李圭白:地下水除錳技術(shù)還不夠成熟
我國1/3城鎮(zhèn)用水為地下水;含鐵含錳地下水覆蓋人口超過3億,所以地下水除鐵除錳是城鎮(zhèn)供水常遇的問題。建國初期,我國集中建設(shè)東北工業(yè)基地,在東北大量開采地下水源,東北地區(qū)地下水多含過量的鐵和錳。那時(shí)主要是引用蘇聯(lián)的自然氧化鐵工藝,使含鐵地下水曝氣,再經(jīng)反應(yīng)沉淀和砂濾,將水中的鐵質(zhì)除去。該工藝設(shè)備龐大,水在其中停留時(shí)間長(2-3h)設(shè)備投資高,且易受多因素影響,除鐵效果還不穩(wěn)定。
地下水除錳技術(shù)還不夠成熟。十多年來,我國參與研究除錳的人越來越多,從而成為一個(gè)熱點(diǎn),但多數(shù)都是從生物學(xué)的角度進(jìn)行研究,比較缺少從工程技術(shù)的角度進(jìn)行研究。今后,有必要加強(qiáng)工程技術(shù)方面的研究,特別是對大量已建除錳水廠的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),包括成功和失敗的案例,尤其是找出每一個(gè)不成功的具體原因,在解決問題中,不斷創(chuàng)新,以使錳質(zhì)活性濾膜接觸氧化除錳技術(shù)更快地成熟起來。
任南琪:海綿城市建設(shè)不能“教條化”,要學(xué)會(huì)一城一策,因地制宜
20多年來,我國經(jīng)濟(jì)快速增長的背后付出了慘重的環(huán)境惡化代價(jià),城市化進(jìn)程加快帶來城市(水)規(guī)劃缺失嚴(yán)重,城市水安全與水環(huán)境問題日益嚴(yán)峻,資源環(huán)境約束加劇,形成了嚴(yán)重的城市病,如“逢雨必澇”、黑臭水體、水資源嚴(yán)重不足、飲用水安全等問題。對此,傳統(tǒng)的做法是“頭疼醫(yī)頭腳疼醫(yī)腳”。其實(shí),水安全風(fēng)險(xiǎn)、水生態(tài)破壞、水資源短缺、水環(huán)境污染是“一條繩上的螞蚱”,決不能分而治之,都應(yīng)該納入到“海綿城市建設(shè)”中去。因此,海綿城市建設(shè),不能“教條化”,要學(xué)會(huì)一城一策,因地制宜。
海綿城市應(yīng)該像海綿一樣,在適應(yīng)環(huán)境變化和應(yīng)對自然災(zāi)害等方面,具有良好的彈性,重點(diǎn)要解決城市澇災(zāi)與城市水環(huán)境惡化等問題。事實(shí)上,我認(rèn)為海綿城市建設(shè)的實(shí)質(zhì),應(yīng)該歸為城市水資源和水環(huán)境的綜合整治這樣一個(gè)范疇,而不是一個(gè)點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)的進(jìn)行治理,采取碎片化方式推進(jìn)。海綿城市要想繼續(xù)走下去,應(yīng)該以自然為先導(dǎo),以循環(huán)為關(guān)鍵,以功能為切入點(diǎn)。
錢易:生命周期管理的概念對水污染的防治起到了很大的作用
水污染防治的生命周期:廢水(污水)的產(chǎn)生——污染源;廢水(污水)的處理、輸送——廢水管道系統(tǒng);廢水(污水)的處理、再生和利用——處理廠、再生廠;廢水(污水)的排放和利用——不同回用戶、不同受水體。
生命周期管理的概念在防治工業(yè)污染及減少資源消耗方面發(fā)揮了極大的作用,也可用于水污染防治的各方面。水污染來自工業(yè)、農(nóng)業(yè)、城市、生活等不同源頭,有產(chǎn)生、收集、處理、再生、利用和排放等不同階段。
一百多年來,水污染的性質(zhì)隨著經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的進(jìn)步不斷變化,水污染防治也經(jīng)歷了不同的階段,目前已經(jīng)進(jìn)入全面考慮水污染防治各環(huán)節(jié)的革新時(shí)期,以滿足綠色發(fā)展的要求。
侯立安:創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)飲用水安全保障技術(shù)綠色發(fā)展
隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化快速發(fā)展,資源瓶頸、環(huán)境污染、生態(tài)退化等問題對經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和民眾健康保障的影響逐漸顯現(xiàn),傳統(tǒng)的飲用水安全保障技術(shù)面臨新的挑戰(zhàn)。新常態(tài)下,如何實(shí)現(xiàn)飲用水安全保障技術(shù)的綠色發(fā)展,創(chuàng)新是推動(dòng)發(fā)展模式向綠色化轉(zhuǎn)變的新路徑。
針對水污染途徑多元、水質(zhì)安全隱患多樣的現(xiàn)實(shí)威脅。侯立安院士報(bào)告指出,創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)是破解飲用水安全保障技術(shù)難題,保障水質(zhì)安全和民眾健康的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。
一是統(tǒng)籌規(guī)劃。加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)與規(guī)劃,積極落實(shí)“最嚴(yán)格水資源管理制度”和“水污染防治行動(dòng)計(jì)劃”;健全流域區(qū)域管理體制機(jī)制,堅(jiān)持以水定需、量水而行、因水制宜,逐步實(shí)現(xiàn)由行政區(qū)域環(huán)境管理向流域環(huán)境管理和“山、水、林、田、湖”一體化管理的轉(zhuǎn)變;完善生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,促進(jìn)流域區(qū)域和諧發(fā)展與水資源綠色開發(fā)利用。
二是開源節(jié)流。通過技術(shù)進(jìn)步和工藝創(chuàng)新,積極推進(jìn)海綿城市建設(shè),加強(qiáng)海水、雨水、再生水等非常規(guī)水資源開發(fā)利用,緩解城市水量型缺水;創(chuàng)新節(jié)水技術(shù)與工藝,完善節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)體系,強(qiáng)化節(jié)水意識與節(jié)水管理,提高工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水效率,提升水資源利用效益,構(gòu)建節(jié)水型社會(huì)。
三是污染防控。提高水污染防治水平,從源頭消減污染物排放量,在倒逼產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的同時(shí),保障水資源綠色開發(fā)利用;以綠色發(fā)展理念創(chuàng)新,引導(dǎo)綠色發(fā)展實(shí)踐創(chuàng)新,通過推行清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等措施,實(shí)現(xiàn)廢物資源化利用;推進(jìn)凈水行業(yè)由環(huán)境污染控制向低能耗、資源化、能源化、生態(tài)健康的綠色方向轉(zhuǎn)變,提高再生水處理回用綠色化水平,推進(jìn)流域源潔流清,保障飲用水源安全。
四是依靠創(chuàng)新。實(shí)現(xiàn)飲用水從“源頭”到“龍頭”全流程保護(hù),從根本上保障飲用水安全。依托大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù),強(qiáng)化水質(zhì)監(jiān)測預(yù)警能力,提升決策科學(xué)化水平;創(chuàng)新研究污染組合控制技術(shù)和工藝優(yōu)化,形成快速、高效、穩(wěn)定的突發(fā)污染控制關(guān)鍵技術(shù)與適用工藝和裝備,提高事故應(yīng)急處理能力。
張杰:四條途徑創(chuàng)建在暴雨中無水浸的安全城市
暴雨、徑流、雨洪都是地下水循環(huán)的自然現(xiàn)象,不以人的意志而改變。但現(xiàn)代人類不愿和幾百年前一樣與雨洪共存。近多年來,各大城市暴雨內(nèi)澇災(zāi)害是這些城市極度畸形發(fā)展的結(jié)果。亡羊補(bǔ)牢,我們應(yīng)反思現(xiàn)代城市是怎樣侵占雨水徑流的存身之所,是怎樣堵塞了雨水循環(huán)的途徑從而建立起不受暴雨雨洪水浸而安全的城市,為建設(shè)循環(huán)型城市提供基礎(chǔ)。
四條途徑,創(chuàng)建在暴雨中污水浸的安全城市:
1、修復(fù)城市雨水循環(huán)的途徑。保護(hù)和建設(shè)城市綠地、樹林、公園等自然滲水地面,城市綠化率達(dá)40%以上;建設(shè)透水的道路,尤其是人行道、自行車道、停車場,增加城市透水地面面積;修建滲水的雨水管線,增加雨水滲入地下的比例等等。
2、高標(biāo)準(zhǔn)的城市雨水道規(guī)劃設(shè)計(jì)。合理的城市排水體制;合理的劃分排水區(qū)域;提高周期p和稀釋倍數(shù)n到國際先進(jìn)水平。
3、建立深層雨水隧道和調(diào)節(jié)池。在下凹式立交下建設(shè)深層調(diào)節(jié)池,沿雨水干管建深層隧道是特大城市的無奈選擇;在合流水道地區(qū),深層調(diào)節(jié)池和深層隧道還能起到減少合流雨水溢流的頻率,減輕合流雨水污染負(fù)荷的作用。
4、加強(qiáng)維護(hù)管理充分發(fā)揮現(xiàn)有合流排水系統(tǒng)的功能潛力。突襲式的局部強(qiáng)暴雨的精準(zhǔn)預(yù)報(bào);建立城市“內(nèi)澇災(zāi)害地圖”;組織居民自救互救。
恢復(fù)城市雨水循環(huán)的通路,是人類與雨洪共存的基本方法。我們要保護(hù)城市的綠地、樹林、濕地,要結(jié)合景觀保護(hù)自然水域,建設(shè)和改造人行道,停車場等為透水性地面,收集屋蓋雨水通過水落管進(jìn)入滲水井,使更多的雨水滲入地下。
彭永臻:制約厭氧氨氧化技術(shù)廣泛應(yīng)用的瓶頸是亞硝態(tài)氮的穩(wěn)定獲取
制約厭氧氨氧化技術(shù)廣泛應(yīng)用的瓶頸問題是亞硝態(tài)氮的穩(wěn)定獲取。此外,其出水往往含有大于進(jìn)水總氮11%的硝態(tài)氮。另外,含高濃度硝態(tài)氮的工業(yè)廢水的還原處理需要消耗大量有機(jī)碳源,并產(chǎn)生大量剩余污泥。而傳統(tǒng)短程硝化+厭氧氨氧化方法并不能對硝態(tài)氮廢水有效處理。
2013年首次發(fā)現(xiàn)了短程反硝化過程,能將80%以上初始NO3-轉(zhuǎn)化為NO2-,并在長期試驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了短程反硝化菌的富集與短程反硝化過程的穩(wěn)定維持。
在此基礎(chǔ)上,針對高氨氮廢水的厭氧氨氧化出水含大量硝酸鹽,城市污水生物處理后存在過量硝態(tài)氮,及高濃度硝態(tài)氮工業(yè)廢水的脫氮處理,構(gòu)建短程反硝化+厭氧氨氧化工藝。短程反硝化過程產(chǎn)生亞硝態(tài)氮可以為厭氧氨氧化過程提供穩(wěn)定基質(zhì),并與污水中的氨氮得到同步去除。
與傳統(tǒng)方法相比,短程反硝化+厭氧氨氧化工藝能夠節(jié)省外加碳源,降低運(yùn)行能耗,提高脫氮效率,減少剩余污泥產(chǎn)量和溫室氣體排放,可實(shí)現(xiàn)同步處理含硝態(tài)氮廢水與城市生活污水,具有重要開發(fā)和應(yīng)用價(jià)值。
王浩:五個(gè)方面入手,破解京津冀地區(qū)水資源安全問題
京津冀是我國政治、經(jīng)濟(jì)、文化和科技創(chuàng)新中心,區(qū)域土地面積21.6萬平方公里,占全國2.2%;總?cè)丝?.1億,占全國8.0%;生產(chǎn)總值5.7萬億元,占全國11.0%;有效灌溉面積0.77億畝,占全國8.2%。但區(qū)域多年平均水資源量只有241億立方米,不足全國平均的1%;人均水資源量218立方米,不足全國人均的11%。導(dǎo)致京津冀地區(qū)演變成我國乃至全世界人類活動(dòng)對水循環(huán)擾動(dòng)強(qiáng)度最大、水資源承載壓力最大和安全保障難度最大的地區(qū)。
面向京津冀水循環(huán)顯著變異、人水關(guān)系嚴(yán)重失衡和水資源安全保障短板,結(jié)合區(qū)域協(xié)同發(fā)展新形勢、新情況,破解京津冀地區(qū)水資源安全問題必須從五個(gè)方面入手:
一是調(diào)整結(jié)構(gòu),優(yōu)化城市布局和規(guī)模,控制高耗水行業(yè)和產(chǎn)業(yè),降低高耗水和灌溉需求作物種植面積;
二是提高效率,全面提高生活、工業(yè)、農(nóng)業(yè)用水效率,建設(shè)節(jié)水型社會(huì);
三是挖掘潛力,合理開發(fā)區(qū)域地表地下水資源,充分利用再生水、淡化海水、雨水、微咸水等非常規(guī)水源;
四是增加外源,充分、高效利用南水北調(diào)中線和東線水資源,挖掘黃河等外流域水資源供給保障潛力;
五是優(yōu)化調(diào)配,加強(qiáng)區(qū)域水網(wǎng)互聯(lián)互通、互濟(jì)互調(diào)能力,完善水資源管理體制機(jī)制,強(qiáng)化區(qū)域水資源一體化管理。
曲久輝:水處理重大顛覆性技術(shù)呼之欲出
在新科技與產(chǎn)業(yè)變革的帶動(dòng)下,水處理技術(shù)必將取得新的突破。未來10年,伴隨著相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,水工業(yè)技術(shù)將改變已有規(guī)則,性能和功能上有重大變革,實(shí)現(xiàn)節(jié)約成本,并促進(jìn)水科技產(chǎn)品的升級換代,帶來商業(yè)模式和產(chǎn)品服務(wù)的全面創(chuàng)新。
那么什么樣的動(dòng)力可能驅(qū)動(dòng)水處理技術(shù)突破現(xiàn)行的理論和應(yīng)用方式的束縛?
報(bào)告指出中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的總體判斷:數(shù)量競爭向質(zhì)量競爭轉(zhuǎn)變;工程競爭向技術(shù)競爭改變;項(xiàng)目競爭向服務(wù)競爭改變。
引發(fā)環(huán)保產(chǎn)業(yè)變革的重大顛覆性技術(shù):
(1)技術(shù)突破性:科學(xué)原理創(chuàng)新、跨領(lǐng)域技術(shù)的集成創(chuàng)新,可對產(chǎn)品性能或形態(tài)產(chǎn)生重大影響。
(2)產(chǎn)品顛覆性:以該項(xiàng)技術(shù)為核心的產(chǎn)品具有顛覆性創(chuàng)新,有望引發(fā)產(chǎn)品與服務(wù)的更新?lián)Q代。
(3)市場廣泛性:對新產(chǎn)品或服務(wù)需求廣泛,市場和產(chǎn)業(yè)容量大;或引發(fā)和培育出新市場需求,對產(chǎn)業(yè)具有廣泛可嵌入性。
(4)產(chǎn)業(yè)變革性:與其相關(guān)的產(chǎn)業(yè)在組織管理模式、產(chǎn)品制造生產(chǎn)模式、商業(yè)運(yùn)行模式等必須幾個(gè)必須進(jìn)行相適應(yīng)或創(chuàng)新性變革。
預(yù)測未來10年:中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)將在經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、科學(xué)技術(shù)革命中發(fā)生深刻變革,沒有核心技術(shù)和產(chǎn)品的公司一定淪為三流或面臨破產(chǎn)。