Mark院士最新觀點:克服污水資源回收障礙
Mark van Loosdrecht,荷蘭代爾夫特理工大學教授,中國工程院外籍院士,荷蘭皇家科學院院士,荷蘭工程院院士,美國國家工程院院士,北京建筑大學兼職教授,北京未來城市設計高精尖創(chuàng)新中心國際咨詢委員會委員、中—荷未來污水處理技術研發(fā)中心主任、首席科學家。他推動厭氧氨氧化技術在中國工程化應用,推進好氧顆粒污泥技術國內自主研發(fā)速度,加快反硝化除磷技術在中國工程應用,普及數學模擬技術在工藝設計及運行優(yōu)化方面的應用;實時為我國進行國內技術培訓并舉辦學術講座,推動學術界與企業(yè)界良性合作;構建“學術國際化,技術社會化”產學研模式。榮獲2019年度北京市科學技術獎國家合作中關村獎,2020年度中國政府友誼獎。
【沒有市場助力的技術推動】
盡管“廢水” (wastewater)中含有“廢物”(waste)一詞,但實際上它并不是被浪費掉了的水。相反,水只不過是將廢物從居家沖洗到處理設施而已。
向循環(huán)經濟轉型,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,主要是因為需要除水業(yè)以外很多行業(yè)廣泛協(xié)作,以便將回收產品納入循環(huán)經濟體系。
到目前為止,資源回收進展在很大程度上可以被歸納為技術推動,而非市場拉動。
那么,具體挑戰(zhàn)何在?到目前為止,資源回收進展在很大程度上可以被歸納為技術推動,而非市場拉動。廢水中的廢物應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)內在因素往往是推動回收技術路線的動力。
這通常會導致建設污泥厭氧消化反應器回收能源(沼氣),主要是基于污泥減量的考量。
沼氣回收驅動污水處理廠能源自給是一種很好的實踐,但不幸的是這并不足以實現(xiàn)可以產能的污水處理廠。確實,如果能源自給可以讓水業(yè)變得不取決于能源供應商,那當然是一種非常重要的經濟優(yōu)勢。
需要強調的是,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。
廚余垃圾對污水處理廠來說確實是一種能量的外部輸入,它不應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1 )。因此,應聚焦回收熱而不是持續(xù)關注回收沼氣。
企業(yè)內動力資源回收
資源回收所存在的技術障礙通常較易克服,且目前已有較多產品可被回收,已出現(xiàn)一些產品回收的案例,如,磷、氮、生物塑料(PHA)、生物高聚物(藻酸鹽:Kaumera ®)、蛋白質、纖維素、脂質等等。然而,目前資源回收仍處于初起階段。
許多社會經濟障礙 正面臨挑戰(zhàn)去加以克服(參考文獻2 )。目前大多數回收工藝(特別是磷元素與纖維素回收)都源于企業(yè)內在因素推動,而非市場拉動。
“這些內在動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”
這些內在動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。當回收“產品”完成出廠且完成公共溝通目標后,企業(yè)的任務應該到此結束。
建設“智慧水經濟”
水資源再生利用可以推動水業(yè)融入循環(huán)經濟。產品回收可以支撐這種發(fā)展方式。但是,這需要技術、經濟和社會層面通力合作,以設計出更為可行的系統(tǒng)。
歐盟2020地平線計劃——“建設智慧水經濟與社會” (Building a water-smart economy and society)已意識到為各種不同用戶提供不同水質需求的必要性。
這些目的對不同功能、多用戶來說是適當的,以通過污水處理或再生工藝更好地開發(fā)水資源和有價值產品。
基于這樣的目標,目前已有5個大規(guī)模示范工程獲得資助,其中,荷蘭具有 領先水平的 3個項目已開始展示(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(TU Delft)協(xié)作完成。
參考鏈接:
原文鏈接:
翻譯:郝曉地
編輯:衣春敏
制作:文 凱
審核:李德強