中國水務(wù)行業(yè)未來5-10年重點在農(nóng)村，農(nóng)村水處理問題不解決，中國的水污染綜合問題就得不到根本解決。
“尊敬的各位老師、各位企業(yè)朋友：大家好!我今天發(fā)言的題目是《村鎮(zhèn)資源型排水系統(tǒng)的理念與實踐》。過去絕大部分時間，我都在從事生態(tài)系統(tǒng)末端被動的凈化和消解工作，由此產(chǎn)生了一些反思。大約十年前，因為受到觸動，我和我的團隊走上了污水處理的道路，并一直在這條通往幸福的孤獨之路上走到現(xiàn)在。今天非常感謝能有這樣的機會與大家互相分享。下面我主要從四個方面談一下多年來我在污水處理道路上得到的啟發(fā)。
歷史的回顧與反思
西方既有的排水模式和成熟技術(shù)是歷史上隨著問題的出現(xiàn)和認(rèn)識的提高基于基礎(chǔ)設(shè)施的歷史沉積性被動疊加而形成，并非系統(tǒng)優(yōu)化的必然結(jié)果。全球僅有極少極少的國家完善地普及了這一模式。
我們來一同追溯歷史，兩百年前，自來水的改善導(dǎo)致了沖水馬桶的普及;一百七十多年前，為了解決住宅區(qū)的衛(wèi)生安全問題，人們開始修建下水道并曾為肥料流失擔(dān)憂;過了兩代多人以后，人們開始修建污水處理廠。一百年前，有人開始建設(shè)污水處理廠，同時，諾貝爾獎的獲得者——哈伯博士發(fā)明了合成氨，使得大家不再擔(dān)心這兩個問題。直到四十年前，西歐國家才開始重視，并在過去系統(tǒng)上增加了脫氮除磷。至此，才形成了目前全球效仿的“傳統(tǒng)模式”。
2、 傳統(tǒng)污水處理模式的缺陷
2014年是活性污泥工藝誕辰一百周年。當(dāng)初在建下水道的時候，沒有人想到后來會有這么多的爭議，比如對飲用水的污染，造成了肥料的流失。“常規(guī)模式”在水、能源、營養(yǎng)鹽、食品安全等方面都存在諸多問題。難以想象每百萬人年排污水相當(dāng)于30個昆明湖，流失的肥料相當(dāng)于兩萬噸氮磷鉀化肥和有機質(zhì)。
很多國家包括中國，在采用傳統(tǒng)污水處理模式后面臨著幾個問題：
(1)污泥去哪里?在各個單元操作達到較高技術(shù)水平后，污泥問題仍是污水處理中一大難題。污泥處置的費用已經(jīng)達到和超過污水處理本身，并呈繼續(xù)上升趨勢。
(2)如何解決能耗大、碳排放量大的問題?歐洲很多案例證明，即使最現(xiàn)代的污水處理廠，其出水水質(zhì)與地表水水質(zhì)要求仍相差很遠(比如含磷在1mg/L水平，而城市周邊緩慢流動的水體為防止富營養(yǎng)化需要達到比這一數(shù)值低近百倍的水平)，也就是說，耗資巨大的現(xiàn)代污水處理廠出水仍需要大量的稀釋才有可能對環(huán)境不造成污染，才有可能作為資源再用。
(3)進入七十年代以來，歐洲經(jīng)濟發(fā)達國家歷史上修建的污水管網(wǎng)逐步進入翻修、擴展期，污水管網(wǎng)對他們也同樣是一個巨大的經(jīng)濟負擔(dān)，發(fā)展中國家在城市人口快速發(fā)展的進程中很難效仿。
(4)截斷了原有的“糧食-人居-廢物-土地”物質(zhì)循環(huán)。人們開始認(rèn)識到傳統(tǒng)模式并非完美，它帶來的問題遠比我們想象的還要嚴(yán)重。如果堅持和復(fù)制，將給人類帶來毀滅性的災(zāi)難。因此，正是基于以上認(rèn)識，我和我的團隊才毅然決然地踏上了污水處理的道路。
3、對傳統(tǒng)污水處理模式的反思
大約十五年前，歐洲對傳統(tǒng)污水處理模式進行了非常深刻的反思，并開始研究探索替代方案。于是，北歐大量興起了不同形式的尿液分離旱廁和水沖廁所，回收農(nóng)業(yè)營養(yǎng)物。此外，德國、荷蘭、奧地利等國家還相繼探索出不同形式的分質(zhì)收集利用方式。“生態(tài)排水ecological sanitation””、源分離source separation”、“以資源回收為導(dǎo)向的排污衛(wèi)生系統(tǒng)resource recovery oriented sanitation”等新概念應(yīng)運而生。
然而，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，前人的建設(shè)會鎖定后人的模式。面對既有的成熟下水道系統(tǒng)，老牌發(fā)達國家木已成舟，只能“早知今日悔不當(dāng)初”。于是有人提出拋開既有基礎(chǔ)設(shè)施的限制，暢想一下一百年以后的污水處理應(yīng)該是什么樣的?因此，德國工程院設(shè)立了(Fraunhofer Inst.)命題“AKWA2100”，即2100年市政給排水的選擇方案 ，該命題指出，以資源回收為導(dǎo)向的污水源分離體制和循環(huán)利用成為環(huán)境和經(jīng)濟均具優(yōu)勢的最佳選擇 。2012年，國際水協(xié)主席Daigger博士也明確提出糞尿與其他廢水分離的資源化對策。
愿景——烏托邦
關(guān)于村鎮(zhèn)污水處理，人們擁有怎樣的愿景?總結(jié)來看，主要有如下幾點：
沒有廢水和垃圾：鄉(xiāng)鎮(zhèn)、小區(qū)、城市綜合體，不再有下水道，不再有垃圾處理廠;
恢復(fù)水文循環(huán)：微循環(huán)、海綿城市、遠程調(diào)水逐步被水源再生取代;
能源循環(huán)利用：耗能的廢物處理變成產(chǎn)生能量的系統(tǒng);
農(nóng)業(yè)營養(yǎng)物循環(huán)利用：有機農(nóng)業(yè)，有機肥替代化肥。
經(jīng)濟性好：有競爭力。
從被動凈化走向生產(chǎn)肥料和再生水，人的排泄物雖然只占污水的1%但含有污水中的大部分有機物和絕大部分營養(yǎng)鹽。既然污水要凈化，資源要回收：按城市模式，本是資源和能源的排泄物，百倍稀釋后需要以能量消滅能量，以資源降解資源。
在我國，一些專家學(xué)者也進行了深刻的思考。環(huán)保部部長陳吉寧曾指出“我國在解決資源環(huán)境問題的同時，必須考慮，不能以高代價的方式來解決自身的資源環(huán)境問題，否則的話是不可持續(xù)的。我國今天的模式基本上是復(fù)制歐洲和美國的方式來解決水的問題、環(huán)境的問題等等。問題是，這種模式是不是可持續(xù)的?可不可行?能不能解決我們的問題?”。國務(wù)院參事、原住建部副部長仇保興也曾說：“世界銀行給我國開出的藥方往往是建立大規(guī)模的集中式污水處理廠，用管網(wǎng)把所有的污水輸送到幾十公里外的大型污水處理廠中，再將尾水排入江河湖海。然而事實上，如果每個社區(qū)單元都采取污水就地收集、處理、就地回用的做法，城市的污水處理成本就會大大降低。”無論過去、現(xiàn)在還是未來，“構(gòu)建低碳微循環(huán)和資源回收的水管理模式”都應(yīng)該是我們追求的方向。
新模式的探索與實踐
在過去的10年當(dāng)中，萬若人為了建立一個新的模式，不斷地進行著探索，每次遇到機會，我們就不計得失迎頭而上，到現(xiàn)在大約擁有了70多項專利技術(shù)。
基于混合污水和其所含糞尿在量和質(zhì)上的巨大反差，萬若借鑒清潔生產(chǎn)的理念，突破傳統(tǒng)思路，提出基于污水源分離理念的新型排水模式，實現(xiàn)高效節(jié)水、資源循環(huán)、污染物零排放、減少管網(wǎng)建設(shè)、減少碳足跡的排水系統(tǒng)構(gòu)架。這個以微循環(huán)、源分離和資源回收為導(dǎo)向的排水系統(tǒng)在模式上最大程度地降低耗水和調(diào)水，構(gòu)成微循環(huán)和微降解，與此同時，修復(fù)廢物-肥料-農(nóng)業(yè)-食品的物質(zhì)循環(huán)，從遠距離輸送末端處理走向源頭管理。我們希望，可以借此徹底打破延用了近兩個世紀(jì)的排污體制，資源循環(huán)的同時讓水變清，從根本上解決絕大部分城市的水危機。
接下來我舉幾個例子：
早年在崇明島進行生態(tài)建設(shè)的時候，我們就在國際上首次建立多層建規(guī)模筑化實際應(yīng)用案例;大約7年前，在密云建立尿液分離的堆肥廁所，我們使得能量實現(xiàn)了循環(huán)利用，廢物產(chǎn)生了產(chǎn)品;奧運森林公園建設(shè)時采用了我們開發(fā)的分散式無動力黃水分集技術(shù)系統(tǒng)，這是大規(guī)模污水源分離與綠色肥料區(qū)域內(nèi)循環(huán)利用的國際典范;2013年，我們承接了河北邯鄲南界河店村污水處理項目，團隊不僅建造了污水處理設(shè)施，還為每家每戶安裝了氣沖馬桶。生活廢水運送到村污水處理站，衛(wèi)生間的真空坐便器裝有感應(yīng)器，能自動沖水，且沒異味。如今，在河北邯鄲南界河店村，村民用上了“比城里人還高級的廁所”;在寧德天湖村——新農(nóng)村提升改造工程中，實現(xiàn)了部分民宅改微水沖負壓廁所，黑水、灰水分別集中收集，黑水殺菌、快速穩(wěn)定化(農(nóng)肥)及灰水排水達到1級A，大大改善了村莊面貌。
2014年，我們開始參與比爾蓋茨的“廁所重生計劃(ReinventThe Toilet challenge)”，過程中也有非常多的感悟。比如尿液分離，再用負壓推動，雖然水沖，但是節(jié)水效率已經(jīng)達到了接近旱廁的水平。也可以用常規(guī)的方式，如糞、尿、黑水、或者混合物進行相對密閉收集。負壓管道，真空加上重力流，把各個工具完善好以后，是完全可以達到這樣的效果的。相信通過我們的實踐發(fā)現(xiàn)變廢為寶不再是夢，可能以后這對我們的系統(tǒng)會產(chǎn)生非常大的影響。
通過以上案例，我想告訴大家：只要我們不斷地探索與實踐，構(gòu)建城市微循環(huán)給排水系統(tǒng)，就不再是烏托邦。新開發(fā)的技術(shù)手段是可行的，而新理念下更多的新型技術(shù)還有待開發(fā)。中國不應(yīng)、也無法拷貝西方早期城市化中奠定的模式基礎(chǔ)，時下的探索和變革不僅可為中國可持續(xù)用水排水尋求更持續(xù)的方案，也將為新興的發(fā)展中國家提供借鑒。
機遇與挑戰(zhàn)
中國水務(wù)行業(yè)未來5-10年重點在農(nóng)村，農(nóng)村水處理問題不解決，中國的水污染綜合問題就得不到根本解決。在進入農(nóng)村市場的時候，作為水務(wù)公司，我們也想讓農(nóng)民富起來。我曾去過很多農(nóng)村進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在看到測量的水量，并不能代表真實的農(nóng)村。農(nóng)村很多污水處理方法都是在湊合，并沒有一個嚴(yán)格的系統(tǒng)。因為農(nóng)村分散度相對比較高，如果真按照嚴(yán)格的系統(tǒng)來實施，單位成本應(yīng)該高。但是另一方面，農(nóng)村污水處理市場蘊藏著巨大的機遇。近年來我國農(nóng)村水污染問題嚴(yán)重，且呈現(xiàn)出迅速惡化的趨勢。目前農(nóng)村污水排放方法簡陋，極易造成污染擴散。由于缺乏有效治理，一些地區(qū)農(nóng)村供水安全存在隱患，高氟水、苦咸水、工業(yè)廢水的違規(guī)排放，嚴(yán)重威脅人民群眾的生活質(zhì)量和身體健康。
如果將這一滴水當(dāng)成污染物，獲得解決辦法可能還需要相當(dāng)長的時間。而如果將之作為資源，直接資源化，可能會使我們的系統(tǒng)目標(biāo)更為清晰簡化。大家可以看到，在生活污水里，人的排泄物雖然只占污水的1%，但卻含有污水中的大部分有機物和絕大部分營養(yǎng)鹽。一開始，我們絞盡腦汁想著污水要凈化，后來又想到資源要回收，與其這樣，我們能不能找到一種辦法，直接把耗能的廢物處理變成產(chǎn)生能量的系統(tǒng)?如果把墨水當(dāng)成資源，一方面可以產(chǎn)沼氣，另一方面作為肥料的話，用它來替代氮肥，替代氮磷的生產(chǎn)能耗，這才是正收益。
結(jié)語：隨著縣縣鎮(zhèn)鎮(zhèn)村村復(fù)制西方模式，我們將因基礎(chǔ)設(shè)施的歷史沉淀性而鎖定后人的道路，延續(xù)了數(shù)千年的的農(nóng)業(yè)生態(tài)文明基本元素會在我們眼前的十年八年后不復(fù)存在。
從烏托邦走向現(xiàn)實——村鎮(zhèn)資源型排水系統(tǒng)的理念與實踐
