新年伊始,國內六位知名環(huán)境專(zhuān)家聯(lián)合為本報獨家撰文《建設面向未來(lái)的中國污水處理廠(chǎng)》(1月7日9版)。文章刊發(fā)后引起強烈反響,圍繞什么是污水處理概念廠(chǎng),它有什么不同,具體怎么建設等問(wèn)題,引起行業(yè)內外的持續討論。
就在不久前,污水處理概念廠(chǎng)專(zhuān)家委員會(huì )的成員們在北京聚集,就大家普遍關(guān)心的問(wèn)題進(jìn)行了一次系統的回應。專(zhuān)家們試圖讓大家明白,吸引他們專(zhuān)注和熱情的,不是建設一個(gè)先進(jìn)的示范工程,而是希望以此為平臺,吸引、整合行業(yè)智慧、資源,蓄積力量、明晰方向、堅定道路,推動(dòng)我國污水處理事業(yè)實(shí)現從量變到質(zhì)變。
本期受訪(fǎng)嘉賓
曲久輝 中國工程院院士、中科院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員
王凱軍 清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院副院長(cháng)、教授
王洪臣 中國人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院副院長(cháng)、教授
余 剛 清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授
柯 兵 中國21世紀議程管理中心副主任
俞漢青 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授
眼下的問(wèn)題——
地方環(huán)境管理不能依賴(lài)基于底線(xiàn)的國家標準,必須有“個(gè)性化”的地方排放標準體現其不同的思路和需求,而污水處理體系也應據此進(jìn)行系統設計。但在這方面,除少數發(fā)達城市外,各地還普遍是空白
總體上我們更多采用了以延時(shí)曝氣為特點(diǎn)的北歐工藝,基本特點(diǎn)是負荷低、高投入、高能耗
污水處理行業(yè)忽視能源資源回收,同時(shí)也給目前我國污泥處置難題埋下隱患
污水處理廠(chǎng)已經(jīng)接近垃圾焚燒廠(chǎng)在公眾心中的“地位”,臭氣噪聲擾民投訴頻發(fā)、新建項目遭遇社區反對已屢見(jiàn)不鮮
概念廠(chǎng)的追求——
可持續的水質(zhì)標準
針對不同地區的環(huán)境管理、生態(tài)保護需求,設計一套循序漸進(jìn)的水質(zhì)標準體系;不僅把常規的污染問(wèn)題解決好,也要同時(shí)考慮到更深層次的環(huán)境問(wèn)題
一定要展現節能降耗和開(kāi)發(fā)能源的基本理念
從技術(shù)的前瞻性、先進(jìn)性,尤其是作為工程的可靠性,綜合考慮、優(yōu)選集成最先進(jìn)的技術(shù),盡可能提高污水處理的能源自給率
污水中的碳氮磷硫都可能成為資源
環(huán)境友好、社區融合
可以把污水處理廠(chǎng)跟一些傳統市政基礎設施實(shí)現高度融合
在十年時(shí)間內就已建立起框架的中國污水處理事業(yè),未來(lái)還有很長(cháng)的路要走。一方面,我國污水處理設施與經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展對其的需求相比,已經(jīng)顯現出各種不適應,亟待從技術(shù)到管理、從理念到實(shí)踐的全面提升。而另一方面,我國持續的城鎮化仍將釋放大量新建需求,污水處理設施規模還將繼續增長(cháng)。
業(yè)內人士估計,這會(huì )是一個(gè)比之前“大建設”更巨大、更長(cháng)期的任務(wù),且需要解決的不只是技術(shù)和資金問(wèn)題,更為關(guān)鍵的是要尋找到下一步前進(jìn)的方向和道路。而這正是六位專(zhuān)家近年來(lái)一直思考的問(wèn)題。
更令他們倍感緊迫的是,如果不能盡快在行業(yè)內形成共識,現有污水處理設施的提標改造,將會(huì )因為缺少可持續的目標和計劃,而使巨大的改造投入產(chǎn)出欠佳,而新建污水處理設施則有重走老路甚至彎路的風(fēng)險。
“這正是我們發(fā)起建立中國污水處理概念廠(chǎng)倡議的意圖。”專(zhuān)家們在接受本報記者采訪(fǎng)時(shí)反復強調,建設污水處理概念廠(chǎng)是要提供一個(gè)平臺,是要推進(jìn)一個(gè)進(jìn)程,是想要集合行業(yè)內外各種力量,為中國找到一條適合國情、面向未來(lái)的污水處理新路。
巨大成績(jì)背后的隱憂(yōu)
號稱(chēng)環(huán)保行業(yè),本身卻與可持續發(fā)展背道而馳,這是中國污水處理行業(yè)必須正視的尷尬
即使付出可觀(guān)經(jīng)濟成本達到現行國標最高的一級A,出水仍是劣Ⅴ類(lèi);污水處理廠(chǎng)只管水不管泥,污染隱患和能源資源浪費嚴重;污水處理廠(chǎng)誰(shuí)都需要,可誰(shuí)都不想要。
在經(jīng)歷幾輪密集建設后,中國污水處理在規模上已經(jīng)可與美國比肩,速度堪稱(chēng)奇跡。但隨著(zhù)設施全面進(jìn)入運行期,高速奔跑后的各種問(wèn)題也隨之而來(lái)。近年來(lái),行業(yè)內外圍繞污水處理標準體系、技術(shù)路線(xiàn)、管理體制等,已經(jīng)開(kāi)始了總結和思考。
標準方面,“按國標最高標準出水還是劣Ⅴ類(lèi)”話(huà)題的熱議,在去年曾經(jīng)讓標準制定部門(mén)承受了不小的壓力。但事實(shí)上,地方環(huán)境管理不能依賴(lài)基于底線(xiàn)的國家標準,必須有“個(gè)性化”的地方排放標準體現其不同的思路和需求,而污水處理體系也應據此進(jìn)行系統設計。
但在這方面,除少數發(fā)達城市外,各地還普遍是空白。而正是因為缺乏標準引導,不少地方管網(wǎng)沒(méi)建好就急著(zhù)去提標一級A,有的污水廠(chǎng)則是面臨剛建好就要提標改造的尷尬。
而在技術(shù)路線(xiàn)方面,“由于歷史原因,被認為是環(huán)境保護、可持續發(fā)展一部分的污水處理行業(yè),本身的技術(shù)選擇在體現可持續發(fā)展理念方面存在不足。”王凱軍評價(jià)說(shuō)。
他本人近年來(lái)的研究重點(diǎn)是環(huán)境技術(shù)管理和戰略研究。王凱軍認為,從新世紀以來(lái)的十幾年間,我國污水處理在超常規大發(fā)展過(guò)程中,基本沿用了國外的模式。“總體上更多采用了以延時(shí)曝氣為特點(diǎn)的北歐工藝,基本特點(diǎn)是負荷低、高投入、高能耗。”
他個(gè)人曾參與一個(gè)污水處理項目審查。這個(gè)項目在年平均20多度的氣溫條件下,仍然采取延時(shí)曝氣、負荷極低(達到0.05)。“這原本是針對北歐常年低溫狀況而設計的工藝。這樣的例子還有很多。”
高能耗、高投入路線(xiàn)對中國污水處理技術(shù)選擇的“統治”,還可能讓行業(yè)錯過(guò)或者忽略了另一個(gè)關(guān)鍵趨勢,即能源資源回收,同時(shí)也給目前中國污泥處置難題埋下隱患。
據王凱軍介紹,英國80%的污水處理廠(chǎng)通過(guò)污泥厭氧消化回收能源,德國的這一比例也在80%以上。“我們國家3000多座污水處理廠(chǎng)擁有污泥厭氧設施的只有50多個(gè),其中在運行的還不到1/3。”
而據他們的研究,厭氧消化本可以在中國發(fā)揮更大效能。王凱軍表示,國內某污水處理廠(chǎng)的標準厭氧消化工程,經(jīng)多年運行表明,能幫助污水處理廠(chǎng)能源自給率達到20~30%,每年產(chǎn)生的沼氣發(fā)電量可達1000多萬(wàn)度。
在環(huán)境友好方面,污水處理廠(chǎng)已經(jīng)接近垃圾焚燒廠(chǎng)在公眾心中的“地位”,臭氣噪聲擾民投訴頻發(fā)、新建項目遭遇社區反對已屢見(jiàn)不鮮。高能耗高投入的工藝、忽視能源資源回收……號稱(chēng)環(huán)保行業(yè),本身卻與可持續發(fā)展背道而馳,這是中國污水處理行業(yè)必須正視的尷尬。
概念廠(chǎng)想做哪些改變?
需要在現行法規標準之上探索未來(lái)水質(zhì)標準,篩選節能降耗技術(shù)工藝,提出資源能源開(kāi)發(fā)對策,優(yōu)化各種工藝組合,通過(guò)精心設計和運營(yíng),完成這一復雜的系統工程
提出建設中國污水處理概念廠(chǎng)、并組建專(zhuān)家委員會(huì ),事實(shí)上經(jīng)過(guò)了一年多的醞釀時(shí)間,期間的討論頻繁而熱烈。“并不是沖動(dòng)、盲目做出的決定。”這幾位在污水技術(shù)管理、工程實(shí)踐、前沿技術(shù)、發(fā)展戰略上各有所長(cháng)的專(zhuān)家,或者親身參與、或是密切觀(guān)察中國污水處理事業(yè)十幾年來(lái)的發(fā)展。“概念廠(chǎng)”正是他們反思過(guò)去、展望未來(lái)后得出的結果。
“我們經(jīng)過(guò)一年多的討論,初步想從水質(zhì)標準的可持續、資源回收、能量自給、環(huán)境友好,這四個(gè)維度來(lái)對中國污水處理未來(lái)發(fā)展方向做一次系統的探索。”王洪臣說(shuō)。
概念廠(chǎng)的消息一經(jīng)傳出,他們很快收到來(lái)自各方反響。很多人急于了解概念廠(chǎng)具體該怎么做?有什么不同?用什么技術(shù)?甚至要花多少錢(qián)? 對此,王洪臣坦言,概念廠(chǎng)是上述四重目標的體現,目前還沒(méi)有清晰的路線(xiàn)圖。“這四個(gè)問(wèn)題都對現有污水處理事業(yè)提出了變革性和挑戰性的課題,要求高、困難多,需要大量的研究和探索。”
專(zhuān)家們首先關(guān)注的是標準問(wèn)題,即如何確定一個(gè)可持續的出水水質(zhì)標準。
王洪臣舉例說(shuō),如果概念廠(chǎng)選擇建在水資源豐富的地區,那么出水就需要滿(mǎn)足維持當地水生態(tài)的平衡和健康,可能就要對硝酸根進(jìn)行嚴格控制。“美國一些重點(diǎn)流域要求污水處理廠(chǎng)出水中總氮低于3mg/L,個(gè)別地區要求更高。正是出于這樣的目標。”
而如果概念廠(chǎng)選址在缺水地區,那么,出水水質(zhì)必須滿(mǎn)足水資源可持續循環(huán)利用的要求。“如此,剛才提到的硝酸根未必就是最重要的指標,而有可能是微生物指標。”他強調,可持續的水質(zhì)標準是一個(gè)系統探索的過(guò)程,不是要馬上確定一套可以應用的標準,而是針對不同地區的環(huán)境管理、生態(tài)保護需求,設計一套循序漸進(jìn)的水質(zhì)標準體系。
而他們的探索可能會(huì )對現行水質(zhì)評價(jià)體系提出挑戰。曲久輝是水質(zhì)安全、評價(jià)方面的資深專(zhuān)家。他提出,如果污水處理后不是直接排放到天然水體,而是回用至綠地、農田,那么氮磷作為有用物質(zhì)是否可以不做特殊處理,標準不做過(guò)高要求?而一旦涉及生態(tài)和健康,現有的評價(jià)體系則需要進(jìn)一步完善。“COD,氮磷達到要求不一定意味著(zhù)安全,還有一些有害污染物沒(méi)有得到檢測。”
安全是很多環(huán)境專(zhuān)家們更為關(guān)心的問(wèn)題。“根據環(huán)境安全和水資源安全的需求,污水處理不僅要考慮解決黑臭,去除常規污染物,還要關(guān)注會(huì )對人體健康、水生態(tài)系統等有長(cháng)期性風(fēng)險的新興污染物,比如個(gè)人護理品、藥品等隨不同渠道進(jìn)入污水,現在的處理工藝并不能很好應對。”余剛一直在關(guān)注污水處理領(lǐng)域深層次環(huán)境安全問(wèn)題。
據他介紹,歐美發(fā)達國家已經(jīng)開(kāi)始著(zhù)手開(kāi)始解決這樣的問(wèn)題。 而概念廠(chǎng)也要有此考慮。“不僅把常規的污染問(wèn)題解決好,也要同時(shí)考慮到更深層次的環(huán)境問(wèn)題。”
在技術(shù)層面,概念廠(chǎng)委員會(huì )要更多關(guān)注對現有先進(jìn)技術(shù)的篩選和集成。王洪臣表示,概念廠(chǎng)一定要展現節能降耗和開(kāi)發(fā)能源的基本理念。在這一領(lǐng)域,國內外在不同的環(huán)節和方向上,都涌現出了很多創(chuàng )新。
“從技術(shù)的前瞻性、先進(jìn)性,尤其是作為工程的可靠性,我們要綜合考慮,優(yōu)選集成最先進(jìn)的技術(shù),盡可能提高污水處理的能源自給率。”他強調,這不是為了示范某種或某些技術(shù),而是為了推動(dòng)對污水處理能源利用狀況的提升和革新,幫助行業(yè)為節能減排做出自己的貢獻。
發(fā)達國家的研究和實(shí)踐表明,污水中的碳氮磷硫都可能成為資源,而這也是概念廠(chǎng)追求的目標之一。“我們想探討在我國污水處理中是否能進(jìn)行相應開(kāi)發(fā)?這方面也需要大量研究和技術(shù)篩選,找到合理方案。”王洪臣說(shuō)。
在專(zhuān)家們的心目中,“外形”對污水處理概念廠(chǎng)也非常重要。他們希望通過(guò)概念廠(chǎng)在環(huán)境友好、社區融合方面的探索,讓大家對污水處理行業(yè)的形象徹底改觀(guān)。在這方面,可選的方案并不少。
“可以把污水處理廠(chǎng)跟一些傳統市政基礎設施實(shí)現高度融合。比如熱電廠(chǎng)可以利用污水廠(chǎng)出水,而后者則可以大量利用廢熱、灰渣等;一些市政基礎設施周邊環(huán)境較差,還可以利用污水廠(chǎng)水面調節周邊小氣候。”王洪臣說(shuō),在與社區融合方面,國外經(jīng)驗很值得借鑒。
日本的清水公園,就是把污水處理廠(chǎng)修建成周邊居民的休閑場(chǎng)所。有些國家污水處理設施是基于低影響開(kāi)發(fā)而設計。“就是如果不特意說(shuō)明,很多人甚至不知道這里有污水處理設施。這也是我們追求的方向。”
在采訪(fǎng)中,多位專(zhuān)家反復強調,概念廠(chǎng)需要在現行法規標準之上探索未來(lái)水質(zhì)標準,篩選節能降耗技術(shù)工藝,提出資源能源開(kāi)發(fā)對策,優(yōu)化各種工藝組合,通過(guò)精心設計和運營(yíng),完成這一復雜的系統工程。在這其中,概念廠(chǎng)是一個(gè)載體,是一個(gè)平臺,可以吸納、集合行業(yè)內外的智慧、力量和資源,推動(dòng)行業(yè)對污水處理的思考、梳理、探索乃至最終變革。“過(guò)程是比結果更有意義的事情。”