中國(guó)工程院院士錢(qián)易在演講中
2014年9月4日至5日,在由《水工業(yè)市場(chǎng)》雜志承辦的“珠三角(東莞)水處理創(chuàng)新交流會(huì)”上,中國(guó)工程院院士、清華環(huán)境工程系錢(qián)易教授,做了題為“廢水處理的新目標(biāo)——資源化與能源化”的精彩報(bào)告。
很榮幸獲邀參加“珠三角(東莞)水處理創(chuàng)新交流會(huì)”,我是來(lái)自清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院的錢(qián)易。本次報(bào)告內(nèi)容將向各位談一談我對(duì)未來(lái)廢水處理的預(yù)期,也就是廢水的資源化與能源化的模型構(gòu)建。
我們可以看到我國(guó)主要面臨的水危機(jī)有這三個(gè)方面:雨季南方的洪澇災(zāi)害太多;暴雨未能有效截留,而水污染嚴(yán)重;我國(guó)人均水占有量太少。這三點(diǎn)是我國(guó)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的主要制約因素,應(yīng)該得到政府以及環(huán)保工作者的高度關(guān)注。我覺(jué)得生態(tài)文明建設(shè)對(duì)城市水工業(yè)的要求要分別達(dá)到這下面的幾個(gè)點(diǎn):第一,提供充足的水資源、保護(hù)清潔的水環(huán)境、保障安全的飲用水、防治城市洪澇災(zāi)害,并采用有效策略去解決它。凡事都考慮以節(jié)水優(yōu)先,控制我們對(duì)水的需求量;第二,一定要從源頭削減水污染,以治污為本;最后一個(gè)是多渠道開(kāi)源,加大力度重視對(duì)非傳統(tǒng)水資源的利用。 在這里我舉一個(gè)我國(guó)鋼鐵工業(yè)對(duì)水的處理情況,早在2000年,我們生產(chǎn)每噸鋼材需要25m3的水,而2010年,我們的節(jié)水量達(dá)到了一個(gè)高峰,就是4m3。相比于10年中我國(guó)生產(chǎn)的鋼鐵數(shù)量每噸節(jié)約了4倍水,我國(guó)噸鋼用水量大大降低。再一個(gè)節(jié)水的例子就是唐山鋼鐵公司10多年來(lái)一直堅(jiān)持使用中水,目前每噸鋼材的耗水量是1.8m3/t,而且采用的全部是經(jīng)過(guò)污水處理廠后達(dá)到第3或第4類(lèi)飲用水源的中水,說(shuō)明中水通過(guò)技術(shù)的改良也是可以很好的應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)之中的。
我們要在源頭上控制水源,才能達(dá)到治本的目的,這里有幾種模式:1、推行清潔生產(chǎn)、改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、革新生產(chǎn)過(guò)程、加強(qiáng)生產(chǎn)管理,最大限度地減少污染的產(chǎn)生,特別是有毒、有害污染物的產(chǎn)生;2、國(guó)家要加大力度建設(shè)生態(tài)工業(yè)園區(qū),通過(guò)工業(yè)共生代謝減少資源消耗、污染排放。3、我們要嚴(yán)格控制工業(yè)廢水排入城市下水道、天然水體以及對(duì)建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)的影響,減少化肥、農(nóng)藥用量,妥善處理并回收秸稈、畜禽養(yǎng)殖業(yè)廢物及農(nóng)村生活廢物、污水。法國(guó)著名作家維克多雨果寫(xiě)的《悲慘世界》一句很有名的話:“我們看一個(gè)城市是否是國(guó)際城市,不應(yīng)該看她有多少高樓大廈,而是應(yīng)該看她的下水道,下水道是最能體現(xiàn)一個(gè)城市的良心的地方。”。
除此之外,我們還要堅(jiān)持并大力發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),政府部門(mén)應(yīng)該加大這方面的投入,因?yàn)樯鷳B(tài)農(nóng)業(yè)的建設(shè)對(duì)面源污染控制意義重大。如何發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)?我覺(jué)得應(yīng)該向以色列的代表們學(xué)習(xí):第一,推廣測(cè)土配方施肥技術(shù),采用有機(jī)肥,減少化肥用量;第二,采用精準(zhǔn)農(nóng)藥使用技術(shù)、生態(tài)防護(hù)技術(shù),用頻振燈誘殺等技術(shù)減少農(nóng)藥用量;第三,我們要推廣沼氣池處理并利用畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染及農(nóng)民生活污染;最后是采用人工濕地?cái)r截面源污染的排放,借此改善農(nóng)村周?chē)h(huán)境。
剛才說(shuō)了我國(guó)的唐山鋼鐵公司,他們就是運(yùn)用了中水,所以我覺(jué)得中水是未來(lái)發(fā)展的一個(gè)方向,同時(shí)也說(shuō)明開(kāi)發(fā)非傳統(tǒng)水資源潛力很大。那么哪些水可以作為我們的非傳統(tǒng)水呢,比方說(shuō)我們的海水、雨水、再生水還有空中水。說(shuō)到我們的再生水,那么就是跟我們的廢水回收有關(guān),廢水回用成敗的關(guān)鍵因素我覺(jué)得有如下幾點(diǎn):第一:回用途徑的選擇,應(yīng)優(yōu)先回用于農(nóng)業(yè)及綠地灌溉,可同時(shí)利用水及肥分;第二,水質(zhì)控制與管理,制訂不同回用途徑的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行必要的處理;第三,經(jīng)濟(jì)激勵(lì)政策的保證,包括水價(jià)的制訂、水源使用優(yōu)先次序的規(guī)定;第四,經(jīng)濟(jì)、高效廢水再生處理技術(shù)的研究開(kāi)發(fā);最后一個(gè)就是水資源管理體制的改革。應(yīng)針對(duì)處理后出水去向決定污水處理目標(biāo),我覺(jué)得有以下幾個(gè)方面:首先,再生水可回用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、景觀、補(bǔ)充地下水等用途;第二,出水也可排放至水體,如河流、湖泊、海灣等。我總結(jié)成三個(gè)“為了”:第一,為了解決水資源不足的矛盾,應(yīng)優(yōu)先考慮再生水回用;第二,為了充分利用廢水(污水)中的氮、磷,應(yīng)優(yōu)先考慮利用再生水灌溉農(nóng)田;最后,為了污水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)針對(duì)不同的再生水去向確定,為了更好的利用這些污水。
此外,我們還要應(yīng)大力開(kāi)發(fā)節(jié)能、降耗新技術(shù)以及污水產(chǎn)能新技術(shù),如厭氧消化工藝技術(shù),我相信厭氧消化工藝技術(shù)將是未來(lái)環(huán)保方向的一種主流;其次,在農(nóng)村地方,很多地方都沒(méi)有好好的利用沼氣池與人工濕地,天然生物處理系統(tǒng)具有凈化廢水、改善生態(tài)的作用,應(yīng)該在農(nóng)村應(yīng)大力采用,高效、節(jié)能的好氧生物處理工藝技術(shù)還應(yīng)大力創(chuàng)新。
下面是美國(guó)工程院院士、美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)院院士、斯坦福大學(xué)榮譽(yù)教授PerryMcCarty關(guān)于水處理的新觀點(diǎn):第一,利用再生水灌溉農(nóng)田和綠化帶是回用廢水的最佳途徑;第二,分散的收集與處理系統(tǒng)有利于廢水的回用;第三,厭氧生物處理可以回收能源并減少污泥產(chǎn)量;第四,有可能對(duì)生活污水實(shí)現(xiàn)完全和有效的厭氧生物處理;最后,厭氧膜生物反應(yīng)器可以不需要后處理并產(chǎn)生高質(zhì)量的再生水用于農(nóng)業(yè)灌溉。
我特別的贊成PerryMcCarty教授的觀點(diǎn),我個(gè)人也特別提倡村鎮(zhèn)的活污水處理不應(yīng)照搬城市廢水處理廠的模式,而是走天然濕地和人工濕地、地下滲濾和分散式小型污水處理利用裝置的模式。那為什么說(shuō)天然條件下的廢水凈化工藝是最適合村鎮(zhèn)的呢?我覺(jué)得有如下幾個(gè)點(diǎn):
首先,主要利用天然能源、自然界微生物和天然環(huán)境條件,同時(shí)發(fā)生沉淀、過(guò)濾、吸附、生物代謝諸作用,加上廢水土地處理系統(tǒng)和廢水穩(wěn)定塘系統(tǒng),這是一個(gè)非常環(huán)保的有機(jī)生態(tài)圈,同時(shí)也是將污染最小化的最合理的途徑。我們知道污水處理過(guò)后會(huì)產(chǎn)生水和污泥,水是直接排放,而污泥在有些地方,如一些鎮(zhèn)區(qū)直接排放則可能造成二次污染。我們之前做過(guò)一個(gè)統(tǒng)計(jì),直接將這些污泥排放之后,污染所造成的經(jīng)濟(jì)損失與我們處理污水所避免的環(huán)境經(jīng)濟(jì)損失是等價(jià)的!對(duì)于淤泥的處理,國(guó)家“十一五”環(huán)建局已經(jīng)做出了如下的統(tǒng)計(jì):我國(guó)已建城市廢水處理廠約有95%沒(méi)有應(yīng)用厭氧污泥消化,污泥沒(méi)有得到充分的利用,那么這些沒(méi)有利用到的淤泥,大部分是送往垃圾填埋場(chǎng),因含水量大而不被接受,未經(jīng)處理的污泥形成了二次污染,最終的結(jié)果是花了錢(qián)、耗了能,污染負(fù)荷卻沒(méi)有減少,還白白浪費(fèi)了能源,這是極不合理的行為。
為什么這么多淤泥不好好的利用起來(lái),推廣應(yīng)用污泥厭氧消化面臨著諸多的障礙呢?主要有成本高、污泥含水率高、污泥泥沙含量高,還有村鎮(zhèn)沼氣能源利用困難等因素,沒(méi)有將技術(shù)落實(shí)到實(shí)際生產(chǎn)力之中。面對(duì)著這些問(wèn)題,我們應(yīng)該如何去解決這些問(wèn)題呢?我覺(jué)得我們應(yīng)該從這些方面入手:首先,應(yīng)調(diào)查分析各種障礙的來(lái)源、影響并著力掃除并采用適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)有關(guān)人群進(jìn)行宣傳教育,我們還要提出符合中國(guó)國(guó)情的管理措施、政策建議,政府部門(mén)應(yīng)該加大力度對(duì)各個(gè)研究院、企業(yè)、相關(guān)部門(mén)研究開(kāi)發(fā)相關(guān)的工藝技術(shù),提高污泥厭氧消化的效率和效益。
控制水污染,實(shí)現(xiàn)廢水資源化、能源化,任重而道遠(yuǎn)。我們要加強(qiáng)對(duì)全民特別是決策人物的教育;要有正確的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、管理策略;要嚴(yán)格執(zhí)法、堅(jiān)持原則、永不放棄;要研究開(kāi)發(fā)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。