中國水務(wù)行業(yè)未來5-10年重點(diǎn)在農(nóng)村，農(nóng)村水處理問題不解決，中國的水污染綜合問題就得不到根本解決。
“尊敬的各位老師、各位企業(yè)朋友：大家好!我今天發(fā)言的題目是《村鎮(zhèn)資源型排水系統(tǒng)的理念與實(shí)踐》。過去絕大部分時(shí)間，我都在從事生態(tài)系統(tǒng)末端被動(dòng)的凈化和消解工作，由此產(chǎn)生了一些反思。大約十年前，因?yàn)槭艿接|動(dòng)，我和我的團(tuán)隊(duì)走上了污水處理的道路，并一直在這條通往幸福的孤獨(dú)之路上走到現(xiàn)在。今天非常感謝能有這樣的機(jī)會(huì)與大家互相分享。下面我主要從四個(gè)方面談一下多年來我在污水處理道路上得到的啟發(fā)。
歷史的回顧與反思
西方既有的排水模式和成熟技術(shù)是歷史上隨著問題的出現(xiàn)和認(rèn)識(shí)的提高基于基礎(chǔ)設(shè)施的歷史沉積性被動(dòng)疊加而形成，并非系統(tǒng)優(yōu)化的必然結(jié)果。全球僅有極少極少的國家完善地普及了這一模式。
我們來一同追溯歷史，兩百年前，自來水的改善導(dǎo)致了沖水馬桶的普及;一百七十多年前，為了解決住宅區(qū)的衛(wèi)生安全問題，人們開始修建下水道并曾為肥料流失擔(dān)憂;過了兩代多人以后，人們開始修建污水處理廠。一百年前，有人開始建設(shè)污水處理廠，同時(shí)，諾貝爾獎(jiǎng)的獲得者——哈伯博士發(fā)明了合成氨，使得大家不再擔(dān)心這兩個(gè)問題。直到四十年前，西歐國家才開始重視，并在過去系統(tǒng)上增加了脫氮除磷。至此，才形成了目前全球效仿的“傳統(tǒng)模式”。
2、 傳統(tǒng)污水處理模式的缺陷
2014年是活性污泥工藝誕辰一百周年。當(dāng)初在建下水道的時(shí)候，沒有人想到后來會(huì)有這么多的爭議，比如對飲用水的污染，造成了肥料的流失。“常規(guī)模式”在水、能源、營養(yǎng)鹽、食品安全等方面都存在諸多問題。難以想象每百萬人年排污水相當(dāng)于30個(gè)昆明湖，流失的肥料相當(dāng)于兩萬噸氮磷鉀化肥和有機(jī)質(zhì)。
很多國家包括中國，在采用傳統(tǒng)污水處理模式后面臨著幾個(gè)問題：
(1)污泥去哪里?在各個(gè)單元操作達(dá)到較高技術(shù)水平后，污泥問題仍是污水處理中一大難題。污泥處置的費(fèi)用已經(jīng)達(dá)到和超過污水處理本身，并呈繼續(xù)上升趨勢。
(2)如何解決能耗大、碳排放量大的問題?歐洲很多案例證明，即使最現(xiàn)代的污水處理廠，其出水水質(zhì)與地表水水質(zhì)要求仍相差很遠(yuǎn)(比如含磷在1mg/L水平，而城市周邊緩慢流動(dòng)的水體為防止富營養(yǎng)化需要達(dá)到比這一數(shù)值低近百倍的水平)，也就是說，耗資巨大的現(xiàn)代污水處理廠出水仍需要大量的稀釋才有可能對環(huán)境不造成污染，才有可能作為資源再用。
(3)進(jìn)入七十年代以來，歐洲經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家歷史上修建的污水管網(wǎng)逐步進(jìn)入翻修、擴(kuò)展期，污水管網(wǎng)對他們也同樣是一個(gè)巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，發(fā)展中國家在城市人口快速發(fā)展的進(jìn)程中很難效仿。
(4)截?cái)嗔嗽械?ldquo;糧食-人居-廢物-土地”物質(zhì)循環(huán)。人們開始認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)模式并非完美，它帶來的問題遠(yuǎn)比我們想象的還要嚴(yán)重。如果堅(jiān)持和復(fù)制，將給人類帶來毀滅性的災(zāi)難。因此，正是基于以上認(rèn)識(shí)，我和我的團(tuán)隊(duì)才毅然決然地踏上了污水處理的道路。
3、對傳統(tǒng)污水處理模式的反思
大約十五年前，歐洲對傳統(tǒng)污水處理模式進(jìn)行了非常深刻的反思，并開始研究探索替代方案。于是，北歐大量興起了不同形式的尿液分離旱廁和水沖廁所，回收農(nóng)業(yè)營養(yǎng)物。此外，德國、荷蘭、奧地利等國家還相繼探索出不同形式的分質(zhì)收集利用方式。“生態(tài)排水ecological sanitation””、源分離source separation”、“以資源回收為導(dǎo)向的排污衛(wèi)生系統(tǒng)resource recovery oriented sanitation”等新概念應(yīng)運(yùn)而生。
然而，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，前人的建設(shè)會(huì)鎖定后人的模式。面對既有的成熟下水道系統(tǒng)，老牌發(fā)達(dá)國家木已成舟，只能“早知今日悔不當(dāng)初”。于是有人提出拋開既有基礎(chǔ)設(shè)施的限制，暢想一下一百年以后的污水處理應(yīng)該是什么樣的?因此，德國工程院設(shè)立了(Fraunhofer Inst.)命題“AKWA2100”，即2100年市政給排水的選擇方案 ，該命題指出，以資源回收為導(dǎo)向的污水源分離體制和循環(huán)利用成為環(huán)境和經(jīng)濟(jì)均具優(yōu)勢的最佳選擇 。2012年，國際水協(xié)主席Daigger博士也明確提出糞尿與其他廢水分離的資源化對策。
愿景——烏托邦
關(guān)于村鎮(zhèn)污水處理，人們擁有怎樣的愿景?總結(jié)來看，主要有如下幾點(diǎn)：
沒有廢水和垃圾：鄉(xiāng)鎮(zhèn)、小區(qū)、城市綜合體，不再有下水道，不再有垃圾處理廠;
恢復(fù)水文循環(huán)：微循環(huán)、海綿城市、遠(yuǎn)程調(diào)水逐步被水源再生取代;
能源循環(huán)利用：耗能的廢物處理變成產(chǎn)生能量的系統(tǒng);
農(nóng)業(yè)營養(yǎng)物循環(huán)利用：有機(jī)農(nóng)業(yè)，有機(jī)肥替代化肥。
經(jīng)濟(jì)性好：有競爭力。
從被動(dòng)凈化走向生產(chǎn)肥料和再生水，人的排泄物雖然只占污水的1%但含有污水中的大部分有機(jī)物和絕大部分營養(yǎng)鹽。既然污水要凈化，資源要回收：按城市模式，本是資源和能源的排泄物，百倍稀釋后需要以能量消滅能量，以資源降解資源。
在我國，一些專家學(xué)者也進(jìn)行了深刻的思考。環(huán)保部部長陳吉寧曾指出“我國在解決資源環(huán)境問題的同時(shí)，必須考慮，不能以高代價(jià)的方式來解決自身的資源環(huán)境問題，否則的話是不可持續(xù)的。我國今天的模式基本上是復(fù)制歐洲和美國的方式來解決水的問題、環(huán)境的問題等等。問題是，這種模式是不是可持續(xù)的?可不可行?能不能解決我們的問題?”。國務(wù)院參事、原住建部副部長仇保興也曾說：“世界銀行給我國開出的藥方往往是建立大規(guī)模的集中式污水處理廠，用管網(wǎng)把所有的污水輸送到幾十公里外的大型污水處理廠中，再將尾水排入江河湖海。然而事實(shí)上，如果每個(gè)社區(qū)單元都采取污水就地收集、處理、就地回用的做法，城市的污水處理成本就會(huì)大大降低。”無論過去、現(xiàn)在還是未來，“構(gòu)建低碳微循環(huán)和資源回收的水管理模式”都應(yīng)該是我們追求的方向。
新模式的探索與實(shí)踐
在過去的10年當(dāng)中，萬若人為了建立一個(gè)新的模式，不斷地進(jìn)行著探索，每次遇到機(jī)會(huì)，我們就不計(jì)得失迎頭而上，到現(xiàn)在大約擁有了70多項(xiàng)專利技術(shù)。
基于混合污水和其所含糞尿在量和質(zhì)上的巨大反差，萬若借鑒清潔生產(chǎn)的理念，突破傳統(tǒng)思路，提出基于污水源分離理念的新型排水模式，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)水、資源循環(huán)、污染物零排放、減少管網(wǎng)建設(shè)、減少碳足跡的排水系統(tǒng)構(gòu)架。這個(gè)以微循環(huán)、源分離和資源回收為導(dǎo)向的排水系統(tǒng)在模式上最大程度地降低耗水和調(diào)水，構(gòu)成微循環(huán)和微降解，與此同時(shí)，修復(fù)廢物-肥料-農(nóng)業(yè)-食品的物質(zhì)循環(huán)，從遠(yuǎn)距離輸送末端處理走向源頭管理。我們希望，可以借此徹底打破延用了近兩個(gè)世紀(jì)的排污體制，資源循環(huán)的同時(shí)讓水變清，從根本上解決絕大部分城市的水危機(jī)。
接下來我舉幾個(gè)例子：
早年在崇明島進(jìn)行生態(tài)建設(shè)的時(shí)候，我們就在國際上首次建立多層建規(guī)模筑化實(shí)際應(yīng)用案例;大約7年前，在密云建立尿液分離的堆肥廁所，我們使得能量實(shí)現(xiàn)了循環(huán)利用，廢物產(chǎn)生了產(chǎn)品;奧運(yùn)森林公園建設(shè)時(shí)采用了我們開發(fā)的分散式無動(dòng)力黃水分集技術(shù)系統(tǒng)，這是大規(guī)模污水源分離與綠色肥料區(qū)域內(nèi)循環(huán)利用的國際典范;2013年，我們承接了河北邯鄲南界河店村污水處理項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)不僅建造了污水處理設(shè)施，還為每家每戶安裝了氣沖馬桶。生活廢水運(yùn)送到村污水處理站，衛(wèi)生間的真空坐便器裝有感應(yīng)器，能自動(dòng)沖水，且沒異味。如今，在河北邯鄲南界河店村，村民用上了“比城里人還高級(jí)的廁所”;在寧德天湖村——新農(nóng)村提升改造工程中，實(shí)現(xiàn)了部分民宅改微水沖負(fù)壓廁所，黑水、灰水分別集中收集，黑水殺菌、快速穩(wěn)定化(農(nóng)肥)及灰水排水達(dá)到1級(jí)A，大大改善了村莊面貌。
2014年，我們開始參與比爾蓋茨的“廁所重生計(jì)劃(ReinventThe Toilet challenge)”，過程中也有非常多的感悟。比如尿液分離，再用負(fù)壓推動(dòng)，雖然水沖，但是節(jié)水效率已經(jīng)達(dá)到了接近旱廁的水平。也可以用常規(guī)的方式，如糞、尿、黑水、或者混合物進(jìn)行相對密閉收集。負(fù)壓管道，真空加上重力流，把各個(gè)工具完善好以后，是完全可以達(dá)到這樣的效果的。相信通過我們的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)變廢為寶不再是夢，可能以后這對我們的系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生非常大的影響。
通過以上案例，我想告訴大家：只要我們不斷地探索與實(shí)踐，構(gòu)建城市微循環(huán)給排水系統(tǒng)，就不再是烏托邦。新開發(fā)的技術(shù)手段是可行的，而新理念下更多的新型技術(shù)還有待開發(fā)。中國不應(yīng)、也無法拷貝西方早期城市化中奠定的模式基礎(chǔ)，時(shí)下的探索和變革不僅可為中國可持續(xù)用水排水尋求更持續(xù)的方案，也將為新興的發(fā)展中國家提供借鑒。
機(jī)遇與挑戰(zhàn)
中國水務(wù)行業(yè)未來5-10年重點(diǎn)在農(nóng)村，農(nóng)村水處理問題不解決，中國的水污染綜合問題就得不到根本解決。在進(jìn)入農(nóng)村市場的時(shí)候，作為水務(wù)公司，我們也想讓農(nóng)民富起來。我曾去過很多農(nóng)村進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在看到測量的水量，并不能代表真實(shí)的農(nóng)村。農(nóng)村很多污水處理方法都是在湊合，并沒有一個(gè)嚴(yán)格的系統(tǒng)。因?yàn)檗r(nóng)村分散度相對比較高，如果真按照嚴(yán)格的系統(tǒng)來實(shí)施，單位成本應(yīng)該高。但是另一方面，農(nóng)村污水處理市場蘊(yùn)藏著巨大的機(jī)遇。近年來我國農(nóng)村水污染問題嚴(yán)重，且呈現(xiàn)出迅速惡化的趨勢。目前農(nóng)村污水排放方法簡陋，極易造成污染擴(kuò)散。由于缺乏有效治理，一些地區(qū)農(nóng)村供水安全存在隱患，高氟水、苦咸水、工業(yè)廢水的違規(guī)排放，嚴(yán)重威脅人民群眾的生活質(zhì)量和身體健康。
如果將這一滴水當(dāng)成污染物，獲得解決辦法可能還需要相當(dāng)長的時(shí)間。而如果將之作為資源，直接資源化，可能會(huì)使我們的系統(tǒng)目標(biāo)更為清晰簡化。大家可以看到，在生活污水里，人的排泄物雖然只占污水的1%，但卻含有污水中的大部分有機(jī)物和絕大部分營養(yǎng)鹽。一開始，我們絞盡腦汁想著污水要凈化，后來又想到資源要回收，與其這樣，我們能不能找到一種辦法，直接把耗能的廢物處理變成產(chǎn)生能量的系統(tǒng)?如果把墨水當(dāng)成資源，一方面可以產(chǎn)沼氣，另一方面作為肥料的話，用它來替代氮肥，替代氮磷的生產(chǎn)能耗，這才是正收益。
結(jié)語：隨著縣縣鎮(zhèn)鎮(zhèn)村村復(fù)制西方模式，我們將因基礎(chǔ)設(shè)施的歷史沉淀性而鎖定后人的道路，延續(xù)了數(shù)千年的的農(nóng)業(yè)生態(tài)文明基本元素會(huì)在我們眼前的十年八年后不復(fù)存在。
從烏托邦走向現(xiàn)實(shí)——村鎮(zhèn)資源型排水系統(tǒng)的理念與實(shí)踐
來源:中宜環(huán)科環(huán)保產(chǎn)業(yè)研究 作者:白瑞彩 劉秋琳 2016/1/11
