“概念廠”能否撬動水業(yè)改革？

        “概念廠”以2014年底完成選址，五年內(nèi)完成實體建設(shè)，未來20年形成完整模式的規(guī)劃推進

“概念廠”引申自“概念車”，指以超前構(gòu)思和*新科技成果匯集而成的產(chǎn)品，探索產(chǎn)業(yè)的未來方向。由6位污水處理領(lǐng)域*的專家自發(fā)組織并于2014年初聯(lián)合提出的“建設(shè)面向未來的中國污水處理概念廠”，其定位就在于此。

        “概念廠”的具體規(guī)劃是，2014年完善概念設(shè)計、提出基本框架、落實選址，用5年時間建設(shè)一座(批)面向2030年～2040年、具備一定規(guī)模的城市污水處理廠，未來20年形成污水處理概念廠的完整模式。指導(dǎo)方針為，踐行低碳綠色的先進理念，集中應(yīng)用與展示已經(jīng)和即將工程化的全球先進技術(shù)，能夠充分滿足中國城市可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，并期望成為國際水處理界的*新*。

        由中國工程院院士、中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員曲久輝，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院副院長、教授王凱軍，中國人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院副院長、教授王洪臣，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授余剛，中國科技部、中國21世紀議程管理中心副主任柯兵，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院環(huán)境工程教授俞漢青組成的概念廠專家委員會于2月召開媒體見面會，詳細介紹了概念廠的規(guī)劃。

        曲久輝介紹，概念廠將刷新人們對環(huán)境的認識，城市污水處理廠從實現(xiàn)污染物削減的基本功能轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘械哪茉垂�廠、水源工廠、肥料工廠，進而發(fā)展為與社區(qū)全方位融合、互利共生的城市基礎(chǔ)設(shè)施，是一次對傳統(tǒng)污水處理的重大變革。

        “原來中國的污水處理大多照搬西方的概念、技術(shù)和模式，在設(shè)計、建設(shè)和運行方面都不夠科學(xué)。我們希望開拓一種創(chuàng)新模式，引領(lǐng)中國水處理行業(yè)的跨越式發(fā)展。”曲久輝表示。

        中國的環(huán)境產(chǎn)業(yè)正在醞釀一場全面全新的改革浪潮，不僅是概念廠的提出，而是眾多學(xué)者都從不角度紛紛提出了能源再生利用、低碳和生態(tài)處理等多種的探索途徑。概念廠的可貴之處在于，它從學(xué)術(shù)研究向?qū)嶓w建設(shè)邁出了比較關(guān)鍵的一步。

        水處理行業(yè)呈現(xiàn)出了三大研發(fā)趨勢：強化污染物削減功能、注重低碳處理和能源開發(fā)、重視污水處理過程的資源回收，為概念廠提供了學(xué)術(shù)和技術(shù)基礎(chǔ)，而黨的十八屆三中全會強調(diào)深化改革，將生態(tài)文明建設(shè)納入中國特色社會主義事業(yè)五位一體總布局，也為呼之欲出的產(chǎn)業(yè)變革奠定了總基調(diào)。“概念廠”的提出順時應(yīng)勢，時勢造英雄，山雨欲來風(fēng)滿樓。

        四個方向

        概念廠已確立了四個研發(fā)方向：出水水質(zhì)達到可持續(xù)的標(biāo)準或是極限水處理標(biāo)準;大幅度提高污水處理廠的能源自給率;追求物質(zhì)的合理循環(huán)，減少外部化學(xué)品的依賴與消耗;建設(shè)感官舒適、建筑和諧、環(huán)境互通、社區(qū)友好的污水處理廠。

        據(jù)介紹，截至2013年，我國已建成并投入運行3500多座縣級以上污水處理廠，污水處理總能力達到1.4億m3/d。但是這些污水廠不同程度地都存在“兩高一低”現(xiàn)象，工藝技術(shù)千篇一律、生搬硬套，其中應(yīng)用*為普遍的處理工藝是活性污泥法和生物膜法。工藝技術(shù)應(yīng)用缺乏適用性，致使污水處理廠的效率極低，統(tǒng)計顯示，國內(nèi)污水廠的有效利用率僅為21%。

        污水處理本應(yīng)是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中的重要組成部分，但是卻在技術(shù)選擇方面存在嚴重不足。”王凱軍指出。

        活性污泥法已經(jīng)應(yīng)用了一百年，這一傳統(tǒng)工藝在去除有機污染物和營養(yǎng)污染物的同時，*大缺陷是產(chǎn)生當(dāng)量的溫室氣體CO2。據(jù)測算，如果我國污水處理全部采用活性污泥處理工藝，產(chǎn)生的CO2年總量將高達2200萬噸-2500萬噸。

        另外，污水處理還存在高能耗的突出問題。王洪臣介紹，目前污水處理的能源自給率平均在25%左右，占社會總能耗的10%，高能耗的同時，污水處理中存在的巨大潛能卻沒有得到有效開發(fā)和利用。

        我國*的厭氧生物處理技術(shù)專家王凱軍指出，對污水處理能源開發(fā)預(yù)處理技術(shù)在國內(nèi)的應(yīng)用還很少，全國3500多座污水處理廠中采用厭氧工藝的僅有50座左右，運行的在1/3左右。而在歐洲，通過高效厭氧消化等成熟技術(shù)進行能量回收，污水處理能源自給率可以達到60%甚至完全實現(xiàn)能源自給。

        余剛以藥物和個人護理品等新型污染為代表，介紹概念廠對環(huán)境安全的研發(fā)思路。他認為，污水中存在的新型污染是國際上水處理產(chǎn)業(yè)都在面對的共性問題。美國的一項普查發(fā)現(xiàn)，24個主要城市的飲用水中均存在一定含量的藥物和個人護理品。我國的情況與之類似。“如果解決了污水處理的環(huán)境安全問題，處理廠與城市社區(qū)的關(guān)系就會更安全、友好，可以像家里的衛(wèi)生間一樣隨意地擺放它，而不會遭受公眾的排斥和反對。”余剛說。

        行業(yè)機遇

        從行業(yè)機遇來看，污水處理行業(yè)已經(jīng)到了一個從量變到質(zhì)變的轉(zhuǎn)折點，它需要找到一個新模式、新起點，開拓一個新空間。

        目前，污水處理行業(yè)的趨勢是在向“下”擴張，大中城市的處理設(shè)施已基本建成，城市的市場增長點主要集中在水廠擴建和升級，新一輪的建設(shè)以鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村地區(qū)為主。

        但鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村的污水處理與大中城市有較大差異，它的特點是處理規(guī)模小、水量水質(zhì)波動大、運行維護等技術(shù)力量薄弱，如果復(fù)制大中城市的處理工藝，會增大投資和能耗，而且無法保證穩(wěn)定運營，因此，改革已箭在弦上。

        王凱軍認為“城鎮(zhèn)化為行業(yè)提供了非常好的機遇”。建設(shè)增量為我國污水處理的行業(yè)發(fā)展提供了動力。

        還有巨大的改擴建需求。城市土地資源日趨短缺，污水處理廠越來越難以找到足夠的擴建空間，因此采用更高負荷的處理工藝如生物膜移動床工藝(MBBR HYBAS)、曝氣生物濾池工藝(BAF)漸呈趨勢。王洪臣表示，一味地提標(biāo)改造，像國外的污水處理廠已經(jīng)過五六次提改一樣，會造成非常大的投資浪費。當(dāng)然，*大的*無法忽視的是對水資源的需求。總體而言，中國是一個缺水大國，水資源總量27000億m3，可利用水資源量僅為800億m3左右，目前的用水量卻已超過600億m3。實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用需求迫切。“概念廠”立足于水資源的循環(huán)利用。其先例是上世紀60年代美國的“21世紀水廠”和本世紀初新加坡開發(fā)的“NEWater”工藝。

        將污水處理標(biāo)準提升至飲用水標(biāo)準，實現(xiàn)從污水到飲用水的深度回用，這就是世界性水務(wù)“新概念”。在此基礎(chǔ)上，歐美又提出了對污水處理中的水、營養(yǎng)物、能源三方面進行回收，將下水道比喻為“蘊含豐富能源的礦藏”。

        能否落地?

        概念廠面向未來，與現(xiàn)行的工藝、建設(shè)、政策標(biāo)準等方面存在一些不協(xié)調(diào)之處，亟需解決。

        比如對污水排放標(biāo)準的規(guī)定�，F(xiàn)行的處理排放標(biāo)準對有機物(COD、BOD)和營養(yǎng)物氮、磷(N、P)都做統(tǒng)一規(guī)定，行業(yè)標(biāo)準“一刀切”。曲久輝分析：“目前的政策標(biāo)準關(guān)注的是眼前、局部的利益，而未來的概念廠是系統(tǒng)性的、從更長遠角度出發(fā)的。”他指出，未來標(biāo)準可借鑒一些國家的做法，如根據(jù)出水排入的水體不同或污水水質(zhì)、當(dāng)?shù)厮�資源情況制定不同的排放標(biāo)準，與資源回收再生利用的理念更契合。

        王洪臣指出，污水處理行業(yè)尚缺少鼓勵政策。例如家電行業(yè)擁有節(jié)能降耗的鼓勵政策，若污水處理行業(yè)出臺同樣的鼓勵政策，將大大加強污水處理行業(yè)的前進步伐。

        曲久輝指出，未來的“概念廠”可以有兩種模式：一種實體模式，一種虛擬模式。實體模式是指選點建設(shè)、實地運行，虛擬模式是展示概念，可以理想化一些。

        但是就目前情況看，“概念廠”距離落地似乎還需一段時間。曲久輝表示，要在2014年底前完成水廠選址。“我希望模塊的完善與概念廠的建設(shè)能夠結(jié)合起來，將概念設(shè)計與選址相結(jié)合。因為只有根據(jù)具體的對象設(shè)立邊界條件，才能夠?qū)嶋H推進概念廠的落地，不能總是空對空地談。”

        王凱軍認為，在對“概念廠”的技術(shù)、建設(shè)、政策、運行、管理等方面進行一系列的研究和探索過程中，不同時期一定會有不同產(chǎn)出，無論是前期的學(xué)術(shù)成果或者后期的建設(shè)主張，都將給行業(yè)帶來積極的影響。

        “概念廠”將如何推動行業(yè)的變革、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?曲久輝認為，“概念廠”必將有助于突破現(xiàn)有體制、機制的束縛，重點從中國國情、社會發(fā)展、技術(shù)進步、物質(zhì)與能源循環(huán)角度出發(fā)，在更長時間尺度上綜合思考污水處理廠的功能與定位。“這種突破束縛的探索，本身就是巨大進步。同時，這也將是一次富有前瞻性和戰(zhàn)略性的嘗試。一個好的概念就是一個好的投資，而這個好的投資一定會帶來好的回報。”