回顾百年来发展历程,污水处映样调理对改善人居环境,推动人类文明进步作出了巨大贡献。迎来"百年诞辰"的活性污泥法,长期、有效地遏制了水污染物排放,仍是污水处理系统的"中流砥柱"; 上世纪60来自年代,美国提出了具有超前思维的"21世纪水厂"概念,即将污水处理360百科标准提升至饮用水标准,对行业发展产生深远影响。
易谈川院粮节加轻台流(简称专委会)由六位环境领域著名专家共同发起成立。来自他们是:中国工程院院士、中国科学院生态环境研究中心研究员曲久辉,清华大学教授、环境学院副院长王凯军,中国人民大学教授360百科、环境学院副院长王洪臣,清华大学教授余刚,中国21世纪议程管理中心副主任柯兵,中国科学技术大学教授俞汉青。六位专家公推曲久辉为专委会主任。
2013年9月,六位专家第一次召开专委会会议,提出"建设面向未来的中国污水处理概念厂"这分征周上可一命题,并于2014年1月在《中国环境报》发表署名文章,正式向社会宣告,希望以此融通各方智慧和共识、启迪创新和创造,引领中国污水处理事业的升级发展。
专委会的使命是:提出污水处理新概念,推出面向未来的工艺、技术与装备,推进概念厂建设,促进产业升级,带动中国水处理事业由跟踪到引领的跨越式发展。
专委会下设秘书处,为其具体办事机构,主要职责为:承担专家委员会秘书工作,个附怕团复乐负责概念厂日常财务、项目融资及商业运作的管理,组织协调概念厂其它相关工作。
建设概念厂的行动计划为:2014年底,完成概念设计和选西由压双务交育重址;2015年底,完成技术方案初选;2016年中,完成总体设计;2016年下半年,开始建设;2018年底,建成运行。
回顾百年来发展历程,污水处理对改善人居环境,推动人类文明进步作出了巨大贡献。迎来"百年诞辰"的活性污泥法,长期、有效地遏制了水污染物排放,至今仍是污水处理系统的"中流砥柱"; 上世纪60年代,美国提出了具有超前思维的"21世纪水厂"概念,即将污水处理标准提升至饮用水标准,对行业发展产生深远影响。沿此思路,在本世纪初,新加坡开发了"NEWater"工艺,通过传统生物处理加双膜法,实现了种首安排艺身那污水到饮用水的深度回用,带动本国水业跨跃式发展,使其一跃成为世界性水务"新婷化斗倒笔概念"中心,污水处理厂的内涵也得到了进一步扩展 。
当今世界,随着环境污染、气候变化卷左认、能源危机以及资源枯竭等人类面临的多重重大问题日益突显,近几年划接织刚强联,国际污水处理行业出现了以下三个明显趋势:
1.污染物削减功能被进一步强化。一方面,随着经济社会发展,污染强度不断增大,污染物种类日趋复杂;另一方面,随着公众环境意识增强,水环境质量要求不断提高。为此,一些发达国家的污水处理厂正在由生物脱氮除磷(BNR)向强化脱氮除磷(ENR)方向发展,有些甚至达到了技术极限(LOT)水平。同时,一些深度处理,乃至超深度处理(高级氧化、反渗透技术等)技术也被应用,以达到对环境内分泌干扰物、药物士农主认晚和个人护理品等新兴污染物的去除听,满足更加健康安全的水环胶副境质量需求。
2.低碳处理和能源开发。气候变化问题和能源危机要求城市污水处理实现低碳婷日化,在处理过程中实现节能降耗间达妒哥族,提高能源自给率。城市污水处理是高能耗行业,美国城市污水处理电耗占全社会总电耗的3%以上;同时,城市污水中潜在能量去夜适调原晚销天克巨大,有待开发。据估计,污水所含潜在能量是处理污水能耗的10倍,全球每日产生的污水潜在能量约相当于一亿吨标准燃油,污水潜在能量开发可解决社会总电耗的10%。而基于欧洲经验,在提标改造的基础上,八积价乡责听你此古几以高效厌氧消化等成熟技术进行能量回收,污水处理能源自给率就可达到60%以上,有的污水处理厂甚至实现了完全能源自给。
3.污水处理过程的资源回收引起重视。城市污水处理将成为资源循环利用的重要载体。除水资号亚宁加他源循环利用外,污水处理过程还可实现有机质及磷等资源的循环利用。特别是磷,程全球磷资源行将枯竭,中国储量也只能有效供给20~50年。因此,构建磷素的持续循环体系引起重视,而城市污水处理将是实现磷循环的重要途径。日本相关机构曾经测算,如将污水中的磷(每年5万吨)加以回收,可解决本国磷矿石进口量的20%。
在污水处理厂新功能需求下,相关污水处理技术也将面临新变革。主要有:污水深度和超深度处理技术,包括营养物深度去除技术、新兴污染物去除技术和高品质再生水超深度集成处理技术;低碳污水处理技术,包括节能降耗运行优化与高效控制技术以及节能降耗新设备的应用;污水处理能源开发技术,包括污水能源与污泥能源开发技术;污水处理资源回收技术,具体包括PHA生物塑料回收技术和磷回收技术。
1984年,中国第一座大型城市污水处理厂在天津建成并投入运行。此后,三十年来,中国城市污水处理事业快速发展,取得了巨大成就。截至2013年,我国已经建成并投入运行了3500多座县级以上污水处理厂,日总处理能力达到1.4亿m,已与美国基本相当,为遏制水污染加剧的态势发挥了关键作用。
然而,每个行业都难以跨越历史,污水处理行业高速取得的巨大成就之下也同样隐存着短视、粗放乃至劣质。面向未来,我们必须进行反思。
首先,污水处理行业作为"绿色家族"的天生一员,却与可持续发展理念渐行渐远。我国绝大部分污水处理厂取消了初沉池设计,大量采用了延时曝气等高能耗工艺,以高能耗为代价实现的污染物削减与减排,形成了"减排污染物、增排温室气体"的尴尬局面。我国现有污水处理厂设置厌氧消化设施的数量不足3%,在硬件上直接否定了污水潜能的开发利用。更应引起注意的是:新设施的建设几乎都还在以厌氧消化管理复杂、我国污泥有机质含量低等不成立的说法为理由,在可研阶段就直接剔除厌氧消化工艺。近两年,发达国家污水处理厂提效改造已经成为与提标改造必须同步进行的过程,而"提效改造"在我国业内却还是个"生词"。在资源回收方向,我国污水处理行业的具体行动更是几近空白。如前所述,欧美发达国家已针对各自国情,就再生水回用、污水生物质能回用、氮磷回收等领域展开各有侧重的研究,围绕污水处理技术的可持续发展,我国还缺乏足够重视、深入思考和讨论。
其次,在城市污水处理发展过程中,缺乏满足社会、环境可持续发展的水质标准。中国幅员辽阔,自然环境与经济发展背景千差万别。但当前的污水排放标准对自然环境差异性、技术可达性、经济可行性不够重视,对污水处理发展方向指向不明。采用简单"一刀切"的方法处理地域不同和经济发展不平衡等重大差异性问题,不利于生态敏感地区的水质保护以及缺水地区的水资源问题的根本解决,在环境保护的天平上失去了应有的份量。
第三,在实践中,缺乏对人与自然和谐共处的思考与追求。主要表现在以下方面:一是污水处理厂产生的污泥与自然环境不和谐。城市污水处理产生的大量污泥没有安全、妥善地融入自然循环,对环境造成严重隐患,污泥中营养物也没有得到有效利用。二是污水处理厂与周边社会环境不和谐。伴随城镇化,很多污水处理厂已被围入城市社区,周边公众对污水处理过程所产生的恶臭和噪声等积怨颇深、投诉甚多,已经成为当前国内不容忽视的环境问题。
我们认为,随着水污染控制工作的不断深入和城镇化进程推进,我国城镇污水处理设施建设还将持续高速发展,并有可能在未来10年内完成城镇污水处理设施的基本建设任务。但是,基本建设完成并不意味着发展停滞。
如前所述,已经建成的污水处理设施距离社会可持续发展要求还有较大差距,提升改造将是一个比建设更加长久也更加关键的任务。同时,中国新型城镇化的大幕业已拉开,逾一亿农村人口将进入城市生活。中央城镇化工作会议已将能源利用效率、环境质量等作为新时期城镇化内涵。这些预示着,中国城市污水处理事业将迎来以可持续发展为核心的全新时期,在相当长一段时期内,中国仍将是世界上最大的污水处理市场。
超常规发展的中国污水处理事业,正面临着亟待解决以往问题和适应未来发展的迫切需求,在发展路线的重要选择关口,我们认为,为了跃升行业智慧资源,凝聚共识,明晰方向,迫切需要学习国外先进经验,借鉴成熟案例,效仿美国"21世纪水厂"和新加坡"NEWater水厂",建设一座(批)面向未来的污水处理厂,我们称之为"中国污水处理概念厂"。
我们的设想是:用5年左右时间,建设一座(批)面向2030~2040年、具备一定规模的城市污水处理厂。它应该扎实践行低碳绿色的国际先进理念,集中应用与展示已经和即将工程化的全球先进技术,从而能够充分满足中国城市可持续发展的战略要求,并期望成为国际水处理界的最新标杆。同时,概念厂还将成为国际水处理工程技术考察、观摩学习的重要项目,标志着我国污水处理事业开始走向领先。
这些认识决定了概念厂筹建时间会比较长,并且是一个重要的巨大价值创造过程。尽管我们在城市污水处理及环境保护领域有过多年的科学研究、工程实践及相关管理工作的经验,但通过一般的讨论还远不能为概念厂画出具象,需要更多方面的参与、更长时间的探索、更多维视角的勾画。通过几次研讨,我们初步认同概念厂应包含但不限于以下四个方向的追求:
1.使出水水质满足水环境变化和水资源可持续循环利用的需要
出水水质标准无疑是污水处理厂建设者的首要考虑。我们认为应包含面向水环境保护需求和面向水资源可持续循环利用的两类标准。其中,第一类是指根据当地环境和社会可持续发展要求而需达到的出水水质标准,应在顶层设计、长远规划的基础上提出。第二类是完全满足水资源循环利用的标准,使污水从根本上实现再生,这类标准应考虑对包括新兴污染物在内的有毒有害污染物的深度去除,对缺水地区的水生态安全发挥保障作用。
2.大幅提高污水处理厂能源自给率,在有适度外源有机废物协同处理的情况下,做到零能耗。
如前所述,发达国家污水处理能耗已占全社会能耗的3%左右,是节能降耗的重要领域。当前,我国污水处理厂的建设运营普遍粗放低效,节能空间更为巨大。污水中的有机物富含能源,合理利用通常能满足污水处理厂能耗的1/3到1/2;另一方面,污水处理新工艺、新技术、新装备以及运营方式也有广泛的节能效果。污水处理厂的大面积占地也为太阳能利用提供了可用空间。合理集成以上方面,概念厂将实现在污水处理耗能基础上普遍节能50%以上,在具备有机物外源时做到能源自给。沿着概念厂的方向,有望为整个社会减少1%的能耗。
3.追求物质合理循环,减少对外部化学品的依赖与消耗
污水处理厂产生的物质(污泥)最终需走向社会或自然。概念厂应根据当地实际情况,在城市长远发展视角下选择合理处置方式,使污泥最终达到无害化、资源化的目的。化学品的使用间接地增加了污水处理厂资源消耗,也提高了污水排放的生态风险。因此,概念厂将在最大程度上降低对外部化学品的依赖与消耗,在更广意义上减少对社会总体资源与能源消耗,并降低化学品的引入对污水处理厂出水、出泥带来的环境风险 。
4.建设感官舒适、建筑和谐、环境互通、社区友好的污水处理厂
首先要做到出水、出料、出气等所有的排出物对生态环境安全,并用多种方式展示和沟通这种安全状态。在此基础上要追求感官舒适、建筑和谐、环境互通,从而做到和周边社会的心理互信。土地是我国最宝贵最紧缺的资源,但是,我们认为未来的污水处理厂最重要的并不只是多么注意它本身的节约用地,而是必须做到不影响周边土地的使用功能,这可能比它的投资节省效益重要十倍,乃至百倍 。
为实现以上追求,我们首先应该彻底跳出现有污水处理技术工艺框框,系统地认真地研究国际上的新工艺、新技术、新材料、新装备的研究与应用进展,预判未来数年可能实现的突破,为城市污水处理做一次重新的系统勾画。作为现代城市重要的基础设施,污水处理厂也不应只是技术专家和工程师考虑的事情。为未来城市污水处理厂探寻和构建有整体共识的范式。
中国污水处理概念厂不能简单地局限于通常意义上的重点工程、示范工程,更应该将其看作是中国污水处理事业在当前的机遇和挑战下面向未来的一次系统探索。
概念厂将有助于我们突破现有体制、机制的束缚,重点从中国国情、社会发展、技术进步、物质与能源循环角度出发,在更长时间尺度上综合思考污水处理厂的功能与定位。我们相信,这种突破束缚的探索,本身就是巨大进步。同时,这也将是一次富有前瞻性和战略性的尝试。城市污水处理厂已经不单单是污水处理行业或环保行业的事情,它和人们生产、生活的关联日益紧密,这种关联正在刷新我们对其的传统认知,概念厂即脱胎于此:城市污水处理厂从实现污染物削减的基本功能将转变为城市的能源工厂、水源工厂、肥料工厂,进而再发展为与社区全方位融合、互利共生的城市基础设施。为了可持续的生存环境,我们需要这样颠覆性的想象力和创造力,需要大胆尝试的勇气。
基于以上认识,我们发起设立中国城市污水处理概念厂专家委员会。通过概念厂的建设和运行,指引方向,树立标杆,服务未来,实现我国城市污水处理事业的跨越式发展,或为世界污水处理厂建设的典范和方向;同时也将推动城镇化中环境要素功能的实现,推动环保新技术和管理经验的普及,推动环保产业的升级与转型换代。
概念厂专家委员将积极寻求与政府和社会沟通,整合有效资源,带动整个行业,推动污水处理新技术研究、产品开发、规划建设提升以及运营管理水平的提高。在设计概念厂过程中,我们希望可以汇聚更多富有热情,经验和智慧的有识之士,以从容和富有效率的方式,创造性地勾画中国污水处理的未来形态。
我们相信,这个过程必将激发行业内智慧资源的跃升和释放,引发出更多讨论甚至争论,帮助我们明确并坚定未来污水处理发展方向,推动污水处理事业新一轮技术与管理的创新与发展。对于这项长久的、有意义的事业,我们期待能与更多志同道合的伙伴们一起并肩奋斗。
"污水经处理后的水质标准应根据再生水回用的用途分类设定,做到优质水优用,劣质水劣用。污水处理厂的建设也应根据地域不同、城乡不同而有不场局提述同的模式。"近日,中国工程院院士、清华大学教授钱易在谈到今年受热议的中国城市污水处理概句活烈过送卫朝苏充冲逐念厂时建议 。
2015年初,中国工程院院士曲久辉等6位专家提出,应建设面向未来的中国污水处理概念厂,并发起设立专家委员会,以引领来自中国污水处理事业的升级发展。这一概念的提出,很快在业内引起反响。而愿意为这个"在路上"的概念厂出谋划策的也大有人在。上海市政工程设计研究总院(集团)总工程师张辰认为,污水处理厂是一个城市的卫生间,应树立污水处理厂是城市基础设施不可缺少的一部分这样一个理念。在新模式下,坚持政策引导,市场化运作。中国城镇供水排水协会排水专业委员会主任杨相平则首成味投提醒,在今后的概念厂建设中,要从全寿命周期来考虑建设成本,而不能陷入"低言聚年湖胜余更价中标、高价维护"的恶性循环。
不仅是专家、学者,许多业内企业负责人也纷纷建言。碧水源总经理戴日成认为,推行概念厂要加强顶层策划,制定出水标准,在工艺上要有创新有突破。天津创业环保总经理林文波针360百科对水厂药剂量大的问题建议应考虑如何在用药环节上有所突破。安徽国祯环保总出盾月经理王颖哲则希望以后的污水处理概念厂能变成"水资源中心"。
"请问如果要实现污水处理概念厂的理念,要突破的核心技术是什么?难点是什么?如何突破?有没有时间表?请问污水处理概念厂的单位投资、运行费用大概是多少……"
在2014(第十二届)水务战略论坛上,许多参会者纷纷向中国工程院院士、中国科学院生态环境研究中心机方乐微利冲者看研究员曲久辉提问。
月坐基在年初,包括他在内的6位环境领域专家共同发起成立中国城市污水处理概念厂专家委员会,呼吁各坚画形轮又阳效律活界共同参与建设面向未来的污水处理概念厂。
本届论坛上,曲久辉详细夜光波异介绍了我国污水处理概念厂的建设理念、发展趋势、需要的核心技术等。他表示,需要用新概念引导中国乃至全球污水处理的步伐,带动污水处理向新的趋势、新的技术、新的理念方向发展。
不是简单地去除污染物,更应该在节能、资源回收、环境友好方向上发展
"100年来传统的活性污泥法对解决污水处理问题发挥了重要作用。现在我们已危毫操效需要反思,污水处理需要一条什么样的新路?"曲久辉说。
曲久辉表示,传统的A2O法(厌氧-缺氧-好氧法)、氧化沟法或者SBR法(序批式川沉杂款白活性污泥法)在污水处理上发挥了重要作用。同时,一些新技术比如双膜法、源分离技术、厌氧氨氧化技术等都在概念上和工艺上对传统的活性污泥法提出了挑战。"污水但望马息缩住处理不是简单地去除污染知植物,更应该在节能、资源回收、环境友好的方向上进行新的革命性发展。"
曲久辉以美国和新明要关控衡素缺系加坡的污水处理厂为例进行了说明。上世纪60年代,美国提出具有超前思维的"21世纪水厂"概念,将污水处理标准提升至饮用水级别,对行业发展产生深远影响;新加坡深检非落报得硫有征片开发了"New water"工艺,通过传统的生物处理加双膜法,实现了从污水到饮用水的深度回用,带动了新加坡水业的跨跃式发展,使其一跃成为世界性水务中心。
更强调对污染物的削减作用,同时统筹考虑资源回收、七磁孙刻装收院细施呀能量转化、有害有毒污染物去除
我国的污水处理概念厂有何不同?对此,曲久辉雨表字丰板解释说,在我国污染问题更加复杂、污染物种类不断增加、水环境质量要求不断提高的现状下,我们的污水处理概念厂应该更强调对污染物的削减作用。
"污水中的污染物是非常复杂的,实现对更多污染物的去除,这是对工艺的新要求。我国现在仅仅考虑水质达标问题。达标并不意味着出水水质或者进入受纳水体的水质就是生态安全的。"他说。
污水处理概念厂追求的是健康的水质。那么,什么是健康的水质?如何达到这一要求?曲久辉说,就是污水处理要把资源回收、能量转化、有害有毒污染物去除进行统筹考虑。
"污水中潜在的能量是处理它所需要能量的10倍,如果能将这些潜在能量加以利用,市场前景将十分巨大。转向新的理念,使物质能够资源化、能源能够自给,这是污水处理发展的必由之路。"曲久辉说。
他也通过案例和数据介绍了这方面的情况,美国城镇污水处理电耗占全社会总电耗的3%,以色列为10%,中国城镇污水处理电耗已突破100亿kWh。全球每日产生的污水潜能相当于1亿吨标准燃油的能量。一些地区部分污水处理厂能源自给率可达到 60%以上,甚至完全自给。
据他介绍,奥地利Strass城市污水处理厂,采用A/B两段生物处理法,处理规模为25000m3/d,1996年就达到能量自给率49%,2006年就达到108%。"也就是说除满足自给使用外还有剩余。"
从国际经验来看,中国是世界上唯一一个10年内污水处理量翻番的大国。10年后我国的污水处理量将与美国污水处理能力相当。如果达到同样的处理量和现有水质的话,使用的电能又将是多少?如此巨大的电能消耗将给环境、资源造成巨大的负担。"实现能量、水、营养物回收可以构成三位一体的发展模式,这样可以回收和节省大量能源和资源。"曲久辉说。
水资源、物质循环利用,提高能源自给率,实现环境友好已具备相关技术条件
曲久辉表示,建设好中国污水处理概念厂,提高我国污水处理技术水平和管理水平,已经具备了相应的人力、经验、技术条件。
据他介绍,中国的污水处理概念厂有4方面的追求,即追求水资源可持续循环利用、追求提高能源自给率、追求物质合理循环、追求环境友好。而这4个追求也影响到概念厂核心技术的应用。
"污水处理概念厂要追求水资源可持续利用。在利用水资源时,水质标准是一个特别重要的问题。"曲久辉透露,他们正在研究建立一套可持续的水质指标体系。
他表示,制定指标体系的基本原则是满足水环境保护需求和实现水资源的循环利用。目标是在未来20年~30年,能够带动和指导我国污水处理的标准制定。"这就需要把水质指标与经济指标、技术指标进行系统考虑。但有两个原则需要坚持,一是处理后的水一定是生态友好的。二是污水中有机碳的能源化和磷、氮等物质的资源化也要与水质指标的制定统筹考虑。"
曲久辉表示,污水处理概念厂的第二个追求就是提高能源自给率,实现能源完全自给,这在技术上已经完全具备条件。
他说,污水处理概念厂要合理利用有机物富含的碳源,建立新工艺、新技术、新装备以及创新运营方式来实现能源自给。"通过粗略估算,希望能够为全社会节约1%的能源。"
此外,概念厂还要追求物质的合理循环,污泥的无害化、资源化,对氮、磷、硫等有用物质进行有效回收。同时,降低外部化学品的消耗。
曲久辉强调,污水处理概念厂将追求环境友好。即做到排出物对生态环境安全,融入周边社会,不影响周边土地的使用功能并向污水经处理后成为饮用水补充水源的方向发展。"可以尝试将没有异味儿、不影响居民健康的概念厂建到社区,使之成为公众的娱乐场所。"曲久辉说。
重视智能化、资源回收与能源自给,建设费用较一般污水处理厂高,但运营费用有可能降低
哪些技术在污水处理概念厂的建设中是核心技术?曲久辉表示,概念厂的建设应该是系统集成,是概念、技术、管理、运行、控制的集成,因此,智能化在概念厂的建设过程中尤为重要。同时,能量转化、资源回收和水质保障技术将是概念厂建设的核心技术。
从能量转化来讲,国外有现成的技术,例如奥地利的Stress水厂已经可以实现。但如何找到适合中国的技术呢?曲久辉认为需要满足两方面要求:一是能够最大程度的降低能耗,二是能把水中的有机物高效地转变成能源,尤其是碳源问题。
在水质保障技术上,曲久辉表示,当前我国执行的标准是一级A、一级B等,若要建成生态健康、社区友好的污水处理厂,还要有两个要求,一是如何做到在线监测和对水质毒性的预警,二是在现有工艺基础上如何保证出水水质没有毒性。同时,在污水处理过程中实现磷、氮等有机质资源的回收也尤为重要。
针对大家普遍关注的概念厂建设费用和运行费用问题,曲久辉透露,如果设定在面向未来20年,概念厂的建设费用至少是现在一般污水处理厂的1.5倍左右。如果能做到能源自给、运行控制能耗良好,则运行费用一定会低于污水处理厂。
他表示,概念厂在商业模式上也会有所创新。"我们并不希望采用社会常规的竞争方式来建设概念厂。概念厂运行后也不会完全适用BOT(建设-经营-移交)、BT(建设-移交)的模式。因为概念厂需要逐渐发展、完善,因此,商业模式也要有所创新。"
今年初,一篇《建设面向未来的污水处理厂》的署名文章,在环保圈内受到广泛关注。文章作者是中国工程院院士、中国科学院生态环境研究中心研究员曲久辉等6位专家,他们组成"中国污水处理概念厂专家委员会",给我们描述了未来的污水处理厂是什么样。
6位专家提出的目标是,"力争在5年之内,在有高品质环境追求的城市以崭新机制建成第一座中国污水处理概念厂"。为什么要提出这一目标?这一目标能够实现吗?
现行的污水处理方式,与可持续发展理念渐行渐远
国内一份学术期刊《科学通报》披露,在对我国地表水的检测当中,已经发现了68种抗生素,浓度远高于国外。不少人质疑,我们的污水处理厂效能哪里去了?
1984年,我国第一座大型城市污水处理厂在天津建成并投入运行。此后30年来,国内城市污水处理事业快速发展,取得了巨大成就。根据最新统计,全国已建成的污水处理厂已有4136座,日处理能力高达1.61亿吨。
日益增长的污水处理能力,为遏制水污染加剧的态势发挥了关键作用,但这并不意味着,我们的污水处理行业已经走在一条健康的发展路径上。
"污水处理行业在取得巨大成就的同时,也隐存着短视、粗放。面向未来,我们必须反思。"曲久辉,清华大学环境学院副院长王凯军,中国人民大学环境学院副院长王洪臣,清华大学教授余刚,中国21世纪议程管理中心副主任柯兵,中国科学技术大学教授俞汉青6位专家这样认为。
在他们眼里,传统的污水处理行业存在哪些短板?
出乎记者意料的是,专家们将污水处理行业的能耗作为头号问题提出来。
"污水处理行业作为'绿色家族'的天生一员,却与可持续发展理念渐行渐远。"曲久辉说,我国绝大部分污水处理厂采用延时曝气等高能耗工艺,以高能耗为代价实现污染物削减,形成了"减排污染物、增排温室气体"的尴尬局面。而在资源回收方面,我国污水处理行业的具体行动几近空白。
"随着排放标准加严,污染物控制种类增加,各地污水厂都面临提标改造的问题。近两年,发达国家的污水处理厂提效改造已经成为与提标改造必须同步进行的过程,而'提效改造'在我国业内却还是个生词。这种情况让人忧心。"王洪臣表示。
其次,专家们认为,在城市污水处理行业发展过程中,缺乏满足社会、环境可持续发展的水质标准。
"一些污水处理厂靠近农田,污水厂的氮磷本身是农业需要的营养物质。我们按照一个标准处理污水,一面耗能费料去除这些营养物,另一方面,农田还需要施用化肥,过量的化肥导致面源污染,再次进入水体,污水处理厂又要对其处理,形成恶性循环。"王凯军说。
另一方面,污水排放标准采用简单"一刀切",也难以有效保护生态敏感地区的水质。余刚说,比如,污水厂不能解决地表水中的抗生素问题和个人护理品的残留,虽然数字量级不大,但对水生生物的影响非常大,国家对此也没有要求。
专家们认为,的污水处理厂还缺乏对人与自然和谐共处的思考与追求。城市污水处理产生的大量污泥没有安全、妥善地融入自然循环。伴随城镇化,很多污水处理厂已被围入城市社区,周边公众对污水处理过程产生的恶臭和噪声等积怨颇深、投诉甚多,已经成为当前国内不容忽视的环境问题。
集成全球先进技术,反映未来需求和理念
直面传统污水厂的积弊,将其提升改造,这似乎应该是比较现实的目标,然而,专家们的理想不止如此。他们期望设计建设一座能够集技术大成,富有前瞻性,反映未来需求和理念的"概念厂"。
"低碳绿色,集中应用与展示已经和即将工程化的全球先进技术,能充分满足中国城市可持续发展的战略要求,我们也期望成为国际水处理界的最新标杆。"这是专家们对自己这个"孩子"的期待。他们把目标概括为四个方向的追求。
"污水厂当然要将出水水质标准当做首要考虑的问题。"曲久辉表示,第一类出水水质标准要根据当地环境和可持续发展要求,第二类是要完全满足水资源循环利用的标准,让污水再生。这类标准应该考虑深度去除各种有毒有害污染物,包括一些新兴的污染物,保障缺水地区的水生态安全。
第二个追求,是大幅提高污水处理厂能源自给率,最终做到零能耗。专家们认为,我国污水处理厂节能空间巨大。污水中的有机物富含能源,如能合理利用,通常能满足污水处理厂能耗的1/3到1/2。
第三,污水处理厂产生的污泥最终需走向社会或自然。概念厂立足污泥处理无害化、资源化目的,最大程度降低污泥处理对外部化学品的依赖与消耗。
"第四个追求,是希望污水厂做到感官舒适、建筑和谐、环境互通。"曲久辉说,污水处理厂占地较大,选址越来越难,原因就在于对环境不友好。概念厂希望达到这样的效果:如果没人告诉你,你根本不知道这个是污水处理厂。为了这个追求,首先要做到出水、出料、出气等所有的排出物对生态环境安全,并用多种方式展示这种安全状态。做到了环境安全,再向更高的层次追求,才能做到和周边社会的心理互信,成为社区的"好邻居"。
有些投资方主动上门,但缺少激励性的政策是一大障碍
听上去十分美好的污水处理概念厂,并不仅仅是一个概念,专家们打算用五年时间,将这一概念变成现实,建设一座或者一批这样的污水处理厂。
实现这一目标,需要什么样的技术、多少资金、什么样的人才?想落地,难度又有多大?
王凯军告诉记者,污水处理经过百年的发展,通过国内外专家在可持续发展、碳减排需求下的有益探索,已经具备了重大突破技术基础。
曲久辉认为,为实现概念厂的四个追求,首先应该彻底跳出现有污水处理技术工艺框框,系统地研究国际上新工艺、新技术、新材料、新装备的进展,预判未来数年可能实现的突破,为城市污水处理做一次新的系统规划。作为现代城市重要的基础设施,污水处理厂不应该只是技术专家和工程师考虑的事情,应该组织政府官员、民众、工程师、建筑师、规划师讨论、参观、模拟,为未来城市污水处理厂探寻和构建有整体共识的范本。
与传统污水厂相比,概念厂建设费用和运行费用可能耗资巨大。"做概念厂就如同设计师做服装设计,不一定适合现在,但一定要引领未来。"王洪臣强调,如果2015年就能建好,建成之后经济效益就非常大的话,那就不是概念厂了。这就需要地方政府、职能部门甚至是风险投资的支持。
钱的问题似乎并不棘手。在概念厂的理念发布之后,主动找上门来的投资方让专家们信心倍增。让专家们安心的是,江苏宜兴环保产业园已经无条件地为这项工作提供支持。
有了资金保障,并不意味着设计和建设都能一帆风顺。参加污水概念厂沙龙的著名水环境专家、中国工程院院士钱易为概念厂再次呼吁,污水处理标准不能一刀切;上海市政设计院总工程师张晨呼吁,有关部门对"城市的卫生间"给予更多关注。但也有嘉宾提醒,不能做"奢侈的环保"。业内的争论,概念厂设计和建设可能遭遇困难等问题,都在专家们的意料之中。
"概念厂要突破已有的规范和标准,与现行标准、政策的冲突在所难免,这是我们面临的困难,但并不是最大的问题。"王洪臣认为,缺少鼓励性的政策,比如家用空调节能都有补贴,污水厂的节能降耗却无人喝彩,对需要高投入以实现能源自给的概念厂来说,这可能是今后要面对的一大障碍。