專家觀點|生態(tài)循環(huán)發(fā)掘污水資源

　　為什么說術(shù)語“污水”過時了

　　“真正的循環(huán)經(jīng)濟一定包含了水資源回收。按照自然規(guī)劃是應(yīng)遵循的最佳準則?！盇rthur Umble說。

　　Arthur Umble認為術(shù)語“污水”已經(jīng)過時了。多年以來，全世界的工程師們設(shè)計了眾多污水處理廠。傳統(tǒng)污水處理廠之核心全部都是為了處理污水，但沒有考慮過回收包括水資源在內(nèi)的各種資源。

　　整個流程無比線性：污水流入，處理，然后再“干凈”地流出。

　　如今，更應(yīng)該把這些污水處理廠看作“水資源回收工廠（Water Resource Recovery Factories, WRRF）”。因為污水中的大多數(shù)物質(zhì)都不是廢物，不應(yīng)該被處理掉然后棄置，而應(yīng)該被回收。

　　隨著地球自然資源逐漸稀缺，資源回收就是污水處理行業(yè)與循環(huán)經(jīng)濟間的聯(lián)系。因此，資源回收不僅應(yīng)繼續(xù)堅持，更需要進一步發(fā)展。

　　污水中有什么？

　　實話實說，大多數(shù)人都不太關(guān)心污水中有什么。也就是說“污”就代表沒有價值。但這是錯誤的認識。

　　流入“水資源回收工廠”的原污水有數(shù)種潛在價值：水，能量，營養(yǎng)和產(chǎn)品。

　　水：可飲用與不可飲用的水。目前用途中包括工業(yè)冷卻，農(nóng)田與園林灌溉以及水產(chǎn)養(yǎng)殖。我們應(yīng)該竭盡所能地回收每一滴水。無論是像明尼蘇達州這樣水源充沛的地區(qū)，還是像亞利桑那州鳳凰城這樣缺水的地方，被回收的水都大有用途。

　　能量：運輸燃料，包括生物燃油，電力和熱量。污水中約有10%的能量以化學能形式存在；另外90%能量則是熱能。因此，污水有很大的資源價值。

　　營養(yǎng)：食物或飼料。從污水中回收的營養(yǎng)物可以制成肥料用于糧食生產(chǎn)，有助于維持全球人口對食物的需要。污水中所富含的營養(yǎng)是維持全球可持續(xù)糧食供應(yīng)中至關(guān)重要的部分。

　　產(chǎn)品：多種多樣，包括藥物，工業(yè)化學品，高性能材料，金屬和肥料。這里主要著眼于污水中的碳基產(chǎn)品。碳是有機物，可以利用這些聚合物生產(chǎn)生物塑料，以代替普通塑料。還可以支持生物燃料工業(yè)，制藥工業(yè)等。這些產(chǎn)品全都是存在的。

　　但是，怎樣才是從污水中回收這些資源的最佳做法呢？轉(zhuǎn)向大自然，它知道怎樣做。

　　利用仿生態(tài)理念管理資源

　　仿生態(tài)的設(shè)計理念不僅是與自然共存，而是融入自然。

　　自然已經(jīng)經(jīng)歷了38億年的演化時光，自然發(fā)展出尋找與解決問題的方式方法。在短暫的人類歷史中，我們所面臨的一切，自然都曾經(jīng)歷并一一解決。我們必須審視并予以模仿。 跟隨著自然的指引，可以概括為3個“M”，模式（Model），指導（Mentor）和措施（Measure）。

　　模式（Model）：完全融入自然模式。直接與自然重新建立連接，由自然決定設(shè)計框架；

　　指導（Mentor）：模仿自然生存策略。自然不僅僅供給資源，更會教會人類如何使用資源；

　　措施（Measure）：從自然中借鑒部分措施。在大自然38億年演化時光中，衍生出了3 000萬種已知物種，現(xiàn)在便可以作為我們存續(xù)的基準。大自然知道什么有效，什么持久——因為它就是生態(tài)標準。 當我們觀察自然，有兩種范式需要深思。

　　“問題—方案”范式是被動反應(yīng)式的范式。我們先面臨一個問題，然后去自然中看看是否我們能使用類比法，從自然已解決的事態(tài)中尋求答案。然后我們提出并應(yīng)用對策。

　　“方案—問題”范式則是主動學習式范式。我們首先觀察自然如何運作。然后對還未發(fā)生的事態(tài)未雨綢繆。

　　如果我們?nèi)粘Ｓ^察自然（將它作為借鑒模式（Model）），它就會指導（Mentor）我們。自然會說：“這就是我運用資源的方式?！边@是積極應(yīng)對挑戰(zhàn)的方式。 “仿生態(tài)推動發(fā)生技術(shù)顛覆性改變，是回收資源的必要手段?！?/p>

　　應(yīng)用仿生態(tài)的技術(shù)案例

　　污水處理行業(yè)才剛剛開始認識到仿生原則為資源回收技術(shù)帶來的顛覆性機會。這里舉一些案例：

　　微藻：從污水中培養(yǎng)微藻是顛覆性的，因為它解決了多重問題：去除營養(yǎng)，產(chǎn)生能量，同時產(chǎn)生碳匯。

　　生物高分子物質(zhì)：利用從污水中回收的有機碳來構(gòu)筑生物高分子物質(zhì)是顛覆性的。它們具有多種用途，可以作為生物塑料、生物燃料等。且它們都是環(huán)境友好型的。這些產(chǎn)品可以在循環(huán)經(jīng)濟框架下進入市場。

　　生物電池-化學系統(tǒng)（BES）：這些系統(tǒng)應(yīng)用仿生態(tài)準則，利用自然過程傳遞電子的電池原理可以分解有機物。捕獲這些電子，就生產(chǎn)出清潔的電能。有趣的是，還可以使用BES與微藻結(jié)合，生產(chǎn)出生物高分子制作化學產(chǎn)品，從而推動循環(huán)經(jīng)濟。再次強調(diào)，這是一項顛覆性技術(shù)。

　　為什么仿生態(tài)對于循環(huán)經(jīng)濟來說如此關(guān)鍵？

　　仿生態(tài)為污水處理行業(yè)提供了可借鑒的模式，指導與措施。它指引著如何將污水處理從棄置方式成功過渡到循環(huán)經(jīng)濟。

　　仿生原則是目前開發(fā)中的技術(shù)核心。該技術(shù)旨在回收污水中蘊含的各種資源，將徹底顛覆傳統(tǒng)污水處理技術(shù)。 污水處理轉(zhuǎn)變?yōu)檠h(huán)經(jīng)濟后，所有事物都有其價值：貨幣，健康以及其它好處等等。

　　仿生態(tài)很有可能是讓我們在處理污水的同時又能取出部分資源的唯一的途徑。它幫助我們得到營養(yǎng)，能量，水，化學品和產(chǎn)品，并使其轉(zhuǎn)化為了可以出售的產(chǎn)品。

　　“這對經(jīng)濟都是益處。這是真正的技術(shù)關(guān)鍵。它們是如何運轉(zhuǎn)循環(huán)經(jīng)濟的引擎，也是我們的未來。”Arthur Umble如是說。

　　Arthur Umble：加拿大斯坦泰克公司（Stantec）資深副總裁，全球污水實踐領(lǐng)導者。

編輯：王媛媛