【智瞰生態】杭世珺：國際城鎮水務發展現狀與趨勢 2021-09-09
日前，由中國環境科學學會水處理與回用專業委員會等多家單位聯合主辦的 “水與發展縱論”（WaterTalk），邀請北控水務集團顧問總工程師、教授級高級工程師杭世珺作題為《國際城鎮水務發展現狀與趨勢》的學術報告，暢談當前乃至今後一個時期國際城鎮水務發展的重要成果、寶貴經驗和未來方向。來自全國31個省市區和港澳台地區及海外的環境領域的專家、學者、高校師生及工程技術人員等千餘人通過直播方式參加會議。
今天，我們和大家一起分享杭世珺報告中的精彩內容。杭世珺在報告中以日本、德國、荷蘭三個國家為例，分析了發達國家的城鎮水務發展趨勢。
進入21世紀，日本基於發展現狀提出了新方向和新目標：創造健康的水資源循環，從“排出、處理”向“活用、再生”轉化，實現美好、安全、有活力的城市環境，並著重強調構造可持續發展模式，創造健康的水循環和資源循環的新下水道。
杭世珺著重介紹了日本在21世紀排水行業的“循環之路”新目標和三個方針。20世紀，日本的政策導向重點是擴大處理設施的普及率，進入21世紀，政策導向轉變為“創造健康的水資源循環”，實現“循環之路”，其中包括三個層面：水之路、資源之路和設施再生之路。
水之路，重點是實現雨水、再生水、湧泉泉水100%有效利用，其基本方針包括活水之道、親切水道和保衛水道，即循環、友好、安全。例如，在設施方面，促進雨水滲透設施和污水深度處理設施的建設。
資源之路，目標是實現污水處理廠的100%能源自給，不僅要做到現有設施的節能降耗，更重要的是生物質能（如沼氣回用）和風光等自然能源的利用，同時還可實現溫室氣體減排。
再生之路，基本方針包括“確保安全”“利用設施”“提高功能”。例如使污水廠成為防災據點，建設安全城市；利用下水道設施構築地區信息網絡等。
德國的集中式水系統存在的問題包括城市及周邊的水文循環和城市水源的破壞、污水收集系統容量不足、合流污水不利於污水中有用組分的資源化利用等。其改進措施主要有通過滲濾將城市降水重新引入到地下水、用雨水代替部分生活和工業供水、實現工業企業內部水循環。
在技術趨勢方面，德國目前已取得的技術發展包括：水收集系統，如負壓收集技術；水處理系統，如實用型膜工藝和高級氧化工藝；代替大型集中處理設施的分散處理；居民區或工業領域的封閉水循環相關技術。
關於德國的創新水基礎設施發展趨勢，其願景是：污水處理廠不僅是確保環境質量的設施，更要成為“發電廠”和“資源回收中心”等重要的城市資源管理工具。重點方向包括：關注污水中的能源回收，提倡分散處理統一管理，強化不同水質污水的資源利用。為此，德國製訂了三大行動方針，即充分利用污水中的能源、推行分散或半集中處理設施、加大質量流分離和水資源管理。
早在2008年，荷蘭應用水研究基金會便用“NEWs”一詞高度概括了未來污水處理廠的組成框架。NEWs是英文Nutrient（營養物）+Energy（能源）+Water（水）factories（工廠）詞組的縮寫，表示可持續理念下的污水處理廠。2010年荷蘭水務委員會聯盟聯合頒布一份重要文件《NEWs：荷蘭2030年污水廠路線圖》，並以此為指南開展污水廠的升級改造計劃。荷蘭落實其污水廠新概念的路徑有多條，比如其中之一是對已有的處理技術和設計方法進行整理歸納，形成數據庫。
杭世珺結合污水處理的六個步驟（預處理、二級處理、深度處理、污泥處理、再生水處理、能量轉換），詳細介紹了目前荷蘭的技術體系，對每一步涉及的技術進行了分類，如預處理技術分為常規做法、改良做法、先進做法和非主流做法四類。最後，杭世珺介紹了荷蘭6座污水廠的先進技術案例，分別是荷蘭Apeldoorn污水廠的“自氧脫氮+消化工藝”、Amsterdam污水廠的資源管理、Beverwijk污水廠的生物沼氣供作汽車燃料、Geestmerambacht污水廠的粒丸結晶反應器、Steenderen污水廠的鳥糞石生產、Deventer污水廠的BCFS工藝。
最後，杭世珺結合日本、德國、荷蘭三個國家的城鎮水務發展曆程和新階段的策略，總結了五點城市水務發展的主要趨勢。
一是梳理整體趨勢，即關注的重點經曆了從人居衛生到廢物處理，到環境與資源節約，到生態修復與保護，最後到資源再生與利用的變化過程；
二是水務行業趨勢與全球發展戰略熱點關聯愈發緊密，體現了行業地位的提升；
三是系統性更趨完善，如向源頭的管網和末端的受納水體的延伸；
四是傳統理念的不斷調整，如“灰綠藍白”並舉，很多發達國家都提出各自的理念，如美國的低影響開發（LID）、澳大利亞的水敏感性城市設計（WSUD）等；
五是多領域、多專業緊密融合與協作，傳統產業與現代高科技深度融合。
