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江南,清华大学 王凯军：在水资源有效利用上，人类是可以大有作为的 新加坡成功应用新生水对中国的意义
时间：2023-11-21
焦点提醒：清华年夜学 王凯军：在水资本有用操纵上，人类是能够年夜有作为的 新加坡成功利用重生水对中国的意义 
2018年11月16日，由清华年夜学-北控水务团体情况财产结合研究院主办的重生水和水资本高效操纵国际钻研会在清华年夜学情况学院进行。200余位国表里当局带领、行业专家、水务企业、投资机构和媒体等齐聚一堂，一同环绕重生水和水资本高效操纵问题进行深切切磋。钻研会旨在摸索应对水资本危机的科技立异路径，鞭策包罗重生水在内的高质量再生水回用、零排放等相干财产进级和成长。会上，清华年夜学情况学院王凯军传授颁发《我国成长高质量再生水计谋与处置手艺瞻望》主题陈述并指出，在处理中国的水资本危机问题上，新加坡的NEWater模式的经验是我们应当正视并当真鉴戒。
（以下为按照讲话内容清算，未经本人核阅）
糊口污水高质量回用需求不成避免
本年有两件关在水资本的旧事很是惹人注视，第一件产生在南非，因为天气转变，水资本缺少，开普敦市从2月1日起，每人天天的用水量降至50升，其他限水办法还包罗：要求人们洗澡时候由本来的两分钟降至90秒、冲茅厕次数由本来的天天3次减至1次等。西开普省省长已要求将开普敦水危机公布为“国度灾害”。第二个旧事是2018年6月，加州州长布朗签订两条新法：划定在2022年加州居平易近每人天天的用水限量为55加仑，而在2030年降落为50加仑；从2027年起，假如过量用水相干人员将会被遭到高达美金10000的罚款！如许的用水量要求加州的居平易近不克不及统一天洗衣服和洗澡。
假如说南非开普敦的水危机是天灾，那末美国加州所面对的水危机则是”人祸”其反映了加州在经济成长、生齿增加与水资本匮乏之间的矛盾。现实上，一个多世纪以来，加州80%的地下水用在耕种，成长起享誉世界的莳植业，圣华金河谷有“世界食物摇篮”的佳誉。在这两个旧事的后面，让人平易近加倍感应很是可惜的是这件事产生在两个对世界的水资本、水情况做出过庞大进献的地域。南非开普敦是世界初次发现除磷脱氮工艺的城市，有以其城市定名的UCT(University of Cape town)和MUCT工艺。加州在水资本庇护与操纵上做出过很是主要的进献，好比我们大师都熟知的二十世纪70年月成立的著名在世的21世纪水厂将污水处置到饮用水程度，我们晓得大师都在搜刮的“水银行”的概念，这些都是加州缔造的。这些对水资本操纵做出严重进献的地域面对如许的问题，不能不使我们深切的周全审阅全球性的危机问题。
在水资本限制经济成长的前提下，只要进行水资本“开源撙节”，才能包管经济的可延续成长。南非和加州对居平易近用水的限制办法已使“撙节”的感化阐扬到了极致，下一步需要发掘的是“开源”的潜力。在若何处理水资本的问题上，新加坡给了我们很是反面的例子，新加坡水资本持久受制在马来西亚。新加坡决议经由过程增添非保守水资本，如：海水淡化和污水回用、雨水操纵等办法的供给，完全处理水资本问题，到2060年全数水资本不依靠外部供给，此中重生水用量能够到达55%，从而完全处理水资本危机问题。新加坡的经验告知我们人类在水资本操纵上是能够有所作为的，要害是我们怎样来做。
本次会议主题我们是首要会商城市污水的高质量回用，由于回用已用的很是普遍了，今朝的污水回用首要是将城市糊口污水处置成中水，为城市绿化等水质要求不高的功能供给水源。在这些增添水资本供给的办法中，污水回用在产水本钱上具有显著劣势，且已活着界上获得普遍的利用。高质量回用首要是饮用水，包罗间接饮用和和间接饮用水回用和在工业出产进程中操纵，好比电子财产工艺进程、汽锅补水利用等等方面，今天。我可能更多的集中在直����APP接饮用和非间接饮用的切磋。而将污水回用作为饮用水水源的项目实践案例则相对较少，一个主要的缘由是公家对污水回用平安性的耽忧。
但在水资本矛盾进一步加重的环境下，污水回用作为饮用水源的平安性需要从头审阅。以美国休斯顿为例，其首要水源为Trinity河水，在旱季时，50%的径流是上游城市处置后排放的糊口污水；而在欧洲，莱茵河下流的国度利用的就是上游国度处置后的污水。有人将这类体例的污水回用称为“de facto reuse”，能够翻译为“现实上产生的污水回用”。换句话说，污水回用作为饮用水源已在不知不觉中成了实际。需要留意的是，现有的供水处置举措措施其实不是针对回用水水质设想的，是以，这类污水回用补给饮用水源的体例具有必然平安风险。
虽然如斯，美国环保署对水回用指南里边给出了一些实例，最早纳米比亚饮用水回用是处置完了间接进入饮用水管网。
这里边DPR和IPR间接饮用和非间接饮用。现实上新加坡此刻也长短间接饮用，我们重生水处置完了今后夹杂到水库里，由水库里再到饮用水厂处置今后再饮用。间接饮用是间接在饮用水池内夹杂，在美国的城市用的生物处置臭氧+BAF工艺较多，新加坡首要采取的是双膜法工艺。
新加坡重生水工艺的成长
在采取工艺新加坡从上世纪70年月就最先了筹谋和研究，可是，世界高质量水回用工场---美国的21世纪水厂的投资和运转费用在那时太高，直到本世纪初新加坡才决议在第一座重生水采取双膜工艺，新加坡勿洛重生水厂在2002年建成。而樟宜二期的重生水工艺认为是第二代NEWater主力工艺。前任结合国秘书长潘基文师长教师在参不雅北控水务运营的樟宜二厂时就间接品味了刚出产出来的重生水，并赐与NEWater和樟宜二厂很高的评价。
从污水工艺成长的汗青来看，因为处置的对象和需求是不竭增添的，这使得流程愈来愈长，是个渐进式的成长进程。系统长了今后形成了系统的不变性下降，本钱增添，能不克不及处理这个问题？新加坡在樟宜污水处置厂此刻依照二级处置今后加微滤和反渗入的尺度流程，樟宜2期试了一个系列的MBR，要想处理这个问题，下一步把生物处置改成MBR，MBR后面间接接反渗入，流程就会在必然水平上缩短，削减环节，能够进一步削减造价。现实上，在樟宜二期扶植后完，新加坡预备将二级处置改成MBR。
新加坡成功利用重生水对中国的意义
在处理中国的水资本危机问题上，新加坡的NEWater模式有很多经验能够鉴戒。
1、重生水利用平安性问题妨碍一：水质平安性问题
新加坡推行的NEWater再生水模式，在工艺、监测等方面都是针对城市污水处置厂二级出水而设想的，是以具有较高的平安性。NEWater的水质颠末了持久的测试查验，假如从2002年算，此刻已有15年以上的经验，NEWater产水检测目标为189项，水质优在WHO指南和USEPA尺度。前任结合国秘书长潘基文师长教师第二次到重生水厂参不雅，而且，在参不雅北控水务运营的樟宜二厂时间接用手品味了刚出产出来的重生水，这现实是一个政治家给公家亮相NEWater是平安的，也是对樟宜二厂很高的评价。
2.重生水利用手艺妨碍二：重生水手艺利用的普遍合用性问题
新加坡樟宜污水处置厂的焦点工艺为活性污泥法，颠末二沉池处置的出水就是重生水厂的来水。从樟宜二厂的合同水质要求来看，重生水厂的来水水质要求低在国内的一级A水质，相当在我国的二级尺度。是以，中国现有城市污水处置厂的出水具有作为重生水厂来水的水质前提。中国年夜部门污水处置厂出水能够经由过程双膜法出产高质量再生水。
3、重生水利用手艺妨碍三：双膜手艺复杂性问题
新加坡正在计划和成长的下一代NEWater出产工艺，是经由过程MBR代替活性污泥+二沉池+超滤膜的现有工艺。不但仅需要扶植双膜法的重生水厂，下一步还要革新污水处置厂，是以对其是复杂的使命。可是在在中国，我们在一级A革新进程中年夜量利用了膜过滤和MBR，良多采取MBR，总数在全国MBR已跨越了上万万吨，膜过滤也在两万万吨以上。特殊是北京、天津等年夜城市采取了准IV类水的尺度，MBR在糊口污水厂的利用已比力普遍，只需要在后段再加上RO便可以出产高质量再生水，从已采取MBR或膜过滤的污水处置厂进级到高质量再生水厂的投资本钱较低。所以对我们国度现节这些厂的利用来说，应当是瓜熟蒂落，利用的普遍性就会很是年夜，有很是实际的意义。
4、RO浓水其实不会成为推行双膜法的瓶颈
在中国，RO浓水的问题要辨别沿海城市和内陆城市。沿海城市能够参考新加坡的模式，将RO浓水排放到年夜海中，比拟在现有的糊口污水处置后排海模式，RO浓水排海不改变排入年夜海的污染物排放总量。我国52个沿海城市中，极端缺水18个、重度缺水10个、中度缺水9个、轻度缺水9个，近90%的城市具有分歧水平缺水问题，推行高质量再生水具有需要性和可行性。
在内陆城市，RO浓水中由于盐分和其它污染物浓度较高，是以其处置措置体例仍不明白。起首是盐分，今朝缺少盐分目标对生态影响的深切研究，也未发觉消融性总固体、硫酸盐、氯化物等盐分目标情况基准值研究功效。但分析现有的《农田浇灌水质尺度》（GB5084-2005）、《糊口饮用水水源水质尺度》（CJ3020-93）和《地下水质量尺度》（GB/T?14848-93）等尺度，应节制RO浓水盐分总固体浓度（TDS）不高在1000 mg/L以免排放酿成的地盘盐碱化等问题。以北京为例，自来程度均TDS<200 mg/L，依照樟宜二厂RO水收受接管率为70%计较，RO浓水中盐类物资TDS<700mg/L；若下降RO水收受接管率到50%，可进一步下降浓水中盐类物资的TDS浓度。而RO浓水中的其它污染物能够经由过程打回至污水处置厂中进行处置。鉴戒喷鼻港的经验，因为操纵海水冲厕，喷鼻港污水处置厂来水盐浓度为5000-6000 mg/L，污水处置遍及采取活性污泥工艺，含盐污水中的COD、氮磷等污染物可获得有用去除。这些初步的阐发注解RO浓水是能够有处理方案的，只需我们再展开深切的研究，应当有决定信念降服RO浓水的问题。
新加坡在天然水资本晦气的前提下，以发奋图强的精力，经由过程对峙与开辟，在国际上建立了人水协调的典型模式，也为国际国内处理水资本危机供给了经验和决定信念。我们将进一步研究双膜法高质量重生水工艺上的特点，为实现中国污水处置高质量回用，处理中国和世界其他国度的水资本危机而尽力。
