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文剑平:污水资源化打开我国高质量可持续发展瓶颈两把“锁”
更新时间:2021-02-01 来源:中国经济导报 作者:程晖

  近日,国家发展改革委、生态环境部等十部门联合印发《关于推进污水资源化利用的指导意见》(点击查看:《关于推进污水资源化利用的指导意见》发布),明确总体目标要求为到2025年,全国地级及以上缺水城市再生水利用率达到25%以上,京津冀地区达到35%以上。到2035年,形成系统、安全、环保、经济的污水资源化利用格局。

  酝酿多年的污水资源化政策终于落地,打开了“十四五”期间行业市场空间。目前行业的技术发展如何?还有哪些阻碍行业发展的掣肘?中国经济导报记者日前走访了我国污水处理龙头企业北京碧水源科技股份有限公司的董事长文剑平。

  “国家在这个时期提出污水资源化战略,是非常关键的。将污水资源化,既解决了水污染的问题又解决了水资源少的问题,可以说,是一把钥匙打开了我国高质量可持续发展瓶颈上的两把‘锁’。”文剑平告诉中国经济导报记者。

  GDP增长凸显水资源瓶颈

  中国经济导报:从总体上看,我国水生态环境状况不容乐观,水环境污染、水资源短缺、饮水不安全等状况没有得到根本性遏制。作为业内领军者,您如何看待我国的水环境问题?

  文剑平:污水资源化,早在上个世纪九十年代,我和我的团队在国家科委中国废水资源化研究中心任职时,就开始思考了。我国是水资源极度短缺的国家之一,目前来看,我国仍面临三大水环境问题:水污染严重、水资源短缺和饮用水存在较高风险。

  总体上,我国目前的水环境污染问题仍然较为严峻。主要表现在污染物的排放超出了水体的环境容量,水环境容量超载,水体失去了应有的功能。目前,全国水体平均COD(化学需氧量)超载率为210%,氨氮超载率为330%,超过目前水体容纳污染物的最大负荷量。另外,中国人口基数大,水资源呈现出总量大、时空分布不均、人均水资源量少的特点。根据权威数据统计,我国水资源总量居世界第六位,但人均水资源量仅为世界平均水平的1/4,是全球水资源极度缺乏的国家之一。水资源地区分布不均,京津冀、西北部分地区严重缺水,华北地区有世界最大的地下水漏斗区之称。饮用水水源水质不高、自来水处理工艺还比较落后、供水管理存在不安全隐患等问题。

  数据显示,我国平均60多吨水支撑1万元GDP,同时1万元GDP会排放出一定的COD和氨氮。如果水量不变,因GDP增长而排放的水污染物不断增加,水就会越来越少、越来越脏。因此,需要采取创新技术和创新办法来遏制水资源减少的趋势。

  污水资源化技术已具备国际领先水平

  中国经济导报:为了解决水资源危机问题,我国千方百计寻找传统水源的替代水源,除了再生水,其他主要有远距离输水、雨水利用、海水淡化等。污水资源化和这些手段相比,有什么优势?

  文剑平:这些水源的利用都受到地域、经济和技术等各种条件的制约。污水资源化可就地造水,有明显的综合优势。首先是节省输水费用。比远距离引水便宜,双膜新水源技术的基建投资只相当于从30公里外引水,而我国的引水工程距离至少为上百公里,甚至达到上千公里,工程浩大,投资费用高,也带来生态隐患和环保移民压力。其次,相比海水淡化方式,城市污水含盐量仅为海水的1%,是稳定的淡水水源。海水淡化反渗透淡化需克服高浓度TDS带来的渗透压,工作压力达5MPa以上,运行成本高,当然,可一定程度上缓解我国沿海缺水地区和海岛水资源短缺的问题。总的来看,建议对水资源相对丰富、水环境容量较大的地区,污水处理实施达标排放;水生态环境敏感地区,污水处理实施高品质资源化,确保污染物排放在水环境承载力范围内;对水资源短缺地区,污水厂就是水源地。

  中国经济导报:要达到真正的污水资源化,目前在技术上还有什么瓶颈?膜技术、膜装备的应用情况如何?未来前景如何?

  文剑平:社会上有一个误区,认为中国污水资源化的技术起步慢,比别人落后,和国际标准有距离。其实并不是这样。我们不仅不比别的国家落后,而且在某些领域还更先进。因为别的国家并不像我国这样水资源缺乏,所以他们不需要这么高的要求也没有这个需求。甚至可以大胆地说,中国的污水处理技术和污水资源化水平是全球第一的。比如北京这样一个拥有2100多万常住人口的城市,2019年全市污水排放总量高达21.12亿吨,它是全世界第一个把污水处理达到地表水IV类水的城市,很大程度上是靠碧水源的膜技术实现的。

  目前来看,以膜技术为核心的污水资源化技术,包括膜生物反应器(MBR)技术、MBR-DF双膜新水源技术,技术成熟,经济可行。碧水源在污水资源化方面具有核心技术和核心竞争力,在世界处于领先地位。公司拥有专利技术600余项,两次获得国家科学技术进步奖二等奖,并承担了国家科技重大专项水专项、“863计划”、国家科技支撑计划等国家课题。截至目前,碧水源参与了首都水系、海河流域、太湖流域、巢湖流域、滇池流域、洱海流域、南水北调丹江口水源地等多个水环境敏感地区的治理,建成数千项膜法水处理工程、数百个国家水环境重点治理工程、数十座地下式再生水厂,占中国膜法水处理市场份额的70%以上,每天处理总规模超过2000万吨,每年可为国家新增高品质再生水逾70亿吨。

  中国经济导报:从您的介绍中得知,污水资源化我们已具备核心技术和核心竞争力,在世界处于领先地位,这很令人欣慰。那么,这些技术是否经济并值得复制推广?

  文剑平:比如,MBR-DF双膜新水源技术,具有产水品质高、回收率高、能耗低、运行成本低的特点,吨水处理成本约1.8元,既处理了污水又增加了水资源。而远距离调水运行成本已达到8~10元/吨水,海水淡化运行成本通常为4.5元/吨水。双膜新水源技术经济优势十分明显,经济可行。

  我们在北京市大兴区亦庄经济开发区的一个项目就很能说明问题。我们建成的北京中芯国际高品质再生水厂,该项目以小红门污水处理厂的出水作为水源,经双膜工艺净化处理后,为中芯国际芯片制造供给工业用超纯水,有效保障了中芯国际北方项目集成电路板生产用水水质,也解决了该企业因为水资源缺乏险些不能落户亦庄的问题。

  市场化改革需更进一步

  中国经济导报:现阶段我国开展污水资源化工作,您还有哪些建议?

  文剑平:首先要建立公平竞争的市场环境,在市场化改革上更进一步。我国的污水总量大,但是大都不‘放’在市场上。目前污水主要由各地方的排水集团管理,多少会形成一些地方保护主义,市场相对保守,没有完全引入市场竞争因素,比如在招标过程中会设置准入门槛等。

  其次,要对污水资源化的等级标准、技术等进行规范,根据《关于推进污水资源化利用的指导意见》的要求,研究实施细则,推出污水资源化的等级标准、技术规范和价格指导。

  另外,经过数十年的努力,我国的水处理技术、装备制造得到了较大的发展,已形成了产品门类相对齐全的体系,但当前产业规模总体较小,龙头企业少,有国际影响力的品牌很少;装备集成度、兼容性和标准化水平较低,导致工艺系统集成困难,难以体现优势互补或叠加;中低端产品同质化、低价竞争现象较普遍,企业创新能力和动力不足,高精度监测仪器、高性能膜元件、高效催化剂及设备等高附加值的关键产品仍主要依赖国外进口。为此,需要统一认识、集中资源、全局规划,设计和培育协同科技创新产学研共同体,覆盖废水收集、处理、利用全链条的产品装备制造和系统集成,优化产品结构,拓展产品细分领域,逐步开发形成针对不同行业、具有自主知识产权的成套化、系列化产品,提高产品国产化率和质量档次,提升自主品牌市场认可度,培育一批具有国际知名度的自主品牌。

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