當今中國，一座傳統的污水處理廠可能面臨這樣幾種現實困境：還在沿用國外六七十年代落后的工藝路線、還在用高能耗換取高水質，又或者時常身陷“致污”質疑、“鄰避”之困，資源回收也幾近空白。這些困境背后，影射出的是我國污水處理行業高速發展所帶來的遺憾和陣痛：由于整體缺乏可持續發展理念，行業短視、粗放、混亂，甚至劣質的發展路徑，與經濟、社會對污水處理可持續發展需求之間的矛盾愈演愈烈。

“當量的積累腳步放緩，尋求質變的努力開始了。”

近日，一場污水處理行業的偉大革新，在籌備四余年之后，終于從夢想照進現實。4月17日，我國第一座面向2030～2040年的城市污水概念廠在“環保之都”宜興破土動工，這座取義“概念車”的污水處理廠，以前瞻的構思、獨特的創意和最新的科技成果，試圖破局我國污水處理困境，探索未來發展方向，引領世界前行。

奠基儀式當天，概念廠專家委員會成員曲久輝、王凱軍、王洪臣、余剛、俞漢青;宜興市相關部門領導;項目投資、設計與建設機構中持股份董事長許國棟以及中國工程院環境與輕紡工程學部相關院士等百余人悉數到場，共同見證了這一歷史性時刻。

會上，曲久輝表示，“概念廠事業的發展之路是一個共同探索未來，明晰方向的思考過程;是一個不斷將藍圖變為現實的實踐過程;更是突破束縛，融聚智慧的創造過程。即將開展建設工作的宜興概念廠，將會是概念廠事業這一階段思考與探索的具體表達。”

奠基儀式現場

曲久輝致辭

概念廠團隊主要人員合影

初現“廬山真面目”

2014年初，曲久輝、王凱軍、王洪臣、余剛、柯兵、俞漢青等六位國內水處理行業的知名專家豎起一面大旗，提出要用5年左右時間，建設一座(批)面向未來、超越當今世界先進水平20年的污水處理概念廠。這一帶有革新氣質的命題一經面世，隨即引發業界廣泛關注，大家開始憧憬和思考，一座面向未來的污水處理廠究竟應該什么樣。

彼時，概念廠的雛形尚無定案，但專家們結合國際先進經驗以及自己對我國水處理現狀獨到的見解，通過多次研討，給出了概念廠應該有的四大追求——水質永續、能量自給、資源回收、環境友好。

四年來，在六位專家的主導下，圍繞“四大追求”，概念廠完成了設計、選址，技術方案初選、總體設計、工程建設審批及施工設計等工作，隨著項目的開建，它的輪廓也清晰起來。

作為國內首座概念廠，宜興城市污水資源概念廠坐落于宜興環保大道與科技大道交叉口的西北角，占地120.5畝，設計日處理污水2萬噸，日處理污泥和有機垃圾各25噸(80%含水率)，主體工藝采用“碳磷高效分離+主流厭氧氨氧化+精處理”。

概念廠工藝路線圖

圖片來自概念廠專家委員會

一座面向未來的污水處理廠，工藝路線代表著其先進性，備受關注，革新就從這里開始。

近年，作為傳統污水處理的主流工藝，沿用百余年的活性污泥法因為高耗能、高產泥等原因已經無法滿足可持續發展需求。而“理論上可以降低60%以上的能耗需求，基本不需要有機碳源，還能降低80%的污泥產率”的主流厭氧氨氧化技術則散發著無窮魅力，成為未來污水處理主流工藝的“熱門人選”，國際上也都在紛紛試水，以期領先摘取這只明珠并領先國際同行。

這次，在首座污水概念廠的創新體系中，主流厭氧氨氧化也成為主要的示范工藝，被“委以重用”。事實上，這一工藝在前期試驗中已經得到了令人振奮的反饋。

負責概念廠整體工程設計的總工程師鄭興燦表示，“概念廠集成應用了多模式、可循環調整的多級主體工藝，有機融合了高效預處理、碳磷高效分離、主流厭氧氨氧化等工藝單元”。

按照這一設計方案，未來，概念廠將可以實現出水安全可持續、污染物極限去除與能源資源高效回收的目標。“同時，為達到安全出水，我們還針對污水中抗生素、藥品等新興污染物進行了削減控制”，余剛說。

中國21世紀議程管理中心副主任、概念廠專家委專家柯兵則特別提到了概念廠在物質循環和資源回收上的創新，他表示，不同于傳統污水處理廠的設計理念，概念廠希望把更多的污染物轉化到污泥中，然后通過一系列的厭氧好氧發酵，將污泥變成富含營養的有機肥，回歸土地。

與此同時，為進一步提升污水處理廠的價值，實現更大的物質、能量循環，以概念廠為核心的城市生態綜合體被創新性地提了出來，這一生態產品將概念廠、現代農業、生態景觀等進行有機組合，未來將為中小城市提供一個集養老、休閑、健身、體驗于一體的生態公園。

“將污水廠、垃圾場等城市負資產變為與城市生活融為一體的正資產，成為中小城市生態文明建設的發動機，實現水處理產業在生態文明背景下的重塑。” 許國棟表示。

實際上，宜興城市資源概念廠只是夢想的初步展示，在專家們眼里，概念廠是一個重要的巨大價值創造的過程，要畫出其具象，需要更多方面的參與、更長時間的探索、更多維視角的勾畫。

“一切才剛剛開始”，曲久輝表示。

了不起的四大追求

回首概念廠這一命題誕生之初，專家們反復強調的一點是，中國污水處理概念廠不是通常意義上的重點工程、示范工程，更多應該將其看作是中國污水處理事業在當前機遇和挑戰下，面向未來的一次系統探索。而實現“水質永續、能量自給、資源回收、環境友好”這四大追求便是這次系統探索的集中體現。在曲久輝看來，將四個目標加在一起，才能體現出來概念廠的價值和意義。

“概念廠提出一個系統的新概念和指標體系，以此預判未來數年可能實現的突破，為城市污水處理做一次重新的系統勾畫。將這四個目標放在一起，系統去考量，特別是基于中國國情的思考和創新，這是一次非常大的突破和創新，在國際上也是首次”，曲久輝說。

王凱軍提到，歐洲有些國家已經將新興污染物作為控制指標，新加坡的NEWater已經將污水變成飲用水，美國的加州污水處理廠也已經實現能源的高效回用，錢易院士提出氮磷要回用，可見，不同的目標對水質的需求跨度非常大，“所以我們希望通過一個系統的研究，探索更好的技術路線和實現途徑。”

可以肯定的是，這樣試圖給出方向并尋找答案的工作本身就是一種巨大的進步，而這種進步的過程中也一定不乏挑戰。

如果將四大目標分開來看，目前，國際上圍繞單一目標的探索都已經取得了較大進展，歐美、新加坡等發達國家的技術成果都在不同時期引領了行業的前進方向。但曲久輝認為，即便如此，真正實現每一個目標還是不容易。

“目前國際上對每一個目標的理解都沒有確切的答案，比如，什么是可持續水質，全世界沒有一個最好的答案，因此，概念廠試圖給出自己的答案——可持續水質的核心目標是控制生態風險，在此基礎上，才是出水水質滿足水環境變化和水資源可持續循環利用的需要。” 未來，如何實現水質永續將成為概念廠需要探索的方向之一。

另一頭，從中國國情來看，“中國擁有世界上獨一無二的、復雜的污水處理難題”，近年被概念廠事業吸引而來的李激不無感嘆地說。在李激看來，我國的污水處理廠有自己獨特的境地：國外污水的C/N比很高，有機物也很高，進水濃度僅占到國外的一半，而且工業廢水還會進入到城市污水系統中，導致水質復雜，所以即便國外已經有了很好的實踐，也無法解決中國的現實困境。“概念廠必須在借鑒國外經驗的同時，探索一條符合中國國情的路子，以解決實際問題。”

四年來，為了上述追求，以專家委員會為核心的概念廠團隊進行了大量的基礎性工作。他們以創新的思維和開放的心態，試圖徹底跳出現有污水處理技術工藝框框，系統認真地研究目前國際上的新工藝、新技術，并針對中國國情加以消化吸收。

他們組織多次行業高端研討，與來自國家發改委、環保部、科技部、住建部、中國科學院、北京排水集團等領導專家一起深入研討中國污水處理事業的發展方向，凝聚行業共識;他們“走出去、引進來”，與世界頂級專家深度對話，組織多國考察，學習交流先進經驗;他們通過機制創新，形成王凱軍、王洪臣和俞漢青三組專家團隊，各自獨立完成一套包括能耗、新技術、資源回收及環境友好等方面的概念設計。

對于這些龐大的基礎性工作，曲久輝認為，“如果基礎的東西沒搞清楚，就不可能有真正的技術創新，只能是跟蹤和模仿，要想引領未來，就必須對污水處理的本質問題有創造性的思考和研究。”

尋找最優性價比

近年來，隨著城市污水處理發展，采用簡單“一刀切”的水質標準顯然已經無法滿足社會、環境可持續發展的需求，而在科學的水質標準尚不明確的同時，一輪又一輪的污水處理廠大建設——提標改造正處在如火如荼的進行時。

許國棟認為，這并不科學，他把提標改造比作蓋房子，“如果在十年二十年內提標改造能有一個確定的標準，比如確定一下子要蓋三層樓，那就可以做出科學的規劃，而現實情況是，提標改造的終點并不明確，是在不斷地往上被動累加。”

因此，怎樣的出水標準是滿足現實需要的?中國污水處理廠需要一個答案，需要一條最優性價比的路。為此，概念廠也作出了努力。

許國棟透露，由于概念廠出水最終排入太湖，而太湖作為我國重要的敏感水體，概念廠因地制宜地，執行自主設定的出水排放標準，其中，總氮設為3mg/L，磷為0.1mg/L。

“這是一個極致的水處理標準，可以預見未來一二年內，按照這個標準執行的話，第一，直接蓋兩層半樓的效率挺高、性價比很高。第二，這個水質不再需要提標改造，可以滿足安全排放的需求。同時，還能讓政府有一個出水水質的投入產出比概念。”

李激補充道，“在水質跟錢的事情上，概念廠給大家展示的是，用現在的技術和設備作出最好的性價比。成功后，太湖流域的政府看到了這種可能，就會買這樣的產品，不會再采取不斷提標改造的方案。”

“從現實意義來講，宜興概念廠的出水標準將是非常重要的示范內容，是可持續水質很重要的一個詮釋”，許國棟說。

從零走到一，從一走向正無窮

四年來，從零到一，以六位專家為核心的團隊付出了不懈的努力，對此，鄭興燦也頗有感觸。鄭興燦表示，概念廠的落地，過程中充滿了各種各樣的現實挑戰，包括政治、社會、經濟、功能、經濟以及公眾等各個層面。不僅需要兼顧目前的法規標準要求，同時需要考慮面向未來幾十年的技術發展方向以及各種各樣的需求。

然而，在鄭興燦心里，挑戰只是為了證明這項事業的偉大。在他看來，概念廠專家委員會是個非常勇敢的團隊，能與之一起去探索未來污水廠發展的方向，創造無限可能，“這種無限追求的過程其實很享受。”

曲久輝將宜興概念廠的落地比作概念廠事業這條“射線”的起點，在他看來，這條線，將指向一場關于污水處理理念、技術、管理、產業、公眾參與等全行業升級的社會變革。

“這是一段射線的端點，未來的路還很長。因為技術科學在不斷發展，理念在不斷創新，污水處理的要求也在不斷提高。因此它建成后，仍要不斷的學習和進步，不斷的探索和發展。成為承載污水處理技術發展理念創新，以及我們對自然尊重利用理念的載體。”曲久輝說。

“預測未來的最好方法就是創造未來”，污水處理概念廠一直在路上。

【附】概念廠專家委員會成員職務

曲久輝 中國工程院院士

王凱軍 清華大學環境學院副院長、教授

王洪臣 中國人民大學環境學院副院長、教授

余 剛 清華大學環境學院教授

俞漢青 中國科學技術大學化學與材料科學學院教授

任洪強 南京大學環境學院院長、教授

鄭興燦 中國市政工程華北設計總院有限公司總工程師