院士說 | 《環(huán)境保護》對話任南琪院士：我國水污染防治領(lǐng)域亟待科研創(chuàng)新 原創(chuàng) 郭媛媛 于寶源 環(huán)境保護 2022-07-14 09:45 發(fā)表于北京 圖片 院士介紹 圖片 任南琪，2
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任南琪，2009年當選為中國工程院院士，我國城市水環(huán)境領(lǐng)域的知名專家，現(xiàn)任哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、城市水資源與水環(huán)境國家重點實驗室主任。他長期從事城市水資源與水環(huán)境改善對策，污水生物處理工藝、技術(shù)與設(shè)備，廢物資源化及能源化理論與技術(shù)，環(huán)境微生物系統(tǒng)生物學(xué)與生態(tài)學(xué)等方面研究。率先完成了世界
原創(chuàng) 郭媛媛 于寶源 環(huán)境保護 2022-07-14 09:45 發(fā)表于北京
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任南琪，2009年當選為中國工程院院士，我國城市水環(huán)境領(lǐng)域的知名專家，現(xiàn)任哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、城市水資源與水環(huán)境國家重點實驗室主任。他長期從事城市水資源與水環(huán)境改善對策，污水生物處理工藝、技術(shù)與設(shè)備，廢物資源化及能源化理論與技術(shù)，環(huán)境微生物系統(tǒng)生物學(xué)與生態(tài)學(xué)等方面研究。率先完成了世界首例生物制氫中試（1999年）和生產(chǎn)規(guī)模試驗（2005年），推進了生物制氫技術(shù)的工業(yè)化進程；開發(fā)出高濃度難降解工業(yè)有機廢水集成化處理技術(shù)與裝備；主持開展了大尺度環(huán)境中持久性有毒物質(zhì)環(huán)境風險及生態(tài)安全研究，組織建立了“國際持久性有毒物質(zhì)聯(lián)合研究中心”；提出了符合我國國情的具有生態(tài)功能導(dǎo)向的城市水循環(huán)系統(tǒng)4.0及海綿城市建設(shè)路徑及技術(shù)措施。先后榮獲國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎1項、國家科技進步獎二等獎2項、全國創(chuàng)新爭先獎狀1項、省部級獎12項、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進步獎1項，還出版著作12部，發(fā)表SCI收錄論文500余篇，獲得國家發(fā)明專利60余項。
中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)的意見》（以下簡稱《意見》）指出，要以實現(xiàn)減污降碳協(xié)同增效為總抓手，以改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量為核心，以精準治污、科學(xué)治污、依法治污為工作方針，以更高標準打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn)，并提出到2025年，地表水Ⅰ—Ⅲ類水體比例達到85%，城市黑臭水體基本消除等具體的指導(dǎo)意見。我國城市黑臭水體產(chǎn)生的根源在哪里？水污染防治的系統(tǒng)解決方案又是什么？帶著這些問題，《環(huán)境保護》雜志記者專訪了中國工程院院士，哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師、城市水資源與水環(huán)境國家重點實驗室主任任南琪。《環(huán)境保護》：《意見》提出，到2025年，城市黑臭水體基本消除。請問城市黑臭水體產(chǎn)生的根本原因是什么？您會給出怎樣的解決方案？任南琪：城市黑臭水體產(chǎn)生的根源在排水系統(tǒng)，業(yè)界已有共識。當前，我國城市的排水系統(tǒng)問題恰恰反映出管道的問題，比如，管道不健全、不配套，甚至破損嚴重。很多地區(qū)的排水管道有50%的污水沒有到達污水處理廠。毫無疑問，這部分污水被排到了河湖里。這必然就會出現(xiàn)黑臭水體。城市黑臭水體，“黑臭”在水里，根源在岸上，核心在管網(wǎng)。《意見》提出，要推進城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)全覆蓋，對進水情況出現(xiàn)明顯異常的污水處理廠開展片區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)化整治。從目前來看，我們的城市基礎(chǔ)設(shè)施短板非常嚴重，污水管網(wǎng)覆蓋率和污水收集率較低，這是下一步各個城市必須要解決的一大問題。城市排水系統(tǒng)分為合流制和分流制。合流制即雨污合流，指雨水和污水通過一個管網(wǎng)系統(tǒng)進行排水。分流制即雨污分流，指雨水和污水通過各自獨立的管網(wǎng)系統(tǒng)進行排水。合流制和分流制由城市經(jīng)濟基礎(chǔ)和綜合財力所決定。當前，我國多數(shù)城市的排水系統(tǒng)為雨污合流，一些城市的局部地區(qū)已經(jīng)做到了真正的雨污分流。為什么要進行雨污分流？因為雨污合流的排水系統(tǒng)在雨季的暴雨天氣會出現(xiàn)溢流，會造成雨水和污水越過污水處理系統(tǒng)直接排到河流，導(dǎo)致在旱季已經(jīng)消除的黑臭水體問題復(fù)發(fā)，而雨污分流的排水系統(tǒng)能夠杜絕此類現(xiàn)象發(fā)生。所以說，雨污分流是解決城市黑臭水體問題一個極為重要的舉措。但從實際情況看，讓一些城市的排水系統(tǒng)全部實現(xiàn)分流制，尚有些不太現(xiàn)實，只能在有條件的區(qū)域盡可能地設(shè)置分流制排水系統(tǒng)；而對于合流制排水系統(tǒng)，要充分考慮設(shè)置調(diào)蓄系統(tǒng)，盡可能地避免出現(xiàn)黑臭水體問題。水污染防治缺乏符合中國國情的創(chuàng)新技術(shù)《環(huán)境保護》：當前我國城市在水污染防治方面有哪些不足之處？您的想法和建議是什么？任南琪：水污染防治是一項系統(tǒng)工程。源（雨水和污水源）、網(wǎng)（城市排水管網(wǎng)）、廠（污水處理廠）、河（湖）都應(yīng)該系統(tǒng)發(fā)揮作用。從目前狀況來看，水污染防治的不足具體表現(xiàn)為：治理措施不足，治理理念偏差；強調(diào)灰色系統(tǒng)—污水處理廠多，關(guān)注綠色措施—濕地等自然凈化少；碎片化工程多，系統(tǒng)化思考和規(guī)劃少；缺乏符合中國國情的技術(shù)裝備。比如，污水處理廠在水污染防治方面必須要發(fā)揮應(yīng)有的作用，但這一作用應(yīng)該是適當發(fā)揮，而不是過度發(fā)揮。當前，個別城市在水污染防治上存在一個嚴重的誤區(qū)，即人為地把源、網(wǎng)、廠、河這一系統(tǒng)割裂開來，認為單靠某一個單元的力量，就可以解決水環(huán)境治理問題。還有一些城市建設(shè)的自然生態(tài)處理設(shè)施引進歐洲的設(shè)備，在后期的運行管理中出現(xiàn)了諸多問題。原因是歐洲國家與我國的雨情不同，我國大部分地區(qū)的雨季只有3個月左右，其余9個月左右為旱季，而歐洲國家基本上常年下雨。因此，歐洲的技術(shù)與裝備在我國出現(xiàn)了水土不服的情況，未能發(fā)揮真正的作用。那么，污水處理廠在水污染防治工作中應(yīng)當扮演怎樣的角色、發(fā)揮怎樣的作用？這個問題值得我們認真思考。我們要充分考慮污水處理廠尾水所流經(jīng)城市內(nèi)河的承載力和自然生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力，通過數(shù)值模擬和精確計算，綜合決定污水處理廠的排放指標。以全生命周期理念，推動污水治理領(lǐng)域減污降耗《環(huán)境保護》：在碳達峰、碳中和戰(zhàn)略目標下，水污染防治高質(zhì)量發(fā)展之路該怎樣走？如何做才能走得又穩(wěn)又好？ 任南琪：我國作為世界工廠，污水處理技術(shù)與裝備水平處于國際領(lǐng)先地位。在我國，能夠見到所有類型的工業(yè)污染源，在其他國家則很難見到。我國科學(xué)家們在污染源治理工作上積累了大量的技術(shù)研發(fā)成果和裝備制造經(jīng)驗。在此基礎(chǔ)上，如果能夠按照城市經(jīng)濟的承載力，將污水處理廠與自然生態(tài)系統(tǒng)有機結(jié)合，減少資源和能源消耗，就能實現(xiàn)真正意義上的高質(zhì)量發(fā)展。污水處理廠排放標準過高、治理過度，對于能源、資源、財力等消耗很大。現(xiàn)在我們回過頭來看，很多城市不考慮自身的客觀條件，一味地追求所謂的“高質(zhì)量發(fā)展”，不切實際地制定高的污水處理廠排放標準或城市內(nèi)河地表水標準。這除了造成巨大的資金浪費，而且會造成高碳排放、高能耗、高資源消耗。如何解決這些問題？它是一個系統(tǒng)工程，每個環(huán)節(jié)都應(yīng)該發(fā)揮其應(yīng)有的作用，要實現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)，而不是單元最佳。在碳達峰、碳中和戰(zhàn)略目標下，污水處理廠要以全生命周期理念，按照碳足跡核算結(jié)果，利用好風電、光電等可再生能源資源，包括污泥的可再生利用，對其工藝、技術(shù)路線以及單元處理系統(tǒng)進行更新與完善。同時，有條件的污水處理廠可利用自然生態(tài)系統(tǒng)，如非基本農(nóng)田的土地和濕地，將灰色系統(tǒng)和綠色系統(tǒng)結(jié)合，既可解決污水處理廠處理氮、磷的難題，又可以減少資源、能源消耗，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。打造生態(tài)“小氣候”，營造人居“大環(huán)境”《環(huán)境保護》：2022年全國生態(tài)環(huán)境保護工作會議強調(diào)，要深入打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn)。請問深入打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn)的根本途徑有哪些？水環(huán)境質(zhì)量好轉(zhuǎn)的根本保障又是什么？ 任南琪：深入打好碧水保衛(wèi)戰(zhàn)，實現(xiàn)水環(huán)境質(zhì)量根本好轉(zhuǎn)，不僅僅是消除城市黑臭水體，還要解決更深層次的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量問題。改善城市生態(tài)環(huán)境需要“藍綠融合”，“藍”即水面，“綠”即植被。藍綠要融合，而且還要連成一片。目前，我國大部分城市都存在著這樣的問題。比如，西部地區(qū)一些城市降雨量本來就很少，即使在這樣的情況下，也沒有做好雨水的積存工作，導(dǎo)致雨水迅速流失。近幾年，開展海綿城市建設(shè)的個別城市取得了很好的成效。比如，甘肅省慶陽市在海綿城市建設(shè)中取得了很好的成效，城市植被和生態(tài)環(huán)境條件都有很好改善。慶陽市通過實施源頭減排，理順管網(wǎng)系統(tǒng)，建設(shè)調(diào)蓄設(shè)施，增加水域面積，擴大植被覆蓋面積，改善城市下墊面屬性，增加蒸發(fā)量，調(diào)節(jié)小氣候，有效緩解城市熱島效應(yīng)，實現(xiàn)了市區(qū)道路平整、廣場亮麗、湖泊清澈、綠帶成蔭，城市功能得到進一步完善，城市品位得到進一步提升，人居環(huán)境得到進一步改善。除此之外，特別要對水污染防治工作進行數(shù)字化的頂層設(shè)計與規(guī)劃。要對城市的基礎(chǔ)設(shè)施、污染源、地理、氣象、水文、地質(zhì)等情況進行深入剖析。無論是對埋在地下的管網(wǎng)，還是建在地上的構(gòu)筑物，甚至包括社區(qū)的人口密度以及城市未來的發(fā)展狀況都要做到了如指掌。同時，還要特別重視污水資源的利用。舉個例子：某城市每天排水總量為100萬t，其中污水為90萬t。如果將90萬t污水經(jīng)過處理作為生態(tài)用水，是富富有余的�？梢哉f，污水是生態(tài)用水的重要來源。談到水環(huán)境質(zhì)量好轉(zhuǎn)的根本保證，我認為應(yīng)該按照海綿城市理念開展城市水系統(tǒng)綜合整治，充分考慮“藍綠融合，灰綠結(jié)合”，實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。海綿城市是一項理念，是一項系統(tǒng)工程，是一項長期任務(wù)。在城市開發(fā)建設(shè)的方方面面都應(yīng)該堅守這一理念。
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