低耗、循环、清洁：曲久辉院士谈下一代水处理厂的技术愿景

一SPECIALTOPICI专题低耗、循环、清洁：曲久辉院士谈下一代水处理厂的技术愿景曲久辉院士文／尹诺陈晶晶水处理工厂。被称为改变人类发展历程的重大发明。如果我们用一个技术变革的事件来看未来我们的水处理厂，那么应该是一种什么样的产业?我们应该采用什么样的技术?又该使用何种工业模式?中国工程院院士曲久辉认为，如果说之前水厂的使命是解决水资源供给和污染物减排，那么在下一个百年，水处理厂更多的会是实现人类社会生态安全和资源循环的“发动机”，未来的愿景，方向和机遇尽在六个字：低耗，循环。清洁。、饮用水技术的发展至今已有100年的历程，特别是传统的混凝沉淀过滤消毒技术，对保证人类的安全甚至健康都有着重要贡献。到2014年，活性污泥法诞生也刚好100周年，它为保障城市生态环境的安全、保障人类生态环境的安全作出了重要的贡献。在这个过程中，有很多里程碑的事件，其中一个就是工业废水问题的出现。在上世纪70年代初，很多文献从原来记载饮用水的处理一下子就变成了工业废水的报道，这个热点一直持续到今天。在对中国环境技术评估和环境技术预测的时候，有人指出，工业废水仍然是一个重要问题，因为我们正在经历一个没有完成的，而且还会使环境变差的工业化时代。正是这样一种需求，在16水工业市场2017年第1-2期1914年的时候，诞生了活性污泥法。1902年，诞生了氯气消毒法，这一发现改变了人类在饮用水安全方面的窘境。1894年的时候，发明了芬顿法，至今它仍然是一个研究热点。这样一些里程碑的事件过去了，那我们面临的未来是什么?如果我们用一个技术变革的事件来看未来我们的水处理厂，那么应该是一种什么样的产业?我们应该采用什么样的技术?又该使用何种工业模式?有一点毫无疑问，那就是技术创造是在工程运用的需求当中才能得到真正的解读。我认为，未来或者说下一代水处理技术应该是具有自身的清洁性，在处理过程中应该具有能耗和药耗最大程度减少的可行性，同时还必须具有保障水质生态与人体健康安全的可靠性。如果从这样一种观点出发，放到下一代水处理厂，那么饮用水处理厂应该是保障水质健康安全的健康工厂，生活污水处理厂应该是能量与物质回收的高质工厂，工业废水处理厂应该是外化与资源化的循环工厂。这三个工厂在未来的水处理厂当中应该从不同的角度不同的时间展现在我们面前，并且为保障我们生态环境和人体健康发挥越来越重要的作用。饮用水处理厂应该是水质安全和健康的工厂随着信息化的发展和新技术的革命，未来的污水处理厂还应该是在最佳技术和成套装备支撑下的智能化工厂。首先下一代的饮用水厂应该具备什么样的特质?它应该是保障水质安全和健康的工厂。然而我们现在面临着很多的困惑，新问题层出不穷，大家会发现水中的污染物质或者是导致不健康的物质不断地被发现，同时对水质安全的判断力非常软弱，有的时候甚至无法判断或是根本无法知道水质是否安全，一个标准的缺失，一个技术支撑的短板，这两条都是导致我们的判断力软弱和对问题的解析以及应对能力不足的重要原因。对于将来会做成一个什么样的饮用水处理厂这一问题，关键是提出的标准要具有刚性的约束力、管理的执行力、安全的判断力以及与民众的沟通力，总结起来必须且只有两个字：健康。如果没有健康的保证，我们就不可能具有这“四力”，就没有办法来使饮用水的技术真正回到它所应该发挥的作用上去。所以下一代的水处理厂的技术判断可能就依据于这两个标准：卫生达标的标准、没有毒性的标准。若将这两个标准放在一起，它在未来基准研究上会形成一个把现有的指标和毒性指标耦合在一起的新标准，这样一个新标准会约束我们技术的核心，约束工业的改变，同时也会改变或者是规范管理方式，所以标准是决定技术的根本要素。我们认为未来饮用水的技术方向可能要关注这几点：首先要保证水在进人水厂之前是清洁的，是可以进行水质改善的(因为进到水厂后需要花更多的代价)；其次，在处理工艺上我们绝对不可以追求更复杂、更耗药、更耗电、更难管理的程度，而是要追求工艺的简单化、设备的成套化、工艺的整装化。同时在管理上得有一定的精细管理的条件，且最后都要落实到以健康安全为核心思想上。污水处理厂应该是能量与物质回收的高质工厂下一代污水处理厂应该是能量与物质回收的高质工厂。我们不能盲目地追求物质的回收和循环利用，必须在经济可行的情况下，才能解决可持续的物质回收和能量回收的问题。将来的污水处理厂，应该是一个可靠的供水工厂，是一个自产自用的能源转化工厂。PerryMcCarty院士在2011年发表在EST上的文章中提出了一个观点：污水厂可不可以变成一个净产能的工厂?他认为污水处理厂也应该是一个营养物质回收的工厂，同时还是一个可以进行休闲娱乐的公共场所。2014年Mark院士在其文章中提出污水处理技术的发展来自于两大驱动力。第一个驱动力就是基本工艺的改革，生物技术的发展必然带动污水处理、生物