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中国每年1000亿吨污水!全部资源化,弄完给谁用?

2021-04-06 08:58:28来源:环保圈 伏波望族 阅读量:9017

导读:2020年E20水业论坛上北控李力总的“狮子老虎论”还言犹在耳,2021年新一届的水业论坛就又开幕了。去年大家谈论的都是混改和地方国资入场,今年谈论的则都是污水资源化与碳中和。
  去年E20水业论坛上北控李力总的“狮子老虎论”还言犹在耳,今年新一届的水业论坛就又开幕了。
 
  每年3月底召开的这场E20水业论坛,应该算是水务行业里的一个盛会,一年一度,时间地点不变。除了听会,还可以顺便欣赏欣赏友谊宾馆的景色,挺好。
 
  每年的这个论坛,都会聚集很多行业内的大咖,大家集中谈论的话题,也就是当年度全行业的热点。例如,去年大家谈论的都是混改和地方国资入场,今年谈论的则都是污水资源化与碳中和。
 
  说到污水资源化,最近确实是一个蛮热的话题。自从1月初国家发改委、科技部、财政部、水利部等十部委共同发布《关于推进污水资源化利用的指导意见》之后,央视报道,两会热议,讨论很多,升温很快。
 
  在今年的水业论坛上,也有多位嘉宾就这个话题分享了很多精彩观点,帮助大家进一步看清了污水资源化之路。
 
  01
 
  污水资源化,需求有多大?
 
  关于水资源的需求,其实还是水利口的专家了解得更加透彻。
 
  今年论坛,主办方就邀请到了华北水利水电大学水资源学院/黄河科学研究院院长韩宇平,以黄河流域为例,讲述了“黄河流域水资源刚性约束下的环保需求”。
 
  一方面,黄河流域的水资源正在日益减少。数据显示,1919年-1975年时,黄河流域的年平均径流量还在580亿立方米左右。进入21世纪后,这一数字则变成了459亿立方米。2001-2010年这十年间,黄河流域天然径流量比1961-2000年期间减少了8.8%-20.8%。
 
  另一方面,黄河流域的水资源需求则十分旺盛。2018年,黄河流域总消耗水量为415.93亿立方米,其中农田灌溉耗水就占了总量的63.2%。
 
  众所周知,黄河流域是国家重要的粮食生产基地,而水则是农业的命脉。黄河流域用仅占全国2%的水资源量,承担了全国15%的耕地面积和12%人口的供水任务,人均水资源量只有408立方米,是全国平均水平的1/5,比国际公认的500立方米/人的“极度缺水”线还要低。
 
  而未来,我们国家还要发展,还要跨越“中等收入陷阱”,这些都需要一定的经济增速。而水资源短缺,已经成为制约我们跨越“中等收入陷阱”的一大瓶颈。
 
  这也是为什么,现在很多地方都在提“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”,因为水资源真的已经是决定经济发展速度最大的制约短板。
 
  要想解决水资源瓶颈,怎么办?
 
  手段不外乎以下5种:
 
  1、通过水源涵养和水质保护,确保水资源不被污染和破坏
 
  2、通过水资源节约集约利用,增加水资源利用效率和效益
 
  3、通过非常规水资源开发利用,增加水资源供应量
 
  4、通过水资源优化调度和分配,发挥水资源综合利用效益
 
  5、通过外流域调水,逐步缓解黄河流域水资源刚性需求
 
  这里边,“非常规水资源”指的是有别于传统意义上地表水和地下水的其他水资源,比如再生水、集蓄雨水、淡化海水、微咸水、矿坑水等,它将是未来解决水资源瓶颈的重要手段。
 
  其中,污水资源化(再生水)又是性价比较高的手段之一。
 
  相比其他办法,污水资源化有很多好处。比如水量水质稳定,不受季节影响;不筑坝,不淹地,不需要长距离输水;可以倒逼提升污水治理标准,保障污水治理效率;降低供水成本,增添经济发展新动能;避免大量污水处理重复投资等。
 
  同时,它的潜力也是很大的。以河南为例,截止2018年,河南省污水处理总量为32.5亿吨,而再生水利用量则为32183万吨,再生水的利用率尚未超过10%。
 
  好处多,潜力大,需求高,种种因素加在一起,决定了未来我国对再生水的需求量将不断走高。
 
  以河南为例,结合各省辖市和直辖县工业、城市生态统计数据汇总分析及预测,到2030年,河南省的再生水总需求量将高达30.69亿吨。
 
  再具体到郑州市,到2030年,缺口也将高达115.8万立方米/日。
 
  而这些,都将是水务企业的机会。
 
  02
 
  污水资源化,如何去实现?
 
  污水资源化,如何去实现?膜技术可能是选择之一。
 
  当天的论坛上,碧水源副总裁陈春生就介绍了这方面的情况,虽然是在“做广告”,但有些说得也确实有道理。
 
  他表示,膜技术具有选择性分离的功能,可以用于实现不同组分的分离、纯化、浓缩,所以非常适合污水资源化的应用。
 
  以MBR膜为例,它是将生化处理和膜分离高效结合,出水水质好。同时该技术在近十几年更新速度也很快,可以与生化技术高效结合,满足市政杂用、农业灌溉、生态补水等不同需求。
 
  还有,MBR膜是短流程,非常符合中国的国情,可以真正实现了治污和资源化“1+1>2”的效果。这也是它为什么发展迅速的原因,数据显示,从2010年到2019年,中国的MBR膜处理规模增长了10倍,工程数量也由20多座增长到300多座。
 
  同时,MBR膜的性价比还很高,其投资成本和运营成本在近十几年间分别下降了70%和60%。截至目前,投资成本为500-700元/吨天,电耗是0.3-0.5kWh/吨,成本为0.5-0.7元/吨,而膜的寿命则可以使用5-7年。
 
  十年来,MBR技术也在不断地进化和发展。过去,膜的运行主要是靠曝气吹扫,为保持稳定,能耗会很大。而新一代的MBR膜则改为振动MBR的方式,这样能量输入更小,同时也使氧的供应更加平衡,效果更优,电耗则降低了0.1度电。
 
  此外,过去MBR膜的总氮也不稳定,需要精确调控。后来新应用了高浓度活性污泥的反硝化技术,可以使出水的总氮小于10毫升,基本解决了总氮问题。
 
  除了MBR膜,碧水源还有MBR-DF双膜新水源技术,可以将城镇污水变成洁净新水源,它对有机物的去除率可以达到95%以上,同时还没有浓盐水,能够实现物料的回收,运行成本低于1.6元每吨。
 
  总之,膜法在污水资源化的过程中是可以大大发挥作用的,能够为供水单位带来很好的经济效益。
 
  具体在实施的时候,陈春生建议,还可以因地制宜,分类施策。在水资源丰富地区,只需要推动建立区域再生水循环利用体系即可;而在水资源短缺地区,则应该把污水厂变成水源厂,大力推行污水资源化,作为工业利用、市政杂用、农业灌溉、生态补水等。
 
  要想更好地实施污水资源化,还需要完善很多政策。比如将再生水纳入水资源综合规划、开发管理体系;完善污水资源化等级标准、技术规范和风险管控体系;出台分类价格,完善市场对资源配置的基础作业和定价机制等。
 
  总之,膜技术是可以在污水资源化过程中大有用武之地的。在未来的污水资源化中,膜企业也有望成为率先受益者。
 
  03
 
  污水资源化,弄完给谁用?
 
  污水是资源,这个理念已经深入人心了。但是,将来污水资源化之后,用途究竟是哪里?有没有确定能够接纳的途径,这方面仍然存在疑问。
 
  在这个问题上,中国人民大学教授、中国人民大学低碳水环境技术研究中心主任王洪臣有自己的看法,他认为污水资源化的主要应用方向应该是农业灌溉。
 
  首先,先看看可供资源化的污水有多少。根据几大部委的数据,2019年我国城镇生活污水总计550亿吨,工业废水200亿吨,农村污水还有250亿吨,加到一起就是1000亿吨左右的样子。
 
  而污水资源化的重点方向,不外乎市政杂用、工业利用、生态补水等,但这些都接纳不了太多的再生水。
 
  比如,市政杂用方向,2019年城市+县城公共服务的用水总量是100亿立方米,只占了再生水总量的10%,用量还是比较小。
 
  第二个,工业利用。随着我国工业节水的推进,2020年万元工业增加值的耗水量已经降到了38吨,提前完成2030年的目标,工业用水量也在减少,工业污染物都在往工业固废转变,这方面的用水量也不大,充其量也就是百分之十几。
 
  再看生态补水,根据水利部的统计,2019年人工生态补水是250亿立方米,它虽然具有生态效用,但不属于再生利用。
 
  总之,即使市政杂用、工业利用、生态补水这三个方向全部用再生水替代,污水的再生利用率也只有55%。实际上,全部替代也只是理想状况,实际的替代率可能只有50%,那样污水的再生利用率则只将有25%。
 
  这其实才是大部分国家污水再生利用率提高不上去的原因,数据显示,美国的污水再生利用率也只有7-8%,即使是在严重干旱的加州,再生水设施发达地区,这一数字也只有30-40%。
 
  因此,如何才能提高污水再生利用率,充分利用污水资源?一个重要的出路就是——农业灌溉。
 
  王洪臣表示,中国的三大地带、五大地区的灌溉需求非常大,但由于灌溉用水不足,只能“以水定灌”,20亿亩耕地中只有11亿亩能够灌溉,有效灌溉面积只有50%,很多地区“等米下锅”。
 
  因此,污水资源化之后,一个重要的应用应该是农业灌溉。如果能拿出500亿吨做农灌,市政杂用用一部分(90亿吨),工业利用用一部分(190亿吨),再有150亿吨去营造生态景观,污水的再生利用率就能达到93%了,一千亿吨宝贵的污水资源就彻底把它用了。
 
  这方面,国外也已经有成功的经验。以以色列为例,他们有800万人口,每年产生5亿吨的污水,处理率达到92.3%,一年就是4.6亿吨的污水。这4亿多吨的污水,90%都用于了农业灌溉,占灌溉总用水的的60%,同时也实现了污水再生利用率达到90%。
 
  王洪臣表示,污水资源化用于农业灌溉,还有好多好处。比如,需求量足够大,理论上可以实现“全回用”,全部资源化;成本低,需要实施的工程只是将再生水输配到就近灌区的渠首,并建设调蓄设施;输配及存储设施的施工均不在城市建成区,经济性远优于其他利用方向;还可以降低污水处理厂相应的脱氮除磷水平,将氮磷作为肥料进行水肥一体化利用等。
 
  总之,在他看来,污水资源化利用的方向应该是:
 
  以农业灌溉为重点,辅以市政杂用、工业利用、景观补水以此方向展开资源化设施的规划建设。
 
  原标题:中国每年1000亿吨污水!全部资源化,弄完给谁用?

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