Mark院士最新觀點(diǎn):克服污水資源回收障礙
Mark van Loosdrecht,荷蘭代爾夫特理工大學(xué)教授,中國工程院外籍院士,荷蘭皇家科學(xué)院院士,荷蘭工程院院士,美國國家工程院院士,北京建筑大學(xué)兼職教授,北京未來城市設(shè)計(jì)高精尖創(chuàng)新中心國際咨詢委員會委員、中—荷未來污水處理技術(shù)研發(fā)中心主任、首席科學(xué)家。他推動(dòng)厭氧氨氧化技術(shù)在中國工程化應(yīng)用,推進(jìn)好氧顆粒污泥技術(shù)國內(nèi)自主研發(fā)速度,加快反硝化除磷技術(shù)在中國工程應(yīng)用,普及數(shù)學(xué)模擬技術(shù)在工藝設(shè)計(jì)及運(yùn)行優(yōu)化方面的應(yīng)用;實(shí)時(shí)為我國進(jìn)行國內(nèi)技術(shù)培訓(xùn)并舉辦學(xué)術(shù)講座,推動(dòng)學(xué)術(shù)界與企業(yè)界良性合作;構(gòu)建“學(xué)術(shù)國際化,技術(shù)社會化”產(chǎn)學(xué)研模式。榮獲2019年度北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)國家合作中關(guān)村獎(jiǎng),2020年度中國政府友誼獎(jiǎng)。
【沒有市場助力的技術(shù)推動(dòng)】
盡管“廢水” (wastewater)中含有“廢物”(waste)一詞,但實(shí)際上它并不是被浪費(fèi)掉了的水。相反,水只不過是將廢物從居家沖洗到處理設(shè)施而已。
向循環(huán)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,也包括集中式污水處理。這意味著不僅僅是水資源本身,廢物也應(yīng)考慮回收。
水回用可以通過自然(降雨→河流→海洋→云層→降雨)或缺水地區(qū)工程措施很容易建立。但是,廢物回收就不是那么簡單了。
究其原因,主要是因?yàn)樾枰畼I(yè)以外很多行業(yè)廣泛協(xié)作,以便將回收產(chǎn)品納入循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系。
到目前為止,資源回收進(jìn)展在很大程度上可以被歸納為技術(shù)推動(dòng),而非市場拉動(dòng)。
那么,具體挑戰(zhàn)何在?到目前為止,資源回收進(jìn)展在很大程度上可以被歸納為技術(shù)推動(dòng),而非市場拉動(dòng)。廢水中的廢物應(yīng)該以能量或資源形式回收,兩種選擇滿足不同的需求。
能源自給
在以上兩種回收方式中,企業(yè)內(nèi)在因素往往是推動(dòng)回收技術(shù)路線的動(dòng)力。
這通常會導(dǎo)致建設(shè)污泥厭氧消化反應(yīng)器回收能源(沼氣),主要是基于污泥減量的考量。
沼氣回收驅(qū)動(dòng)污水處理廠能源自給是一種很好的實(shí)踐,但不幸的是這并不足以實(shí)現(xiàn)可以產(chǎn)能的污水處理廠。確實(shí),如果能源自給可以讓水業(yè)變得不取決于能源供應(yīng)商,那當(dāng)然是一種非常重要的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。
需要強(qiáng)調(diào)的是,厭氧消化系統(tǒng)中引入廚余垃圾使污水處理廠變成能源工廠不過是一種誤導(dǎo)。
廚余垃圾對污水處理廠來說確實(shí)是一種能量的外部輸入,它不應(yīng)該列入污水處理廠能量平衡。從能量角度而言,回收處理后出水的熱非常具有吸引力(參考文獻(xiàn)1 )。因此,應(yīng)聚焦回收熱而不是持續(xù)關(guān)注回收沼氣。
企業(yè)內(nèi)動(dòng)力資源回收
資源回收所存在的技術(shù)障礙通常較易克服,且目前已有較多產(chǎn)品可被回收,已出現(xiàn)一些產(chǎn)品回收的案例,如,磷、氮、生物塑料(PHA)、生物高聚物(藻酸鹽:Kaumera ®)、蛋白質(zhì)、纖維素、脂質(zhì)等等。然而,目前資源回收仍處于初起階段。
許多社會經(jīng)濟(jì)障礙 正面臨挑戰(zhàn)去加以克服(參考文獻(xiàn)2 )。目前大多數(shù)回收工藝(特別是磷元素與纖維素回收)都源于企業(yè)內(nèi)在因素推動(dòng),而非市場拉動(dòng)。
“這些內(nèi)在動(dòng)力無疑有助于資源回收,但這常常使資源不能找到市場定位”
這些內(nèi)在動(dòng)力無疑有助于資源回收,但這常常使資源不能找到市場定位。當(dāng)回收“產(chǎn)品”完成出廠且完成公共溝通目標(biāo)后,企業(yè)的任務(wù)應(yīng)該到此結(jié)束。
建設(shè)“智慧水經(jīng)濟(jì)”
水資源再生利用可以推動(dòng)水業(yè)融入循環(huán)經(jīng)濟(jì)。產(chǎn)品回收可以支撐這種發(fā)展方式。但是,這需要技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會層面通力合作,以設(shè)計(jì)出更為可行的系統(tǒng)。
歐盟2020地平線計(jì)劃——“建設(shè)智慧水經(jīng)濟(jì)與社會” (Building a water-smart economy and society)已意識到為各種不同用戶提供不同水質(zhì)需求的必要性。
這些目的對不同功能、多用戶來說是適當(dāng)?shù),以通過污水處理或再生工藝更好地開發(fā)水資源和有價(jià)值產(chǎn)品。
基于這樣的目標(biāo),目前已有5個(gè)大規(guī)模示范工程獲得資助,其中,荷蘭具有 領(lǐng)先水平的 3個(gè)項(xiàng)目已開始展示(www.watermining.eu、www.ultimatewater.eu 和www.nextgenwater.eu ),它們分別由荷蘭KWR水研究所(Dutch institutes KWR Water Research Institute)和代爾夫特理工大學(xué)(TU Delft)協(xié)作完成。
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翻譯:郝曉地
編輯:衣春敏
制作:文 凱
審核:李德強(qiáng)