探訪國內首座城市污水資源概念廠:化濁成清

三氿兩湖，千帆逐波。位于太湖西岸的江蘇省宜興市，是久負盛名的“環(huán)保之鄉(xiāng)”，國內首座城市污水資源概念廠便坐落于此。近日，記者跟隨“長江大保護調研行”采訪團自宜興市區(qū)向北驅車約半小時，遠遠就望見一座極具設計感的“三葉草”造型建筑，在午后陽光的照射下分外“亮眼”。

建設中國城市污水處理概念廠，是國內環(huán)境領域知名專家發(fā)起的重大行業(yè)創(chuàng)新事業(yè)，旨在以綠色發(fā)展理念整合前沿創(chuàng)新設計和全球視野內的領先技術，實現(xiàn)“水質永續(xù)、能源回收、資源循環(huán)、環(huán)境友好”四項目標。2021年10月，由三峽集團合作參與的宜興城市污水資源概念廠（以下簡稱概念廠）率先建成投運，其顛覆傳統(tǒng)污水處理廠形態(tài)，創(chuàng)新采用水質凈化中心、有機質協(xié)同處理中心和生產型研發(fā)中心“三位一體”形式建設，成為新型環(huán)境基礎設施的典范。

“‘三葉草’既是建筑空間造型，又是功能構成，一葉是以高品質出水為目標的水資源環(huán)；一葉是以資源循環(huán)為目標的能源和資源環(huán)；一葉是滿足公眾美好生活和生態(tài)需求的新功能環(huán)?！卑殡S工作人員形象生動的介紹，記者徜徉在概念廠中，感受污水“化濁成清”的神奇。

“永續(xù)水”泡咖啡釀啤酒，深度處理技術實現(xiàn)水質永續(xù)

“好水不問出處。”走進概念廠廠區(qū)中心的池子咖啡廳，墻壁上鑲嵌的標語十分醒目。吧臺上，放置著一瓶瓶“永續(xù)水”（Water X）和剛煮好的咖啡。

“這是我們廠的‘特產’，歡迎來嘗嘗味道?！备拍顝S負責人張翼飛一邊擰開一瓶“永續(xù)水”暢飲，一邊向來訪的記者們熱情介紹。等大家一一品嘗后，張翼飛拋出了鋪墊已久的“彩蛋”——這些“好水”正是來自經過概念廠處理后的污水。

水質凈化是污水處理廠的基本功能。概念廠的特別之處在于，可以用較短流程極限去除水污染物。每天2萬噸左右的生活污水，進入水質凈化中心，經過初沉發(fā)酵、高級氧化耦合等技術處理后，出水可達地表Ⅳ類水標準，直接排入附近河道，流入宜興的團氿、東氿直至太湖。

循著概念廠的水質凈化線路，記者來到了出水口。只見汩汩清流，源源不斷地流入繞廠而過的云愛河，因為潔凈度更高，出廠水與河水匯流時甚至形成明顯分界。

“污水處理部分做到了極限脫氮除磷，其性價比明顯優(yōu)于現(xiàn)行的國內污水處理廠?！睆堃盹w介紹說，傳統(tǒng)污水處理廠通常采用活性污泥法等工藝，主要去除污水中的有機物和部分氮磷等營養(yǎng)鹽，對新興污染物等難降解物質的去除效果較差。而概念廠采用先進的高效加載澄清、自養(yǎng)型脫氮膜生物反應器法、高級氧化等工藝，能夠有效去除污水中的有機物、氮磷等營養(yǎng)鹽及新興污染物等難降解物質，提高出水水質和穩(wěn)定性。在高效極限脫氮等先進技術加持下，污水處理效果可以實現(xiàn)每升水的總氮含量小于3mg、正磷酸鹽含量小于0.1mg、新興污染物去除率達到80%。

在水質永續(xù)方面，概念廠出水可保障太湖水質安全，同時通過采用國際先進技術和設備，部分出水會來到極致水凈化單元進行處理，指標經檢測后可達到生活飲用水國家標準，帶來污水從根本上實現(xiàn)再生的科技體驗?！拔覀兂銎返摹览m(xù)水’可以直接飲用，也可以用來沖泡咖啡，等天氣再熱一點，還可以釀造啤酒?！睆堃盹w自信地說。

在概念廠的生產型研發(fā)中心，實時展示著全球領先的污水處理技術和場景應用。記者一進門便注意到一個藍白拼色的“集裝箱”。中國城市污水處理概念廠專家委員會委員、江南大學環(huán)境與土木工程學院教授李激介紹，這是一個正在進行中試試驗的裝備。“從基礎研究到科技轉化，開展中試試驗非常重要。因為概念廠采用了很多新工藝，需要研究試驗獲得相應技術參數(shù)，同時我們還會做一些破壞性或應對性試驗，比如冬季來了一股特別不好的水，或者突然停電等?！崩罴ふf，小規(guī)模測試逐步達到工藝成熟后，可以通過研發(fā)中心3條百噸級、2條千噸級的試驗線，進行大規(guī)模工程試驗直至向市場推廣。

污泥“變身”營養(yǎng)土，沼氣用于廠區(qū)發(fā)電，變廢為寶推動資源循環(huán)利用

在廠內名為“先驅屋”的一處展臺上，陳列著花卉綠植通用營養(yǎng)土、有機肥等產品。外包裝上印著的標志提醒記者，這是概念廠“出產”的又一項產品。

“我們把牙膏一樣的太湖藍藻泥、農林廢棄的秸稈、綠化垃圾、果蔬垃圾、畜禽糞便還有生活污水產生的污泥等有機質廢棄物，通過高干厭氧發(fā)酵及好氧堆肥過程，加工成了營養(yǎng)土，經檢驗合格以后推向市場，網店都有銷售。”張翼飛拿起一袋用概念廠有機肥培育的泰國香米，向記者展示產品成色。

據介紹，概念廠設立的有機質協(xié)同處理中心，每日可實現(xiàn)處理污泥、藍藻、畜禽糞便和秸稈等約100噸，目前處理量約40噸。這些有機質廢棄物經過厭氧消化產生的沼氣，被用于熱電聯(lián)產，產生的電能和熱能可實現(xiàn)廠內能源自給（能源自給率超60%）。沼液流回水質凈化中心進行再處理，沼渣則被加工成土肥產品，在廠區(qū)內的試驗田中種植瓜果蔬菜等，全程不產生二次污染，同時實現(xiàn)資源的循環(huán)利用。

加大投入、變廢為寶的背后有何現(xiàn)實考量？張翼飛解釋，污水處理行業(yè)屬于“能耗大戶”，特別是用電需求量大，其電耗在全社會總電耗中占據較大比例。傳統(tǒng)污水處理廠缺乏資源回收利用的意識和技術，往往將污泥直接填埋或焚燒處理，污水中有機物所含的能量被浪費。

此外，污水處理需要消耗大量燃料和藥劑，會間接排放大量溫室氣體，其處理過程本身也會直接排放溫室氣體。李激舉例說，長期以來，大部分生活污水都使用好氧的活性污泥法進行處理，也就是在氧氣和細菌的共同作用下，將污染物氧化掉。但活性污泥法會消耗巨大的能源，并釋放碳足跡（即產生的二氧化碳及其他溫室氣體的總量，通常用二氧化碳噸數(shù)來表示）；同時，該過程還會產生大量濕污泥，干燥、處置或焚燒這些污泥也會耗費大量能源。

與傳統(tǒng)污水處理廠不同，概念廠通過厭氧工藝對污泥進行厭氧消化，以此實現(xiàn)能量的“回收”?！拔覀兊腄ANAS干式厭氧反應器技術，是專門處理有機質廢棄物的厭氧消化技術，有進料含固率高、沼氣產量大、抗雜物、無沉積、效率高等特點，有‘大胃王’的稱號?！崩罴ふf，通過反應器培養(yǎng)的厭氧微生物將有機質轉化成沼氣，可進行發(fā)電、提純?yōu)樘烊粴?，實現(xiàn)有機固廢的穩(wěn)定化和資源化處理，具有低碳、環(huán)保的特點。

“世界上已有多個國家發(fā)布了污水處理廠碳中和技術路線圖，這也是概念廠的目標。我們希望在資源回收和能源循環(huán)利用方面能起到一定的示范作用，讓大家看到，污水處理廠也可以綠色低碳?！睆堃盹w表示，概念廠通過集成減污降碳先進技術，將污水處理廠從污染物削減基本功能擴展至城市能源工廠、水源工廠、肥料工廠等多種應用場景，將使整個社會全方位體驗感受“污水是資源，污水廠是資源工廠”的理念。

生態(tài)生活生產融為一體，打造互利共生新型環(huán)境基礎設施

沒有臟亂的環(huán)境，沒有污水的臭味，沒有設備的轟鳴，漫步在概念廠，只見環(huán)廊相接、綠草如茵、池塘清淺，遠處水田如鏡、阡陌縱橫，一派秀美的江南風光?！斑h觀是工廠，近看像公園”，這座新概念廠完全顛覆了記者對傳統(tǒng)污水處理廠的認知。

“一般來說，污水處理廠存在很強的‘鄰避’效應。”張翼飛說，“鄰避”指的是居民或當?shù)貦C構因擔心某些公共設施項目對身體健康、環(huán)境質量和資產價值等帶來負面影響，而采取集體反對以至抗爭的行為?！熬褪侨绻犝f附近要建污水處理廠，大多數(shù)居民基本都會提出反對意見?！?/p>

解決“鄰避”效應，就必須做到環(huán)境友好。概念廠堅持綠色發(fā)展理念，在確保水質、有機質循環(huán)設施相對固定的前提下，因地制宜疊加延伸至現(xiàn)代農業(yè)、體育文旅、生態(tài)田園等領域，打造開放、共享的新型城市空間，與周邊環(huán)境無感融合、親近共生。

記者注意到，廠區(qū)里的初沉池、生化池、二沉池等都加了蓋，并且在旁邊裝有臭氣處理裝置，在整個污水處理環(huán)節(jié)基本不會產生臭味。在有機質協(xié)同處理中心，氣體排放前都經過凈化處理，所以也幾乎聞不到異味。據介紹，概念廠采用組合式生物除臭技術，通過精細化設計大幅減少臭氣總量，同時通過“除塵水洗+酸洗+高效異養(yǎng)型生物除臭濾池”組合工藝，確保廠區(qū)無異味，以實現(xiàn)對外開放的獨特需求。

新概念還體現(xiàn)在建筑設計的細節(jié)上。記者看到，有機質協(xié)同處理中心安裝了一根斜斜的煙囪。“至于為啥傾斜，純粹是建筑設計師的審美考慮，煙囪不一定都是直挺挺的，傾斜也是一種美，非常有藝術感、不拘一格?！睆S區(qū)工作人員如是回應。據悉，概念廠廠區(qū)由藝術家、建筑師、工程師共同參與設計，注重建筑空間美感和人文景觀融入，使得廠區(qū)宛如美麗的城市會客展示廳和市民休閑娛樂的公共花園。

“我們這里的咖啡廳、花園都成了當?shù)氐木W紅打卡點，還經常有人來拍婚紗照，一到節(jié)假日非常熱鬧?！睆堃盹w說，推動污水處理廠與城市環(huán)境相融，變“消極”空間為“積極”空間，實現(xiàn)從“鄰避”到“鄰利”，構建生態(tài)、生活、生產共融互動、服務社會與自然的新型環(huán)境基礎設施。

“宜興城市污水資源概念廠是三峽集團合作參與的首座新概念水廠，這里的理念和成果正在長江大保護中被推廣應用?！遍L江生態(tài)環(huán)保集團黨委副書記劉想華表示，通過前期實踐，復制建設安徽六安鳳凰橋水質凈化廠、湖北武漢湯遜湖藏龍島地下凈水廠等一批新概念廠，打造獨特高效的長江生態(tài)治理“利器”，將積極助推長江經濟帶綠色創(chuàng)新高質量發(fā)展。