工藝優(yōu)化

以某個(gè)造紙廠污水處理工藝為例，優(yōu)化前，造紙廠深度處理過(guò)程為“芬頓-混凝沉淀-外排”。深度處理出水COD平均濃度為84mg/L，難以達(dá)到60mg/L的新的COD排放標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)工藝優(yōu)化，調(diào)整了處理順序，將混凝沉淀這道程序提前，并未增添額外的工程。

通過(guò)工藝優(yōu)化，改變?cè)炔缓侠淼墓に?，該造紙廠深度處理出水COD濃度穩(wěn)定達(dá)到60mg/L，達(dá)標(biāo)率為99.3%。出水水質(zhì)變好后，藥耗與能耗也隨之下降，優(yōu)化前，噸水處理成本為1.92元，每公斤COD去除成本為6.86元;優(yōu)化后，2013年該造紙廠噸水處理成本降低至1.64元，每公斤COD去除成本為4.70元。2015年，成本進(jìn)一步降低，噸水處理成本為1.58元，每公斤COD去除成本為4.67元。工藝優(yōu)化為企業(yè)帶來(lái)了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

再生水利用

目前，污水處理市場(chǎng)中增量項(xiàng)目減少，存量項(xiàng)目逐漸成為市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)，若想挖掘增量項(xiàng)目，或可從再生水入手。

傳統(tǒng)污水處理系統(tǒng)將污水處理達(dá)標(biāo)后排放，而再生水系統(tǒng)則可構(gòu)建循環(huán)體系，排放的尾水經(jīng)過(guò)不同工藝處理后可以被用于景觀利用、工業(yè)利用、市政雜用和補(bǔ)充水源地，甚至經(jīng)過(guò)高標(biāo)準(zhǔn)處理后可直接飲用。根據(jù)用途的不同，再生水系統(tǒng)可以采用不同工藝進(jìn)行處理，出廠的再生水定價(jià)也可不同，做到將排水變?yōu)楣┧?，即產(chǎn)品。

胡洪營(yíng)分析，城市污水具有水量穩(wěn)定、水質(zhì)可控、就近可取的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)再生水系統(tǒng)處理，可成為 “城市第二水源”、“工業(yè)第一水源”。再生水利用效益顯著，技術(shù)可行，值得大力推進(jìn)，國(guó)家多項(xiàng)政策也對(duì)此提出了要求，但是進(jìn)展并不是太快。

2021年1月，發(fā)改委等十部委發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見(jiàn)》，標(biāo)志著污水資源化利用上升為國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃，污水處理進(jìn)入資源化利用新階段，“十四五”期間和未來(lái)15年，將是污水再生利用的快速發(fā)展期。

胡洪營(yíng)表示，污水再生利用對(duì)優(yōu)化供水結(jié)構(gòu)、增加水資源供給、緩解供需矛盾和減少水污染、保障水生態(tài)安全具有重要意義。關(guān)于再生水的利用途徑，胡洪營(yíng)用一句話給出了總結(jié)：“自來(lái)水能用的地方再生水都能用”。

目前，國(guó)家正在起草了一項(xiàng)關(guān)于再生水利用效益及其評(píng)價(jià)方法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)效益評(píng)價(jià)指標(biāo)、程序和計(jì)算方法等進(jìn)行規(guī)定和規(guī)范。這樣，再生水利用這條賽道就有了同一把尺子進(jìn)行衡量，根據(jù)利用途徑的不同，可用資源效益、生態(tài)環(huán)境效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益等評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

建立區(qū)域水生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)

胡洪營(yíng)表示，運(yùn)行優(yōu)化與再生水利用是實(shí)現(xiàn)高效率發(fā)展的途徑，那么建立區(qū)域水生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)就是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的途徑。行業(yè)內(nèi)都提倡“三水”協(xié)同共治，胡洪營(yíng)則提倡“三水一碳”協(xié)同共治，即“水資源保障、水污染治理、水生態(tài)修復(fù)、碳排放削減”，以實(shí)現(xiàn)“提水質(zhì)、健生態(tài)、保用水、減碳排”的目標(biāo)。

但同時(shí)，胡洪營(yíng)強(qiáng)調(diào)，單項(xiàng)的技術(shù)革新難以實(shí)現(xiàn)“三水一碳”協(xié)同共治。水務(wù)行業(yè)首要任務(wù)不是降碳，而是保水質(zhì)、保供應(yīng)、保安全，在此基礎(chǔ)上才能談碳減排。碳減排并非不重要，但其前提是不能影響水質(zhì)和供水，這是生命線。談雙碳首先要談保安全，因此需要系統(tǒng)性變革才能解決這一問(wèn)題。

現(xiàn)在的供排水系統(tǒng)是開(kāi)放性的線性系統(tǒng)，主要包括“上游取水-用水-污水-下游排放”幾個(gè)環(huán)節(jié)，存在依賴域外水資源、水系統(tǒng)彈韌性較差、水資源利用率較低、能源資源消耗大和營(yíng)養(yǎng)元素流失大等突出問(wèn)題，其中，土壤營(yíng)養(yǎng)元素流失問(wèn)題未引起人們的高度重視。

胡洪營(yíng)解釋，人們所需要的糧食蔬菜都需要農(nóng)田中的微量元素來(lái)支撐，土壤中的微量元素被植物吸收，進(jìn)入人體，并隨糞便排出體外，進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，處理后排放到流域水環(huán)境中，沒(méi)有返回到農(nóng)田。這會(huì)導(dǎo)致土壤微量元素減少，更為貧瘠，從而讓糧食蔬菜水果中微量元素減少，影響植物生長(zhǎng)，使人體微量元素?cái)z取量降低，導(dǎo)致“隱性饑餓”和健康問(wèn)題。因而當(dāng)前灰色、低效和高碳的模式不可持續(xù)。一些發(fā)達(dá)國(guó)家解決這一問(wèn)題的思路是在化肥中添加微量元素，但這同樣是不可持續(xù)的方式。

糧食種植帶來(lái)的土壤微量元素衰減

(該圖引自：任景明主編，五谷輪回，經(jīng)濟(jì)科學(xué)出版社，2021)

胡洪營(yíng)總結(jié)，現(xiàn)有供排水系統(tǒng)存在導(dǎo)致“土壤貧營(yíng)養(yǎng)、水體富營(yíng)養(yǎng)、處理高排碳和用水難保障”等問(wèn)題。令人擔(dān)憂的是，在土壤肥力至關(guān)重要的農(nóng)村也在采用和城市一樣的供排水模式，行業(yè)內(nèi)應(yīng)該深入探討農(nóng)村水環(huán)境、水生態(tài)的治理模式。農(nóng)村不適宜照搬城市現(xiàn)有的“城市用水-排水-處理排放-形成污染-治理黑臭水體”模式，如果不顧實(shí)地情況照搬照抄，到時(shí)候再糾偏就為時(shí)已晚。

他認(rèn)為，面對(duì)這種情況，應(yīng)當(dāng)構(gòu)建區(qū)域水生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)用水、排水、再生處理環(huán)節(jié)后，排放至本區(qū)域水體中，而非下游地帶，形成循環(huán)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域水生態(tài)補(bǔ)蓄，滿足城市用水。例如北京有許多湖泊，排放至區(qū)域水系的再生水可在市域內(nèi)存儲(chǔ)起來(lái)作為供水水源利用，形成閉環(huán)的水循環(huán)系統(tǒng)。這樣可以實(shí)現(xiàn)水源獨(dú)立，不再單獨(dú)依賴上游供水。而且再生水系統(tǒng)韌性大，效率高、或可降低能耗、藥耗。

除了水循環(huán)，還要注重元素循環(huán)，形成水量與元素“雙生態(tài)循環(huán)”，這是未來(lái)鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)的理想新模式。在源頭上，將黑水、黃水分開(kāi)，對(duì)糞便進(jìn)行資源化處理，重新利用至農(nóng)田;污水通過(guò)再生處理廠處理，形成再生水，排放在生態(tài)凈化儲(chǔ)存設(shè)施，成為新水源，重新補(bǔ)給生產(chǎn)生活用水。再生水廠處理形成的污泥也可在無(wú)害化處置后返還農(nóng)田進(jìn)行利用。如此一來(lái)，便可形成可持續(xù)發(fā)展模式。

編輯： 趙凡