如何实现污水再生利用与清洁净水回收：理念、技术、经验与案例

如何在工程实践中实现污水再生利用，循环与清洁净水回收？

4 月 30 日，阿姆斯特丹国际水周（ AIWW ）主办了第二次系列板块 4 主题网络研讨会。本次研讨会吸引了来自 77 个国家 660 位参与者，重点在于阐明上述水问题之解决措施，分享工业、城市以及公共领域优秀实践案例与经验。

围绕这一主题， 6 位专家学者分享了他们的工作、经验和实践：代尔夫特理工大学（ TU Delft ）环境生物技术讲座教授 Mark van Loosdrecht 、喜力啤酒（ Heineken ）可持续发展官 Jan-Willem Vosmeer ；零盐水（ Zero Brine ）创新经理 Dimitris Xevgenos ； Topsector 农业与食品国际关系与合作协调员 Willemien van Asselt ；瓦格宁根大学（ Wageningen University ）水系统与全球变化助理教授 Nynke Hofstra ，以及欧盟（ EU ）环境局副局长 Hans Stielstra 。

 

" One size doesn’t fit all "

“ 没有万能方案 ”

 

研讨会开始， Mark van Loosdrecht 介绍了不同术语。工业废水和市政污水再利用、循环与回收，同时分享了当前发展状况。他分享了他们考虑当地水环境条件下所制定的解决方案。 “没有万能方案” ， 他说到。技术工艺应与适用于市场的可持续循环模式之成功商业案例相结合。

从废物中回收的营养物、化学物质、能量和有机物能被转化为有用的产品，进而优化能源消耗，过程副产物可以某种有用形式反哺系统。 Mark 从运行角度提到了 “ 能源自给自足 ” （ Energy Autarky ），此术语在理论和实践中已经发展了十多年，目前正实施于可持续发展领域。正如 Mark 概述那样，这一举动意味着将中止中间能源供应，着眼于本地消耗和产生，废物循环利用，例如，传统上废物生产沼气、生物质发电等，可弥补一定的能量消耗并显著降低工厂的运营成本。但事实上 关于能源回收，他强调道，污水能源回收应转向余温热能，而非化学能， 因热能潜力巨大，高于化学能10倍之多。

另一种物质回收形式是水业目前正在盛行的营养物回收，如，磷酸盐。磷酸盐回收与再利用将降低处理成本，节约运营维护和其它内在成本。然而，在其它行业，因磷酸盐市场获取有限，其价值链仍需要继续发展并培育。

如 Mark 所言，污水中废弃厕纸中纤维素也是一种重要的物质，其回收利用也受限于市场导向的经济价值链。 Mark 又提到了另一种基于生物质资源的油基材料替代品： Kaumera （生物聚合物），它回收自污水处理好氧颗粒污泥之中，是一种可持续的生物质资源。

Mark 强调资源回收、再利用与循环的主要挑战是现在这些产物经济价值有限，不足以推动回收而获得可行的实际解决措施。推动循环性与和可持续性一种潜在措施应该是证实和发展污水处理资源回收价值链和后勤保障，使其获得市场认可而被选择。

 

Story of Heineken’s Sustainability strategy 2030and circular mission

喜力啤酒 2030 年可持续发展战略与循环使命

 

从产业视角，风靡品牌——喜力啤酒可持续发展官 Jan-WillemVosmeer 介绍了该公司最近采用的三重可持续发展战略。喜力啤酒可持续发展战略包含三大支柱版块：推动净零影响的环境板块、实现包容、公平、公正的社会版块和走向无害化使用之路的责任版块。

喜力啤酒的可持续发展战略是在水再利用、回收与处理、农业再利用、造林和地下水涵养等不同活动中考虑实现流域管理，同时，最大化实施过程循环性和可持续性。 Jan-Willem 分享了一个西班牙 30 个缺水地区之一的喜力啤酒厂案例，三重可持续发展战略围绕效率、循环和管理展开。为最大限度发挥产业潜力，副产物和废水应处理至最佳水平后才排放至农业灌溉与水源储存、造林、智慧农业以及人工湿地补给含水层。再利用案例也含墨西哥和印度尼西亚案例，当地造纸工业将处理过的废水作为工艺水进水实现回用。为最大限度回用处理水，亦可将处理水用于沼气生产过程（加热）和用于锅炉补充水。

Jan-Willem 强调受新冠疫情影响而滞销的啤酒也被回馈于产能系统，以实现运行的循环性。

 

Resource recovery through circular economy approach

通过循环经济方式实现资源回收

 

“ 闭路循环 ” 对于实现循环策略至关重要。在零盐水（ Zero Brine ）项目中，工厂排放的含盐废水反而可以用作重要矿物而回收并再利用。为了讨论浓盐水不同用途，从废水中回收最优资源， DimitrisXevgenos 介绍了零盐水项目不同组成部分。该项目已经在土耳其、波兰、荷兰以及其它地区建立了具有不同技术措施的示范工程。他强调其主要挑战之一就是监管限制。

 

例如，虽然受限于产量和价格调控，但被沉淀回收的硅正在逐步成为淘汰炭黑（ black carbon ）的市场竞争对手。

“ 技术是不断发展的，但是还需要其它因素推动发展资源回收的商业应用 ” 。因此，他补充强调，支撑循环经济模式之立法和监管重要性。

Wastewater Reuse in Agriculture and animal industry

农业与畜牧业废水回用

 

Willemien van Asselty 列举了荷兰食品与农业中公—私合营关系案例，强调 “ 废水处理与资源回收中技术和能源利用效率至关重要 ” 。在任务驱动型案例中，他们向当地农民、开拓者、技术专家、行业、公司和个体提出挑战，要求提出想法并阐述各自解决方案；通过自下而上策略，利益相关者积极对话讨论解决方案，为适应气候变化和可持续发展提供当地所能接受和实施的技术路径。

Willemien 以越南合作为例，强调了在用水大户畜牧业中实现处理水回用的挑战。墨西哥案例说明了公—私合营关系可以促进循环模式发展。当地股东创新想法是将藻类处理后的废水重复利用到园艺之中，而收获生长的藻类投喂家畜，进而创造了一种循环系统。

  Connecting the dots: wastewater, treated water andhealth risks

连接节点：污水，处理水与健康风险

Nynke Hofstra 通过关联健康风险，分享了资源安全回收的观点。根据水的使用、暴露和来源不同，污水中的主要污染物（病原体与化学物质等）将会产生不同种类健康风险。她指出，水和营养物回收品质要求应根据其使用目的而有所不同。例如，处理水用作蔬菜种植、玉米 / 水稻生产方面的健康风险不同，而受污染的地表水与污水或初级处理水用到工业过程的健康风险亦不同。

大多数地区最突出的健康风险是导致腹泻。 Nynke 指出，较好的做法是提高意识，将水、处理水、污水与不同用途和相关健康风险相关联。另外一个干扰可能是根据使用和来源不同所增加的阻力，例如，世界卫生组织（ WHO ）提出卫生安全计划，根据相关变量确定阻力，有助于制定污水回用计划，同时还将推动重点放在执行这些计划的维护和运行成本上。

    EU Urban Wastewater Directive: Public Dialogue and Discussion

欧洲城市污水指南：公众对话和讨论

Hans Stielstra 指出了近来围绕指南进行公众对话的重要性和贡献。现行污水指南仅侧重于将污水回用农业。然而，还存在其它更倾向于采用组合或综合形式的多种技术、良好经验和解决措施。

Hans 还提到欧盟 27 个成员国面临的不同地理条件、经济能力和资源分布带来的挑战，而很难制定统一的标准。因此，他呼吁人们通过自己的想法、实践和经验为公众讨论做贡献。

结论

当前围绕污水处理、资源回收、再利用并循环的进展已为实施资源回收经济价值链奠定了基础。 药物、微污染物和细菌污染已暴露出当前水循环和水输送系统的缺陷。

地区分散式饮用水生产和分配方案、粮食生产水资源利用和高效技术乃所取得的一些具有潜在积极影响的最新进步。

区域主导的当地解决方案可以支持开展弹性、可持续的扩展应用实践。建立当地资源化和实施方案、共享最佳的实践案例、经验教训和已取得的资源利用率等可进一步推动各行业朝向环境友好型解决方案和弹性系统迈进。

1 、系统思维对于理解集成方式和干预措施的相互依存影响至关重要。

2 、优秀案例包括： Kaumera 、纤维素、营养物质回收、喜力啤酒基于实现循环性和可持续性的流域管理措施、波兰实施的零盐水扩展计划以及优化农业和畜牧业回用处理水。

3 、污水 能源回收应聚焦余温热能，而非化学能，因为热能比化学能高10倍之多。

      

4 、水作为一种共享资源应当通过系统层面综合途径进行管理。在这种情况下，水将不再属于行业或个人，他们仅仅是利用了水资源。

5 、“习以为常的商业旧模式”需要向以经济价值为基础的资源回收途径过渡，以避免在不同区域面临不同补贴或税收问题。

6 、尽管存在技术发展潜力，但污水从下水道一直到酿酒厂（特别是喜力啤酒）的发展战略仍需进一步探索，其根本原因在于品牌自身的信仰、制度或声誉的脆弱性。

编译： 申展 ；李季；郝晓地

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