鄒博楠 來(lái)源:中國(guó)水業(yè)網(wǎng)
摘要:Helmut Kroiss維也納技術(shù)大學(xué)榮休教授,現(xiàn)任國(guó)際水協(xié)(IWA)主席,Water Science and Technology主編,IWA杰出會(huì)士。
地下式污水處理廠
我印象中瑞典和挪威在地下式污水處理廠方面有著悠久而豐富的經(jīng)驗(yàn)。這兩個(gè)國(guó)家建設(shè)地下污水廠的目的是為了應(yīng)對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)冬季厚重的積雪、濃霧以及結(jié)冰等問(wèn)題。而日本和新加坡主要是因?yàn)橛玫鼐o張問(wèn)題而選擇建造一些地下式污水廠。
幾年前我曾經(jīng)在韓國(guó)考察過(guò)一個(gè)地下式污水廠,這座污水廠建在市中心附近,地上是一個(gè)公園。多年前,我試圖從成本分析方面調(diào)查這一問(wèn)題(建設(shè)成本與土地費(fèi)用),當(dāng)時(shí)的結(jié)論(2005年)是如果地價(jià)超過(guò)1000美元/平米時(shí),土地價(jià)格的因素會(huì)明顯影響工藝的選擇、廠址的選擇,但實(shí)際的情況會(huì)隨著歲月的流逝而有所變化,主要是受城市人口的變化以及地區(qū)GDP的發(fā)展影響。
為了滿足地上環(huán)境友好的要求,地下式污水廠必須要建造異常復(fù)雜的除臭系統(tǒng),會(huì)導(dǎo)致能耗顯著提高。我印象中這種除臭系統(tǒng)的能耗設(shè)計(jì)能力為5~10kWh/PE,某些地下式污水廠除臭系統(tǒng)的能耗會(huì)占據(jù)全廠總能耗的30~50%。還有一點(diǎn)就是,地下式污水廠的維護(hù)會(huì)更加復(fù)雜且昂貴。我知道新加坡的地下式污水廠運(yùn)行成本異常之高。
荷蘭鹿特丹的Dokhaven污水處理廠建在碼頭旁邊的地下,這座水廠采用的是兩級(jí)活性污泥法工藝。法國(guó)巴黎有一座污水廠建在居民區(qū)中心,設(shè)計(jì)處理能力是30,0000PE。我在2000年的時(shí)候考察過(guò)這座污水廠,初沉池采用的是Densadeg化學(xué)強(qiáng)化沉淀法,生物處理采用的是Biofor生物濾池技術(shù),污泥采用的是焚燒技術(shù)。這座污水廠展示的是法國(guó)20年以前的工藝技術(shù),我想現(xiàn)在法國(guó)應(yīng)該已經(jīng)有了一些新的可供選擇的技術(shù)吧。
總的來(lái)說(shuō),對(duì)于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)而言,污水廠的具體地理位置和環(huán)境要求應(yīng)該才是決定性因素。全封閉式水廠在建造和運(yùn)行上都會(huì)帶來(lái)許多新問(wèn)題。但是好在現(xiàn)在已有不少的地下式或者全封閉式的污水廠案例,已經(jīng)有了這方面的經(jīng)驗(yàn),因此結(jié)合全面的經(jīng)濟(jì)分析,就能做出最佳選擇。
地上式污水廠和地下式污水廠的造價(jià)比較要建立在同等可靠度和靈活度的基礎(chǔ)上。另外,隨著人們環(huán)境意識(shí)的日益提高,地上和地下式污水廠都要應(yīng)對(duì)臭味問(wèn)題,尤其是污水預(yù)處理段和污泥段產(chǎn)生的臭味問(wèn)題。
地下污水廠是否應(yīng)該成為中國(guó)未來(lái)污水處理發(fā)展主流趨勢(shì)?
來(lái)源:水進(jìn)展微信
中國(guó)污水處理界,2014年最火熱的行業(yè)詞匯是“中國(guó)概念污水廠”,但是到2015年,這個(gè)持續(xù)風(fēng)靡一年多的熱點(diǎn)逐步讓位于了“地下污水廠”,與此同時(shí),2015年,地下式污水廠在中國(guó)各地風(fēng)靡,中國(guó)已經(jīng)建成和在建的地下式污水廠已經(jīng)超過(guò)50個(gè),“地下式污水廠”發(fā)展勢(shì)頭大有掩蓋“中國(guó)概念污水廠”之勢(shì)頭。
很有意思的事情和現(xiàn)象是,就地下污水廠的建設(shè)模式,在行業(yè)里卻涌現(xiàn)了完全兩種不同的聲音。有些行業(yè)專家則認(rèn)為地下式污水廠是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì),“地下污水處理廠是社會(huì)發(fā)展到一定階段的一個(gè)必然選擇(特別是中國(guó))”;而大部分專家還是持有比較審慎甚至憂慮的態(tài)度。“水進(jìn)展”公眾微信平臺(tái)最近組織了“水進(jìn)展微信專家群”里的一些行業(yè)專家進(jìn)行了微信探討,摘錄大家一些典型的觀點(diǎn),供行業(yè)參考(發(fā)言觀點(diǎn)未征得專家本人審定及同意):
1)國(guó)家城市給水排水技術(shù)研究中心/中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院總工程師—鄭興燦
下一代的城市污水處理廠不應(yīng)該以地下式的污水處理廠為主導(dǎo),這是一種錯(cuò)誤的導(dǎo)向,地下式污水處理廠有其存在與發(fā)展的合理性,但不可能是應(yīng)有的、順勢(shì)而為的發(fā)展機(jī)遇,也不一定都是迫不得已的選擇,而是源自成因復(fù)雜的非科學(xué)、非理性的決策。
城市污水處理廠實(shí)施方式和工程決策需要體現(xiàn):“集中為主,分散為輔;全面論證,因地制宜;技術(shù)先進(jìn),穩(wěn)妥可靠;經(jīng)濟(jì)適用,簡(jiǎn)約省地;低能低耗,運(yùn)維簡(jiǎn)便”的基本原則。從科學(xué)決策和技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度而言,下一代的城市污水處理廠不應(yīng)該以地下式的污水處理廠為主導(dǎo),這是一種錯(cuò)誤的導(dǎo)向,地下式污水處理廠有其存在與發(fā)展的合理性,但不可能是應(yīng)有的、順勢(shì)而為的發(fā)展機(jī)遇,也不一定都是迫不得已的選擇。
從工程投資、運(yùn)行成本、能耗物耗、安全保障、運(yùn)行維護(hù)等方面綜合考慮,地下式污水處理廠是把簡(jiǎn)單問(wèn)題復(fù)雜化、技術(shù)決策政治化利益化的選擇,多數(shù)情況下不一定是科學(xué)合理的抉擇,但從政治、社會(huì)和人居環(huán)境的角度考慮,在某些特殊的地域、特殊的人文與社會(huì)環(huán)境條件下,或者出于特殊的商業(yè)利益考慮,有其存在的空間,但決策應(yīng)該慎之又慎,全面權(quán)衡與論證。
地下式的污水處理廠確實(shí)可以節(jié)省地表占地面積,但節(jié)省不了地下空間。地下空間作為城市發(fā)展的存量資源,正在成為新城鎮(zhèn)化建設(shè)的寶貴資源,特別是人口或商業(yè)密集的地域,已經(jīng)是非常寶貴的社會(huì)公共資源。如果僅從消除周圍環(huán)境影響和節(jié)省占地的角度而選擇地下式的話,不如選擇半地下式或地上全封閉式的建設(shè)模式,通過(guò)系統(tǒng)考慮和精心設(shè)計(jì),可以達(dá)到同樣的節(jié)地和環(huán)境效果,而且能夠避免完全地下式的諸多弊端。
對(duì)于地下式污水處理廠的工藝流程選擇,應(yīng)該是多樣化和因地制宜的。實(shí)際上,污水處理廠的占地面積大小并不完全取決于工藝流程的選擇,就達(dá)到同樣排放標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō),不同工藝選擇之間的占地面積差別不明顯,差別主要源自平面布置與空間布局,尤其是各種管線、電纜、通道和綠化區(qū)的布設(shè)方式。地上式污水處理廠通常習(xí)慣采用平面伸展模式,而地下式污水處理廠采用立體疊加模式,其實(shí),地上式污水處理廠同樣可以采用立體疊加模式,并不影響地上空間的利用和環(huán)境效果,通過(guò)建筑景觀綠化的精細(xì)設(shè)計(jì)與裝點(diǎn),甚至可以成為城市的地標(biāo)性設(shè)施。
關(guān)于地下式污水廠的規(guī)模及數(shù)量的發(fā)展,鄭興燦總工程師認(rèn)為,地下式污水廠應(yīng)該適當(dāng)發(fā)展:“逐步發(fā)展到50座左右尚屬正常,超過(guò)50座就要加倍小心警惕,超過(guò)100座就是麻煩的麻煩了,尤其MBR類。”
2)上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院四院副總工高陸令:
地下污水處理廠只是污水處理廠的一種建設(shè)形式,主要適用于用地緊張,對(duì)環(huán)境要求較高,地上污水廠選址困難,污水轉(zhuǎn)輸困難(路由困難,下游污水處理廠能力制約)的中心城區(qū),實(shí)際上是在多種邊界條件制約前提下的一種選擇。隨著地價(jià)的不斷攀升,地下污水廠集約化模塊化的設(shè)計(jì)理念會(huì)得到越來(lái)越多的應(yīng)用。地下污水廠會(huì)越來(lái)越多,但要形成一種趨勢(shì)尚有較多的制約因素。地下(半地下,全加蓋地上)污水廠的出現(xiàn)有其合理性的一面,我們應(yīng)該認(rèn)真研究,不應(yīng)抱有偏見(jiàn)。但不能將地下污水廠等同于地下MBR廠,地下污水處理廠工義選擇應(yīng)因地制宜。不能將MBR工藝出現(xiàn)的問(wèn)題歸結(jié)為地下污水處理廠。應(yīng)對(duì)集約化,模塊化,疊合式,全面加蓋除臭的地下,半地下以及地上式污水廠加以研究,節(jié)能,節(jié)地,環(huán)境友好是地上,地下,半地下污水廠的發(fā)展趨勢(shì)。
全國(guó)有近四千座污水廠,地下污水廠尚不能算是潮流。但確實(shí)需要認(rèn)真總結(jié)后,在適當(dāng)時(shí)候推出設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)程,以規(guī)范指導(dǎo)地下污水處理廠設(shè)計(jì),使起走上正確發(fā)展道路。
3)江蘇環(huán)保產(chǎn)業(yè)研究院陳珺博士
污水廠建設(shè)模式的選取其實(shí)關(guān)系到如何理解污水廠在城市中的定位。城市污水處理廠作為城市的一個(gè)重要公共設(shè)施,應(yīng)該首先保證其安全、穩(wěn)定、高效的運(yùn)行,而不是過(guò)渡壓縮其占地,城市污水處理廠的正常運(yùn)行關(guān)系到千家萬(wàn)戶,地下污水廠在確實(shí)無(wú)可用之地、高緯度寒冷地區(qū)是一種選擇。私有制國(guó)家土地的開發(fā)利用難度大、周期長(zhǎng),中國(guó)這樣土地國(guó)有的國(guó)家應(yīng)該是更優(yōu)先保證公共設(shè)施的用地。
4)加拿大斯坦泰克李建國(guó)博士
記得看過(guò)一篇有關(guān)地下污水廠的綜述,提到地下水廠在歐洲(好像是北歐)首先使用,隨后是日本。理由是丘陵地帶的地質(zhì)地貌條件適合建地下污水廠。有時(shí)間也想研究一下地下污水廠的發(fā)展史。除了安全問(wèn)題之外,從水力學(xué)角度分析,在地勢(shì)平坦的都市建地下水廠,一般需污水提升泵站和處理水排放泵站,這與節(jié)能減排的理念有沖突。
5)中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)院總工程師鄧志光
地下/地上式污水廠建設(shè)模式選擇應(yīng)該進(jìn)行全生命周期、全過(guò)程評(píng)價(jià)。
6)北京工業(yè)大學(xué)曹相生博士/副教授
地下式污水廠是污水處理百花園里必然出現(xiàn)的一朵花,不是一統(tǒng)天下的概念。百年來(lái)出現(xiàn)的各種污水處理工藝都沒(méi)有一統(tǒng)江湖,但都有其適用的地方。個(gè)人認(rèn)為超大城市建地下污水廠是合適的,比如北京。農(nóng)村和鎮(zhèn)還是自然處理更好,活性污泥法也沒(méi)必要用。應(yīng)從全生命周期和技術(shù)經(jīng)濟(jì)角度決定最適合的工藝和模式。“一刀切”和“一哄而上”肯定是錯(cuò)誤的做法。
綜合國(guó)外多年的實(shí)踐及國(guó)內(nèi)外主流專家的觀點(diǎn),地下式污水廠只是特定條件下的可選方案,不具有普適性。從環(huán)境的可持續(xù)理念角度出發(fā),“水進(jìn)展”對(duì)地下式污水廠的應(yīng)用也持比較審慎的態(tài)度,并認(rèn)為從生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展角度來(lái)看,地下式污水廠高投資高運(yùn)行能耗,且安全性存在較大風(fēng)險(xiǎn),對(duì)于污水廠建設(shè)模式的選擇,應(yīng)該進(jìn)行全生命周期的綜合比較,尤其是要考慮幾十年的翻倍的運(yùn)行成本。其次,不能僅僅認(rèn)為地下式污水廠可通過(guò)建設(shè)地面公園或者濕地就認(rèn)為其具有生態(tài)意義,實(shí)際上,根據(jù)國(guó)外資料,地下式污水廠全生命周期內(nèi)所排放的溫室氣體(GHG)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于同等規(guī)模地表活性污泥法污水廠的排放量,因此,評(píng)估一種污水處理工藝的可持續(xù)性,不能僅僅從狹隘的圍觀小環(huán)境來(lái)看,更應(yīng)該從大環(huán)境的可持續(xù)性著眼。當(dāng)然,這里不是否定地下污水廠。
關(guān)于地下式污水廠你可能不知道的四件事
最近幾年地下式污水廠項(xiàng)目在中國(guó)有明顯的上升趨勢(shì)。在例如上海、廣州、昆明、合肥和青島等城市,已經(jīng)有超過(guò)50多個(gè)地下污水廠投入運(yùn)行或者正在施工中。這跟中國(guó)中產(chǎn)階級(jí)的日益增長(zhǎng)不無(wú)關(guān)系,經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和城市化的深化要求可用土地和水資源得到最大化利用。
昆明地下式的第十污水廠
為什么要往地下走?
對(duì)于建造一個(gè)污水廠,選址向來(lái)是個(gè)難題。除了傳統(tǒng)污水廠巨大的占地面積之外,地方法規(guī)一般要求污水廠有半徑超過(guò)300米的衛(wèi)生防護(hù)距離。即使有這么大的緩沖區(qū),因?yàn)閭鹘y(tǒng)污水廠的惡臭和丑陋外形等影響,污水廠附近的地價(jià)往往受到牽連而遭到嚴(yán)重貶值。為了在不受大眾歡迎的傳統(tǒng)污水處理模式、緊缺的土地資源和環(huán)境保護(hù)三者間找到平衡,“地下污水廠”成為了最近行內(nèi)探討的焦點(diǎn),并且被認(rèn)為是目前合適的權(quán)宜之計(jì)。他們的理由是?至少它在地上的部分是“環(huán)境友好”的。
眼不見(jiàn)不等于不存在
但是,大家目前熱議的所謂的“地下式污水廠”有許多你可能還沒(méi)意識(shí)到的問(wèn)題:
首先,它并沒(méi)有改變污水處理工藝本身,污泥的產(chǎn)量、處理的效率、除臭和其他細(xì)節(jié)跟傳統(tǒng)的地上建造的污水廠還是一樣的。
第二,地下式污水廠的投資成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的污水廠——據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)估算,投資額大概要高出一倍。除了需要更多和更高要求的土建、設(shè)備和人工之外,能耗也會(huì)更高。這筆賬如此一算,貌似跟支持地下污水廠的教授、專家和企業(yè)所定義的環(huán)境友好型解決方案相去甚遠(yuǎn)。
第三,地下式污水廠的設(shè)計(jì)和運(yùn)行時(shí)非常復(fù)雜的。例如,通風(fēng)系統(tǒng)需要特別設(shè)計(jì)以防止臭氣和化學(xué)品泄漏等潛在危險(xiǎn)。我的一位新來(lái)同事畢業(yè)于著名的荷蘭瓦赫寧根大學(xué)環(huán)境系,他曾代表概念污水廠采訪過(guò)荷蘭鹿特丹世界著名的Dokhaven地下污水廠。他跟該廠所屬水委會(huì)的資深研究員Stefan Geilvoet有過(guò)不少接觸。根據(jù)Geilvoet先生的介紹,該廠去年就曾因尾氣處理系統(tǒng)的一個(gè)氫氧化鈉投藥泵過(guò)熱導(dǎo)致了一起火災(zāi)事故,嚴(yán)重影響了運(yùn)行,他說(shuō)若這是地上污水廠,同類事故造成的影響將微乎其微,而且在清理工作期間,尾氣也只能直接排到大氣中——這不是讓污水處理廠變成污染排放廠了嗎?
最后一點(diǎn),也是很重要的一點(diǎn),地下式污水廠的升級(jí)幾乎是不可能的。中國(guó)的城市化的速度之快在全球都是史無(wú)前例的。地下式污水廠不具備提標(biāo)改造的靈活性。放眼全球,地下式污水廠的理念源于上世紀(jì)80年代,雖然有若干實(shí)踐案例,包括上述的鹿特丹Dokhaven污水廠,但都是各種非常特殊的特定因素下的歷史產(chǎn)物,但至今也沒(méi)有成為主流應(yīng)用。也許北歐是一個(gè)例外——那里有不少地下污水廠的實(shí)踐,但那也是因?yàn)槠錁O度嚴(yán)寒的天氣造成的,而且那里的地質(zhì)使得建造地下污水廠變得經(jīng)濟(jì)可行。行內(nèi)可能會(huì)問(wèn)新加坡和日本的案例又如何?我反問(wèn),那里的土地緊缺度跟中國(guó)是一個(gè)級(jí)別的嗎?
地下式污水廠在中國(guó)的突然增長(zhǎng)需要專家和法規(guī)制定者更加謹(jǐn)慎認(rèn)真地分析實(shí)際情況。它可能只是短期的權(quán)宜之計(jì),但長(zhǎng)遠(yuǎn)而言它一定是不可持續(xù)的。實(shí)際上,除了把污水廠埋在地下讓人視而不見(jiàn)之外,我們相信要真正地解決問(wèn)題,必須改變傳統(tǒng)污水廠本身。
深圳富士康污水廠
在深圳富士康廠區(qū)的一座污水廠采用了匈牙利奧尼卡公司設(shè)計(jì)的污水回用方案,為土地緊缺的廠區(qū)創(chuàng)造了綠色新空間。奧尼卡為面臨快速城市化的城市帶來(lái)了不一樣的解決方案,它讓污水廠留在了地上,但你可能會(huì)對(duì)它“視而不見(jiàn)”,因?yàn)槟阋詾樗褪且粋(gè)溫室植物園。這大大減少了污水廠的實(shí)際占地面積,更重要的是,它消除了人們對(duì)污水廠的心理畏懼造成的巨大的心理占地面積,大大節(jié)約了土建成本和提升了附近的地價(jià)。
王凱軍:地下污水處理廠的價(jià)值分析
來(lái)源: E20水網(wǎng)固廢網(wǎng)
作者:李曉佳整理
最近幾年,我國(guó)已經(jīng)運(yùn)行和在建的地下污水處理廠有30多座。近兩年,地下污水處理廠建設(shè)迅速,而且規(guī)模越來(lái)越大。據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),雖然,地下污水處理廠的數(shù)量占我國(guó)污水處理的比重依舊較低(<2%),但增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯,處理水量和投資總額增量分別占污水處理廠處理水量和總投資的6%和12%左右。地下污水處理廠建設(shè)是大勢(shì)所趨嗎?在技術(shù)上又帶來(lái)了哪些挑戰(zhàn)?近日,清華大學(xué)工程博士高峰論壇就聚焦“地下污水處理廠”,論壇現(xiàn)場(chǎng),清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院副院長(zhǎng)/教授王凱軍從生態(tài)文明建設(shè)的視角,為與會(huì)者分享了城市污水處理模式和技術(shù)的發(fā)展思考。以下為王凱軍老師發(fā)言實(shí)錄:(以下內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)言整理,未經(jīng)本人審閱)
選擇將“從生命文明視角看污水處理模式和技術(shù)的發(fā)展”作為發(fā)言的主題。大家可能覺(jué)得有點(diǎn)大,我認(rèn)為搞技術(shù)的人,現(xiàn)在比較忽略政策的發(fā)展,搞學(xué)術(shù)的人更忽略國(guó)家政策的發(fā)展。所以選擇這樣一個(gè)主題。與大家分享一下我對(duì)生態(tài)文明學(xué)習(xí)的體會(huì),特別是與地下污水處理廠有關(guān)的問(wèn)題。
不同文明的特征與污水處理的關(guān)系
原始文明、農(nóng)業(yè)文明,工業(yè)文明、信息文明和生態(tài)文明。
原始文明和農(nóng)業(yè)文明時(shí)期,生產(chǎn)力低下,造成了對(duì)資源的掠奪。
工業(yè)文明時(shí)期,生產(chǎn)力極大發(fā)展,但對(duì)資源造成了非常大的破壞。生態(tài)文明以前我們講可持續(xù)發(fā)展,但生態(tài)文明的定義實(shí)際上要高于可持續(xù)發(fā)展,不只是可持續(xù),以及持續(xù)發(fā)展,還要持續(xù)繁榮。
古埃及(非洲東北部及亞洲西部)、古巴比倫(亞洲西部)、古印度(亞洲南部)和中國(guó)(亞洲東部),四大文明古國(guó)的消失,主要都是由于戰(zhàn)爭(zhēng),以及過(guò)度的開墾。
瑪雅文明繁盛、人口大增時(shí),農(nóng)業(yè)壓力越來(lái)越大,更多毀林開荒,生態(tài)環(huán)境惡化、資源枯竭,瑪雅文明開始崩潰。中國(guó)陜北,由于戰(zhàn)亂、亂砍濫伐導(dǎo)致黃土高原植被嚴(yán)重破壞,水土流失嚴(yán)重,形成“千溝萬(wàn)壑”。
工業(yè)文明是以大機(jī)器生產(chǎn) 為重要標(biāo)志,機(jī)器大生產(chǎn)占主要地位的一種現(xiàn)代社會(huì)文明形態(tài)。比爾蓋茨曾做過(guò)對(duì)比,中國(guó)在三年里消耗的水泥量超過(guò)美國(guó)一百年的用量?梢(jiàn)我國(guó)資源掠奪性的開采和我國(guó)的建設(shè)達(dá)到了什么樣的程度。我國(guó)能源、資源大量的消耗,破壞了生態(tài)的平衡,產(chǎn)生了一系列的問(wèn)題。
在城市污水處理建設(shè)中,可以看到,大規(guī)模的集中式污水處理廠是工業(yè)文明的代表。污水長(zhǎng)距離加壓輸送,整個(gè)系統(tǒng)必然極其昂貴耗能。這種“福特式”污水集中處理模式是典型工業(yè)文明的產(chǎn)物。
這里列舉美國(guó)最大的污水處理廠(如下圖),全世界有十大污水處理廠,規(guī)模達(dá)465萬(wàn)m3/d,進(jìn)水泵站是世界最大地下污水提升泵站,地下90米深的隧道中提升至污水處理廠,甚至建設(shè)了鐵路運(yùn)輸系統(tǒng),這是工業(yè)文明的極致化。
現(xiàn)在著名的新加坡NEWater的實(shí)踐,仍然是工業(yè)時(shí)代的思路,高水質(zhì)、高技術(shù)、高投入的方式,排污系統(tǒng)采用深層隧道從地下20米深入到55米,長(zhǎng)達(dá)48公里。污水處理在二級(jí)生物加雙膜反滲透,以技術(shù)極致來(lái)解決所有問(wèn)題。當(dāng)高投入的技術(shù)走向極致,是否該考慮通過(guò)轉(zhuǎn)變模式進(jìn)行變革。
總結(jié)認(rèn)為,實(shí)際上,文明的焦點(diǎn)是城市。在西方,“文明”一詞就是古希臘城邦的代稱。工業(yè)文明推動(dòng)的城市發(fā)展,工業(yè)文明城市的特征:熱衷于建造大、高、集中的市政設(shè)施;
廢棄物集中機(jī)械式處理;線性生產(chǎn)、浪費(fèi)排放處理;部門、設(shè)施間相互分離
高碑店建一個(gè)污水處理廠,旁邊環(huán)衛(wèi)部門建風(fēng)電處理廠,這就是典型部門之間的分割。工業(yè)文明是一條不可持續(xù)的道路,人類社會(huì)必須轉(zhuǎn)向生態(tài)文明,核心在于城市轉(zhuǎn)型。
我國(guó)幾代領(lǐng)導(dǎo)人提出的生態(tài)文明,確實(shí)反映了我們應(yīng)該發(fā)展的方向。從鄧小平時(shí)代,“兩手抓,兩手都要硬”,到“十八大”提出的五位一體生態(tài)文明建設(shè)。今年7月1日中央全面深化改革領(lǐng)導(dǎo)小組指出:我國(guó)發(fā)展已經(jīng)到了必須加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的階段。生態(tài)文明建設(shè)是加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展的必然要求。
城市污水與相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展
今年是紀(jì)念城市污水活性污泥100周年。大家覺(jué)得活性污泥是非常好的選擇,但實(shí)際上,在發(fā)展過(guò)程中我們一直面臨著綠色和非綠色的選擇。
60年代,浙江一代,收集糞便用馬桶車清運(yùn),然后回到農(nóng)田里。
19世紀(jì)七八十年代,由于疾病的原因,下水道發(fā)展了,分離的收集方法被淘汰。當(dāng)時(shí)同樣有各種各樣的技術(shù),有好氧技術(shù)、有厭氧技術(shù),然后有了活性污泥法,有分散處理、也有集中處理,現(xiàn)在我們走上了集中處理的道路。
現(xiàn)在我們的活性污泥走到一個(gè)死胡同,有很多綠色的東西,我們并沒(méi)有去選擇。
而其他的行業(yè),像電力行業(yè)、汽車行業(yè)雖然是高能耗行業(yè),但它們都已經(jīng)在研究綠色發(fā)展。污水處理是環(huán)保的一部分,所以很少搞綠色發(fā)展。在前幾年的節(jié)能降耗中,全國(guó)都在搞節(jié)能降耗,起到了推動(dòng)作用,但力效果不大。
這個(gè)階段,我們認(rèn)識(shí)污水處理應(yīng)該是低碳的 、資源回收的污水處理系統(tǒng)。
針對(duì)這些問(wèn)題,最近一、兩年,中國(guó)專家綜合國(guó)際發(fā)展趨勢(shì),提出建設(shè)超前的、世界標(biāo)桿性的、具有引領(lǐng)性的污水處理概念廠理念。針對(duì)中國(guó)目前的問(wèn)題,提出了4個(gè)追求:水質(zhì)可持續(xù)、能源回收、資源循環(huán)、環(huán)境友好。
我國(guó)很多專家也認(rèn)識(shí)到了這一問(wèn)題,原建設(shè)部部長(zhǎng)說(shuō),污水處理廠要超越福特式大規(guī)模、集中式處理的舊框框,這是一個(gè)工業(yè)時(shí)代的觀點(diǎn),不是文明時(shí)代的觀點(diǎn)。更早時(shí)候,集中與分散問(wèn)題聶梅生認(rèn)為:應(yīng)用新技術(shù),絕對(duì)是要分散的;由集中到集中與分散相結(jié)合是科學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì);,應(yīng)用新技術(shù),絕對(duì)是要分散的;由集中到集中與分散相結(jié)合是科學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
比如說(shuō)荷蘭提出了Greenhouse village的技術(shù),在過(guò)程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)工程的推廣,需要很多學(xué)科互相參與。環(huán)境衛(wèi)生、化學(xué)、土木工程師、生物技術(shù)學(xué)、(生物)化學(xué)、微生物學(xué)、灌溉、農(nóng)學(xué)、建筑、 地質(zhì)學(xué)、種植和養(yǎng)殖、園藝學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和社會(huì)學(xué)、健康包括市民的參與,確實(shí)是多學(xué)科的。
美國(guó)的Present Architecture為解決紐約的垃圾問(wèn)題,提出“綠環(huán)”:集垃圾堆肥中心與公園為一體構(gòu)筑物。每個(gè)綠環(huán)都有社區(qū)公園和教育設(shè)施,并能夠冬季越野滑雪。綠環(huán)是一個(gè)垃圾處理廠,綠環(huán)的下面是垃圾處理裝置,利用分散處理概念,分布式的系統(tǒng),一個(gè)綠環(huán)是一個(gè)公園,跟自行車道相結(jié)合,成為非常好的環(huán)境設(shè)施。
科學(xué)家預(yù)言2050年垂直農(nóng)場(chǎng)將問(wèn)世,解決潛在的全球糧食短缺問(wèn)題。意大利米蘭建成世界首個(gè)綠色公寓——垂直森林。沿著外墻體、層層種下共730棵喬木、5000株灌木和1.1萬(wàn)株草本植物。相當(dāng)于1.1公頃的綠色植被。中水澆灌系統(tǒng),利用風(fēng)能與太陽(yáng)能,增加能源的自給。
習(xí)總書記提出了山水林田湖的理念,“保護(hù)好生態(tài)環(huán)境,要有科學(xué)和系統(tǒng)的視野。如果種樹的只管種樹、治水的只管治水、護(hù)田的單純護(hù)田,很容易顧此失彼,最終造成生態(tài)的系統(tǒng)性破壞。”需要系統(tǒng)統(tǒng)籌,以此來(lái)看,污水處理今后應(yīng)該賦有更多的職能,更輕的污染、更美的景觀、更少的占地、更低的投資(主要針對(duì)管網(wǎng))、更高的生態(tài)價(jià)值。下一代污水處理就是低碳的 、資源回收、零排放、生態(tài)的污水處理系統(tǒng)。
地下污水處理廠價(jià)值分析
我國(guó)目前地下污水處理廠的建設(shè)情況(如下表),粗略統(tǒng)計(jì),最近幾年已經(jīng)運(yùn)行和在建的地下污水處理廠有30多個(gè),實(shí)際超過(guò)30多個(gè)。如果把萬(wàn)噸級(jí)都統(tǒng)計(jì)進(jìn)來(lái)的話,可能會(huì)超過(guò)50座以上。
雖然,地下污水處理廠的數(shù)量占我國(guó)污水處理的比重依舊較低(<2%),但增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯,處理水量和投資總額增量分別占污水處理廠處理水量和總投資的6%和12%左右。
我們要設(shè)計(jì)污水處理可持續(xù)發(fā)展的準(zhǔn)則,少用或不使用不可再生資源,如:礦物、能源、土地等;在處理中回收資源和產(chǎn)生能源;如:水、N、P、沼氣、熱能等?沙掷m(xù)發(fā)展是不可再生的資源的可持續(xù),實(shí)際上對(duì)能源、礦物等前幾年講的比較多,對(duì)土地問(wèn)題講的比較少,實(shí)際上土地也是不可持續(xù)的資源。侯鋒總說(shuō),美國(guó)的方式需要7個(gè)地球。在我看來(lái),中國(guó)的方式需要1個(gè)半國(guó)土來(lái)支撐我們的發(fā)展,到2020年可能需要2個(gè)。
雖然說(shuō)發(fā)展“一帶一路”是共同繁榮,但從某種程度上講,我們的資源不足以支撐持續(xù)發(fā)展。目前我們的石油自給率已經(jīng)很低了,2050年我們需要4個(gè)中國(guó)的國(guó)土。6年后中國(guó)耕地面積將跌破18億畝底線,保證土地是非常重要的選擇,在污水處理領(lǐng)域也是這樣的。
不光垃圾處理有鄰避問(wèn)題,污水處理的鄰避問(wèn)題也很嚴(yán)重的。肖家河污水處理廠其實(shí)就是由于鄰避問(wèn)題,當(dāng)時(shí)存在爭(zhēng)議,很多市民反對(duì)。10年過(guò)去后,肖家河污水處理廠周邊的土地也還沒(méi)有開發(fā),海淀寸土寸金的地方,污水處理廠占地50畝,周邊卻將近1000畝地,相當(dāng)于20倍的土地受到了一定的影響。論壇現(xiàn)場(chǎng),桑德集團(tuán)的張總也會(huì)對(duì)肖家河第二代污水處理廠進(jìn)行介紹,可能很大程度會(huì)促進(jìn)這塊土地的開發(fā)。由于隔離帶限制了周邊土地的開發(fā)和利用,現(xiàn)在仍然有一些人提出肖家河的問(wèn)題。
城市水體和景觀可以大大提高土地價(jià)值。像紫竹院公園、陶然亭公園,有一些小區(qū)就選在公園周邊,土地的價(jià)值也升高了。在污水處理廠的邊上,如果土地價(jià)值升高,肯定是非常好的事。
碧水源在昆明做的項(xiàng)目,在高架路旁邊做了污水處理廠,這就是住宅。本身可以節(jié)約造價(jià),這個(gè)項(xiàng)目本身節(jié)省土地投資10億以上,基本超過(guò)了污水處理廠的投資。
北京市區(qū)16個(gè)污水處理廠,總共3000多畝,我們?cè)O(shè)想一下,如果將這些做到地下,可以節(jié)省投資180億,已經(jīng)超過(guò)了現(xiàn)在污水處理廠的總投資,當(dāng)然這只是一個(gè)設(shè)想。同時(shí)這些污水處理廠分布在城市的各個(gè)區(qū)域,如果這些污水處理廠和頤和園、中山公園一起構(gòu)成了城市的綠地,可能生態(tài)環(huán)境就可以得到更進(jìn)一步的提升。
地下污水處理廠的模式與技術(shù)發(fā)展方向
當(dāng)然,地下污水處理廠還有很多的問(wèn)題,這里列出了三個(gè)技術(shù)問(wèn)題和三個(gè)管理問(wèn)題。
地下污水處理廠減少單位投資的途徑有哪些?
途徑一:開發(fā)高效(好氧、厭氧、兼氧)生物反應(yīng)器系統(tǒng),減少反應(yīng)時(shí)間。
反應(yīng)器形式:懸浮生長(zhǎng)(低)、生物膜(中)和流化床(高)
目前,大家均采用懸浮生長(zhǎng)系統(tǒng),即好氧活性污泥系統(tǒng),但是由于高度限制也很難采用流化床系統(tǒng)。
生物: 1) 提高數(shù)量:微生物濃度(MBR,顆粒污泥);
2) 提高質(zhì)量:增強(qiáng)活性(沒(méi)有采用);
好氧:曝氣和充氧形式(沒(méi)有變化)
途徑二:減少初次沉淀池、二次沉淀池的占地。好氧生物反應(yīng)器,曝氣和充氧形式,地上地下差不多,F(xiàn)在國(guó)際好氧顆粒污泥技術(shù)比較熱,污水處理廠這么大的占地,好氧顆粒污泥以后,可以減少四分之三以上的占地。顆粒污泥沉降很好,沉降只需要3分鐘。二沉池是非常占地方的,不僅要地方傳統(tǒng)沉淀池,比如說(shuō)像濾布濾池、動(dòng)態(tài)砂過(guò)濾技術(shù)等。膜生物反應(yīng)器(MBR)的優(yōu)勢(shì),污泥濃度高(停留時(shí)間短)、沒(méi)有二沉池、出水效果好
環(huán)境學(xué)院正在跟北控合作,從德國(guó)引進(jìn)了納米絮凝劑技術(shù)。納米絮凝劑加入以后,沉淀加速,原來(lái)沉降只需要3分鐘,加了絮凝劑沉降非常迅速。現(xiàn)在已經(jīng)在北京昌平搭建了中試,引進(jìn)了他們的技術(shù)。這個(gè)技術(shù)一旦用到地下污水處理廠,也是一個(gè)新的革新。
從規(guī)范上來(lái)講,中國(guó)在這上面存在很大的問(wèn)題,為什么舉了這兩個(gè)例子?像北京市所謂世界最大的首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓,非常高的、無(wú)用的空間,造成了大量的能耗。而我們到世界其他地方去看,發(fā)現(xiàn)有很多國(guó)家吞吐量比我們還大,但卻沒(méi)有我們這樣的建筑。
我們和左劍惡老師5月份參觀了荷蘭80年代建的地下污水處理廠,發(fā)現(xiàn)我們還沒(méi)有擺脫傳統(tǒng)的模式。人的比例和走廊的高度,有點(diǎn)像大帽子扣在上面。由于規(guī)范的缺失,造成了很大的浪費(fèi),所以也迫切需要在規(guī)范上進(jìn)行完善。
荷蘭80年代建設(shè)的廠
中國(guó)某地剛投產(chǎn)的廠
如何把負(fù)資產(chǎn)變?yōu)檎Y產(chǎn)
無(wú)論是綜合排放一級(jí)A,一級(jí)B,在生態(tài)上都是負(fù)的。如何把負(fù)資產(chǎn)變成生態(tài)的正資產(chǎn),不光生態(tài)友好、環(huán)境友好、社區(qū)友好。在這方面我們和東方園林合作有了一些結(jié)果。
將地下污水處理廠建設(shè)作為生態(tài)文明建設(shè)的抓手,以污水處理廠為載體構(gòu)建城市生態(tài)綜合體。城內(nèi)的污水處理廠強(qiáng)調(diào)城市工農(nóng)的互補(bǔ),我們可以強(qiáng)調(diào)文化的元素、科普的元素以及公共服務(wù)的元素,以這樣的形式建造污水處理廠。同樣城郊污水處理廠強(qiáng)調(diào)參與性、經(jīng)濟(jì)性。溫室、濕地和市民相結(jié)合;現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代種植相結(jié)合;市民的活動(dòng),運(yùn)動(dòng)相結(jié)合;溫室以及濕地相結(jié)合。這樣就可以建設(shè)城市生態(tài)綜合體,各行各業(yè)都應(yīng)該投入到生態(tài)文明的建設(shè),做出我們的貢獻(xiàn)。整個(gè)污水處理廠是無(wú)邊界的,跟生態(tài)融為一體,這是處理節(jié)點(diǎn)。
總結(jié)幾點(diǎn),1、地下污水處理廠是社會(huì)發(fā)展到一定階段的一個(gè)必然選擇(特別是中國(guó));2、通過(guò)地下污水處理廠面臨的技術(shù)要求,推動(dòng)、促進(jìn)污水處理技術(shù)進(jìn)步;3、完善地下污水處理廠的標(biāo)準(zhǔn)體系,降低投資、運(yùn)行費(fèi)用;4、地下污水處理廠是生態(tài)建設(shè)的抓手,積極引導(dǎo)構(gòu)建以(地下)污水處理廠為核心載體的城市生態(tài)綜合體;5、賦予污水處理以新的內(nèi)涵、創(chuàng)新污水處理商業(yè)模式。
14張圖讓你了解日本長(zhǎng)野縣千曲川地下式污水廠
如果不是標(biāo)題的提示,你一定不會(huì)想到這里會(huì)是污水處理廠——日本長(zhǎng)野縣千曲川流域上流區(qū)域污水處理廠;▓@般整潔的庭院,窗明幾凈、一塵不染的辦公樓,而主角污水呢,你卻看不到。就算看不到污水、臟物,但這兒終究是污水處理廠,有點(diǎn)兒污濁的氣息總還合情合理吧?但是遺憾,你也聞不到。
辦公樓門口裝飾著幾個(gè)設(shè)計(jì)別致又富有地區(qū)特色的下水道井蓋。曾在網(wǎng)上看到過(guò)介紹日本的下水道井蓋設(shè)計(jì)精美的文章,意在說(shuō)明日本重視細(xì)節(jié)到了不放過(guò)井蓋。還真是這樣,這個(gè)污水處理廠管轄區(qū)域內(nèi)的各個(gè)市町村都設(shè)計(jì)有代表自己地區(qū)特色的井蓋。
我們?cè)谝婚g作為公開教室的房間里,聽了技術(shù)人員對(duì)地下水處理過(guò)程通俗易懂的講解。污水通過(guò)全封閉的管道流入反應(yīng)槽,通過(guò)沉淀、微生物反應(yīng)、再沉淀將水與污泥分離。分離出來(lái)的水經(jīng)過(guò)凈化回流入河川。而污泥則經(jīng)脫水、焚燒,形成可再利用的建筑材料,用于制造磚頭和水泥。
工作人員介紹說(shuō),這里是對(duì)社會(huì)開放的,每年都有很多長(zhǎng)野縣內(nèi)的小學(xué)生來(lái)此參觀,為了解與自己日常生活息息相關(guān)的污水是如何處理排放的。講解的內(nèi)容用大紙板寫出,瓶子裝著樣品,供人仔細(xì)察看,顯微鏡也可以隨意觀察。
在辦公樓的大廳里,有一個(gè)大大的魚缸,活生生地展示著生息在附近河川里的大大小小的各種魚。工作人員說(shuō),它可以讓來(lái)到這里的孩子及住民感受到有一個(gè)好的水環(huán)境的重要性。由此可以看出日本的大眾教育、科普教育做得十分到位。
我們參觀了監(jiān)控室、實(shí)驗(yàn)室等地,所到之處不僅看到的是技術(shù)水平先進(jìn)的管理方式,還有一個(gè)非常深刻的印象就是干凈。
之后我們到了地下、污水處理的現(xiàn)場(chǎng)。但是仍然看不到污水的存在,原來(lái)它們被全封閉在管道及槽池之中。直到工作人員掀開一個(gè)反應(yīng)槽的蓋子,我們才看到了污水的真面目。
藍(lán)色和褐色管道是全日本統(tǒng)一的,藍(lán)色的是水用管道,褐色的是污泥管道,所以不論你走到日本的何處,只要看到管道的顏色,其中的內(nèi)容便會(huì)一目了然。
這里依然聞不到污水應(yīng)有的臭味,帶我們參觀的工作人員說(shuō),這是因?yàn)闉楸M量減少惡臭對(duì)人及周圍環(huán)境的影響而進(jìn)行了消臭處理。
參觀完污水處理的地下,我們來(lái)到了放置淤泥焚燒爐的建筑物。首先,我們來(lái)到了樓頂,登高遠(yuǎn)望,發(fā)現(xiàn)這里周圍的環(huán)境風(fēng)景美如畫,可以眺望到遠(yuǎn)處還有積雪的日本阿爾卑斯山脈。而眼前的這個(gè)污水處理廠與周圍的景色竟然和諧共存,沒(méi)有任何違和感。
我們?cè)诨▓@式工廠的庭院里看到一群老人在打迷你高爾夫球,還有一個(gè)老人在院內(nèi)種花。工作人員說(shuō),為了更多地反饋社會(huì),他們將庭院種上花草,并做出了球場(chǎng),可以讓地區(qū)住民自由地來(lái)此休閑、娛樂(lè)。
一圈參觀下來(lái),徹底顛覆了我對(duì)一個(gè)污水處理場(chǎng)所的所有固有觀念。在這里,理所當(dāng)然的臭氣熏天、理所當(dāng)然的污物橫流卻沒(méi)有那么理所當(dāng)然的存在,取而代之的是干凈、整潔、美麗、還有無(wú)異味。
“與自然和諧相處,創(chuàng)造一個(gè)將美麗豐富的大自然傳承到未來(lái)的水環(huán)境”就是這個(gè)平凡的污水處理廠今天正在做著、明天以及未來(lái)還要繼續(xù)做下去的偉業(yè)。