绿水青山就是金山银山。国家提出全面加强生态文明建设,提出把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局,加快建设资源节约型、环境友好型社会,推进美丽中国建设。同时,在生态文明建设与碧水保卫战的双重任务下,污水处理厂从传统的污水处理向循环再生升级。宜兴作为太湖上游水环境的保护要地,积极响应国家生态文明建设号召,打响碧水保卫战,一座面向未来的污水处理厂在此落地。

面对全球污水处理发展的大趋势,以及中国污水处理高速发展中存在的诸多问题,以曲久辉院士为首的国内六位环境领域知名专家自发成立中国城市污水处理概念厂专家委员会,提出了“建设面向未来的中国城市污水处理概念厂”的构想。这一极具前瞻性的重大行业创新活动,集成全球先进绿色技术,建设我国具有标杆引领作用的未来水厂,实现“水质永续、能源回收、资源循环、环境友好”目标。

八年来,概念厂专委会聚合前沿认知和领先技术,历经考察研究、技术验证、工程实施三个阶段,初步完成了一轮从理念到技术,从工程建设示范再到获得社会反馈的过程。这是一次面向未来的系统探索,是一次重要的价值创造过程。

在考察研究阶段,概念厂专委会带领技术团队一方面“走出去”,对全球20个技术先进的污水处理厂进行了深入考察,对全球污水处理理念、方向、规划、技术和工程实践,进行了全方位的扫描与梳理,并将成果以白皮书的方式与行业分享。一方面“请进来”,先后邀请几任国际水协主席及多位国际污水处理界学者来华深度交流。这期间,概念厂工作团队对包括厌氧氨氧化、新兴污染物检测与去除、高效磷回收等的新工艺新装备进行了系统性的评估、研究、小试及中试,对概念厂的技术路线进行了多路径探索;把水质、能源、资源和生态等要素系统耦合,创造性地构建了概念厂作为资源工厂、能源工厂的原理与技术体系,突破了一批具有自主知识产权的关键技术及大型装备,首次提出了“水质永续”的指标体系,发展了指标和效应、循环与生态协同的水质管控策略,创建了“中国污水处理概念厂”的完整方案,成功应用于概念厂的工程建设。

在宜兴市和环科园管委会的积极推动下,国内完整践行概念厂理念并付诸行动的绿色项目、示范工程“落户”国家高新区——宜兴环保科技工业园。宜兴是中国环保产业的重要发源地之一。建设宜兴城市污水资源概念厂,不仅是环境保护事业的前瞻性尝试,更是面向未来机遇挑战的系统性探索,这是环保领域一件具有里程碑意义的大事,也必将为宜兴生态品牌的塑造、生态保护引领区的建设注入强劲动力。

在此期间,河南睢县第三污水处理厂于2020年正式运行,该厂作为概念厂的一次工程验证,进行了工程应用技术的系统开发,实现了污水再生和有机废物(生活垃圾、污泥、畜禽粪便等)综合处理、湿地—海绵一体化、50%电能的自供给和营养物回收利用。

2020年4月,宜兴概念厂正式破土动工。宜兴概念厂采用水质净化中心、有机质协同处理中心和生产型研发中心“三位一体”生态综合体构造肌理。针对实际生产应用,宜兴概念厂在技术工艺应用方面深度开发和进一步突破了:初沉发酵新技术,可同步实现碳源补充和深度除磷;多点进水多级A/O生化技术,可实现污水中碳源在反硝化环节的有效利用;干式厌氧发酵技术,可在低能耗、高负荷条件下实现对高含固率(15%—35%)、多种复杂物料的协同厌氧消化;出产沼气品质高、标准化、模块化的大型装备,可实现污水厂运行的节能降耗;以可持续的技术引领和实践创新为目标,建成千吨级生产试验线,实时展示先进污水处理技术,为加速科技创新提供了加速器和新场景;形成了针对不同目标和需求的概念厂工艺、建设和运行模式,使概念厂具有可复制性和可推广性。

宜兴概念厂是完整导入概念厂理念和追求的污水处理厂,被称为概念厂事业的“初衷版”。宜兴概念厂将示范污水处理厂从污染物削减基本功能扩展至城市能源工厂、水源工厂、肥料工厂,进而再发展为与城市和乡村全方位融合、互利共生的新型环境基础设施,打造出了生态、生活、生产“三生”融合、开放共享的新型城市空间。先后荣获“2020年度中国水生态环境十大科技进展”奖、列入“江苏省美丽宜居城市建设第二批试点名单”。

概念厂是行业一次系统的产品升级,将极大地提升社会体验感。向环境提供可持续水质,满足区域水环境水生态修复、建设需求的同时,协同治理区域有机废弃物污染,统筹解决治污问题。在污水资源化、能源化已成为全球环境领域的重大前沿性课题和战略性方向的今天,概念厂将污水和有机物的资源化和资源效率提到高的水平。概念厂自持丰富有机质能和热能,可实现节能降耗,再叠加周边景观绿化贡献,能将碳中和付诸行动。同时,概念厂拥有并将产出多项重要生态要素,可以通过对农田的水肥供应构造城乡生态综合体,协同农业升级、反哺农村,形成促进城乡交往,承载区域文化品味与产业特色的美好空间。

概念厂事业的提出和实施,极大地推动了我国在污水处理领域的科技创新和发展,带动了污水厂建设和运行方式的根本性转型,体现了巨大的科技、产业和生态价值。

服务长江大保护、黄河流域高质量发展、深入打好污染防治攻坚战等国家战略要求我们建设一批因地制宜、特色鲜明、模式多样的污水处理概念厂,带动行业建设形态、工艺技术和标准规范的实质性变革与升级,同步改善农村人居环境,建设宜居宜业美丽乡村,打造互相促进的城乡共享新空间。站在新起点,可以预见概念厂在生态文明、美丽中国建设中新的事业图景。建成后的宜兴概念厂,将让全社会领略“污水是资源,污水厂是资源工厂”理念,重新诠释污水厂和城市的关系,并成为“新基建”、新生态的典范,为实现“双碳目标”和乡村振兴贡献新的价值追求。