化濁成清 探訪國(guó)內(nèi)首座城市污水資源概念廠

三氿兩湖，千帆逐波。位于太湖西岸的江蘇省宜興市，是久負(fù)盛名的“環(huán)保之鄉(xiāng)”，國(guó)內(nèi)首座城市污水資源概念廠便坐落于此。近日，記者跟隨“長(zhǎng)江大保護(hù)調(diào)研行”采訪團(tuán)自宜興市區(qū)向北驅(qū)車(chē)約半小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)就望見(jiàn)一座極具設(shè)計(jì)感的“三葉草”造型建筑，在午后陽(yáng)光的照射下分外“亮眼”。

建設(shè)中國(guó)城市污水處理概念廠，是國(guó)內(nèi)環(huán)境領(lǐng)域知名專(zhuān)家發(fā)起的重大行業(yè)創(chuàng)新事業(yè)，旨在以綠色發(fā)展理念整合前沿創(chuàng)新設(shè)計(jì)和全球視野內(nèi)的領(lǐng)先技術(shù)，實(shí)現(xiàn)“水質(zhì)永續(xù)、能源回收、資源循環(huán)、環(huán)境友好”四項(xiàng)目標(biāo)。2021年10月，由三峽集團(tuán)合作參與的宜興城市污水資源概念廠(以下簡(jiǎn)稱(chēng)概念廠)率先建成投運(yùn)，其顛覆傳統(tǒng)污水處理廠形態(tài)，創(chuàng)新采用水質(zhì)凈化中心、有機(jī)質(zhì)協(xié)同處理中心和生產(chǎn)型研發(fā)中心“三位一體”形式建設(shè)，成為新型環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施的典范。

“‘三葉草’既是建筑空間造型，又是功能構(gòu)成，一葉是以高品質(zhì)出水為目標(biāo)的水資源環(huán);一葉是以資源循環(huán)為目標(biāo)的能源和資源環(huán);一葉是滿足公眾美好生活和生態(tài)需求的新功能環(huán)。”伴隨工作人員形象生動(dòng)的介紹，記者徜徉在概念廠中，感受污水“化濁成清”的神奇。

“永續(xù)水”泡咖啡釀啤酒，深度處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)永續(xù)

“好水不問(wèn)出處。”走進(jìn)概念廠廠區(qū)中心的池子咖啡廳，墻壁上鑲嵌的標(biāo)語(yǔ)十分醒目。吧臺(tái)上，放置著一瓶瓶“永續(xù)水”(Water X)和剛煮好的咖啡。

“這是我們廠的‘特產(chǎn)’，歡迎來(lái)嘗嘗味道。”概念廠負(fù)責(zé)人張翼飛一邊擰開(kāi)一瓶“永續(xù)水”暢飲，一邊向來(lái)訪的記者們熱情介紹。等大家一一品嘗后，張翼飛拋出了鋪墊已久的“彩蛋”——這些“好水”正是來(lái)自經(jīng)過(guò)概念廠處理后的污水。

水質(zhì)凈化是污水處理廠的基本功能。概念廠的特別之處在于，可以用較短流程極限去除水污染物。每天2萬(wàn)噸左右的生活污水，進(jìn)入水質(zhì)凈化中心，經(jīng)過(guò)初沉發(fā)酵、高級(jí)氧化耦合等技術(shù)處理后，出水可達(dá)地表Ⅳ類(lèi)水標(biāo)準(zhǔn)，直接排入附近河道，流入宜興的團(tuán)氿、東氿直至太湖。

循著概念廠的水質(zhì)凈化線路，記者來(lái)到了出水口。只見(jiàn)汩汩清流，源源不斷地流入繞廠而過(guò)的云愛(ài)河，因?yàn)闈崈舳雀?，出廠水與河水匯流時(shí)甚至形成明顯分界。

“污水處理部分做到了極限脫氮除磷，其性價(jià)比明顯優(yōu)于現(xiàn)行的國(guó)內(nèi)污水處理廠。”張翼飛介紹說(shuō)，傳統(tǒng)污水處理廠通常采用活性污泥法等工藝，主要去除污水中的有機(jī)物和部分氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽，對(duì)新興污染物等難降解物質(zhì)的去除效果較差。而概念廠采用先進(jìn)的高效加載澄清、自養(yǎng)型脫氮膜生物反應(yīng)器法、高級(jí)氧化等工藝，能夠有效去除污水中的有機(jī)物、氮磷等營(yíng)養(yǎng)鹽及新興污染物等難降解物質(zhì)，提高出水水質(zhì)和穩(wěn)定性。在高效極限脫氮等先進(jìn)技術(shù)加持下，污水處理效果可以實(shí)現(xiàn)每升水的總氮含量小于3mg、正磷酸鹽含量小于0.1mg、新興污染物去除率達(dá)到80%。

在水質(zhì)永續(xù)方面，概念廠出水可保障太湖水質(zhì)安全，同時(shí)通過(guò)采用國(guó)際先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，部分出水會(huì)來(lái)到極致水凈化單元進(jìn)行處理，指標(biāo)經(jīng)檢測(cè)后可達(dá)到生活飲用水國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，帶來(lái)污水從根本上實(shí)現(xiàn)再生的科技體驗(yàn)。“我們出品的‘永續(xù)水’可以直接飲用，也可以用來(lái)沖泡咖啡，等天氣再熱一點(diǎn)，還可以釀造啤酒。”張翼飛自信地說(shuō)。

在概念廠的生產(chǎn)型研發(fā)中心，實(shí)時(shí)展示著全球領(lǐng)先的污水處理技術(shù)和場(chǎng)景應(yīng)用。記者一進(jìn)門(mén)便注意到一個(gè)藍(lán)白拼色的“集裝箱”。中國(guó)城市污水處理概念廠專(zhuān)家委員會(huì)委員、江南大學(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院教授李激介紹，這是一個(gè)正在進(jìn)行中試試驗(yàn)的裝備。“從基礎(chǔ)研究到科技轉(zhuǎn)化，開(kāi)展中試試驗(yàn)非常重要。因?yàn)楦拍顝S采用了很多新工藝，需要研究試驗(yàn)獲得相應(yīng)技術(shù)參數(shù)，同時(shí)我們還會(huì)做一些破壞性或應(yīng)對(duì)性試驗(yàn)，比如冬季來(lái)了一股特別不好的水，或者突然停電等。”李激說(shuō)，小規(guī)模測(cè)試逐步達(dá)到工藝成熟后，可以通過(guò)研發(fā)中心3條百?lài)嵓?jí)、2條千噸級(jí)的試驗(yàn)線，進(jìn)行大規(guī)模工程試驗(yàn)直至向市場(chǎng)推廣。

污泥“變身”營(yíng)養(yǎng)土，沼氣用于廠區(qū)發(fā)電，變廢為寶推動(dòng)資源循環(huán)利用

在廠內(nèi)名為“先驅(qū)屋”的一處展臺(tái)上，陳列著花卉綠植通用營(yíng)養(yǎng)土、有機(jī)肥等產(chǎn)品。外包裝上印著的標(biāo)志提醒記者，這是概念廠“出產(chǎn)”的又一項(xiàng)產(chǎn)品。

“我們把牙膏一樣的太湖藍(lán)藻泥、農(nóng)林廢棄的秸稈、綠化垃圾、果蔬垃圾、畜禽糞便還有生活污水產(chǎn)生的污泥等有機(jī)質(zhì)廢棄物，通過(guò)高干厭氧發(fā)酵及好氧堆肥過(guò)程，加工成了營(yíng)養(yǎng)土，經(jīng)檢驗(yàn)合格以后推向市場(chǎng)，網(wǎng)店都有銷(xiāo)售。”張翼飛拿起一袋用概念廠有機(jī)肥培育的泰國(guó)香米，向記者展示產(chǎn)品成色。

據(jù)介紹，概念廠設(shè)立的有機(jī)質(zhì)協(xié)同處理中心，每日可實(shí)現(xiàn)處理污泥、藍(lán)藻、畜禽糞便和秸稈等約100噸，目前處理量約40噸。這些有機(jī)質(zhì)廢棄物經(jīng)過(guò)厭氧消化產(chǎn)生的沼氣，被用于熱電聯(lián)產(chǎn)，產(chǎn)生的電能和熱能可實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)能源自給(能源自給率超60%)。沼液流回水質(zhì)凈化中心進(jìn)行再處理，沼渣則被加工成土肥產(chǎn)品，在廠區(qū)內(nèi)的試驗(yàn)田中種植瓜果蔬菜等，全程不產(chǎn)生二次污染，同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用。

加大投入、變廢為寶的背后有何現(xiàn)實(shí)考量?張翼飛解釋?zhuān)鬯幚硇袠I(yè)屬于“能耗大戶”，特別是用電需求量大，其電耗在全社會(huì)總電耗中占據(jù)較大比例。傳統(tǒng)污水處理廠缺乏資源回收利用的意識(shí)和技術(shù)，往往將污泥直接填埋或焚燒處理，污水中有機(jī)物所含的能量被浪費(fèi)。

此外，污水處理需要消耗大量燃料和藥劑，會(huì)間接排放大量溫室氣體，其處理過(guò)程本身也會(huì)直接排放溫室氣體。李激舉例說(shuō)，長(zhǎng)期以來(lái)，大部分生活污水都使用好氧的活性污泥法進(jìn)行處理，也就是在氧氣和細(xì)菌的共同作用下，將污染物氧化掉。但活性污泥法會(huì)消耗巨大的能源，并釋放碳足跡(即產(chǎn)生的二氧化碳及其他溫室氣體的總量，通常用二氧化碳噸數(shù)來(lái)表示);同時(shí)，該過(guò)程還會(huì)產(chǎn)生大量濕污泥，干燥、處置或焚燒這些污泥也會(huì)耗費(fèi)大量能源。

與傳統(tǒng)污水處理廠不同，概念廠通過(guò)厭氧工藝對(duì)污泥進(jìn)行厭氧消化，以此實(shí)現(xiàn)能量的“回收”。“我們的DANAS干式厭氧反應(yīng)器技術(shù)，是專(zhuān)門(mén)處理有機(jī)質(zhì)廢棄物的厭氧消化技術(shù)，有進(jìn)料含固率高、沼氣產(chǎn)量大、抗雜物、無(wú)沉積、效率高等特點(diǎn)，有‘大胃王’的稱(chēng)號(hào)。”李激說(shuō)，通過(guò)反應(yīng)器培養(yǎng)的厭氧微生物將有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化成沼氣，可進(jìn)行發(fā)電、提純?yōu)樘烊粴?，?shí)現(xiàn)有機(jī)固廢的穩(wěn)定化和資源化處理，具有低碳、環(huán)保的特點(diǎn)。

“世界上已有多個(gè)國(guó)家發(fā)布了污水處理廠碳中和技術(shù)路線圖，這也是概念廠的目標(biāo)。我們希望在資源回收和能源循環(huán)利用方面能起到一定的示范作用，讓大家看到，污水處理廠也可以綠色低碳。”張翼飛表示，概念廠通過(guò)集成減污降碳先進(jìn)技術(shù)，將污水處理廠從污染物削減基本功能擴(kuò)展至城市能源工廠、水源工廠、肥料工廠等多種應(yīng)用場(chǎng)景，將使整個(gè)社會(huì)全方位體驗(yàn)感受“污水是資源，污水廠是資源工廠”的理念。

生態(tài)生活生產(chǎn)融為一體，打造互利共生新型環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施

沒(méi)有臟亂的環(huán)境，沒(méi)有污水的臭味，沒(méi)有設(shè)備的轟鳴，漫步在概念廠，只見(jiàn)環(huán)廊相接、綠草如茵、池塘清淺，遠(yuǎn)處水田如鏡、阡陌縱橫，一派秀美的江南風(fēng)光。“遠(yuǎn)觀是工廠，近看像公園”，這座新概念廠完全顛覆了記者對(duì)傳統(tǒng)污水處理廠的認(rèn)知。

“一般來(lái)說(shuō)，污水處理廠存在很強(qiáng)的‘鄰避’效應(yīng)。”張翼飛說(shuō)，“鄰避”指的是居民或當(dāng)?shù)貦C(jī)構(gòu)因擔(dān)心某些公共設(shè)施項(xiàng)目對(duì)身體健康、環(huán)境質(zhì)量和資產(chǎn)價(jià)值等帶來(lái)負(fù)面影響，而采取集體反對(duì)以至抗?fàn)幍男袨椤?ldquo;就是如果聽(tīng)說(shuō)附近要建污水處理廠，大多數(shù)居民基本都會(huì)提出反對(duì)意見(jiàn)。”

解決“鄰避”效應(yīng)，就必須做到環(huán)境友好。概念廠堅(jiān)持綠色發(fā)展理念，在確保水質(zhì)、有機(jī)質(zhì)循環(huán)設(shè)施相對(duì)固定的前提下，因地制宜疊加延伸至現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、體育文旅、生態(tài)田園等領(lǐng)域，打造開(kāi)放、共享的新型城市空間，與周邊環(huán)境無(wú)感融合、親近共生。

記者注意到，廠區(qū)里的初沉池、生化池、二沉池等都加了蓋，并且在旁邊裝有臭氣處理裝置，在整個(gè)污水處理環(huán)節(jié)基本不會(huì)產(chǎn)生臭味。在有機(jī)質(zhì)協(xié)同處理中心，氣體排放前都經(jīng)過(guò)凈化處理，所以也幾乎聞不到異味。據(jù)介紹，概念廠采用組合式生物除臭技術(shù)，通過(guò)精細(xì)化設(shè)計(jì)大幅減少臭氣總量，同時(shí)通過(guò)“除塵水洗+酸洗+高效異養(yǎng)型生物除臭濾池”組合工藝，確保廠區(qū)無(wú)異味，以實(shí)現(xiàn)對(duì)外開(kāi)放的獨(dú)特需求。

新概念還體現(xiàn)在建筑設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)上。記者看到，有機(jī)質(zhì)協(xié)同處理中心安裝了一根斜斜的煙囪。“至于為啥傾斜，純粹是建筑設(shè)計(jì)師的審美考慮，煙囪不一定都是直挺挺的，傾斜也是一種美，非常有藝術(shù)感、不拘一格。”廠區(qū)工作人員如是回應(yīng)。據(jù)悉，概念廠廠區(qū)由藝術(shù)家、建筑師、工程師共同參與設(shè)計(jì)，注重建筑空間美感和人文景觀融入，使得廠區(qū)宛如美麗的城市會(huì)客展示廳和市民休閑娛樂(lè)的公共花園。

“我們這里的咖啡廳、花園都成了當(dāng)?shù)氐木W(wǎng)紅打卡點(diǎn)，還經(jīng)常有人來(lái)拍婚紗照，一到節(jié)假日非常熱鬧。”張翼飛說(shuō)，推動(dòng)污水處理廠與城市環(huán)境相融，變“消極”空間為“積極”空間，實(shí)現(xiàn)從“鄰避”到“鄰利”，構(gòu)建生態(tài)、生活、生產(chǎn)共融互動(dòng)、服務(wù)社會(huì)與自然的新型環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施。

“宜興城市污水資源概念廠是三峽集團(tuán)合作參與的首座新概念水廠，這里的理念和成果正在長(zhǎng)江大保護(hù)中被推廣應(yīng)用。”長(zhǎng)江生態(tài)環(huán)保集團(tuán)黨委副書(shū)記劉想華表示，通過(guò)前期實(shí)踐，復(fù)制建設(shè)安徽六安鳳凰橋水質(zhì)凈化廠、湖北武漢湯遜湖藏龍島地下凈水廠等一批新概念廠，打造獨(dú)特高效的長(zhǎng)江生態(tài)治理“利器”，將積極助推長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶綠色創(chuàng)新高質(zhì)量發(fā)展。(中國(guó)紀(jì)檢監(jiān)察報(bào)記者 段相宇)