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胡洪营:建立区域水生态循环利用系统是水务行业高质量发展的有效路径

时间:2022-09-05 09:26

来源:中国水网

作者:汪茵整理

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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。

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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。

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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水污染、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。

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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-治理黑臭水体”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污泥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:李丹

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