EST觀點 | 污水資源化：回收嘛，為什么，在哪兒？
污水資源化是指將污水處理后再利用，以減少對新鮮水源的依賴，同時減輕對環(huán)境的負(fù)擔(dān)。這一過程涉及多個方面，包括技術(shù)、經(jīng)濟、政策和社會接受度等。以下是關(guān)于污水資源化的詳細解釋：
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為什么回收？
- 污水資源化利用的主要原因是水資源短缺和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。通過回收和處理污水，可以減少對新鮮水源的消耗，同時減少污水排放對環(huán)境的負(fù)面影響。這有助于提高水資源的利用效率，保護水資源，促進可持續(xù)發(fā)展。
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在哪兒回收？
- 污水資源化利用的地點包括城鎮(zhèn)生活污水處理、工業(yè)廢水處理、農(nóng)業(yè)灌溉用水、景觀和生態(tài)環(huán)境補水等多個領(lǐng)域。具體來說，城鎮(zhèn)生活污水處理通過系統(tǒng)分析生產(chǎn)、生活和生態(tài)用水需求，合理布局再生水利用基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)污水的資源化利用。工業(yè)廢水則通過開展企業(yè)用水審計、水效對標(biāo)和節(jié)水改造，推進企業(yè)內(nèi)部工業(yè)用水循環(huán)利用，提高重復(fù)利用率。此外，還包括農(nóng)業(yè)灌溉用水、景觀和生態(tài)環(huán)境補水的應(yīng)用。
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技術(shù)進展：
- 隨著科技的進步，污水資源化技術(shù)不斷發(fā)展，如新型脫氮除磷技術(shù)、膜分離技術(shù)、膜生物反應(yīng)器技術(shù)等，這些技術(shù)的應(yīng)用大大提高了污水處理的效果和效率，使得更多的污水能夠被安全有效地再利用。
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政策支持：
- 政府通過制定相關(guān)政策，如完善價格機制、加大財政金融激勵、引導(dǎo)社會資本投入等，來推動污水資源化利用的發(fā)展。同時，通過科技引領(lǐng)和試點示范，加強關(guān)鍵共性技術(shù)裝備研發(fā)，推廣普及先進適用技術(shù)工藝，探索形成可復(fù)制、可推廣的污水資源化利用模式。
綜上所述，污水資源化利用是通過技術(shù)和政策手段，將污水處理后再利用的過程，旨在解決水資源短缺和環(huán)境污染問題，同時促進經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展12。
EST觀點 | 污水資源化：回收嘛，為什么，在哪兒？
編者按
氣候變化和環(huán)境惡化所帶來的生存威脅以及自然資源枯竭使得可持續(xù)發(fā)展和碳中和備受關(guān)注。污水凈化/處理盡管最終可以保護人類健康，但過程卻導(dǎo)致物質(zhì)熵增，根本上卻進一步惡化了生態(tài)環(huán)境。從污水中回收資源而非摧毀之是減緩熵增、甚至實現(xiàn)逆熵增的有效途徑（回顧往期內(nèi)容）。簡言之，通過從污水中回收資源與能源，改變物質(zhì)單向流動路徑可實現(xiàn)可持續(xù)循環(huán)經(jīng)濟，最終契合藍色發(fā)展目標(biāo)。污水資源化是將看似一無是處的“廢物”資源化為具有高附加價值的產(chǎn)品并予以回收與利用，包括有機質(zhì)、氮、磷、能源和水資源等。然而，有關(guān)從污水中回收什么資源、從哪兒回收以及為什么回收？這些問題在學(xué)界和工程界還存在不少爭議。本學(xué)術(shù)觀點基于團隊往期多項成果綜合而成，以助同行明晰污水潛在資源“是什么、在哪兒和為什么（What, Why 和Where, 即，W3問題）”，該觀點近期發(fā)表于Environmental & Science Technology 的Viewpoint 欄目。
整理 | 李季
校核 | 郝曉地
核心要點
1
變廢為寶：盡可能從污水或污泥中回收和生產(chǎn)、開發(fā)具有高附加值產(chǎn)品，如，PHA和EPS等；
2
化學(xué)能回收：污泥干化后直接焚燒，而非厭氧消化，一步到位處理污泥，高效回收有機能源；
3
4
磷與金屬回收：焚燒灰分進一步用于回收磷和金屬等；
余溫?zé)崮埽?/strong>出水余溫?zé)崮芑厥沼靡灾茻�，用于直接建筑供�?制冷，污泥干化、農(nóng)業(yè)溫室等目的。
觀點概述
首先，有機物（COD）是㶲（Exergy）與碳基復(fù)合體。生物處理環(huán)節(jié)有機質(zhì)（COD）被直接氧化為二氧化碳（CO2）而摧毀，過程中只有一部分有機質(zhì)被轉(zhuǎn)化為細菌細胞/污泥。傳統(tǒng)上，污泥厭氧消化因沼氣利用而可實現(xiàn)部分有機質(zhì)能源轉(zhuǎn)化并利用，因此還會獲得政府經(jīng)濟補貼。然而，污泥厭氧消化能源轉(zhuǎn)化效率很低（<15%，回顧往期內(nèi)容），其可持續(xù)性（加速熵增，回顧往期內(nèi)容）已受到質(zhì)疑。實際上，將有機質(zhì)轉(zhuǎn)化為高附加值產(chǎn)品，如，胞外聚合物（EPS）、聚羥基烷酸酯（PHA），這不僅可實現(xiàn)資源回收，還能帶來巨大經(jīng)濟收益，因為這些生物質(zhì)材料可替代或減少部分石油基化學(xué)品，從而實現(xiàn)可持續(xù)性目標(biāo)。
其次，磷礦資源即將耗盡，繼續(xù)從污水等點源回收磷。相比除磷，污水磷回收更具現(xiàn)實意義。研究雖證實以鳥糞石（MgNH4PO4·6H2O）和藍鐵礦（Fe3(PO4)2·8H2O）可實現(xiàn)污水/污泥磷回收，但污泥焚燒灰分磷回收效率則更高、技術(shù)更簡單（可回收進水總磷的80%~90%），還可順帶回收金屬和其它元素。
污水氮回收盡管也備受關(guān)注（對環(huán)境有積極影響），但氮與磷不同，并非稀缺性元素。氮回收應(yīng)更多關(guān)注能源效率問題！Haber-Bosch工藝是當(dāng)前生產(chǎn)合成氨（如，尿素）很成熟且非常高效的技術(shù)，而污水氮回收往往能耗更高、且工藝復(fù)雜，其最終對環(huán)境的總影響評價不可忽視。在處理高濃度氨液體（如，尿液）時，以銨根形式回收的氮回收才可能具有一定可持續(xù)性，但工程實際仍需要輔以復(fù)雜且資源消耗密集型工藝。
最后，需要探尋抵消污水處理廠能耗的清潔能源，以助實現(xiàn)污水處理碳中和運行。太陽能雖具有一定潛力，但因廠區(qū)有限面積限制僅能彌補約10%的運行能耗。如上所述，污泥厭氧消化能源轉(zhuǎn)化效率也不是很高（<15%進水COD化學(xué)能）。相反，污泥干化直接焚燒，進水COD化學(xué)能轉(zhuǎn)化效率可高達32%，實乃高效經(jīng)濟的有機能源回收途徑（回顧往期內(nèi)容）。近年來，基于出水生產(chǎn)綠氫似乎也被關(guān)注之，但只有綠色或谷電能源（如，風(fēng)能/太陽能或夜間剩余谷電）作為輸入生產(chǎn)的氫方可稱得上綠氫；否則，得不償失，會造成約20%電量損失。
與化學(xué)能和太陽能相比，出水余溫?zé)崮芑厥諠摿薮�，可達化學(xué)能的6~8倍之多�？锼惚砻�，出水余溫可回收電當(dāng)量分別為1.77 kW·h/m3（供熱，ΔT=4°C；COP=3.5）和1.18 kW·h/m3（制冷，ΔT=4°C；COP=4.8）。雖余溫?zé)崮転榈推焚|(zhì)熱能，但可直接用于區(qū)域供暖/制冷、農(nóng)業(yè)溫室，甚至可低溫污泥干化，完全可取代干化對煤電能源的依賴（回顧往期內(nèi)容）。水務(wù)和能源部門可共同規(guī)劃利用這部分熱能，潛力巨大。當(dāng)然，污水余溫?zé)崮芙粨Q應(yīng)以處理出水作為媒介，而不應(yīng)在污水管線上原位直接交換，以避免冬季水溫降低而影響后續(xù)污水處理廠生物處理效果。
技術(shù)路徑
相較于當(dāng)前資源或能源回收“分散”、“獨立”的看法，論文觀點關(guān)注于資源與能源的綜合利用，而不是“單打獨斗”或“各自為政”。“強強聯(lián)合”才能“相得益彰”，以提高污水資源與能源回收利用效率，同時實現(xiàn)污水處理廠碳中和運行，最終達成可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。
在循環(huán)/藍色經(jīng)濟背景下，基于污水資源與能源回收路線，建議綜合回收技術(shù)主要包括4個關(guān)鍵步驟：
1、盡可能從污水和污泥中提取并生產(chǎn)高價化學(xué)品，如，PHA和EPS，并探尋其高效利用方式，以創(chuàng)造潛在經(jīng)濟價值；
2、實現(xiàn)污泥處置的“蛙跳”，越過厭氧消化，脫水污泥直接低溫干化后焚燒，以最大程度回收COD化學(xué)能，實現(xiàn)將不能發(fā)電的低品位余溫?zé)崮芟蚩梢愿邷匕l(fā)電的污泥焚燒轉(zhuǎn)化；
3、從污泥焚燒灰分中回收磷，順帶回收金屬和其它元素；
4、重點關(guān)注出水余溫?zé)崮芑厥�，用于污泥干化、建筑及溫室保溫等，以替代部分化石能源�?/p>
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文章原文
原文信息：Resource Recovery from Wastewater: What, Why, and Where? Xiaodi Hao, Ji Li, Ranbin Liu, and Mark C. M. van Loosdrecht. Environmental Science & Technology Article ASAP. DOI: 10.1021/acs.est.4c05903
本期編輯：趙子衡
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關(guān)于推進污水資源化利用的指導(dǎo)意見
發(fā)改環(huán)資〔2021〕13號
各省、自治區(qū)、直轄市人民政府，國務(wù)院各部委、各直屬機構(gòu)：
污水資源化利用是指污水經(jīng)無害化處理達到特定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，作為再生水替代常規(guī)水資源，用于工業(yè)生產(chǎn)、市政雜用、居民生活、生態(tài)補水、農(nóng)業(yè)灌溉、回灌地下水等，以及從污水中提取其他資源和能源，對優(yōu)化供水結(jié)構(gòu)、增加水資源供給、緩解供需矛盾和減少水污染、保障水生態(tài)安全具有重要意義。目前，我國污水資源化利用尚處于起步階段，發(fā)展不充分，利用水平不高，與建設(shè)美麗中國的需要還存在不小差距。為加快推進污水資源化利用，促進解決水資源短缺、水環(huán)境污染、水生態(tài)損害問題，推動高質(zhì)量發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展，經(jīng)國務(wù)院同意，現(xiàn)提出以下意見。
一、總體要求
（一）指導(dǎo)思想。以習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo)，全面貫徹黨的十九大和十九屆二中、三中、四中、五中全會精神，深入貫徹習(xí)近平生態(tài)文明思想，踐行綠水青山就是金山銀山理念，堅持“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”的治水思路，按照黨中央、國務(wù)院決策部署，在城鎮(zhèn)、工業(yè)和農(nóng)業(yè)農(nóng)村等領(lǐng)域系統(tǒng)開展污水資源化利用，以缺水地區(qū)和水環(huán)境敏感區(qū)域為重點，以城鎮(zhèn)生活污水資源化利用為突破口，以工業(yè)利用和生態(tài)補水為主要途徑，做好頂層設(shè)計，加強統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，完善政策措施，強化監(jiān)督管理，開展試點示范，推動我國污水資源化利用實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
（二）基本原則。
節(jié)水優(yōu)先、統(tǒng)籌推進。秉持“節(jié)水即治污”的理念，堅持節(jié)水優(yōu)先，強化用水總量和強度雙控。將污水資源化利用作為節(jié)水開源的重要內(nèi)容，再生水納入水資源統(tǒng)一配置，全面系統(tǒng)推進污水資源化利用工作。
因地制宜、分類施策。根據(jù)本地水資源稟賦、水環(huán)境承載力、發(fā)展需求和經(jīng)濟技術(shù)水平等因素分區(qū)分類開展污水資源化利用工作，實施差別化措施�？茖W(xué)確定目標(biāo)任務(wù)，合理選擇重點領(lǐng)域和利用途徑，實行按需定供、按用定質(zhì)、按質(zhì)管控。
政府引導(dǎo)、市場驅(qū)動。強化標(biāo)準(zhǔn)約束，嚴(yán)格監(jiān)管考核，規(guī)范市場主體行為。完善價格機制，加大財政金融激勵，引導(dǎo)社會資本投入，充分發(fā)揮市場配置資源的決定性作用。
科技引領(lǐng)、試點示范。增強科技支撐，加強關(guān)鍵共性技術(shù)裝備研發(fā)，推廣普及先進適用技術(shù)工藝。開展試點示范，探索形成可復(fù)制、可推廣的污水資源化利用模式。
（三）總體目標(biāo)。到2025年，全國污水收集效能顯著提升，縣城及城市污水處理能力基本滿足當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會發(fā)展需要，水環(huán)境敏感地區(qū)污水處理基本實現(xiàn)提標(biāo)升級；全國地級及以上缺水城市再生水利用率達到25%以上，京津冀地區(qū)達到35%以上；工業(yè)用水重復(fù)利用、畜禽糞污和漁業(yè)養(yǎng)殖尾水資源化利用水平顯著提升；污水資源化利用政策體系和市場機制基本建立。到2035年，形成系統(tǒng)、安全、環(huán)保、經(jīng)濟的污水資源化利用格局。
二、著力推進重點領(lǐng)域污水資源化利用
（四）加快推動城鎮(zhèn)生活污水資源化利用。系統(tǒng)分析日益增長的生產(chǎn)、生活和生態(tài)用水需求，以現(xiàn)有污水處理廠為基礎(chǔ)，合理布局再生水利用基礎(chǔ)設(shè)施。豐水地區(qū)結(jié)合流域水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善需求，科學(xué)合理確定污水處理廠排放限值，以穩(wěn)定達標(biāo)排放為主，實施差別化分區(qū)提標(biāo)改造和精準(zhǔn)治污。缺水地區(qū)特別是水質(zhì)型缺水地區(qū)，在確保污水穩(wěn)定達標(biāo)排放前提下，優(yōu)先將達標(biāo)排放水轉(zhuǎn)化為可利用的水資源，就近回補自然水體，推進區(qū)域污水資源化循環(huán)利用。資源型缺水地區(qū)實施以需定供、分質(zhì)用水，合理安排污水處理廠網(wǎng)布局和建設(shè)，在推廣再生水用于工業(yè)生產(chǎn)和市政雜用的同時，嚴(yán)格執(zhí)行國家規(guī)定水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，通過逐段補水的方式將再生水作為河湖濕地生態(tài)補水。具備條件的缺水地區(qū)可以采用分散式、小型化的處理回用設(shè)施，對市政管網(wǎng)未覆蓋的住宅小區(qū)、學(xué)校、企事業(yè)單位的生活污水進行達標(biāo)處理后實現(xiàn)就近回用。火電、石化、鋼鐵、有色、造紙、印染等高耗水行業(yè)項目具備使用再生水條件但未有效利用的，要嚴(yán)格控制新增取水許可。
（五）積極推動工業(yè)廢水資源化利用。開展企業(yè)用水審計、水效對標(biāo)和節(jié)水改造，推進企業(yè)內(nèi)部工業(yè)用水循環(huán)利用，提高重復(fù)利用率。推進園區(qū)內(nèi)企業(yè)間用水系統(tǒng)集成優(yōu)化，實現(xiàn)串聯(lián)用水、分質(zhì)用水、一水多用和梯級利用。完善工業(yè)企業(yè)、園區(qū)污水處理設(shè)施建設(shè)，提高運營管理水平，確保工業(yè)廢水達標(biāo)排放。開展工業(yè)廢水再生利用水質(zhì)監(jiān)測評價和用水管理，推動地方和重點用水企業(yè)搭建工業(yè)廢水循環(huán)利用智慧管理平臺。
（六）穩(wěn)妥推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村污水資源化利用。積極探索符合農(nóng)村實際、低成本的農(nóng)村生活污水治理技術(shù)和模式。根據(jù)區(qū)域位置、人口聚集度選用分戶處理、村組處理和納入城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)等收集處理方式，推廣工程和生態(tài)相結(jié)合的模塊化工藝技術(shù)，推動農(nóng)村生活污水就近就地資源化利用。推廣種養(yǎng)結(jié)合、以用促治方式，采用經(jīng)濟適用的肥料化、能源化處理工藝技術(shù)促進畜禽糞污資源化利用，鼓勵漁業(yè)養(yǎng)殖尾水循環(huán)利用。
三、實施污水資源化利用重點工程
（七）實施污水收集及資源化利用設(shè)施建設(shè)工程。推進城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)全覆蓋，加大城鎮(zhèn)污水收集管網(wǎng)建設(shè)力度，消除收集管網(wǎng)空白區(qū)，持續(xù)提高污水收集效能。加快推進城中村、老舊城區(qū)等區(qū)域污水收集支線管網(wǎng)和出戶管連接建設(shè)，補齊“毛細血管”。重點推進城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)破損修復(fù)、老舊管網(wǎng)更新和混接錯接改造，循序推進雨污分流改造。重點流域、缺水地區(qū)和水環(huán)境敏感區(qū)結(jié)合當(dāng)?shù)厮Y源稟賦和水環(huán)境保護要求，實施現(xiàn)有污水處理設(shè)施提標(biāo)升級擴能改造，根據(jù)實際需要建設(shè)污水資源化利用設(shè)施。缺水城市新建城區(qū)要因地制宜提前規(guī)劃布局再生水管網(wǎng)，有序開展相關(guān)建設(shè)。積極推進污泥無害化資源化利用設(shè)施建設(shè)。
（八）實施區(qū)域再生水循環(huán)利用工程。推動建設(shè)污染治理、生態(tài)保護、循環(huán)利用有機結(jié)合的綜合治理體系，在重點排污口下游、河流入湖（海）口、支流入干流處等關(guān)鍵節(jié)點因地制宜建設(shè)人工濕地水質(zhì)凈化等工程設(shè)施，對處理達標(biāo)后的排水和微污染河水進一步凈化改善后，納入?yún)^(qū)域水資源調(diào)配管理體系，可用于區(qū)域內(nèi)生態(tài)補水、工業(yè)生產(chǎn)和市政雜用。選擇缺水地區(qū)積極開展區(qū)域再生水循環(huán)利用試點示范。
（九）實施工業(yè)廢水循環(huán)利用工程。缺水地區(qū)將市政再生水作為園區(qū)工業(yè)生產(chǎn)用水的重要來源，嚴(yán)控新水取用量。推動工業(yè)園區(qū)與市政再生水生產(chǎn)運營單位合作，規(guī)劃配備管網(wǎng)設(shè)施。選擇嚴(yán)重缺水地區(qū)創(chuàng)建產(chǎn)城融合廢水高效循環(huán)利用創(chuàng)新試點。有條件的工業(yè)園區(qū)統(tǒng)籌廢水綜合治理與資源化利用，建立企業(yè)間點對點用水系統(tǒng)，實現(xiàn)工業(yè)廢水循環(huán)利用和分級回用。重點圍繞火電、石化、鋼鐵、有色、造紙、印染等高耗水行業(yè)，組織開展企業(yè)內(nèi)部廢水利用，創(chuàng)建一批工業(yè)廢水循環(huán)利用示范企業(yè)、園區(qū)，通過典型示范帶動企業(yè)用水效率提升。
（十）實施農(nóng)業(yè)農(nóng)村污水以用促治工程。逐步建設(shè)完善農(nóng)業(yè)污水收集處理再利用設(shè)施，處理達標(biāo)后實現(xiàn)就近灌溉回用。以規(guī)�；笄蒺B(yǎng)殖場為重點，探索完善運行機制，開展畜禽糞污資源化利用，促進種養(yǎng)結(jié)合農(nóng)牧循環(huán)發(fā)展，到2025年全國畜禽糞污綜合利用率達到80%以上。在長江經(jīng)濟帶、京津冀、珠三角等有條件的地區(qū)開展?jié)O業(yè)養(yǎng)殖尾水的資源化利用，以池塘養(yǎng)殖為重點，開展水產(chǎn)養(yǎng)殖尾水治理，實現(xiàn)循環(huán)利用、達標(biāo)排放。
（十一）實施污水近零排放科技創(chuàng)新試點工程。選擇有代表性的國家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)（以下簡稱國家高新區(qū)）開展技術(shù)綜合集成與示范，研發(fā)集成低成本、高性能工業(yè)廢水處理技術(shù)和裝備，打造污水資源化技術(shù)、工程與服務(wù)、管理、政策等協(xié)同發(fā)力的示范樣板。在長三角地區(qū)遴選電子信息、紡織印染、化工材料等國家高新區(qū)率先示范，到2025年建成若干國家高新區(qū)工業(yè)廢水近零排放科技創(chuàng)新試點工程。
（十二）綜合開展污水資源化利用試點示范。聚焦重點難點堵點，因地制宜開展再生水利用、污泥資源化利用、回灌地下水以及氮磷等物質(zhì)提取和能量資源回收等試點示范，在黃河流域地級及以上城市建設(shè)污水資源化利用示范城市，規(guī)劃建設(shè)配套基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)再生水規(guī)�；�。選擇典型地區(qū)開展再生水利用配置試點工作。通過試點示范總結(jié)成功經(jīng)驗，形成可復(fù)制可推廣的污水資源化利用模式。創(chuàng)新污水資源化利用服務(wù)模式，鼓勵第三方服務(wù)企業(yè)提供整體解決方案。建設(shè)資源能源標(biāo)桿水廠，開展污水中能量物質(zhì)回收試點。
四、健全污水資源化利用體制機制
（十三）健全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。推進制定節(jié)約用水條例，鼓勵污水資源化利用，實現(xiàn)節(jié)水開源減排。加快完善相關(guān)政策標(biāo)準(zhǔn)，將再生水納入城市供水體系。推動制修訂地方水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，提出差別化的污染物排放要求和管控措施。抓緊制定再生水用于生態(tài)補水的技術(shù)規(guī)范和管控要求，適時修訂其他用途的污水資源化利用分級分質(zhì)系列標(biāo)準(zhǔn)。制修訂污水資源化利用相關(guān)裝備、工程、運行等標(biāo)準(zhǔn)。
（十四）構(gòu)建政策體系。制定區(qū)域再生水循環(huán)利用試點、典型地區(qū)再生水利用配置試點、工業(yè)廢水循環(huán)利用、污泥無害化資源化利用、國家高新區(qū)工業(yè)廢水近零排放科技創(chuàng)新試點等實施方案，細化工作重點和主要任務(wù)，形成污水資源化利用“1+N”政策體系。研究制定“十四五”污水資源化利用等相關(guān)規(guī)劃。研究污水資源化利用統(tǒng)計方法與制度，建立科學(xué)統(tǒng)一的統(tǒng)計體系。完善用水總量控制指標(biāo)中非常規(guī)水源利用指標(biāo)考核相關(guān)規(guī)定，加大再生水等非常規(guī)水源利用的權(quán)重，實行分類考核。完善取水許可管理制度，編制實施入河（海）排污口監(jiān)督管理指導(dǎo)文件。
（十五）健全價格機制。建立使用者付費制度，放開再生水政府定價，由再生水供應(yīng)企業(yè)和用戶按照優(yōu)質(zhì)優(yōu)價的原則自主協(xié)商定價。對于提供公共生態(tài)環(huán)境服務(wù)功能的河湖濕地生態(tài)補水、景觀環(huán)境用水使用再生水的，鼓勵采用政府購買服務(wù)的方式推動污水資源化利用。
（十六）完善財金政策。加大中央財政資金對污水資源化利用的投入力度。支持地方政府專項債券用于符合條件的污水資源化利用建設(shè)項目。鼓勵地方設(shè)計多元化的財政性資金投入保障機制。鼓勵企業(yè)采用綠色債券、資產(chǎn)證券化等手段，依法合規(guī)拓寬融資渠道。穩(wěn)妥推進基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域不動產(chǎn)投資信托基金試點。探索開展項目收益權(quán)、特許經(jīng)營權(quán)等質(zhì)押融資擔(dān)保。落實現(xiàn)行相關(guān)稅收優(yōu)惠政策。
（十七）強化科技支撐。推動將污水資源化關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)納入國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃、“十四五”生態(tài)環(huán)境科技創(chuàng)新專項規(guī)劃，部署相關(guān)重點專項開展污水資源化科技創(chuàng)新。引導(dǎo)科研院所、高等院校、污水處理企業(yè)等組建污水資源化利用創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟，重點突破污水深度處理、污泥資源化利用共性和關(guān)鍵技術(shù)裝備。編制污水資源化利用先進適用技術(shù)和實踐案例，推廣一批成熟的工藝、技術(shù)和裝備。及時發(fā)布國家鼓勵的工業(yè)節(jié)水工藝、技術(shù)和裝備目錄。
五、保障措施
（十八）加強組織協(xié)調(diào)。按照中央部署、省級統(tǒng)籌、市縣負(fù)責(zé)的要求，推進指導(dǎo)意見實施。壓實地方責(zé)任，各省（區(qū)、市）政府抓緊組織制定相關(guān)規(guī)劃或?qū)嵤┓桨福皇锌h政府擔(dān)負(fù)主體責(zé)任，制定計劃，明確任務(wù)，確保各項工作順利完成。國家發(fā)展改革委加強綜合協(xié)調(diào)，科技部、工業(yè)和信息化部、財政部、自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、水利部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、市場監(jiān)管總局等部門按照職責(zé)分工做好相關(guān)工作，加強水資源節(jié)約集約利用、水污染防治、水生態(tài)保護、污水資源化利用、相關(guān)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的統(tǒng)籌，形成工作合力，協(xié)調(diào)解決相關(guān)重大問題。
（十九）強化監(jiān)督管理。督促有關(guān)方面嚴(yán)格實行區(qū)域流域用水總量和強度雙控制度，強化水資源管理考核和取用水管理，確�！秶夜�(jié)水行動方案》落到實處。嚴(yán)格監(jiān)督實施再生水納入水資源統(tǒng)一配置的要求。嚴(yán)格自備井管理，限期依法關(guān)閉未經(jīng)批準(zhǔn)和公共供水管網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)的自備井。健全污水資源化水質(zhì)全過程監(jiān)測體系，強化污水處理達標(biāo)排放監(jiān)管，逐步建立覆蓋污水資源化全過程的風(fēng)險防控預(yù)警體系，確保污水資源化安全利用。
（二十）加大宣傳力度。結(jié)合世界水日、中國水周、全國城市節(jié)水宣傳周等主題宣傳活動，采取多種形式廣泛深入開展宣傳工作，加強科普教育，提高公眾對污水資源化利用的認(rèn)知度和認(rèn)可度，消除公眾顧慮，增強使用意愿。完善公眾參與機制，充分發(fā)揮輿論監(jiān)管、社會監(jiān)督和行業(yè)自律作用，營造全社會共同參與污水資源化利用的良好氛圍。
國家發(fā)展改革委
科技部
工業(yè)和信息化部
財政部
自然資源部
生態(tài)環(huán)境部
住房城鄉(xiāng)建設(shè)部
水利部
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部
市場監(jiān)管總局
2021年1月4日
北京大學(xué)主辦
文章信息
- 張麗, 劉陽生
- ZHANG Li, LIU Yangsheng
- 1995-2014年廢水資源回收研究發(fā)展態(tài)勢分析--基于文獻計量學(xué)方法及數(shù)據(jù)
- Development and Trend Analysis of Wastewater Resource Recovery Research Based on Bibliometrics Methods and Data during the Period 1995-2014
- 北京大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2016, 52(2): 374-382
- Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2016, 52(2): 374-382
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文章歷史
- 收稿日期: 2014-12-03
- 修回日期: 2015-03-29
- 網(wǎng)絡(luò)出版日期: 2016-03-16
引用本文 |
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展及人類對自然資源的耗竭, 資源回收利用越來越受到國際社會的重視。其中, 廢水資源化作為資源回收利用的一個方面, 已成為環(huán)境工程領(lǐng)域重要的研究方向之一。為了深入了解目前廢水資源回收技術(shù)的研究現(xiàn)狀, 及時把握其發(fā)展新動向及其前沿, 采用文獻計量學(xué)的方法可以獲得最有價值的信息。
文獻計量學(xué)最早由Pritchard[1]提出, 隨著各個學(xué)科的發(fā)展, 對于文獻計量分析的需求也越來越多。近年來, 文獻計量學(xué)廣泛應(yīng)用于各研究領(lǐng)域已發(fā)表學(xué)術(shù)論文的統(tǒng)計研究中, 以便對當(dāng)前研究和未來研究方向有具體的了解和認(rèn)識[2]。目前, 利用文獻計量學(xué)的方法對環(huán)境相關(guān)領(lǐng)域研究狀況的分析包括長江中下游河湖濕地研究[3]、中國生態(tài)脆弱性[4]、我國碳排放[5]、氣候政策建模研究[6]、清潔生產(chǎn)[7]、土壤重金屬污染[8]和焚燒技術(shù)[9]等。
科學(xué)引文索引(Science Citation Index, SCI)來自美國科學(xué)信息研究所(Institute for Scientific Information, ISI)的網(wǎng)絡(luò)科學(xué)數(shù)據(jù)庫(Web of Science Databases), 是文獻計量學(xué)分析中最重要和最常用的源數(shù)據(jù)庫[10]。本文采用文獻計量學(xué)方法, 利用SCI收錄的廢水資源回收領(lǐng)域相關(guān)文獻數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。
1 數(shù)據(jù)來源本文基于科學(xué)引文檢索擴展版(Science Citation Index Expanded, SCIE)基礎(chǔ)進行統(tǒng)計分析。
通過擬定廢水資源回收主題, 選取該領(lǐng)域被引率較高的幾篇綜述文章以便對該領(lǐng)域有一定了解, 在此基礎(chǔ)上, 利用資源(resource or material* or energy or heat)、回收(reclamation or reuse or recovery or recycl*)、廢水(wastewater or sewage or effluent)等關(guān)鍵詞之間的組合限定, 寫出總的檢索式(見附錄)。根據(jù)檢索式, 檢索出11468篇文章, 利用SCI提供的Analyze Results系統(tǒng)、Excel透視表、Endnote軟件和ucinet軟件進行統(tǒng)計分析, 包括全球論文發(fā)表數(shù)年度變化趨勢分析、主要研究領(lǐng)域分析及分領(lǐng)域論文年度變化趨勢分析、學(xué)科分布情況及學(xué)科分布年度變化趨勢、國家分布特征、國家研究實力比較以及中國和美國論文發(fā)表總體水平年度變化趨勢與比較分析、全球研究機構(gòu)實力比較、國內(nèi)科研機構(gòu)與國際科研機構(gòu)論文發(fā)表總體水平年度變化趨勢與比較分析、發(fā)表論文期刊分布特點及期刊所屬領(lǐng)域分析以及論文關(guān)鍵詞分析。根據(jù)這些分析結(jié)果了解當(dāng)前廢水資源回收領(lǐng)域發(fā)展情況, 并對其發(fā)展趨勢做出預(yù)測。
2 全球廢水資源回收研究進展分析2.1 論文發(fā)表數(shù)年度變化1995-2014年SCI收錄有關(guān)廢水資源回收的相關(guān)論文共11468篇。從圖 1中論文數(shù)隨年份(1995-2014)變化情況可以看出, 廢水資源回收領(lǐng)域研究起步較早, 1995年發(fā)表論文數(shù)便接近200篇, 從1998年開始呈現(xiàn)穩(wěn)步上升的趨勢。實際上, 當(dāng)放開檢索范圍時間限制時, 發(fā)現(xiàn)從1991年開始, 廢水資源回收方面的論文數(shù)目增長較快, 由25篇(1990年)一下子增加到116篇(1991年)。根據(jù)搜索資料發(fā)現(xiàn), 廢水資源回收領(lǐng)域發(fā)展迅速的原因是1991年日本、美國兩國在污水深度處理工藝(如新型脫氮除磷技術(shù)、膜分離技術(shù)、膜生物反應(yīng)器技術(shù)等)方面取得較大的進展, 兩個國家的論文數(shù)量占當(dāng)時所有論文數(shù)量的90%以上。
| 圖 1. 1995-2014年廢水資源回收領(lǐng)域論文數(shù)Figure 1. Total number of articles related to wastewater resource recovery during 1995-2014 |
中水回用是一直以來關(guān)注度比較高的課題。該技術(shù)包括物理化學(xué)方法和生物方法, 如吸附、膜分離技術(shù)等。工業(yè)廢水里往往含有加工殘余的有價值物質(zhì)(如氮、磷、金屬元素以及高分子殘留物), 回收這些有價值的物質(zhì), 可以實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。按照資源回收的目標(biāo), 廢水資源回收研究主要可以劃分為水資源回收(中水回用)、能源能量回收和廢水資源物料回收三方面。按照統(tǒng)計結(jié)果分析(圖 2), 水資源回收方面發(fā)表的文章數(shù)量占總文章數(shù)的72.0%;其次是物料回收, 所占比例為24.2%;能量回收所占比例最低, 為3.8%。從各個領(lǐng)域論文隨年份變化情況(圖 3)可以看出, 物料回收方面, 在1995年之前就有人提出廢水中的氮、磷元素的回收課題, 但該方向的論文增長幅度并不大。近幾年, 磷回收利用再度變成研究熱點, 主要是因為人類對磷資源將近枯竭現(xiàn)狀的關(guān)注。由于當(dāng)前全世界都面臨水資源耗竭的問題, 各國不得不將大部分的注意力放在水資源回用上。因此, 水資源回用的研究一直長盛不衰, 特別是2000年以后, 該領(lǐng)域論文數(shù)目增長非常迅速。能源回收則相對是一個比較新的概念, 20世紀(jì)幾乎很少有人關(guān)注, 發(fā)表的文章數(shù)也較少。之后, 隨著微生物燃料電池的興起, 對廢水資源中的能源回收起到一定的促進作用, 因此能源回收在2010年后發(fā)展較迅速, 目前已成為值得關(guān)注的研究領(lǐng)域。
| 圖 2. 廢水資源回收各個不同領(lǐng)域論文發(fā)表比例Figure 2. Proportion of published articles in different fields of wastewater resource recovery |
| 圖 3. 1995-2014年廢水資源回收各個不同領(lǐng)域論文發(fā)表情況Figure 3. Total number of articles in different fields of Wastewater resource recovery during 1995-2014 |
2.2 學(xué)科分布特征
按照學(xué)科分布對11468篇論文進行統(tǒng)計, 結(jié)果表明廢水資源回收主要分布在環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程、水資源、化學(xué)工程、生物技術(shù)與應(yīng)用微生物學(xué)等139個學(xué)科領(lǐng)域。
從論文數(shù)量分布上看(圖 4), 環(huán)境科學(xué)所占比例為21.03%;其次是環(huán)境工程、水資源和化學(xué)工程3個學(xué)科領(lǐng)域, 分別為14.71%, 14.67%和11.50%;排名其后的是生物技術(shù)與應(yīng)用微生物學(xué), 占4.17%。從各學(xué)科論文數(shù)年增長速度來看(圖 5), 環(huán)境科學(xué)學(xué)科論文數(shù)量在2009-2012年沒有增長, 而在2013年得到跨越式的增長, 增長速度最快, 而環(huán)境工程和水資源學(xué)科增長相對較緩。這從一個側(cè)面反映廢水資源回收在這些學(xué)科領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢以及學(xué)科的發(fā)展?fàn)顩r。環(huán)境科學(xué)偏重于理論研究, 說明廢水資源回收理論性的研究增長較快, 工程應(yīng)用類文章滯后于理論研究, 這也是很多研究方向普遍存在的現(xiàn)象。
| 圖 4. 1995-2014年不同學(xué)科領(lǐng)域論文分布情況Figure 4. Proportion of articles in different field of disciplines during 1995-2014 |
| 圖 5. 1995-2014年不同學(xué)科領(lǐng)域論文發(fā)表情況Figure 5. Total number of articles in different fields of disciplines during 1995-2014 |
2.3 各國研究實力比較
通過已發(fā)表論文總數(shù)、總被引用量以及平均引用率等對各國研究實力進行比較。在1995-2014年發(fā)表的11468篇關(guān)于廢水資源回收論文中, 美國發(fā)表 1609篇, 占總數(shù)的14.03%。中國發(fā)表 1577篇, 緊隨美國之后。另外, 西班牙、印度和澳大利亞3個國家發(fā)表論文數(shù)在500~1000篇之間; 加拿大、日本、英國、意大利、巴西等國發(fā)表論文數(shù)在400~500篇之間。發(fā)表文章總數(shù)并不是衡量一個國家研究實力的唯一標(biāo)準(zhǔn), 總被引用量也是衡量指標(biāo)之一。從表 1可以看出, 美國、中國、西班牙、印度以及澳大利亞的文章被引次數(shù)都超過10000次, 中國居第2位。但是從平均引用率(平均引用率是最能評價一個國家發(fā)表文章質(zhì)量的一個關(guān)鍵參數(shù))來看, 排名前十的國家(除中國和巴西外)所發(fā)表文章的平均引用率均超過10, 其中美國所發(fā)表文章的平均引用率達到22.08, 排名第一; 其次是加拿大, 為19.10;排名第三的是意大利, 為18.52。綜合以上3個因素, 無論從文章發(fā)表量, 總被引用量和平均引用率來看, 美國、西班牙、印度都相對較高。從總體上看, 中國雖然發(fā)表的文章總數(shù)較多, 但是平均引用率相對較低, 說明中國在該領(lǐng)域發(fā)表文章的質(zhì)量還有待提高, 也需要進一步得到國際同行的認(rèn)可。
| 排名 | 國家 | 總發(fā)表量 | 總被引用量 | 平均引用率 |
| 1 | 美國 | 1609 | 35522 | 22.08 |
| 2 | 中國 | 1577 | 16169 | 10.25 |
| 3 | 西班牙 | 878 | 14330 | 16.32 |
| 4 | 印度 | 687 | 12067 | 17.56 |
| 5 | 澳大利亞 | 602 | 10209 | 16.96 |
| 6 | 加拿大 | 494 | 9435 | 19.10 |
| 7 | 日本 | 465 | 5666 | 12.18 |
| 8 | 韓國 | 457 | 5678 | 12.42 |
| 9 | 意大利 | 424 | 7852 | 18.52 |
| 10 | 巴西 | 423 | 3182 | 7.52 |
通過比較中國和美國文章發(fā)表總數(shù)、總被引用量和平均引用率隨年度變化情況, 證明中國學(xué)者發(fā)表文章的質(zhì)量已經(jīng)不遜于美國。從圖 6可以看出, 美國近20年在廢水資源回收領(lǐng)域發(fā)表文章數(shù)量呈現(xiàn)一個平緩增長趨勢; 中國雖然在廢水資源回收方面的研究起步較晚, 一開始研究力量也比較薄弱, 但是中國研究者在此領(lǐng)域發(fā)表的論文總數(shù)隨年度的變化卻呈現(xiàn)指數(shù)上升的趨勢。從1995年幾乎為零的起步到2008年之后, 中國在年度發(fā)表文章數(shù)量上已趕超美國, 2014年發(fā)表的論文總數(shù)為美國的兩倍。圖 7和8分別對兩國在不同年份發(fā)表論文的總被引用量和平均被引率進行比較, 發(fā)現(xiàn)中國論文的總被引用量在2010年后開始趕超美國。從平均被引率來看, 中國最近3年所發(fā)表文章的平均被引率由原來的與美國差距很大到現(xiàn)在的基本上一致, 說明中國所發(fā)表文章的質(zhì)量相對于過去有很大的提高, 中國研究者在該領(lǐng)域的影響力已經(jīng)初步形成。
| 圖 6. 1995-2014年中國和美國發(fā)表論文總數(shù)隨年度變化情況Figure 6. Total number of published articles between China and USA during 1995-2014 |
| 圖 7. 1995-2014年中國和美國發(fā)表論文總被引用量隨年度變化情況Figure 7. Total number of quotations of the published articles between China and USA during 1995-2014 |
| 圖 8. 1995-2014年中國和美國發(fā)表論文平均引用率隨年度變化情況Figure 8. Average quotation rates of the published articles between China and USA during 1995-2014 |
2.4 全球機構(gòu)研究實力比較
目前, 全球有5586個機構(gòu)發(fā)表了關(guān)于廢水資源回收方面的論文, 其中前十位的研究機構(gòu)如表 2所示。中國科學(xué)院(Chinese Academy of Sciences)發(fā)表的論文總數(shù)最多, 共計231篇。印度科學(xué)與工業(yè)研究理事會(India Council of Scientific Industrial Research)、美國加利福尼亞大學(xué)(University of California System)、印度理工學(xué)院(India Institute of Technology)、清華大學(xué)(Tsinghua University)、西班牙科學(xué)研究理事會(Consejo Superior de Investiga-ciones Cientificas)、法國國家科學(xué)研究院(Centre National de la Recherche Scientifique)以及哈爾濱工業(yè)大學(xué)(Harbin Institute of Technology)等機構(gòu)發(fā)表論文均在100篇以上�？蒲袡C構(gòu)按發(fā)表文章數(shù)排名情況, 從一個側(cè)面反映了一個國家的綜合科研實力。結(jié)合2.3節(jié)中國家發(fā)表論文情況來看, 排名前四的國家分別是美國、中國、西班牙和印度。這4個國家分別都有代表性的研究機構(gòu)入選, 說明這些國家在廢水資源處理領(lǐng)域的研究已經(jīng)形成一定的國際影響力。
| 次序 | 研究機構(gòu) | 總發(fā)表量 | 總被引用量 | 平均引用率 |
| 1 | 中國科學(xué)院 | 231 | 2514 | 10.88 |
| 2 | 印度科學(xué)與工業(yè)研究理事會 | 167 | 2348 | 14.06 |
| 3 | 美國加利福尼亞大學(xué) | 156 | 3365 | 21.57 |
| 4 | 印度理工學(xué)院 | 133 | 3390 | 25.49 |
| 5 | 清華大學(xué) | 114 | 1129 | 9.90 |
| 6 | 西班牙科學(xué)研究理事會 | 111 | 2993 | 26.96 |
| 7 | 法國國家科學(xué)研究院 | 101 | 2332 | 23.09 |
| 8 | 哈爾濱工業(yè)大學(xué) | 100 | 801 | 8.01 |
| 9 | 佛羅里達州立大學(xué) | 93 | 2054 | 22.09 |
| 10 | 澳大利亞昆士蘭大學(xué) | 91 | 1762 | 19.36 |
從機構(gòu)發(fā)表文章的總被引用量上分析, 印度理工學(xué)院發(fā)表的133篇文章當(dāng)中, 總被引用量達到3390次, 平均引用率為25.49。排名其后的是美國加利福尼亞大學(xué), 發(fā)表的156篇文章中總被引用量為3365次, 平均引用率達到21.57。從平均引用率來看, 排名第一的當(dāng)屬西班牙國家科學(xué)研究理事會。該機構(gòu)發(fā)表的111篇論文總被引用量為2993次, 發(fā)表論文的平均引用率達到26.96。因此, 綜合三者來看, 印度理工學(xué)院、美國加利福尼亞大學(xué)以及西班牙科學(xué)研究理事會在當(dāng)前廢水資源回收領(lǐng)域綜合實力最強。
從表 2還發(fā)現(xiàn), 按論文發(fā)表總量排名前十的研究機構(gòu)中, 來自中國的有3所, 分別是排名第一的中國科學(xué)院、排名第5的清華大學(xué)以及排名第8的哈爾濱工業(yè)大學(xué), 這3個研究機構(gòu)在廢水資源回收方面的研究實力較強。但是, 從論文的引用率來看, 這3個機構(gòu)并不占優(yōu)勢。
從圖 9可以看出, 中國科學(xué)院文章發(fā)表總數(shù)從2009年開始急劇上升, 遠高出其他研究機構(gòu); 清華大學(xué)發(fā)表的論文總數(shù)從2014年開始呈現(xiàn)增長趨勢。從圖 10看出, 中國科學(xué)院和清華大學(xué)近3年發(fā)表文章的平均引用率與國外兩個頂尖研究機構(gòu)非常接近。論文的引用量在一定程度上會隨著時間的增加而增加, 因此近期發(fā)表文章的引用量會相對較低。中國雖然在廢水資源回收方面的研究起步較晚, 但是最近幾年呈現(xiàn)突飛猛進式增長, 中國代表性研究機構(gòu)論文引用情況與國外代表性研究機構(gòu)的差距已經(jīng)逐漸縮小, 表明中國機構(gòu)發(fā)表論文的影響力不斷增大。
| 圖 9. 1995-2014年代表性研究機構(gòu)發(fā)表論文總數(shù)Figure 9. Total number of published articles by the repre-sentative institute during 1995-2014 |
| 圖 10. 1995-2014年代表性研究機構(gòu)發(fā)表論文平均引用率Figure 10. Average quotation rates of articles by the represen-tative institute during 1995-2014 |
2.5 發(fā)表論文期刊分布特點
1995-2014年關(guān)于廢水資源回收方面的11468篇論文共發(fā)表在1177個學(xué)術(shù)期刊上, 其中405個期刊發(fā)表論文篇數(shù)在4篇以上, 占期刊總數(shù)的34.4%, 占論文總數(shù)的90.3%; 20個期刊發(fā)表論文篇數(shù)在100以上, 占期刊總數(shù)的1.7%, 占論文總數(shù)的46.0%。這表明1.7%的期刊囊括了46.0%的廢水資源回收領(lǐng)域的論文。表 3列出相關(guān)期刊的文章發(fā)表量、總被引用量、平均被引率, 期刊的排名是綜合考慮到這三方面的排名之后得出的。排名第一的期刊為《Water Research》, 發(fā)表論文總量為480篇, 論文總被引用量排名第一, 平均引用率達到33.92。期刊影響因子排名較前, 無疑為廢水資源領(lǐng)域中的期刊首選�！禘nvironmental Science and Technology》排名第二, 發(fā)表文章數(shù)僅為172篇, 但是文章的平均引用率排名第一, 達到56.73。作為環(huán)境領(lǐng)域的頂級期刊, 它對環(huán)境領(lǐng)域的影響力體現(xiàn)在環(huán)境領(lǐng)域研究中的各個方面。從期刊的領(lǐng)域小類歸屬來看, 《Water Research》, 《Environmental Science and Technology》和《Journal of Hazardous Materials》屬于工程, 環(huán)境(engineering, environ-mental)領(lǐng)域; 《Desalination》和《Water Science and Technology》屬于水資源(water resources)領(lǐng)域; Bioresource Technology屬于生物工程與應(yīng)用微生物(biotechnology and applied microbiology)領(lǐng)域; 《Journal of Membrane Science》屬于高分子科學(xué)(polymer science)領(lǐng)域; 《Chemosphere》屬于環(huán)境科學(xué)(environmental science)領(lǐng)域; 《Separation and Purification Technology》屬于工程, 化工(engin-eering, chemical)領(lǐng)域。從大類來看, 這些期刊分屬于工程技術(shù)、環(huán)境科學(xué)、化學(xué)3個領(lǐng)域。
| 排名 | 期刊名稱 | 總發(fā)表量 | 總被引用量 | 平均引用率 | 影響因子 | 小類 |
| 1 | Water Research | 480 | 16283 | 33.92 | 4.655 | 工程, 環(huán)境 |
| 2 | EST | 172 | 9758 | 56.73 | 5.257 | 工程, 環(huán)境 |
| 3 | Desalination | 685 | 11910 | 17.39 | 3.041 | 水資源 |
| 4 | Water Science and Technology | 1138 | 12568 | 11.04 | 1.102 | 水資源 |
| 5 | Journal of Hazardous Materials | 324 | 9114 | 28.13 | 3.925 | 工程, 環(huán)境 |
| 6 | Bioresource Technology | 361 | 7286 | 20.18 | 4.750 | 生物工程與應(yīng)用微生物 |
| 7 | Journal of Membrane Science | 145 | 4483 | 30.92 | 4.093 | 高分子科學(xué) |
| 8 | Chemosphere | 168 | 4559 | 27.14 | 3.137 | 環(huán)境科學(xué) |
| 9 | Separation and Purification Technology | 178 | 4248 | 23.87 | 2.894 | 工程, 化工 |
| 10 | Science | 5 | 172 | 34.40 | 31.027 | 綜合性期刊 |
2.6 研究者分析
通過對1995-2014年有關(guān)廢水資源回收方面的11468篇論文作者進行統(tǒng)計, 列出排名前十的廢水資源回收領(lǐng)域研究者名單, 結(jié)果見表 4。從發(fā)表文章數(shù)量來看, 排第一位的是澳大利亞悉尼科技大學(xué)的Saravanamuthu Vigneswaran教授, 20多年來一直從事水處理、廢水管理以及廢水資源回收與循環(huán)利用方面的研究工作, 共發(fā)表 40篇該領(lǐng)域的論文。從影響力來看, 來自比利時根特大學(xué)的Willy Verstraete教授以及來自沙特阿卜杜拉國王科技大學(xué)和德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)的Jörg E. Drewes教授的H因子均為17, 論文的平均引用率均大于30, 其中Jörg E. Drewes教授發(fā)表論文的平均引用率達到36.89。從作者單位來看, 澳大利亞悉尼科技大學(xué)有兩位研究者分別列第一位和第三位(Saravanamuthu Vigneswaran教授和Huu H. Ngo教授)。Huu H. Ngo教授主要關(guān)注水的可持續(xù)利用、廢水處理與再利用技術(shù)。從對國家/地區(qū)和研究機構(gòu)的分析對比可以看出, 中國目前缺乏真正有影響力的科學(xué)家來帶動廢水資源回收領(lǐng)域核心競爭力的提升。
| 排名 | 研究者 | 論文發(fā)表量 | 總被引用量 | 平均引用率 | H因子 | 作者所屬機構(gòu) |
| 1 | Saravanamuthu Vigneswaran | 40 | 579 | 14.48 | 13 | 悉尼科技大學(xué) |
| 2 | Willy Verstraete | 38 | 1190 | 31.32 | 17 | 比利時根特大學(xué) |
| 3 | Huu H. Ngo | 34 | 350 | 10.29 | 11 | 悉尼科技大學(xué) |
| 4 | Gideon Oron | 31 | 453 | 14.61 | 13 | 以色列本-古里安大學(xué) |
| 5 | Rajeshwar D. Tyagi | 29 | 454 | 15.66 | 12 | 加拿大魁北克大學(xué) |
| 6 | Jörg E. Drewes | 28 | 1033 | 36.89 | 17 | 沙特阿卜杜拉國王科技大學(xué)、德國慕尼黑工業(yè)大學(xué) |
| 7 | Ioannis K. Kalavrouziotis | 28 | 242 | 8.64 | 8 | 希臘約阿尼納大學(xué) |
| 8 | Thomas Wintgens | 27 | 678 | 25.11 | 13 | 瑞士生態(tài)創(chuàng)業(yè)研究所 |
| 9 | Jose-Antonio Mendoza-Roca | 25 | 402 | 16.08 | 13 | 西班牙巴侖西亞理工大學(xué) |
| 10 | Jaeweon Cho | 25 | 438 | 17.52 | 12 | 韓國延世大學(xué) |
2.7 論文關(guān)鍵詞分析
通過關(guān)鍵詞, 讀者可以對文獻全文有一定了解。使用文獻計量學(xué)的方法分析關(guān)鍵詞, 可以了解研究方向和發(fā)展趨勢, 對于指導(dǎo)科學(xué)和項目研究具有重要的意義。在1995-2014年廢水資源回收的相關(guān)研究中, 頻次在前十位的關(guān)鍵詞為phosphorus, adsorption, reverse osmosis, ultrafiltration, irrigation, heavy metals, nanofiltration, struvite, membrane bioreactor, anaerobic digestion。其中, 反滲透(re-verse osmosis)、超濾(ultrafiltration)、納濾(nanofil-tration)代表廢水資源水回用中膜技術(shù)的研究方向; 磷(phosphorus)、鳥糞石(struvite)代表廢水磷資源回收的研究熱點; 重金屬(heavy metals)代表廢水資源中物料回收利用方向, 在回收重金屬研究中頻次最高; 吸附(adsorption)、膜生物反應(yīng)器(membrane bioreactor)、厭氧消化(anaerobic digestion)以及廢水再利用中的灌溉(irrigation)是水資源回收利用研究較為廣泛的主題。從這些關(guān)鍵詞分析可以看出, 污水回用、金屬回收、磷回收以及廢水處理膜技術(shù)、膜生物反應(yīng)器、厭氧消化等都是當(dāng)前廢水資源回收領(lǐng)域主要關(guān)注的研究內(nèi)容。
將1995-2014年劃分為4個時間段, 排名前十的關(guān)鍵詞出現(xiàn)的次數(shù)如圖 11所示�？梢钥闯�, 磷(phosphorus)一直位于前兩位, 并且隨著年份增加, 磷作為關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率增加非常明顯, 說明污水中磷回收問題越來越受到研究者的關(guān)注, 也是當(dāng)前污水資源回收中的熱點研究方向。近年來, adsorption在關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻率上一直排在第一位, 原因在于固體吸附劑能有效去除廢水中多種污染物, 特別是采用其他方法難以有效處理的劇毒和難降解的污染物, 經(jīng)處理后出水水質(zhì)好且比較穩(wěn)定, 因而吸附法在廢水處理中有不可取代的作用。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格、水資源回收利用的日益迫切, 吸附法在廢水處理中的作用越來越重要。其次, 反滲透、超濾、納濾作為關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻率也明顯增加, 主要是因為這幾種膜技術(shù)是污水回用處理中的關(guān)鍵技術(shù)。近年來, 膜生物反應(yīng)器、污水污泥中的厭氧消化處理過程、污水中重金屬回收問題也是比較熱門的研究課題, 從科學(xué)研究到工程應(yīng)用, 都備受關(guān)注。
| 圖 11. 1995-2014年前10個引用頻率最高的關(guān)鍵詞Figure 11. Top 10 most frequency of quoted key words during 1995-2014 |
利用Ucinet軟件對關(guān)鍵詞之間的內(nèi)部聯(lián)系進行分析, 發(fā)現(xiàn)排名前十的關(guān)鍵詞中, 除irrigation與其他關(guān)鍵詞基本上沒有聯(lián)系之外, phosphorus, struvite與adsorption之間, 以及reverse osmosis, nanofiltration與ultrafiltration等關(guān)鍵詞之間均有緊密的聯(lián)系, 因此, 中心性分析結(jié)果呈現(xiàn)均一分布, 較為分散。
3 結(jié)論本文通過SCI提供的Analyze Results和Cita-tion Report鏈接對檢索到的11468篇廢水資源回收研究論文進行統(tǒng)計分析, 描繪了全球和中國在廢水資源回收的研究情況。分別列出全球和中國排名前十的研究機構(gòu)和研究者, 分析論文的年度分布和應(yīng)用領(lǐng)域分布, 并比較各國及各研究機構(gòu)的科研實力, 進而分析全球和中國廢水資源回收領(lǐng)域的研究進展和趨勢。
分析結(jié)果表明: 1) 論文發(fā)表數(shù)量隨年度變化趨勢為穩(wěn)中有升, 論文數(shù)量增加最快的領(lǐng)域為水資源回收(即水資源再生利用); 2) 從論文的學(xué)科分布來看, 主要集中分布在環(huán)境科學(xué)、環(huán)境工程、水資源、化學(xué)工程、生物技術(shù)與應(yīng)用微生物領(lǐng)域, 其中環(huán)境科學(xué)論文年度增長速度最快; 3) 從國家研究實力來看, 美國、西班牙、印度論文發(fā)表量、總被引用量和平均引用率水平都比較高。中國發(fā)表論文的平均引用率遠低于這些國家, 但是通過對平均引用率年度變化情況分析得出, 中國最近3年發(fā)表論文的平均被引率與美國的差距已經(jīng)不明顯, 說明中國發(fā)表論文的質(zhì)量已有很大提高; 4) 從全球機構(gòu)研究實力來看, 印度理工學(xué)院、美國加利福尼亞大學(xué)以及西班牙科學(xué)研究理事會是當(dāng)前廢水資源回收領(lǐng)域綜合實力最強的3個研究機構(gòu)。中國近幾年代表性研究機構(gòu)論文引用情況與國外代表性研究機構(gòu)的差距逐漸縮小, 中國研究機構(gòu)正不斷提升在國際社會的影響力。
總之, 未來廢水回收領(lǐng)域仍然會以水資源再利用為主要方向, 廢水中各種可利用資源的研究也將穩(wěn)步發(fā)展, 廢水中能源回收是個新興課題, 被認(rèn)為最具發(fā)展?jié)摿Α?/p>
附錄:
總檢索式: #5 OR #4 OR #3 OR #2 OR #1
#1 TI=(wastewater or sewage or effluent) AND TS=(reuse or recycl* or reclamation or recovery)
#2 TS=(wastewater or sewage or effluent) AND TI=(reuse or recycl* or reclamation or recovery)
#3 TS=(“resource recycl*” or “resource reclamation” or “resource reuse” or “resource recovery” or “material* recycl*” or “material* reclamation” or “material* reuse” or “material* recovery” or “energy recovery” or “heat recovery”) and TS=(wastewater or sewage or effluent)
#4 TS=(“wastewater recycl*” or “wastewater reclamation” or “wastewater reuse” or “wastewater recovery” or “sewage recycl*” or “sewage reclamation” or “sewage reuse” or “sewage recovery” or “effluent recycl*” or “effluent reclamation” or “effluent reuse” or “effluent recovery”)
#5 TS=(phosphorus recovery or phosphate resource or struvite or nutrient recovery or metal* recovery) AND TS=(wastewater or effluent or sewage)
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