去年E20水業(yè)論壇上北控李力總的“獅子老虎論”還言猶在耳，今年新一屆的水業(yè)論壇就又開幕了。
每年3月底召開的這場(chǎng)E20水業(yè)論壇，應(yīng)該算是水務(wù)行業(yè)里的一個(gè)盛會(huì)，一年一度，時(shí)間地點(diǎn)不變。除了聽會(huì)，還可以順便欣賞欣賞友誼賓館的景色，挺好。
每年的這個(gè)論壇，都會(huì)聚集很多行業(yè)內(nèi)的大咖，大家集中談?wù)摰脑掝}，也就是當(dāng)年度全行業(yè)的熱點(diǎn)。例如，去年大家談?wù)摰亩际腔旄暮偷胤絿?guó)資入場(chǎng)，今年談?wù)摰膭t都是污水資源化與碳中和。
說(shuō)到污水資源化，最近確實(shí)是一個(gè)蠻熱的話題。自從1月初國(guó)家發(fā)改委、科技部、財(cái)政部、水利部等十部委共同發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見》之后，央視報(bào)道，兩會(huì)熱議，討論很多，升溫很快。
在今年的水業(yè)論壇上，也有多位嘉賓就這個(gè)話題分享了很多精彩觀點(diǎn)，幫助大家進(jìn)一步看清了污水資源化之路。
01
污水資源化，需求有多大？
關(guān)于水資源的需求，其實(shí)還是水利口的專家了解得更加透徹。
今年論壇，主辦方就邀請(qǐng)到了華北水利水電大學(xué)水資源學(xué)院/黃河科學(xué)研究院院長(zhǎng)韓宇平，以黃河流域?yàn)槔?，講述了“黃河流域水資源剛性約束下的環(huán)保需求”。
一方面，黃河流域的水資源正在日益減少。數(shù)據(jù)顯示，1919年-1975年時(shí)，黃河流域的年平均徑流量還在580億立方米左右。進(jìn)入21世紀(jì)后，這一數(shù)字則變成了459億立方米。2001-2010年這十年間，黃河流域天然徑流量比1961-2000年期間減少了8.8%-20.8%。
另一方面，黃河流域的水資源需求則十分旺盛。2018年，黃河流域總消耗水量為415.93億立方米，其中農(nóng)田灌溉耗水就占了總量的63.2%。
眾所周知，黃河流域是國(guó)家重要的糧食生產(chǎn)基地，而水則是農(nóng)業(yè)的命脈。黃河流域用僅占全國(guó)2%的水資源量，承擔(dān)了全國(guó)15%的耕地面積和12%人口的供水任務(wù)，人均水資源量只有408立方米，是全國(guó)平均水平的1/5，比國(guó)際公認(rèn)的500立方米/人的“極度缺水”線還要低。
而未來(lái)，我們國(guó)家還要發(fā)展，還要跨越“中等收入陷阱”，這些都需要一定的經(jīng)濟(jì)增速。而水資源短缺，已經(jīng)成為制約我們跨越“中等收入陷阱”的一大瓶頸。
這也是為什么，現(xiàn)在很多地方都在提“以水定城、以水定地、以水定人、以水定產(chǎn)”，因?yàn)樗Y源真的已經(jīng)是決定經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度最大的制約短板。
要想解決水資源瓶頸，怎么辦？
手段不外乎以下5種：
1、通過(guò)水源涵養(yǎng)和水質(zhì)保護(hù)，確保水資源不被污染和破壞
2、通過(guò)水資源節(jié)約集約利用，增加水資源利用效率和效益
3、通過(guò)非常規(guī)水資源開發(fā)利用，增加水資源供應(yīng)量
4、通過(guò)水資源優(yōu)化調(diào)度和分配，發(fā)揮水資源綜合利用效益
5、通過(guò)外流域調(diào)水，逐步緩解黃河流域水資源剛性需求
這里邊，“非常規(guī)水資源”指的是有別于傳統(tǒng)意義上地表水和地下水的其他水資源，比如再生水、集蓄雨水、淡化海水、微咸水、礦坑水等，它將是未來(lái)解決水資源瓶頸的重要手段。
其中，污水資源化(再生水)又是性價(jià)比較高的手段之一。
相比其他辦法，污水資源化有很多好處。比如水量水質(zhì)穩(wěn)定，不受季節(jié)影響；不筑壩，不淹地，不需要長(zhǎng)距離輸水；可以倒逼提升污水治理標(biāo)準(zhǔn)，保障污水治理效率；降低供水成本，增添經(jīng)濟(jì)發(fā)展新動(dòng)能；避免大量污水處理重復(fù)投資等。
同時(shí)，它的潛力也是很大的。以河南為例，截止2018年，河南省污水處理總量為32.5億噸，而再生水利用量則為32183萬(wàn)噸，再生水的利用率尚未超過(guò)10%。
好處多，潛力大，需求高，種種因素加在一起，決定了未來(lái)我國(guó)對(duì)再生水的需求量將不斷走高。
以河南為例，結(jié)合各省轄市和直轄縣工業(yè)、城市生態(tài)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)匯總分析及預(yù)測(cè)，到2030年，河南省的再生水總需求量將高達(dá)30.69億噸。
再具體到鄭州市，到2030年，缺口也將高達(dá)115.8萬(wàn)立方米/日。
而這些，都將是水務(wù)企業(yè)的機(jī)會(huì)。
02
污水資源化，如何去實(shí)現(xiàn)？
污水資源化，如何去實(shí)現(xiàn)？膜技術(shù)可能是選擇之一。
當(dāng)天的論壇上，碧水源副總裁陳春生就介紹了這方面的情況，雖然是在“做廣告”，但有些說(shuō)得也確實(shí)有道理。
他表示，膜技術(shù)具有選擇性分離的功能，可以用于實(shí)現(xiàn)不同組分的分離、純化、濃縮，所以非常適合污水資源化的應(yīng)用。
以MBR膜為例，它是將生化處理和膜分離高效結(jié)合，出水水質(zhì)好。同時(shí)該技術(shù)在近十幾年更新速度也很快，可以與生化技術(shù)高效結(jié)合，滿足市政雜用、農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)補(bǔ)水等不同需求。
還有，MBR膜是短流程，非常符合中國(guó)的國(guó)情，可以真正實(shí)現(xiàn)了治污和資源化“1+1>2”的效果。這也是它為什么發(fā)展迅速的原因，數(shù)據(jù)顯示，從2010年到2019年，中國(guó)的MBR膜處理規(guī)模增長(zhǎng)了10倍，工程數(shù)量也由20多座增長(zhǎng)到300多座。
同時(shí)，MBR膜的性價(jià)比還很高，其投資成本和運(yùn)營(yíng)成本在近十幾年間分別下降了70%和60%。截至目前，投資成本為500-700元/噸天，電耗是0.3-0.5kWh/噸，成本為0.5-0.7元/噸，而膜的壽命則可以使用5-7年。
十年來(lái)，MBR技術(shù)也在不斷地進(jìn)化和發(fā)展。過(guò)去，膜的運(yùn)行主要是靠曝氣吹掃，為保持穩(wěn)定，能耗會(huì)很大。而新一代的MBR膜則改為振動(dòng)MBR的方式，這樣能量輸入更小，同時(shí)也使氧的供應(yīng)更加平衡，效果更優(yōu)，電耗則降低了0.1度電。
此外，過(guò)去MBR膜的總氮也不穩(wěn)定，需要精確調(diào)控。后來(lái)新應(yīng)用了高濃度活性污泥的反硝化技術(shù)，可以使出水的總氮小于10毫升，基本解決了總氮問(wèn)題。
除了MBR膜，碧水源還有MBR-DF雙膜新水源技術(shù)，可以將城鎮(zhèn)污水變成潔凈新水源，它對(duì)有機(jī)物的去除率可以達(dá)到95%以上，同時(shí)還沒有濃鹽水，能夠?qū)崿F(xiàn)物料的回收，運(yùn)行成本低于1.6元每噸。
總之，膜法在污水資源化的過(guò)程中是可以大大發(fā)揮作用的，能夠?yàn)楣┧畣挝粠?lái)很好的經(jīng)濟(jì)效益。
具體在實(shí)施的時(shí)候，陳春生建議，還可以因地制宜，分類施策。在水資源豐富地區(qū)，只需要推動(dòng)建立區(qū)域再生水循環(huán)利用體系即可；而在水資源短缺地區(qū)，則應(yīng)該把污水廠變成水源廠，大力推行污水資源化，作為工業(yè)利用、市政雜用、農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)補(bǔ)水等。
要想更好地實(shí)施污水資源化，還需要完善很多政策。比如將再生水納入水資源綜合規(guī)劃、開發(fā)管理體系；完善污水資源化等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范和風(fēng)險(xiǎn)管控體系；出臺(tái)分類價(jià)格，完善市場(chǎng)對(duì)資源配置的基礎(chǔ)作業(yè)和定價(jià)機(jī)制等。
總之，膜技術(shù)是可以在污水資源化過(guò)程中大有用武之地的。在未來(lái)的污水資源化中，膜企業(yè)也有望成為率先受益者。
03
污水資源化，弄完給誰(shuí)用？
污水是資源，這個(gè)理念已經(jīng)深入人心了。但是，將來(lái)污水資源化之后，用途究竟是哪里？有沒有確定能夠接納的途徑，這方面仍然存在疑問(wèn)。
在這個(gè)問(wèn)題上，中國(guó)人民大學(xué)教授、中國(guó)人民大學(xué)低碳水環(huán)境技術(shù)研究中心主任王洪臣有自己的看法，他認(rèn)為污水資源化的主要應(yīng)用方向應(yīng)該是農(nóng)業(yè)灌溉。
首先，先看看可供資源化的污水有多少。根據(jù)幾大部委的數(shù)據(jù)，2019年我國(guó)城鎮(zhèn)生活污水總計(jì)550億噸，工業(yè)廢水200億噸，農(nóng)村污水還有250億噸，加到一起就是1000億噸左右的樣子。
而污水資源化的重點(diǎn)方向，不外乎市政雜用、工業(yè)利用、生態(tài)補(bǔ)水等，但這些都接納不了太多的再生水。
比如，市政雜用方向，2019年城市+縣城公共服務(wù)的用水總量是100億立方米，只占了再生水總量的10%，用量還是比較小。
第二個(gè)，工業(yè)利用。隨著我國(guó)工業(yè)節(jié)水的推進(jìn)，2020年萬(wàn)元工業(yè)增加值的耗水量已經(jīng)降到了38噸，提前完成2030年的目標(biāo)，工業(yè)用水量也在減少，工業(yè)污染物都在往工業(yè)固廢轉(zhuǎn)變，這方面的用水量也不大，充其量也就是百分之十幾。
再看生態(tài)補(bǔ)水，根據(jù)水利部的統(tǒng)計(jì)，2019年人工生態(tài)補(bǔ)水是250億立方米，它雖然具有生態(tài)效用，但不屬于再生利用。
總之，即使市政雜用、工業(yè)利用、生態(tài)補(bǔ)水這三個(gè)方向全部用再生水替代，污水的再生利用率也只有55%。實(shí)際上，全部替代也只是理想狀況，實(shí)際的替代率可能只有50%，那樣污水的再生利用率則只將有25%。
這其實(shí)才是大部分國(guó)家污水再生利用率提高不上去的原因，數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)的污水再生利用率也只有7-8%，即使是在嚴(yán)重干旱的加州，再生水設(shè)施發(fā)達(dá)地區(qū)，這一數(shù)字也只有30-40%。
因此，如何才能提高污水再生利用率，充分利用污水資源？一個(gè)重要的出路就是——農(nóng)業(yè)灌溉。
王洪臣表示，中國(guó)的三大地帶、五大地區(qū)的灌溉需求非常大，但由于灌溉用水不足，只能“以水定灌”，20億畝耕地中只有11億畝能夠灌溉，有效灌溉面積只有50%，很多地區(qū)“等米下鍋”。
因此，污水資源化之后，一個(gè)重要的應(yīng)用應(yīng)該是農(nóng)業(yè)灌溉。如果能拿出500億噸做農(nóng)灌，市政雜用用一部分（90億噸），工業(yè)利用用一部分（190億噸），再有150億噸去營(yíng)造生態(tài)景觀，污水的再生利用率就能達(dá)到93%了，一千億噸寶貴的污水資源就徹底把它用了。
這方面，國(guó)外也已經(jīng)有成功的經(jīng)驗(yàn)。以以色列為例，他們有800萬(wàn)人口，每年產(chǎn)生5億噸的污水，處理率達(dá)到92.3%，一年就是4.6億噸的污水。這4億多噸的污水，90%都用于了農(nóng)業(yè)灌溉，占灌溉總用水的的60%，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了污水再生利用率達(dá)到90%。
王洪臣表示，污水資源化用于農(nóng)業(yè)灌溉，還有好多好處。比如，需求量足夠大，理論上可以實(shí)現(xiàn)“全回用”，全部資源化；成本低，需要實(shí)施的工程只是將再生水輸配到就近灌區(qū)的渠首，并建設(shè)調(diào)蓄設(shè)施；輸配及存儲(chǔ)設(shè)施的施工均不在城市建成區(qū)，經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)優(yōu)于其他利用方向；還可以降低污水處理廠相應(yīng)的脫氮除磷水平，將氮磷作為肥料進(jìn)行水肥一體化利用等。
總之，在他看來(lái)，污水資源化利用的方向應(yīng)該是：
以農(nóng)業(yè)灌溉為重點(diǎn)，輔以市政雜用、工業(yè)利用、景觀補(bǔ)水以此方向展開資源化設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)。
原標(biāo)題：中國(guó)每年1000億噸污水！全部資源化，弄完給誰(shuí)用？