中国每年1000亿吨污水！全部资源化，弄完给谁用？

作品来源：环保圈

作者:伏波望族/主编

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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。

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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”。图为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。图为碧水源副总裁陈春生正在演讲他表示，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。图为中国人民大学教授、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。

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