan)纯污(wu)(wu)染物削减,转变为资源、能源工厂(chang),相关政策、标准、技术、实践等正(zheng)在广泛而(er)深刻(ke)地变革。而(er)这些(xie),正(zheng)是中国污(wu)(wu)水处理(li)(li)未来(lai)发(fa)展必须重(zhong)视的(de)新方向。

当量(liang)的(de)积累脚步放缓,寻求质变的(de)努力开始(shi)了。中(zhong)国污水处理事业(ye)急需在立足国情和(he)自身需要的(de)基础上,进行一(yi)次(ci)面向(xiang)未(wei)来(lai)的(de)系统(tong)探索(suo),以期寻找到(dao)再出发(fa)的(de)方向(xiang)。为此(ci),我们提出“建(jian)设(she)面向(xiang)未(wei)来(lai)的(de)中(zhong)国污水处理概念厂”这一(yi)命题,希(xi)望(wang)以此(ci)融通各方智慧和(he)共识、启迪创新和(he)创造,引领中(zhong)国污水处理事业(ye)的(de)升级发(fa)展。

发展趋势

污(wu)水处理功(gong)能变化明显

污染物削减(jian)功(gong)能被进一步强化,低碳(tan)处(chu)理和能源(yuan)(yuan)开发(fa),资源(yuan)(yuan)回收引起重视。在污水处(chu)理厂新功(gong)能需求下(xia),相关(guan)污水处(chu)理技术也将面(mian)临新变革

回(hui)顾百(bai)年(nian)(nian)来发(fa)展历程,污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)处(chu)理(li)(li)对改善(shan)人(ren)居环境,推动人(ren)类文明进(jin)(jin)步做出了巨大贡献。今(jin)年(nian)(nian)迎来“百(bai)年(nian)(nian)诞辰”的(de)活性污(wu)(wu)泥法,长(zhang)期(qi)、有效地遏制了水(shui)(shui)(shui)污(wu)(wu)染物排放,至(zhi)(zhi)今(jin)仍是污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)处(chu)理(li)(li)系统的(de)“中(zhong)流砥柱”; 上世(shi)纪60年(nian)(nian)代,美国(guo)提出了具有超前思维的(de)“21世(shi)纪水(shui)(shui)(shui)厂”概念,即(ji)将污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)处(chu)理(li)(li)标准提升至(zhi)(zhi)饮用水(shui)(shui)(shui)标准,对行业发(fa)展产生(sheng)深远影响。沿(yan)此思路,在本世(shi)纪初,新加(jia)坡开发(fa)了“NEWater”工艺(yi),通过(guo)传统生(sheng)物处(chu)理(li)(li)加(jia)双膜法,实现了污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)到(dao)(dao)饮用水(shui)(shui)(shui)的(de)深度(du)回(hui)用,带动本国(guo)水(shui)(shui)(shui)业跨跃式发(fa)展,使其一跃成为世(shi)界(jie)性水(shui)(shui)(shui)务“新概念”中(zhong)心,污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)处(chu)理(li)(li)厂的(de)内涵也得到(dao)(dao)了进(jin)(jin)一步扩展。

当今世界,随着环境污染(ran)、气候变化、能源危(wei)机以及资源枯竭等多重重大问题日(ri)益凸显,近几年,国际污水(shui)处理行业出现(xian)了以下3个明显趋势(shi):

污(wu)染(ran)(ran)物削减功能被(bei)(bei)进一(yi)(yi)(yi)步强(qiang)(qiang)化。一(yi)(yi)(yi)方面,随着经(jing)济社会发(fa)展,污(wu)染(ran)(ran)强(qiang)(qiang)度不断增(zeng)大,污(wu)染(ran)(ran)物种(zhong)类日趋复杂;另一(yi)(yi)(yi)方面,随着公众环境意识增(zeng)强(qiang)(qiang),水环境质(zhi)量要求不断提高。为此,一(yi)(yi)(yi)些(xie)发(fa)达国家的污(wu)水处理(li)(li)厂正在由(you)生(sheng)物脱(tuo)氮(dan)除磷(BNR)向强(qiang)(qiang)化脱(tuo)氮(dan)除磷(ENR)方向发(fa)展,有些(xie)甚至达到了技术极限(LOT)水平。同时,一(yi)(yi)(yi)些(xie)深(shen)度处理(li)(li),乃至超深(shen)度处理(li)(li)(高级(ji)氧(yang)化、反渗透技术等)技术也被(bei)(bei)应用,以达到对环境内分泌(mi)干扰(rao)物、药物和(he)个人护理(li)(li)品等新兴污(wu)染(ran)(ran)物的去(qu)除,满足(zu)更(geng)加健康安全的水环境质(zhi)量需求。

低(di)碳处理和能源(yuan)开发。气候变化(hua)问题和能源(yuan)危(wei)机(ji)要求城(cheng)市污水处理实(shi)现(xian)低(di)碳化(hua),在处理过程中实(shi)现(xian)节能降(jiang)耗,提高(gao)能源(yuan)自给率。

城市(shi)污(wu)(wu)水(shui)处(chu)理是高能(neng)耗(hao)(hao)行业,美国城市(shi)污(wu)(wu)水(shui)处(chu)理电(dian)耗(hao)(hao)占全(quan)社会总电(dian)耗(hao)(hao)的(de)(de)3%以上;同时(shi),城市(shi)污(wu)(wu)水(shui)中潜(qian)在(zai)(zai)能(neng)量(liang)巨大,有(you)(you)待开(kai)发。据估计,污(wu)(wu)水(shui)所含潜(qian)在(zai)(zai)能(neng)量(liang)是处(chu)理污(wu)(wu)水(shui)能(neng)耗(hao)(hao)的(de)(de)10倍,全(quan)球每日产(chan)生的(de)(de)污(wu)(wu)水(shui)潜(qian)在(zai)(zai)能(neng)量(liang)约(yue)相当(dang)于1亿(yi)吨标(biao)(biao)准燃油,污(wu)(wu)水(shui)潜(qian)在(zai)(zai)能(neng)量(liang)开(kai)发可解决社会总电(dian)耗(hao)(hao)的(de)(de)10%。而基于欧洲经验,在(zai)(zai)提标(biao)(biao)改(gai)造的(de)(de)基础上,以高效(xiao)厌氧(yang)消化等成熟技(ji)术(shu)进行能(neng)量(liang)回收(shou),污(wu)(wu)水(shui)处(chu)理能(neng)源(yuan)自给(ji)率就可达到60%以上,有(you)(you)的(de)(de)污(wu)(wu)水(shui)处(chu)理厂甚至实现了完全(quan)能(neng)源(yuan)自给(ji)。

污水处理过程的(de)(de)(de)资(zi)源(yuan)(yuan)回(hui)收引起重视。城市污水处理将成为资(zi)源(yuan)(yuan)循环利(li)用的(de)(de)(de)重要载(zai)体。除水资(zi)源(yuan)(yuan)循环利(li)用外(wai),污水处理过程还可(ke)(ke)实现有(you)(you)机(ji)质及磷(lin)(lin)(lin)等资(zi)源(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)循环利(li)用。特别是磷(lin)(lin)(lin),全(quan)球磷(lin)(lin)(lin)资(zi)源(yuan)(yuan)行将枯竭,中国(guo)储量也只能有(you)(you)效供给20~50年。因此(ci),构(gou)建(jian)磷(lin)(lin)(lin)素的(de)(de)(de)持续循环体系应引起重视,而城市污水处理将是实现磷(lin)(lin)(lin)循环的(de)(de)(de)重要途径。日本相关机(ji)构(gou)曾经测算,如将污水中的(de)(de)(de)磷(lin)(lin)(lin)(每年5万吨)加以回(hui)收,可(ke)(ke)解决本国(guo)磷(lin)(lin)(lin)矿石进口量的(de)(de)(de)20%。

在污(wu)水(shui)处理厂(chang)新(xin)功能需求下,相关污(wu)水(shui)处理技术(shu)(shu)也将面临新(xin)变革(ge)。目前主要有(you):污(wu)水(shui)深(shen)度和超深(shen)度处理技术(shu)(shu),包(bao)括营养(yang)物(wu)(wu)深(shen)度去除技术(shu)(shu)、新(xin)兴污(wu)染物(wu)(wu)去除技术(shu)(shu)和高品(pin)质再生(sheng)(sheng)水(shui)超深(shen)度集成处理技术(shu)(shu);低碳污(wu)水(shui)处理技术(shu)(shu),包(bao)括节能降耗运行优化与(yu)高效控制(zhi)技术(shu)(shu)以及节能降耗新(xin)设备的(de)应用;污(wu)水(shui)处理能源开(kai)发技术(shu)(shu),包(bao)括污(wu)水(shui)能源与(yu)污(wu)泥能源开(kai)发技术(shu)(shu);污(wu)水(shui)处理资源回收技术(shu)(shu),具体包(bao)括PHA生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)塑料回收技术(shu)(shu)和磷回收技术(shu)(shu)。

发展与问题

基(ji)本建(jian)设完成(cheng)不等于发(fa)展停滞

超常规(gui)发展的(de)中(zhong)国污水处理事业,面(mian)临着亟待解决以(yi)往(wang)问题和适应未(wei)来(lai)发展的(de)迫切需(xu)求(qiu),将迎来(lai)以(yi)可持(chi)续发展为核心的(de)全新时期(qi)

1984年(nian),中国座大型城市污水(shui)处(chu)理(li)厂在(zai)天津建成(cheng)并(bing)投(tou)入运行。此后的30年(nian)来(lai),中国城市污水(shui)处(chu)理(li)事(shi)业快(kuai)速(su)发展,取得了(le)巨大成(cheng)就。截(jie)至2013年(nian),我国已(yi)经(jing)建成(cheng)并(bing)投(tou)入运行了(le)3500多座县级以上污水(shui)处(chu)理(li)厂,日总处(chu)理(li)能力达(da)到1.4亿m3,已(yi)与美(mei)国基本相当(dang),为遏(e)制水(shui)污染(ran)加剧的态势发挥了(le)关键(jian)作用。

然而,每个行(xing)(xing)业(ye)都(dou)难以跨越历(li)史,污水处(chu)理行(xing)(xing)业(ye)取得(de)巨大成(cheng)就的同时也同样(yang)隐(yin)存着短视、粗放乃至(zhi)劣质。面向未来,我们必须进(jin)行(xing)(xing)反思(si)。

首先,污水处理(li)行(xing)(xing)业作为(wei)“绿色(se)家(jia)族(zu)”的天生一(yi)员,却与可(ke)持续发(fa)展(zhan)理(li)念渐(jian)行(xing)(xing)渐(jian)远。

我国绝大部分污(wu)(wu)(wu)水(shui)处理厂(chang)取消了初沉池设(she)计(ji),大量(liang)采用(yong)了延(yan)时曝气等高(gao)能(neng)(neng)耗(hao)工艺。以(yi)高(gao)能(neng)(neng)耗(hao)为代(dai)价实现(xian)(xian)的污(wu)(wu)(wu)染物削减(jian)与(yu)减(jian)排(pai),形成了“减(jian)排(pai)污(wu)(wu)(wu)染物、增排(pai)温室气体(ti)”的尴尬局(ju)面。我国现(xian)(xian)有污(wu)(wu)(wu)水(shui)处理厂(chang)设(she)置厌氧消化设(she)施的数(shu)量(liang)不(bu)足3%,在硬件(jian)上直接(jie)否定了污(wu)(wu)(wu)水(shui)潜(qian)能(neng)(neng)的开发利用(yong)。

更应引起注(zhu)意的(de)(de)是(shi):新(xin)设施(shi)的(de)(de)建设几乎都还(hai)(hai)在(zai)以厌(yan)氧(yang)(yang)消(xiao)化(hua)管理(li)复杂、我国(guo)(guo)污(wu)(wu)泥有机(ji)质含量(liang)低(di)等不成立(li)的(de)(de)说(shuo)法为理(li)由(you),在(zai)可研阶段就直接剔除厌(yan)氧(yang)(yang)消(xiao)化(hua)工(gong)艺。近两(liang)年,发达(da)国(guo)(guo)家污(wu)(wu)水处(chu)理(li)厂提效(xiao)改(gai)造(zao)已(yi)经成为与(yu)提标改(gai)造(zao)必须同步进(jin)行的(de)(de)过程,而(er)“提效(xiao)改(gai)造(zao)”在(zai)我国(guo)(guo)业内(nei)却还(hai)(hai)是(shi)个“生(sheng)词(ci)”。

在资源回收方向,我国(guo)污(wu)(wu)水处理行业的具(ju)体行动更是几近空白。如前所述,欧(ou)美(mei)发(fa)达国(guo)家已针(zhen)对各自国(guo)情(qing),就再生水回用(yong)、污(wu)(wu)水生物质能回用(yong)、氮(dan)磷回收等(deng)领域展开各有侧重(zhong)的研究,围绕(rao)污(wu)(wu)水处理技术的可持续发(fa)展,我国(guo)目前还缺(que)乏(fa)足够重(zhong)视(shi)、深入思(si)考和(he)讨论。

其次,在城市污水(shui)处理发(fa)展(zhan)过程中,缺乏满(man)足(zu)社会、环境可持续发(fa)展(zhan)的水(shui)质标准。

中国幅员辽阔,自然环境与经(jing)(jing)济发展背景千(qian)差(cha)万别。但当前的(de)(de)(de)污水(shui)(shui)排放标准对(dui)自然环境差(cha)异(yi)性(xing)(xing)、技(ji)术可达性(xing)(xing)、经(jing)(jing)济可行性(xing)(xing)不(bu)够重视,对(dui)污水(shui)(shui)处理(li)发展方(fang)向(xiang)指向(xiang)不(bu)明。采用简(jian)单“一刀切(qie)”的(de)(de)(de)方(fang)法处理(li)地域不(bu)同和经(jing)(jing)济发展不(bu)平(ping)衡(heng)等(deng)重大差(cha)异(yi)性(xing)(xing)问题,不(bu)利(li)于生态敏(min)感地区(qu)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)质保护以及缺水(shui)(shui)地区(qu)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)资源问题的(de)(de)(de)根本解决,在环境保护的(de)(de)(de)天平(ping)上失去了(le)应有(you)的(de)(de)(de)分量。

第三,在实践中,缺乏对(dui)人与自然(ran)和谐共处的思考与追求。

主要表现在(zai)以下(xia)方(fang)面:一是污(wu)(wu)(wu)水(shui)处(chu)理(li)(li)厂(chang)(chang)产生(sheng)的(de)(de)污(wu)(wu)(wu)泥与自然(ran)环(huan)(huan)境不(bu)和(he)谐。城市污(wu)(wu)(wu)水(shui)处(chu)理(li)(li)产生(sheng)的(de)(de)大(da)量(liang)污(wu)(wu)(wu)泥没有(you)(you)(you)安全、妥(tuo)善(shan)地融入自然(ran)循环(huan)(huan),对环(huan)(huan)境造成严(yan)重隐患,污(wu)(wu)(wu)泥中(zhong)营养物(wu)也(ye)没有(you)(you)(you)得(de)到有(you)(you)(you)效利用。二是污(wu)(wu)(wu)水(shui)处(chu)理(li)(li)厂(chang)(chang)与周(zhou)边(bian)社会环(huan)(huan)境不(bu)和(he)谐。伴随城镇化,很多污(wu)(wu)(wu)水(shui)处(chu)理(li)(li)厂(chang)(chang)已被围入城市社区,周(zhou)边(bian)公(gong)众对污(wu)(wu)(wu)水(shui)处(chu)理(li)(li)过程所产生(sheng)的(de)(de)恶(e)臭和(he)噪声等(deng)积怨颇深、投诉甚(shen)多,已经成为当(dang)前国内不(bu)容忽(hu)视的(de)(de)环(huan)(huan)境问题。

我们认为(wei),随着(zhe)水污染(ran)控制工作的不(bu)断深入和城镇(zhen)(zhen)化(hua)进(jin)程(cheng)推进(jin),我国(guo)城镇(zhen)(zhen)污水处理设(she)施(shi)建(jian)设(she)还将持续高速发展(zhan)(zhan),并有可能(neng)在未来10年内完成(cheng)城镇(zhen)(zhen)污水处理设(she)施(shi)的基(ji)本(ben)建(jian)设(she)任务。但是,基(ji)本(ben)建(jian)设(she)完成(cheng)并不(bu)意味着(zhe)发展(zhan)(zhan)停(ting)滞(zhi)。

如前所述,已(yi)经建成(cheng)的污水处理设(she)施(shi)距(ju)离(li)社会可(ke)持(chi)续发展(zhan)要求(qiu)还有较大(da)差距(ju),提(ti)升(sheng)改(gai)造将(jiang)(jiang)是一个比(bi)建设(she)更加(jia)长久也更加(jia)关键的任务。同时(shi),中国(guo)新型城(cheng)镇化(hua)(hua)的大(da)幕业(ye)已(yi)拉(la)开,逾1亿农村人口将(jiang)(jiang)进入城(cheng)市(shi)(shi)(shi)生活。中央(yang)城(cheng)镇化(hua)(hua)工作会议已(yi)将(jiang)(jiang)能源利用效率、环(huan)境质量等作为新时(shi)期城(cheng)镇化(hua)(hua)内(nei)涵。这些预示着,中国(guo)城(cheng)市(shi)(shi)(shi)污水处理事业(ye)将(jiang)(jiang)迎来以可(ke)持(chi)续发展(zhan)为核心的全新时(shi)期,在相当长一段时(shi)期内(nei),中国(guo)仍将(jiang)(jiang)是世界上大(da)的污水处理市(shi)(shi)(shi)场。

超常规(gui)发(fa)展的(de)中国(guo)污水(shui)处(chu)理(li)事(shi)业,正(zheng)面临着亟待(dai)解决以往问题和适(shi)应未来发(fa)展的(de)迫切需(xu)(xu)求。在(zai)发(fa)展路线的(de)重要选择(ze)关口(kou)。我(wo)(wo)们(men)认为(wei),为(wei)了(le)跃升行业智慧资源,凝聚共识,明晰(xi)方向,迫切需(xu)(xu)要学习(xi)国(guo)外先进经验,借鉴成(cheng)熟(shu)案例,效仿美国(guo)“21世(shi)纪水(shui)厂”和新加坡“NEWater水(shui)厂”,建设(she)一座(批)面向未来的(de)污水(shui)处(chu)理(li)厂,我(wo)(wo)们(men)称之为(wei)“中国(guo)污水(shui)处(chu)理(li)概念厂”。

概念厂内涵

践行(xing)先进理念 满足战略要求(qiu)

实现水质按需提升、能(neng)源资源充分循环、社区友好等多(duo)重目标

我们的(de)(de)(de)设(she)(she)想是:用5年左右时间,建设(she)(she)一(yi)座(批(pi))面向2030~2040年、具备一(yi)定规模的(de)(de)(de)城市(shi)污水处(chu)(chu)理(li)厂。它应该扎实践行低碳(tan)绿色的(de)(de)(de)国际先(xian)(xian)进理(li)念(nian),集中(zhong)应用与(yu)展示已经和即将工(gong)程化的(de)(de)(de)全球先(xian)(xian)进技(ji)术,从(cong)而能够充分满足中(zhong)国城市(shi)可持续发展的(de)(de)(de)战略(lve)要求,并期望成(cheng)为(wei)国际水处(chu)(chu)理(li)界的(de)(de)(de)新标杆。同时,概(gai)念(nian)厂还(hai)将成(cheng)为(wei)国际水处(chu)(chu)理(li)工(gong)程技(ji)术考察、观(guan)摩(mo)学习的(de)(de)(de)重要项(xiang)目,标志着我国污水处(chu)(chu)理(li)事业开始走向领先(xian)(xian)。

这些认(ren)(ren)识决定(ding)了概念(nian)厂的(de)筹建(jian)时(shi)间会(hui)比较长,并(bing)且是一(yi)个重(zhong)要的(de)价值创造过(guo)程。尽管(guan)我们在城市污(wu)水处理(li)及(ji)环境保(bao)护领域有过(guo)多年的(de)科学研(yan)(yan)究、工(gong)程实践及(ji)相关(guan)管(guan)理(li)工(gong)作(zuo)的(de)经验,但通过(guo)一(yi)般的(de)讨论还远不(bu)能为概念(nian)厂画(hua)出具象,需要更多方(fang)面(mian)的(de)参与、更长时(shi)间的(de)探索、更多维视(shi)角的(de)勾画(hua)。通过(guo)几次研(yan)(yan)讨,我们初步认(ren)(ren)同概念(nian)厂应包含但不(bu)限于以(yi)下4个方(fang)向的(de)追求:

1.使出水(shui)水(shui)质(zhi)满足水(shui)环境变化和水(shui)资源可持续循环利用的(de)需要

出水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)质(zhi)标(biao)(biao)(biao)准(zhun)(zhun)无疑是(shi)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)处(chu)理厂建设(she)(she)者的(de)首要考虑。我们认为应(ying)包含面向(xiang)水(shui)(shui)(shui)环(huan)(huan)(huan)境(jing)保护需求(qiu)和面向(xiang)水(shui)(shui)(shui)资源可(ke)持续循环(huan)(huan)(huan)利用的(de)两类标(biao)(biao)(biao)准(zhun)(zhun)。其中,类是(shi)指根据当地环(huan)(huan)(huan)境(jing)和社会可(ke)持续发展要求(qiu)而需达到的(de)出水(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)质(zhi)标(biao)(biao)(biao)准(zhun)(zhun),应(ying)在顶层(ceng)设(she)(she)计、长(zhang)远规(gui)划的(de)基础(chu)上提(ti)出。第二类是(shi)完全满足水(shui)(shui)(shui)资源循环(huan)(huan)(huan)利用的(de)标(biao)(biao)(biao)准(zhun)(zhun),使(shi)污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)从根本上实现再生,这类标(biao)(biao)(biao)准(zhun)(zhun)应(ying)考虑对包括新兴污(wu)(wu)染物在内(nei)的(de)有毒有害污(wu)(wu)染物的(de)深度去除,对缺水(shui)(shui)(shui)地区的(de)水(shui)(shui)(shui)生态安(an)全发挥保障作用。

2.大(da)幅提高污水处(chu)理(li)厂(chang)能源自给率,在有适(shi)度外(wai)源有机废物(wu)协同处(chu)理(li)的情(qing)况下,做到(dao)零能耗(hao)

如前所述,发(fa)达国家污(wu)水(shui)(shui)(shui)处(chu)理(li)能(neng)耗已占全社会能(neng)耗的(de)(de)3%左右(you),是节能(neng)降耗的(de)(de)重(zhong)要(yao)领域。当前,我国污(wu)水(shui)(shui)(shui)处(chu)理(li)厂的(de)(de)建(jian)设运营(ying)普遍粗放低效,节能(neng)空间更为(wei)(wei)巨大。污(wu)水(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)有机物富含能(neng)源(yuan),合理(li)利用通(tong)常(chang)能(neng)满足(zu)污(wu)水(shui)(shui)(shui)处(chu)理(li)厂能(neng)耗的(de)(de)1/3到1/2;另一方面(mian),污(wu)水(shui)(shui)(shui)处(chu)理(li)新(xin)工艺(yi)、新(xin)技(ji)术、新(xin)装备以(yi)及运营(ying)方式也(ye)有广泛的(de)(de)节能(neng)效果。污(wu)水(shui)(shui)(shui)处(chu)理(li)厂的(de)(de)大面(mian)积(ji)占地也(ye)为(wei)(wei)太阳(yang)能(neng)利用提供了可用空间。

合理(li)集(ji)成(cheng)以上(shang)方面(mian),概念(nian)(nian)厂将实现在目前(qian)污水处(chu)理(li)耗(hao)能(neng)基础(chu)上(shang)普遍节能(neng)50%以上(shang),在具备(bei)有机物外(wai)源时做到能(neng)源自给(ji)。沿着概念(nian)(nian)厂的(de)方向,有望为整(zheng)个社会减少(shao)1%的(de)能(neng)耗(hao)。

3.追求(qiu)物(wu)质合理循环(huan),减少(shao)对外部化学品的依(yi)赖与消耗

污(wu)(wu)水(shui)处(chu)理(li)厂产生(sheng)的(de)物质(污(wu)(wu)泥(ni))终(zhong)(zhong)需走向社(she)会或(huo)自然(ran)。概(gai)念厂应根(gen)据当地(di)实际情况,在城市长远(yuan)发(fa)展视角下选择合理(li)处(chu)置(zhi)方式,使(shi)污(wu)(wu)泥(ni)终(zhong)(zhong)达到(dao)无(wu)害化、资(zi)源(yuan)化的(de)目的(de)。化学品(pin)的(de)使(shi)用间(jian)接(jie)地(di)增加了污(wu)(wu)水(shui)处(chu)理(li)厂资(zi)源(yuan)消耗(hao),也提高了污(wu)(wu)水(shui)排(pai)放的(de)生(sheng)态风险。因此,概(gai)念厂将(jiang)在大程(cheng)度(du)上降(jiang)低(di)对外部化学品(pin)的(de)依赖与(yu)消耗(hao),在更广(guang)意(yi)义上减少对社(she)会总(zong)体(ti)资(zi)源(yuan)与(yu)能源(yuan)消耗(hao),并降(jiang)低(di)化学品(pin)的(de)引入(ru)对污(wu)(wu)水(shui)处(chu)理(li)厂出(chu)水(shui)、出(chu)泥(ni)带来(lai)的(de)环境风险。

4.建设(she)感(gan)官(guan)舒适、建筑和谐、环(huan)境互(hu)通、社区友好的(de)污水处理厂

首先要(yao)做到出水、出料、出气等所(suo)有的(de)(de)排出物(wu)对生态环(huan)境(jing)安(an)全(quan),并(bing)(bing)用多种(zhong)方式展示和(he)沟通这种(zhong)安(an)全(quan)状态。在(zai)此基础(chu)上要(yao)追求感官舒适、建(jian)筑和(he)谐、环(huan)境(jing)互(hu)通,从而(er)做到和(he)周边(bian)社会(hui)的(de)(de)心(xin)理(li)互(hu)信(xin)。土地是(shi)(shi)(shi)我国宝贵(gui)紧缺的(de)(de)资(zi)源,但是(shi)(shi)(shi),我们认为未来的(de)(de)污水处(chu)理(li)重(zhong)要(yao)的(de)(de)并(bing)(bing)不只是(shi)(shi)(shi)多么注意(yi)它本身(shen)的(de)(de)节约用地,而(er)是(shi)(shi)(shi)必须做到不影响周边(bian)土地的(de)(de)使用功能(neng),这可能(neng)比(bi)它的(de)(de)投资(zi)节省效益(yi)重(zhong)要(yao)10倍(bei),乃至百倍(bei)。

为实现(xian)(xian)以上追求,我们首先应(ying)该彻底(di)跳出现(xian)(xian)有污水(shui)(shui)处理(li)技(ji)(ji)术(shu)(shu)工(gong)(gong)艺(yi)框框,系统(tong)、认真地研(yan)究目前国际上的(de)(de)(de)新(xin)(xin)(xin)工(gong)(gong)艺(yi)、新(xin)(xin)(xin)技(ji)(ji)术(shu)(shu)、新(xin)(xin)(xin)材料、新(xin)(xin)(xin)装备的(de)(de)(de)研(yan)究与应(ying)用进展,预判未(wei)来数年可能实现(xian)(xian)的(de)(de)(de)突破,为城市污水(shui)(shui)处理(li)做一次(ci)重新(xin)(xin)(xin)的(de)(de)(de)系统(tong)勾画。作为现(xian)(xian)代城市重要的(de)(de)(de)基础设(she)施(shi),污水(shui)(shui)处理(li)厂也(ye)不应(ying)只是技(ji)(ji)术(shu)(shu)专家和(he)工(gong)(gong)程师(shi)考(kao)虑(lv)的(de)(de)(de)事(shi)情。应(ying)该组织政府官员、公众、工(gong)(gong)程师(shi)、建筑师(shi)、规(gui)划师(shi)讨论、参观、模拟,为未(wei)来城市污水(shui)(shui)处理(li)厂探寻和(he)构(gou)建有整体共识(shi)的(de)(de)(de)范式。

现实意义

面向未来的一次(ci)系(xi)统探索

指引方向,树立标(biao)杆(gan),服务未来,推(tui)动城镇化中环境要素功能的实现,推(tui)动新技术和管理(li)经验(yan)的普及(ji),推(tui)动环保产(chan)业(ye)的升级与转型换代

中国污(wu)水处理概念厂不能简(jian)单地局限(xian)于通常意义上的重(zhong)点工程(cheng)、示(shi)范工程(cheng),更应该(gai)将其看作是中国污(wu)水处理事业在当前机遇和(he)挑战下(xia)面向(xiang)未来的一次系统探索。

概念厂将(jiang)有助于我(wo)们(men)突破现有体制(zhi)、机制(zhi)的束缚,重点从(cong)中(zhong)国国情、社会发(fa)展(zhan)、技术(shu)进步、物质与(yu)能(neng)源循(xun)环角度出(chu)发(fa),在更(geng)长时(shi)间(jian)尺度上综(zong)合思考污水处(chu)理厂的功能(neng)与(yu)定位。我(wo)们(men)相信,这(zhei)种突破束缚的探索,本身就是(shi)巨大进步。

同时,这也将(jiang)是一次富有前瞻性和(he)战略(lve)性的(de)(de)(de)尝试。城(cheng)(cheng)市污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)处(chu)理厂(chang)已经不单(dan)单(dan)是污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)处(chu)理行业或环(huan)保行业的(de)(de)(de)事情,它和(he)人们生(sheng)产、生(sheng)活的(de)(de)(de)关联(lian)日(ri)益紧密。这种关联(lian)正在刷(shua)新我们对其的(de)(de)(de)传统认(ren)知,概念厂(chang)即(ji)脱胎(tai)于此:城(cheng)(cheng)市污(wu)(wu)水(shui)(shui)(shui)处(chu)理厂(chang)从实现污(wu)(wu)染(ran)物削减的(de)(de)(de)基本功能将(jiang)转变为城(cheng)(cheng)市的(de)(de)(de)能源(yuan)(yuan)工(gong)厂(chang)、水(shui)(shui)(shui)源(yuan)(yuan)工(gong)厂(chang)、肥料(liao)工(gong)厂(chang),进而再发(fa)展为与社区全方位融合、互(hu)利共生(sheng)的(de)(de)(de)城(cheng)(cheng)市基础(chu)设施。为了可持续的(de)(de)(de)生(sheng)存环(huan)境,我们需要这样颠覆性的(de)(de)(de)想象(xiang)力和(he)创造(zao)力,需要大胆尝试的(de)(de)(de)勇气。

基于以上(shang)认识,我(wo)们发起设(she)立中(zhong)国城市污(wu)水处理概(gai)(gai)念厂(chang)专家委员会(hui)。通过概(gai)(gai)念厂(chang)的(de)建设(she)和运行(xing),指引方(fang)向(xiang),树立标杆,服务未来,实(shi)现(xian)我(wo)国城市污(wu)水处理事业(ye)的(de)跨越式发展;同时(shi)也将推(tui)动城镇化中(zhong)环(huan)境要素功(gong)能的(de)实(shi)现(xian),推(tui)动环(huan)保新技术和管理经验的(de)普及,推(tui)动环(huan)保产业(ye)的(de)升(sheng)级与(yu)转型换代。

概念(nian)厂专家(jia)委员会将积极寻(xun)求与(yu)政府和(he)社(she)会沟(gou)通,整(zheng)合有效(xiao)资源,带(dai)动整(zheng)个行业,推动污(wu)水处(chu)理(li)(li)新技术(shu)研究、产品开(kai)发、规划建设(she)(she)提升以及运营(ying)管理(li)(li)水平的提高(gao)。在(zai)设(she)(she)计概念(nian)厂过程中,我(wo)们希望可以汇聚更多富有热(re)情,经验和(he)智(zhi)慧的有识之士,以从(cong)容和(he)富有效(xiao)率的方式(shi),创造性地勾(gou)画(hua)中国污(wu)水处(chu)理(li)(li)的未来形态(tai)。

我(wo)们(men)相信,这(zhei)个(ge)过程(cheng)必将激发行(xing)业内智慧资源的(de)(de)跃升和(he)释放(fang),引发出更多讨(tao)论甚至争论,帮助我(wo)们(men)明确并坚(jian)定未(wei)来污水(shui)(shui)处(chu)理发展(zhan)方向,推(tui)动污水(shui)(shui)处(chu)理事业新一轮技术与管理的(de)(de)创(chuang)新与发展(zhan)。对于这(zhei)项长(zhang)久的(de)(de)、有意义的(de)(de)事业,我(wo)们(men)期待能与更多志(zhi)同道(dao)合(he)的(de)(de)伙(huo)伴们(men)一起并肩奋斗。

历史上的“概念厂”

美国21世纪水厂

从19世纪(ji)初开始,美国南加州海岸(an)就面(mian)(mian)临着海水(shui)(shui)(shui)入侵的威胁,为此需要向地下回(hui)灌(guan)大量高品质(zhi)水(shui)(shui)(shui)。1975年,加州橙县水(shui)(shui)(shui)管(guan)区在泉水(shui)(shui)(shui)谷(gu)建(jian)造了一座面(mian)(mian)向未来、引领行业(ye)发展的污(wu)水(shui)(shui)(shui)处(chu)理(li)厂(chang),命名为“21世纪(ji)水(shui)(shui)(shui)厂(chang)”。

21世(shi)纪(ji)水厂的(de)(de)原(yuan)工艺采(cai)用(yong)石灰(hui)澄清+反(fan)(fan)渗(shen)透(tou)+紫外工艺,后来又采(cai)用(yong)了微(wei)滤(lv)+反(fan)(fan)渗(shen)透(tou)+紫外+双氧水的(de)(de)技术(shu)(shu)。30多年来,21世(shi)纪(ji)水厂的(de)(de)反(fan)(fan)渗(shen)透(tou)技术(shu)(shu)引领(ling)了地下水回灌的(de)(de)发(fa)展(zhan)潮流,开创了反(fan)(fan)渗(shen)透(tou)技术(shu)(shu)应用(yong)于(yu)污(wu)水处(chu)(chu)理(li)的(de)(de)先河(he),在(zai)污(wu)水处(chu)(chu)理(li)领(ling)域产生(sheng)了深(shen)远的(de)(de)影响(xiang)。

新加坡(po)NEWater

新加坡(po)于1998 年开始再(zai)生水(shui)研究-NEWater工(gong)程,由新加坡(po)公共(gong)事业局与(yu)国家环保部共(gong)同(tong)发起(qi)。NEWater水(shui)厂(chang)使用污水(shui)做(zuo)源水(shui),处理工(gong)艺主要包括(kuo)多廊道3 阶段净化系统(tong),其(qi)中包括(kuo)超滤、反渗透和紫(zi)外消毒(du)。NEWater处理厂(chang)的出水(shui)与(yu)水(shui)库(ku)水(shui)混(hun)合,再(zai)进行常规处理后作为饮用水(shui)。

NEWater工程在(zai)国(guo)际(ji)上产生了重大的(de)(de)影响,开(kai)创了污水(shui)回(hui)用(yong)于间(jian)接饮(yin)用(yong)的(de)(de)新篇(pian)章,对于全球水(shui)回(hui)用(yong)的(de)(de)未来发(fa)展具有深远(yuan)意义。