JIEI 中国污水处理概念厂： 梦想落地 事业启航

让概念变为现实！国内首个城市污水处理概念厂在江苏宜兴奠基。...



2018年4月4日下午，小长假前的北京意外迎来一场春雪。中科院生态环境研究中心曲久辉院士的办公室里，一群扛着摄像机、打着大灯的年轻人，“指挥”院士别好话筒。

为了中国污水处理概念厂纪录片的拍摄，当天同样要忍受面对镜头说话不自在的还有王凯军、王洪臣、余刚、柯兵等老师，同属概念厂专家委员会（以下简称专委会）的俞汉青老师（注），虽远在合肥，也甘受此“折磨”。



两周后的4月17日，上述六位国内环境领域一流专家重聚江苏宜兴，见证中国污水处理概念厂首座示范厂的正式破土动工。这一天，距离2014年初他们首次对外宣告污水处理概念厂的事业起，已四年有余。

“我们的目的从来就不是建一座或几座设施，而是要探索、引领中国污水处理事业未来的发展方向。”其时，这一宣言曾在国内外水处理界引发巨大反响。而之后长时间的沉潜，则源于专委会发动的、当今世界最大规模有关污水处理创新理念完善，前沿技术凝练，工程方案设计的复杂工作。

宜兴污水处理概念厂正是上述工作阶段性成果的初步展示。对此，曲久辉视之为一段事业“射线”的起点，而这条线，则指向一场关于污水处理理念、技术、管理、产业、公众参与等全行业升级的社会变革。

“人类科技的发展都可以实现上天入地了，可污水处理行业还在用着百年前的工艺。” 1914年就诞生的活性污泥法，至今仍是世界污水处理主流中的主流。

这条路线将污水视为污染物，以大占地、长流程、高能耗、高物耗的代价，去获取有限指标的达标排放，同时产生大量污泥、噪声、臭气，在城市生活中已成为令人嫌弃的存在。

而在中国照搬欧美上世纪六七十年代工艺快速建起数千座污水处理厂的同时，国际上污水处理技术节能降耗、能源化、资源化的可持续理念，已纷纷落地，不少发达国家已经在污水处理设施上展开了能量平衡、资源化利用、营养物质回收、新兴污染物削减控制等工程实践，在不同时期引领了国际水科技创新的浪潮。

从“十一五”时期起就在各自细分领域参与水环境事业的上述六位科学家们坐不住了：一方面，国内近5000座污水处理厂使得传统工艺路线的隐患集中显现，为适应不断深化的水环境治理改善需求，中国急需探索解决方案；另一方面，面对呼之欲出的污水处理可持续发展变革，专家们也不再甘心仍旧是“跟随者”的角色。



“中国的污水处理主流工艺、工程，都源自国外，这极大影响了我国污水处理发展的模式和方向，也一定程度上影响了环保产业的发展，基本上就是跟踪、模仿，这个状况应该被改变。”曲久辉说。

在污水处理事业可持续发展的新进程中，面向未来解决好中国的问题，面向世界引领行业前进的方向，是概念厂专委会发起的初心。“建立污水处理资源化、能源化、生态化的工程范例，探索污水处理在技术、工程建设等方面跨越式发展路径，进而使相关产业发展实现从跟跑到领跑。”

而中国拥有全球最大的水处理市场也正在培育体量巨大的科研与产业集群，在客观上为水科技创新提供了土壤。“未来水技术高地在中国”，来自国外同行的判断也绝不仅是一句恭维，中国在水环境治理方面持续深化扩展的需求，为行业在技术产品、服务模式等方面的供给侧改革蓄积了大量势能。

“概念厂事业是我们面向新时代、试图走向未来发展前沿的一个信号，也是一声发令枪，希望将行业力量聚焦于此。”王洪臣表示，要在一个基础设施行业实现创新、推动整体进步，不是几个专家、企业可以实现的，我们的目标是要发动全行业参与，也就是污水处理的设计、建设、运营、监管等，都要瞄准未来、实现进步。“极限处理、碳中和、资源化、营养物质回收……”进入新世纪以来，世界范围内水处理行业正加速向各个方向寻求突破，窥探行业未来发展的图景。而概念厂专委会在四年多前提出的水质永续，能量自给，资源循环，环境友好的四个追求，则期望打破国外水处理不同领域单一技术逐个攻破的传统模式，寻求技术链的整体突破。



“比如对于污水中抗生素、药品等新兴污染物削减控制，发达国家已经开始了技术和工艺上的探索。我们则希望通过自己的努力把之前要分步走的目标，在一座处理设施中实现，不仅能高效去除有机物、氮磷等常规污染物，也能处理新兴污染物，实现真正安全健康地排放。”余刚说。

在高铁、通讯、互联网等领域，中国曾接连尝到跨越式发展、弯道超车的甜头。但在污水处理领域，后来居上的路径仍有待清晰。这也是概念厂专委会四年多来，在世界水处理科技创新领域进行高密度、大规模调研发动的核心目标。

这一工作也被王洪臣总结为这一领域最大规模的一次创新理念、技术变迁的凝练，一次面向未来极具系统性和深度的思考。

他们打开大门，邀请国际污水处理领域各位顶级专家甚至是工艺创始人，数次召开专题讨论会，国内同行中的前辈大咖们，也悉数前来参与“头脑风暴”；他们走出国门，对欧美、新加坡等国家和地区先进污水处理设施和水科技创新体系，实地考察，深入研究；而在专委会内部，专业背景多元的专家们则是各有分工，各领任务，每一次聚首都是一次新想法、新观点碰撞激发的过程。

四年间，他们在各个场合努力向同行、向产业界、向政府部门讲解、宣传着概念厂事业，试图将行业的目光引向长远，将理念化为行动；他们更是希望这一事业薪火相传，为未来积蓄和传递力量，不仅是要发动全社会参与，更要下一代参与。2015年6月，概念厂校园创意设计大赛举行，70个高校、160个团队进行设计方案提交。出乎专家们意料的是，学生们给出了不少非常有创新性，甚至思想性的设计成果，对概念厂后续的落地有很大的借鉴作用。

“概念厂是以可持续发展为探索起点的，但在这个过程中，我们自觉或不自觉地对生态文明的实施也有了一些探索。”王凯军说，比如将污染治理设施由生态负资产变成正资产，提出以污水处理厂为载体，建设城市生态综合体。这不仅带动了本行业，也影响到其他环境基础设施行业考虑未来生态化的发展方向，比如垃圾焚烧领域的蓝色设施、田园综合体等。

“如果这些理念能够实质性地被业界关注、思考、重视和实践，这个事业就已经具备了价值。”王洪臣说。“理论上可以降低60%以上的能耗需求，基本不需要有机碳源，还能降低80%的污泥产率。”近年，在水处理领域对下一代技术的求解中，主流厌氧氨氧化是最热门的话题，吸引着国际上不少研究机构、企业的兴趣和行动，中试甚至更大规模的工程实践已在strass、新加坡樟宜等世界先进水厂的得到实施。



城市污水处理概念厂工艺路线图。资料来源：中国城市污水处理概念厂专家委员会

宜兴污水处理概念厂如今也将加入上述创新阵营。经过考察比选，主流厌氧氨氧化被确立为概念厂的主要示范工艺，并在前期试验中得到了令人振奋的反馈。

“总体上，宜兴厂的技术选择兼顾前瞻创新与稳定稳妥，在不同环节应用了四五项专委会一致认同的未来技术方向，并对可能发生的风险预先做了保障措施。”王洪臣说。

“宜兴概念厂是专委会理念、技术选择、工艺设计的一次工程实践，被赋予了很多功能。”曲久辉表示，它不仅是一个污水处理工程，更是对未来污水处理方向的展示和宣告，更重要的是可以让更多的水科技创新技术在这里转化为工艺、工程，使污水厂成为促进技术和产业进步的综合体。

“单就污水处理部分来说，这将是一个性价比极高的设施。”中持股份董事长许国栋说，中持股份受专委会和宜兴环科园共同委托，承担了首座概念厂的投资建设。

据介绍，宜兴概念厂在处理设施方面探索实现的目标主要集中于水质、节能、生态功能等方面：实现水质永续，在未来20年里，在主要指标上不用频繁提标；追求健康水质、安全排放，最大限度降低环境毒性；有机物强分离并结合厂址周边有机废弃物，进行能量回收；优化景观、融入社区、承担多种生态功能。



污水处理新概念厂鸟瞰图。资料来源：中国城市污水处理概念厂专家委员会

“行业和公众可以近距离直观感受，原来污水处理可以安全、高效、清洁、优美；污水不是简单的污染物，是资源；处理设施不仅可以不被嫌弃，更是能承担城乡生态增值功能的综合体。”

而在展示理念之外，专家们更为看重概念厂本身在创新领域的功能性。“一些发达国家的污水处理厂，本身就是一个创新和生产研发的基地。“柯兵表示，宜兴概念厂也要发挥这样的功能，成为水科技领域先进甚至前沿技术研发、应用、示范的平台，聚集和高效组织国内科技和产业资源，产生显著的示范和带动作用。

据了解，按照蓝图，宜兴概念厂将不仅是对公众开放的生态综合体，也是一个向科研界、产业界开放的生产型研发中心。据悉，已经有国内专家团队的多项技术预定在这里实验、应用，涉及预处理高效分离、新兴污染物测定、监测等。

这是中国污水处理概念厂事业的第一个“小板凳”，大家对可能发生的波折和不完美非常坦然。同时它自诞生之日起，就要开始自我学习、进化的过程。

“这是一段射线的端点，未来的路还很长。因为技术科学在不断发展，理念在不断创新，污水处理的要求也在不断提高。因此它建成后，仍要不断的学习和进步，不断的探索和发展。成为承载污水处理技术发展理念创新，以及我们对自然尊重利用理念的载体。”曲久辉说。

注：

曲久辉：中国工程院院士

王凯军：清华大学环境学院教授

王洪臣：中国人民大学环境学院副院长、教授

余    刚：清华大学环境学院教授

柯    兵：中国21世纪议程管理中心副主任

俞汉青：中国科学技术大学化学与材料科学学院环境工程教授

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