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极度缺水国家新加坡如何解决饮用水问题?

北极星水处理网  来源:水工业市场杂志  作者:许国栋  2018/6/21 8:31:37  我要投稿  
所属频道: 水处理  关键词:新生水 饮用水 再生水

北极星水处理网讯:新加坡在20世纪末提出新生水技术路线,经过处理的污水可达到饮用水标准,不但解决了新加坡水资源问题,同时打造了完善的水科技及产业创新体系。本文对新加坡NEWater发展历程和关键决策进行了分析,希望给您带来思考与帮助。

一、新加坡NEWater的发展历程

探索阶段

水资源匮乏一直是新加坡社会经济发展的主要制约因素。新加坡建国初期,几乎完全依赖从马来西亚进口饮用水。为摆脱用水困境,新加坡在1972年制定了第一份水务发展总蓝图(1972-1992),污水回用被明确列为未来水资源问题解决的主要途径。1974年,污水处理局规划开展将污水转化为洁净水源的研究和应用,分别尝试了反渗透、离子交换、电渗析和氨吹脱等当时水处理的先进工艺,实验出水水质达到WHO的饮用水标准,但因运行成本、膜污染问题,试验14个月后被关闭。

发展初期

除了进口饮用水,新加坡还采用淡水蓄集的方式利用水资源。但进入20世纪90年代,这种方式的最后一个大型建设项目—淡水集水区建设已进入尾声。同时,由于和马来西亚在供水协议方面屡次发生争执,新加坡不得不再次重视非常规水资源的获取。而此时水处理技术也已发展至一个新的阶段,反渗透的应用成本已在可接受的范围内且技术成熟。

1996年新加坡开始了反渗透工艺在海水淡化方面的工程应用可行性研究,研究结果非常理想,这也促使新加坡于1998年决定建设第一座海水淡化厂。同年,受到海水淡化领域进展的激励,新加坡公用事业局(PUB)和环境部联合开展了一次利用二级污水处理进行水回收利用的可行性评估,并派遣技术人员赴美国考察学习膜技术在污水再生利用领域的最新进展。同时两家机构共同拨付经费1400万美元,用于研究并建设位于勿洛的示范厂。

2000年5月,勿洛的示范厂建成投产,同时成立了国际专家小组,用以提供独立的研究建议。在后续两年中,根据美国环保署和世界卫生组织(WHO)的饮用水标准,加上对接近190项参数进行了超过25000次的测试分析,PUB和国际专家小组得出了再生水水质安全性优于常规饮用水的结论。2002年,PUB正式启动了再生水作为水资源的建设计划。此时,PUB还出台落实了关于此项目的沟通交流计划,这项计划的重点是要改变民众对再生水的负面印象,让民众认识到再生水是可以安全饮用的,再生水被重新命名为“新生水”(NEWater),废水被重新命名为“用过的水”(Usedwater),并专门建了NEWater公众接待中心。

2002年,作为37周年国庆活动的序幕,时任新加坡总理吴作栋第一个饮用NEWater,并宣布,今后新加坡人的饮用水将是新生水和自来水的混合水,此举产生了巨大的轰动效应,NEWater受到国际各界的高度关注。

2003年,新加坡以DBOO模式相继建设了三座规模适中的NEwater水厂,水厂采用PUB推荐的技术路线。三座水厂全部由新加坡本土企业建设,专业的环境工程咨询公司进行工程技术管理。通过前期试验示范厂的实验数据和后续水厂的工程集成,新加坡本土水务公司获取了工艺运行的第一手资料,并在工程设计和管理运行上积累了宝贵的经验,完成了基于NEWater工艺对国外先进技术的引进和整合,孕育了良好的产业基础。同时NEWater的供水量也稳步上升,于2006年达到新加坡总供水量的10%。

产业扩张阶段

2006-2011年,新加坡又以DBOO模式相继建设了两座规模更大的NEWater水厂,并扩建了两座NEWater水厂,供水已上升至总需水量的30%。同时在规模效应和科技研发进步的带动下,NEWater的成本也在不断下降。进入21世纪,可持续淡水供应及废水管理的需求已成为重要的国际课题,许多国家、城市及企业都在积极寻求创新的解决方案及水务技术。

NEWater成熟稳定的工艺路线和大规模的推广应用,使之具有极大的产业发展空间。此时恰逢新加坡的国家创新体系进入第三个阶段,国家开始大力推动面向未来的新技术和新领域的研发计划,由总理直接领导的研究、创新及创业理事会(RIEC)成立,并宣布环境和水务业是新加坡的重点发展领域,将在未来5年投入3.3亿新元用以支持技术研发和产业推广方面。为了确保这个计划的顺利实施,并成立了环境及水务业发展理事会(EWI)。EWI为新加坡水务事业制定远期发展战略和产业发展战略,并形成了具有新加坡特色的科技研发和产业推广模式。

利用独特的区域经济优势和NEWater产生的品牌效应,新加坡筹划设立了新加坡国际水周活动。2008年,首届水周隆重召开,吸引了各国政要、众多专家学者、技术骨干和商务人士的参与。为期五天的水周内容涵盖政府高峰论坛、国际学术会议、设备博览会和商务论坛等等。此外,新加坡还设立了以首任总理李光耀命名的新加坡水奖。目前,新加坡水周也成为世界上最具影响力的水业盛典之一,李光耀水奖已经成为代表水界最高荣誉的奖项之一。通过国际一流的智力资源集聚,不但使新加坡不断汲取新的水处理知识,还吸引了更多的优秀人才。

行业引领阶段

通过重大工程建设及研发体系的建设,新加坡的水务产业获得了快速发展,2015年,新加坡已经吸引了全世界超过180家水行业公司和26家私营水研究中心安家落户。环境及水务业为新加坡国内生产总值贡献了大概17亿新元的产值,创造了1.1万个就业岗位。同时,新加坡继续追加在水务方面的科研和产业发展资金,新加坡总理李显龙宣布政府将拨款2亿新元发展水务业,预计到2020年,该产业产值将达28.5亿新元,就业人数也将增至15000名。

在气候变化和能源与水资源制约的前提下,为适用于未来再生水厂的应用需要,PUB开始着眼于技术升级和设备改造,制定了“出水水质”“能源可持续性”“环境可持续性”3个关键评价标准,用以考察技术升级和设备改造是否取得预期阶段性控制目标。基于此标准,PUB分析相关污水处理技术水平和节能降耗效果,已制定出污水处理工艺能源自给率三阶段目标。

二、新加坡水务管理模式成功要素分析

最严格最有效的水资源管理体系

新加坡国内水资源总量6亿立方米,人均水资源只有211立方米,居世界倒数第二,是全球范围内水资源最为匮乏的国家,长期以来不得不依靠进口水资源来解决问题,使水资源成为新加坡的最大潜在危机。新加坡在历次重要的国家发展规划中,将水资源作为社会经济发展的刚性约束指标。在此方针的影响下,新加坡从建国开始就建立了最严格的水资源保护法规,完善的污水排放体系以及树立了全民的节水意识。

新加坡通过建设深层隧道排污系统工程,对污水进行回收利用。深层隧道排污系统工程分为两个阶段实施,由两条大型深层隧道、五个新生水工厂、深海排污口和一个联结污水管网组成。两个深层隧道的设计直径可达6米,建设在地下20—50米处,通过连接水道管网与现有的水网系统连接在一起。完善的污水排放系统使得NEWater来源单一,降低了处理工艺要求和处理成本,这也是新加坡的NEWater水价可以降到大众可承受价格水平的主要原因之一。此外,对水资源的严格管理,同时水价合理,这也大大促进了NEWater后续的商业化运作。

灵活且自主的法定机构(PUB)

公用事业管理是各国政府在社会治理中的普遍难题,而新加坡的公用事业在各个领域都提供了高质量的服务,而且还都实现了盈利,其中众多的法定机构功不可没。在新加坡,法定机构由国会立法设立,比政府部门享有更大的自主权,通过部长向国会负责,相当于独立管制委员会之类的规制组织。这些机构在运营上一般不会遇到政府部门通常的障碍,比如僵硬的规章条例和缺乏灵活性,同时还减轻了政府各部门的负担。职员任用方面也具有一定的灵活性,同时也保持了法定机构人员的工作效率。

以PUB为例,新加坡水战略的一次重要转折,就是2001年PUB并入环境部,整合供水和排水部门。新的职权划分,结合当时海水淡化和再生水的工程技术进展,使PUB立刻着手推动新的国家水战略。PUB领导人当时提出,水资源总体规划还没被审核,而且水资源协议到期后新加坡将如何规划尚未纳入正式国家议程。新的规划中,新加坡应有替代方案,包括对收集到的雨水、可再生水以及可淡化的水如何处理。

2007年,PUB获得斯德哥尔摩水工业资源奖,组委会对PUB的工作给予了极高评价:“新加坡所采用的一些水科技,其他国家也有,但是通过先进科技加上完善管理,使新加坡的系统变得独一无二,可供其他城市参考和借鉴。”PUB是新加坡水资源规划的制定者,水务资产的管理者,也是水科技创新的推动者和验证者,对国家级创新体系对水处理事业的促进和发展方面起到了决定性的作用。

行而有效的资源整合手段

NEWater将解决本国需求和促进产业发展完整地契合在一起,并有效调动了各种资源—水战略、工程体系、产业创新等,这种综合的整合资源的手段,产生了极大的效果。

在水战略方面,新加坡不断在面向未来的水战略中强化NEWater的份额,并且不断提出更新和更高的愿景,这为产业投入提供了一个清晰稳定的预期目标。

工程体系方面,将NEWater这一重大工程,作为满足本国水资源发展的重要载体,在确定之后就坚定地实施,并保持未来30年的发展方向都不做大的偏移,只是继续提出能耗和效率方面的要求;采取PPP的方式进行工程建设,在工艺确定的前提下,以DB00的操作形式,并且在初期建设中限定采用新加坡本土企业作为投资主体,整合全球先进技术和企业,这样既保证了工艺路线的确定,成本和质量的平衡,也帮助了本土企业快速成长进步。但也并不是一味地扶持本土企业,当本土企业创新乏力时,政府又扩大招标范围,引入更有竞争力企业,北控水务获得樟宜二期项目就是很好的例证。

创新体系方面,确定技术方向,开放污水处理厂,鼓励和服务创新创业。由稳定的工程实施体系产生了稳定的产业需求,众多的科研和产业力量开始围绕如何降低能耗、提升效率、强化安全方面不断投入,并吸引了大量先进企业来新加坡设立技术研发中心;同时新加坡开放各个污水处理设施,鼓励和支持大学、创新企业到水厂开展PUB指定方向的实验,验证成功即有可能进入NEWater的技术体系,这无疑为创新者提供了强大的动力和吸引力。同时新加坡的企发局还提供了良好的创业环境,使科技型企业更易获得天使投资、风险投资,还能获得全方位的创业服务。

成功的品牌塑造

NEWater的成功推广,同时还要归功于一系列卓越的品牌策划。

NEWater和Usedwater名称的确立,摒弃污水、废水、中水、回用水等传统词汇,并选择重大场合请国家领导人当众饮用,产生轰动效应,有效帮助民众确立对再生水安全性能的信心。建设NEWater接待中心,深入宣传科普关于“水”的新理念,确立社会对水处理技术路线的信心。旨在促进社会护水、亲水的“ABC"计划(Active,Beautiful,CleanWater),充分展现了一个更好的雨水管理方式:尽可能把每滴雨水留住,将下水道、沟渠、水库改造成为富有活力的、美丽的、清洁的小溪河流与湖泊,与邻近的上地成为一体,以创造出充满活力的社区公共空间。创办新加坡水周,通过大型的论坛、展会、颁奖,使新加坡不但汇聚了全球最智慧的思想,还成功塑造了新时期水务领导者的形象,成功实现了从极端缺水国家到世界水务枢纽的跨越式发展。

原标题:极度缺水国家新加坡如何解决饮用水问题?

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