时间： 2022-09-05 15:22
来源： 中国水网
作者： 汪茵整理
工艺优化
以某个造纸厂污水处理工艺为例，优化前，造纸厂深度处理过程为“芬顿-混凝沉淀-外排”。深度处理出水cod平均浓度为84mg/l，难以达到60mg/l的新的cod排放标准。通过工艺优化，调整了处理顺序，将混凝沉淀这道程序提前，并未增添额外的工程。
通过工艺优化，改变原先不合理的工艺，该造纸厂深度处理出水cod浓度稳定达到60mg/l，达标率为99.3%。出水水质变好后，药耗与能耗也随之下降，优化前，吨水处理成本为1.92元，每公斤cod去除成本为6.86元;优化后，2013年该造纸厂吨水处理成本降低至1.64元，每公斤cod去除成本为4.70元。2015年，成本进一步降低，吨水处理成本为1.58元，每公斤cod去除成本为4.67元。工艺优化为企业带来了明显的经济效益。
再生水利用
目前，污水处理市场中增量项目减少，存量项目逐渐成为市场关注的焦点，若想挖掘增量项目，或可从再生水入手。
传统污水处理系统将污水处理达标后排放，而再生水系统则可构建循环体系，排放的尾水经过不同工艺处理后可以被用于景观利用、工业利用、市政杂用和补充水源地，甚至经过高标准处理后可直接饮用。根据用途的不同，再生水系统可以采用不同工艺进行处理，出厂的再生水定价也可不同，做到将排水变为供水，即产品。
胡洪营分析，城市污水具有水量稳定、水质可控、就近可取的特点，经过再生水系统处理，可成为 “城市第二水源”、“工业第一水源”。再生水利用效益显著，技术可行，值得大力推进，国家多项政策也对此提出了要求，但是进展并不是太快。
2021年1月，发改委等十部委发布《关于推进污水资源化利用的指导意见》，标志着污水资源化利用上升为国家行动计划，污水处理进入资源化利用新阶段，“十四五”期间和未来15年，将是污水再生利用的快速发展期。
胡洪营表示，污水再生利用对优化供水结构、增加水资源供给、缓解供需矛盾和减少、保障水生态安全具有重要意义。关于再生水的利用途径，胡洪营用一句话给出了总结：“自来水能用的地方再生水都能用”。
目前，国家正在起草了一项关于再生水利用效益及其评价方法的国家标准，对效益评价指标、程序和计算方法等进行规定和规范。这样，再生水利用这条赛道就有了同一把尺子进行衡量，根据利用途径的不同，可用资源效益、生态环境效益、社会效益、经济效益等评价指标进行评价。
建立区域水生态循环系统
胡洪营表示，运行优化与再生水利用是实现高效率发展的途径，那么建立区域水生态循环系统就是实现可持续发展的途径。行业内都提倡“三水”协同共治，胡洪营则提倡“三水一碳”协同共治，即“水资源保障、水污染治理、水生态修复、碳排放削减”，以实现“提水质、健生态、保用水、减碳排”的目标。
但同时，胡洪营强调，单项的技术革新难以实现“三水一碳”协同共治。水务行业首要任务不是降碳，而是保水质、保供应、保安全，在此基础上才能谈碳减排。碳减排并非不重要，但其前提是不能影响水质和供水，这是生命线。谈双碳首先要谈保安全，因此需要系统性变革才能解决这一问题。
现在的供排水系统是开放性的线性系统，主要包括“上游取水-用水-污水-下游排放”几个环节，存在依赖域外水资源、水系统弹韧性较差、水资源利用率较低、能源资源消耗大和营养元素流失大等突出问题，其中，土壤营养元素流失问题未引起人们的高度重视。
胡洪营解释，人们所需要的粮食蔬菜都需要农田中的微量元素来支撑，土壤中的微量元素被植物吸收，进入人体，并随粪便排出体外，进入污水处理系统，处理后排放到流域水环境中，没有返回到农田。这会导致土壤微量元素减少，更为贫瘠，从而让粮食蔬菜水果中微量元素减少，影响植物生长，使人体微量元素摄取量降低，导致“隐性饥饿”和健康问题。因而当前灰色、低效和高碳的模式不可持续。一些发达国家解决这一问题的思路是在化肥中添加微量元素，但这同样是不可持续的方式。
粮食种植带来的土壤微量元素衰减
(该图引自：任景明主编，五谷轮回，经济科学出版社，2021)
胡洪营总结，现有供排水系统存在导致“土壤贫营养、水体富营养、处理高排碳和用水难保障”等问题。令人担忧的是，在土壤肥力至关重要的农村也在采用和城市一样的供排水模式，行业内应该深入探讨农村水环境、水生态的治理模式。农村不适宜照搬城市现有的“城市用水-排水-处理排放-形成污染-治理”模式，如果不顾实地情况照搬照抄，到时候再纠偏就为时已晚。
他认为，面对这种情况，应当构建区域水生态循环系统，通过用水、排水、再生处理环节后，排放至本区域水体中，而非下游地带，形成循环，实现区域水生态补蓄，满足城市用水。例如北京有许多湖泊，排放至区域水系的再生水可在市域内存储起来作为供水水源利用，形成闭环的水循环系统。这样可以实现水源独立，不再单独依赖上游供水。而且再生水系统韧性大，效率高、或可降低能耗、药耗。
除了水循环，还要注重元素循环，形成水量与元素“双生态循环”，这是未来乡镇建设的理想新模式。在源头上，将黑水、黄水分开，对粪便进行资源化处理，重新利用至农田;污水通过再生处理厂处理，形成再生水，排放在生态净化储存设施，成为新水源，重新补给生产生活用水。再生水厂处理形成的也可在无害化处置后返还农田进行利用。如此一来，便可形成可持续发展模式。
编辑： 赵凡
清华大学环境学院环境生物学教研所教授、博士生导师/清华大学研究生院副院长
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