我們想建設一座或一批對未來有引領作用的污水處理廠,以改變行業“走一步看一步”“不斷打補丁”的做法,引導行業整體向前看,實現水環保治理與利用的可持續發展。

——曲久輝 中國工程院院士、中國科學院生態環境研究中心研究員

3月30日,生態環境部總工程師、水生態環境司司長張波在生態環境部舉行的新聞發布會上說,碳達峰、碳中和目標的提出,將對水污染防治產生重要影響。張波指出,碳達峰、碳中和目標的提出,有利于在污染治理領域出現一些新工藝、新產品,以降低能耗;還將促進再生水的循環利用、污水處理后剩余污泥的綜合利用。

而在江蘇宜興,我國首座面向未來的城市污水資源概念廠——宜興城市污水資源概念廠(以下簡稱宜興概念廠),正在進行污水處理的積極探索和實踐。3月31日,中國宜興環??萍脊I園(以下簡稱宜興環科園)管委會相關領導在接受科技日報記者采訪時說:“宜興概念廠是一座對未來污水處理行業具有顛覆性和引領性的的污水處理廠。響應國家實現碳達峰、碳中和的目標任務,宜興概念廠建成后,將有效帶動我國環保產業技術創新,推動污水處理行業的轉型升級,為宜興環科園打造太湖灣科創帶核心園區做出貢獻。”

2014年,中國工程院院士、中國科學院生態環境研究中心研究員曲久輝,清華大學環境學院教授王凱軍,中國21世紀議程管理中心副主任柯兵,中國科學技術大學環境科學與工程系教授俞漢青等6位行業頂級專家,針對我國水環境治理方面存在的瓶頸和問題,提出了全新的城市污水處理概念以及科學系統的實施方案,專家們計劃用5年左右時間,建設面向2030—2040年、具備一定規模的城市污水處理廠。

當時,這一想法曾在業界引起強烈反響,也頗受爭議。然而7年來,專家們聯手宜興環科園,讓城市污水資源概念廠落地宜興,并將于今年全面建成,投入運營。

多方探索概念廠的建設路徑

宜興環科園相關領導介紹,近年來,隨著污水排放標準不斷趨嚴,為完成生態文明建設任務,打贏“碧水保衛戰”,污水處理廠亟待從傳統的污水處理向污水的循環再生利用升級。

目前,常規污水處理廠存在諸多弊端,如高耗能、高排碳、無資源回收等。其中,污水再生利用率不足10%,遠低于發達國家30%—40%的水平,這與我國生態文明建設和人民生活需要,還存在很大差距。

2007年,江蘇無錫太湖爆發嚴重藍藻污染,并造成無錫全城自來水污染。危機發生后,宜興作為太湖上游水環境的保護要地,自此打響了“碧水保衛戰”。

記者了解到,宜興概念廠突破了傳統污水處理廠運行的束縛,是我國污水處理行業的一次變革。

2014年,上述6位環境領域專家發起成立了中國城市污水處理概念廠專家委員會(以下簡稱專家委員會),并與宜興環科園一拍即合,雙方確立了概念廠“水質永續、能量自給、資源循環、環境友好”的新理念和新目標。

曲久輝說:“我們想建設一座或一批對未來有引領作用的污水處理廠,以改變行業‘走一步看一步’‘不斷打補丁’的做法,引導行業整體向前看,實現水環保治理與利用的可持續發展。”

污水處理概念廠如何落地建設?7年來,專家委員會匯聚了全球的技術資源,協同國內多家機構,歷經了研討考察、協同攻關、方案制訂、工程實踐、社會反饋等多個階段。一方面,專家委員會組織專業人員“走出去”,對全球20個技術領先的污水處理廠進行了深入考察,對全球污水處理理念、方向、規劃、技術和工程實踐進行了全方位的掃描與梳理,并將成果以白皮書的方式與行業進行了分享。另一方面,通過“請進來”,專家委員會先后邀請了多位國際污水處理領域的頂級學者專家來華深度交流。

同時,專家委員會的工作團隊對包括厭氧氨氧化、新興污染物檢測與去除、高效磷回收等新工藝新裝備進行了系統性的評估、研究、小試及中試,對概念廠的技術路線進行了多路徑反復探索。

2015年10月,在宜興市政府和宜興環科園管委會的積極推動下,專家委員會謀劃的全國首座城市污水處理概念廠項目,最終落戶江蘇宜興。

不僅提供污染治理的價值

宜興概念廠是中國第一家示范性城市污水處理概念廠。在專家們眼里,宜興概念廠是技術工程,更是一個社會工程。從2017年初到2019年底,工程方案五易其稿,最終于2020年初完成,并終于在當年4月破土動工。

宜興概念廠顛覆了國內傳統污水處理廠的設計布局,重新定義了污水處理廠的功能及污水處理廠與城鄉的關系。

記者了解到,宜興概念廠由水質凈化中心、有機質協同處理中心、生產型研發中心組成,是一座集生產、生活、生態“三位一體”的工廠。建設者將只具備污染物削減基本功能的污水處理廠,擴展為兼具城市能源工廠、水源工廠、肥料工廠等生產功能的工廠,并希望將這座污水處理廠發展為與城市和鄉村全方位融合、互利共生的新型環境基礎設施。

專家表示,宜興概念廠以水質永續、能量自給、資源循環、環境友好作為建設目標,向全社會清晰傳遞了“污水是資源,污水處理廠是資源工廠”的理念,改變公眾對污水處理廠的固有認知。

在水質永續方面,宜興概念廠采用國際先進技術和設備,大幅提高了出廠水質,主要出水指標可以達到地表四類水標準,經過處理后可以直接飲用,從而使污水從根本上實現再生。

在能量自給方面,宜興概念廠利用污水處理新工藝、新技術、新裝備,可大幅降低處理過程中的能耗,將污水中蘊含的化學能有效地轉化為清潔能源,可在目前污水處理耗能基礎上節能50%以上;同時宜興概念廠可做到能源自給,基本實現零能耗。

在資源循環方面,污水中富含的氮、磷及重金屬等可在宜興概念廠通過合理處理成為寶貴的物質資源。今后,污水處理產生的污泥可結合有機廢棄物進行發電、制沼氣,實現污泥的無害化、資源化。

在環境友好方面,宜興概念廠的出水、出料、出氣等所有的排出物,都達到了對生態環境的無害要求。

此外,宜興概念廠將通過對農田的水肥供應,構造城鄉生態綜合體,協同農業生產升級,反哺農村。

宜興環科園相關領導表示,宜興概念廠還將通過廠區的景觀建設,為周邊公眾提供一個環境優美、感官舒適,集參觀、休閑、娛樂、活動于一體的公共空間,成為市民休閑娛樂的花園式景點。

專家認為,城市污水處理概念廠的環境基礎設施應突破傳統市政范疇,主動融合建筑、景觀、環境等諸多生態要素,形成承載區域文化品味與產業特色的美好空間,未來污水處理概念廠向社會貢獻的將不僅是污染治理價值,更要貢獻創造美好環境、建設美麗中國的價值。

(記者 過國忠)