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文剑平:实现“就地造水”梦

时间:2015-02-27 14:14

来源:财经国家新闻网

作者:文剑平

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近期有望出台的“水十条”(《水污染防治行动计划》)与“大气十条”并称有史以来最为严格的污染治理行动计划,可见国家层面在环境治理上实有壮士断臂的决心。

面对触目惊心的环境污染问题,我们必须将水安全问题上升到国家安全和中华民族能否持续发展、能否实现中国梦的战略高度加以重视,依靠科技创新,构筑国家水环境与水资源安全的技术防线。

中国水资源与水环境现状

缺水——陷入崩溃的边缘

目前,中国2/3的城市处于缺水状态,100多座城市严重缺水。不少地方水资源过度开发,淮河流域53%,黄河流域达到76%,海河流域更是达到100%,远远超过国际公认的40%开发标准,生态环境处于严重失衡状态。在河南新乡的一些乡镇,因为黄河缺水,水稻整村整村地消失。北京的地下水累计超采65亿m3,导致地面沉降加剧,形成面积约1000km2的地下水降落漏斗区。

污染——侵蚀城市的“毛细血管”

有统计显示,中国年平均水污染事件达1700起以上,这就意味着每天有近5起记录在案的污染事件发生。

全国36个主要城市的主要城市河道及流经水系,几乎全部受到不同程度的污染,根据城市断面的地表水监测数据表明,Ⅳ类和Ⅴ类水体已经超过50%。

从发达国家的城市发展规划来看,当城镇化率达到50%后,就会出现水资源、水安全的转折点,从水量型危机转向水质型危机,水污染事件进入高发期。如今中国的城镇化率已超过50%,这就意味着未来我们将面临更加严峻的污染挑战。

跨流域调水——前景如何

20世纪末到本世纪初,我国的城市建设高速发展曾一度带来用水量激增、城市水资源紧张等问题,许多地方都采取了外部调水的办法来解决缺水问题,如引黄济青、南水北调、引汉济渭,等等。随着调水规模越来越大、距离越来越长,带来了调水越来越困难、调出地水生态破坏越来越严重等诸多问题;同时,调来水与当地水出现“水土不服”的情况也越来越多,一些地方出现了调来水与当地水成分差异导致自来水管道内的水垢溶解析出,形成了新的污染,且相当难以治理。从调水成本看,由于外调水工程量大,投资和运行成本也在不断攀升。

技术创新跨越治水难题

面对中国水环境现状,如果有一项工艺技术能够以污水为源,“造”出相当于地表Ⅱ类的新水,我们不仅可以减少污染,同时可以增加优质水源,更不会出现水质型缺水地区用水量大的失衡常态,甚至可以减少远距离调水的各种困惑。

在中国,每天城镇污水处理能力为1.53亿吨,这是无比丰厚的资源,如果用这些劣Ⅴ类的污水,通过技术突破处理到地表Ⅱ类以上,成为“优质水源”,城镇污水处理厂也将由单纯污染物削减设施,转变为水环境保护以及提供水资源的中心,消除水质性缺水问题,这是一次面向未来的技术革命。

然而,一项技术能否被成功地大规模产业化,经济性是决定因素。以海水淡化反渗透技术为例,该技术除了能耗过高、浓水二次污染问题以外,成本问题不可回避,其吨水运行成本5~6元,如此高昂的运行成本在中国大规模应用恐怕很难实现。

经过5年的研发和努力,碧水源公司集合了40多位国际、国内的膜技术专家和水处理专家,从小试、中试、工程放大试验至示范工程建设四个阶段,研制出全球首支超低压选择性纳滤(DF)膜,并整合在污水处理领域已经成熟应用的MBR膜生物反应器处理工艺,形成了碧水源独有的“MBR+DF”双膜工艺水处理技术。

MBR膜生物反应器是目前在污水处理领域最为成熟的一项技术,其出水水质可以达到地表Ⅳ类,而且其污泥产量少,二次污染小。从投资成本来看,MBR工艺的吨水投资成本与传统工艺相当,而吨水运营成本仅比传统工艺高0.1元/吨,即可使劣Ⅴ类水“再生”为地表Ⅳ类水。

MBR膜技术让碧水源人的“造水”之梦迈出了第一步。第二步则是利用DF膜技术,将MBR出水(地表Ⅳ类水)处理到地表Ⅱ类水,同时可以选择性保留水中对人体有益的矿物质。DF膜技术投资成本为反渗透膜技术的60%左右,吨水运行成本保持在1.2元左右。

“MBR+DF”双膜工艺究竟能否成为“就地造水”的利器,必须由实际应用来加以验证。

2014年,北京市海淀区对翠湖再生水厂进行扩容改造,引入“MBR+DF”双膜工艺,由碧水源公司负责具体实施,每天为海淀后山地区提供7000吨的高品质地表Ⅱ水,相当于每年从污水中获得新生水资源超过255万吨。目前,该项目已经正式通水运行,实现了污染物削减与水资源再生的双重效果,可大幅提高区域水资源的循环利用效率和水环境承载力,是真正意义上的就地取材,就地造水,是一项重大技术创新,可成为解决我国污染性缺水问题的战略性技术选择。

从传统工艺到MBR膜生物反应器技术,再到今天中国独特的DF技术,从截污治污到“就地造水”,中国的治水之路,走过了近半个世纪,走出了一条有中国特色的创新之路。

不难看出,每一次技术革新,都是中国治水路上的一次跨越,而这每一次的跨越都离不开国家予以的信任和支持。只有重视高新技术的应用,推进污水排放标准的提高,加快高新技术的更新换代,才能依靠科技创新构筑国家水环境与水资源安全的技术防线。


编辑:曲宏斌

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