著名专家详细解读蓝色经济下的水技术变革

2.3.2水质改善

农业文明之时的地表、地下水质藉“粪尿返田”之原生态文明习惯以及水体自净功能使水回归大海之前可恢复如初、洁净无暇。其中，粪尿返田对保护水质起到了举足轻重的作用。如上所述，在蓝色经济原则指导下，水处理技术应立足于营养物、能源和水的生态流动与循环。

可持续污水处理技术目前追求的正是这一“最高境界”。而事实上，这一最高境界实际上早已被我们的祖先实践了几千年。可见，高端的“境界”亦能被低端的做法所满足，关键在于认识的高度和深度。从这个意义上说，面对我国约占总人口一半、污染当量与城市旗鼓相当的广大农村区域，目前还存在最后一次恢复和保留“粪尿返田”之原生态文明习惯的机会。况且，与高大上的可持续技术相比，粪尿返田毫无技术难度可言。

粪尿返田生态而不卫生，所以，卫生部门过分担心病原菌传播的问题。其实，这只是粪尿返田习惯中存在的一个小小的瑕疵，与其巨大的生态效应和污水处理的经济性来比简直就是九牛一毛。传统的“沤肥”方式已在很大程度上可以消除病原菌传播问题。

如果仍然担心“笨”办法解决不了全部问题，那也可以通过源分离为基础的“生态卫生”排水方式加以解决。不然，将城市污水处理技术引入农村，再简单、再便宜也是以“去除”为目的，其结果是将处理“干净”后的水用作灌溉，而再行施加化肥。况且，农村污水处理设施往往是白给的果子也嫌酸，闲置、弃用现象比比皆是。

远离土地的城市，集中式既有排水以及污水处理显然不宜推到重来，去建设农村那样的“生态卫生”分散式收集/处理系统。因此，集中式污水处理的目标必须定位于营养物、能源和水的人工循环，即，追求可持续污水处理目标。

视污水为资源与能源载体的观念是可持续污水处理的基本原则，但是，过分强调从污水中回收“万物”，在经济上、生态上并非可取。例如，如果单一强调从污水中回收氮，技术上肯定不存在任何问题，只是因回收带来的经济成本远比从大气(70%N2)中合成氨要高的多，不如污水通过硝化/反硝化将氨氮(NH4+)转化为氮气(N2)而回归大气更为实惠。

因此，在以可持续为中心的指导原则下，未来集中式污水处理技术的资源回收目标定为位于“碳中和”与“磷回收”最为迫切和实际。

从传统意义上说，市政污水处理以COD、N、P作为三大去除目标。作为第一污染物的COD其实是一种潜在的绿色含能物质，1 kg COD约含14 MJ的代谢热。因此，传统污水处理技术不免被打上了“以能消能”的标签。对污水处理厂来说，污水中的有机能源(COD)、水温余热/冷实际上就是实现污水处理碳中和(能源自己自足)运行能量之所在。

从这个意义上说，在以活性污泥法为主流的污水处理工艺中，只要能满足污染物(COD、N、P)的回收/去除，则不必介意剩余污泥量的多寡，现行趋势甚至需要的是“污泥增量”，而非“污泥减量”。污泥厌氧消化是极其传统的污泥处置技术，只不过对木质纤维素、腐殖质等难降解有机物需要强化分解或屏蔽/抑制而已。

此外，水源热泵也是非常成熟的能源利用技术，只用不到1/5的处理水量便可满足50%以上的污水处理厂运行的能量需求。在碳中和运行方面，国内外已存在一些成功或逼近目标的实践范例。

与氮不同，磷是自然界难以再生的有限资源。自磷元素从磷矿中被开采后，磷通过“化肥®作物®人类/动物®河流®海洋”方式从陆地向海洋直线转移。原本藉“粪尿返田”之原生态文明习惯长期维持的人为磷循环几乎被完全阻断，绝大部分原本属于回归土地的磷最终全部流入难以回归陆地的海洋。

这使得全球磷矿储量日益减少，以至于只够维持人类不足100年的使用时间。没有了磷便阻断了食物的来源，人类则面临“喝西北风”的风险。显然，磷危机远比水危机和能源危机来得更早、后果更可怕!因此，市政集中污水处理厂与动物粪尿处置在不能恢复原生态文明习惯的情况下，应特别强调从中回收磷，以最大程度上弥补现代文明给我们所带来的生态缺陷。

从污水或动物粪尿中回收磷的技术其实并不复杂，够不上所谓高技术，只是包括我国在内的很多国家缺乏推动这一举措的管理措施和经济补贴政策。在这方面，欧盟国家走在了世界的前列，《欧盟肥料管理提案》为磷回收制定了统一标准，使回收产物既有保障又有出路。瑞士则已立法，规定从2016年1月1日起，强制污水处理厂回收磷，并使之回归土地。

其实，当污水中的有机能源(COD)以及氮、磷资源被回收后，污水随之变得“干净”许多，基本就是我们原来追求的“中水”水质。可见，在可持续理念下，中水不再是“主”产品而成为一种“副”产品。这种理念的倒置便造就了荷兰有关未来污水处理厂的“NEWs”概念，即，污水处理厂今后将演变为营养物、能源与再生水三厂合一的工厂模式。

农业文明时期，无论地下水还是地表水均没有什么污染，井水、河水取用后可直接使用、烧开即饮。而工业革命后人类的饮用水源逐渐受到污染而变得不能直饮。面对此等情形，人类虽发明了很多给水处理技术，但是，这些技术不免要消耗能量和资源，而且还会产生难以处置的化学污泥。

传统给水处理技术显然与蓝色经济所强调的内涵存在很大偏差。这就需要研发清洁、无二次污染的给水处理新技术。在此方面，风力发电、(反渗透)海水淡化、盐业化工三位一体的生态方式极具应用潜力，这实际是一种跨领域的污染物“零排放”技术，只要官智顿开便可立即实施。

实际上，以混凝、沉淀、过滤、澄清为主要流程的传统地表给水处理工艺已很难满足日趋污染的地表水净化处理需求，以至于各种前端预处理以及后端高级处理技术不断涌现。一方面这样的补救措施拉长了水处理流程;另一方面，在能耗、材料方面的需求不断加大;而且也解决不了化学污泥或产生其它副产品的问题。

其实，效仿海水淡化膜处理技术，今后地表水处理可向“膜处理+高级氧化”这一模式迈进;膜处理可解决全部颗粒状污染物，高级氧化则能去除溶解性微污染有机物的残留问题。膜过滤后剩余的浓缩液只要其中没有太多人为重金属存在，直接返田灌溉农作物未尝不可，因为其中大部分矿物质即来源于与其接触的岩石和土壤。

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