“‘灰綠結合’是水(shui)(shui)污(wu)染治理(li)的必(bi)由之(zhi)路。”近(jin)年來，中國(guo)工程院(yuan)院(yuan)士任南琪不止一(yi)次公開表明這一(yi)觀點。他提到的“灰”是指(zhi)污(wu)水(shui)(shui)處理(li)廠中的機械、設備等人(ren)工系統，“綠”則指(zhi)自然生態(tai)系統，能夠(gou)發(fa)揮凈(jing)化作用。

“‘灰(hui)綠結(jie)合(he)’并非(fei)新事物。過去，我(wo)們(men)(men)的(de)(de)祖(zu)先就(jiu)是靠(kao)自(zi)(zi)然(ran)(ran)系統的(de)(de)自(zi)(zi)凈(jing)能力來(lai)處理污水(shui)。我(wo)們(men)(men)建設污水(shui)處理廠的(de)(de)初衷(zhong)是彌補自(zi)(zi)然(ran)(ran)生態系統凈(jing)化(hua)能力的(de)(de)不足，而不是將之全盤否(fou)定。但隨著工業化(hua)發展，人們(men)(men)逐漸把自(zi)(zi)然(ran)(ran)生態系統這一‘綠色(se)’手段遺忘(wang)了，反而過度依賴污水(shui)處理廠消耗資源、能源的(de)(de)‘灰(hui)色(se)’手段。‘灰(hui)綠結(jie)合(he)’的(de)(de)理念就(jiu)是要扭轉這一現象。”任南琪進(jin)一步闡釋(shi)。

實際(ji)上，自然生態(tai)系統對污水中氮、磷(lin)(lin)的(de)(de)(de)(de)去(qu)除效率非(fei)常高(gao)。任(ren)南琪告訴記者：“自然生態(tai)系統的(de)(de)(de)(de)優(you)勢恰恰是污水處(chu)理(li)廠的(de)(de)(de)(de)缺(que)陷所(suo)在。目前，污水處(chu)理(li)廠對于水中總(zong)氮的(de)(de)(de)(de)高(gao)標準(zhun)去(qu)除沒有技(ji)術支撐(cheng)。另外，只要(yao)(yao)向污水中投藥，便可以將磷(lin)(lin)數(shu)值降到很低。但從全生命(ming)周期碳(tan)(tan)足跡來看(kan)，投藥本身就會產生碳(tan)(tan)排放。如果把氮和磷(lin)(lin)交(jiao)給自然生態(tai)系統處(chu)理(li)，既能達到極高(gao)的(de)(de)(de)(de)水質標準(zhun)，又(you)可以降低碳(tan)(tan)排放量(liang)。要(yao)(yao)實現這一目標的(de)(de)(de)(de)前提，是構建起包含挺水植物(wu)、沉水植物(wu)的(de)(de)(de)(de)完整生態(tai)塘系統。”

“過去，污(wu)水(shui)處理(li)行業一(yi)直將(jiang)‘減污(wu)’作為關注重點，現(xian)在(zai)已經到了減污(wu)降碳(tan)協同(tong)階段(duan)。未來，不斷(duan)提高污(wu)水(shui)處理(li)排放標準并非大勢(shi)所趨，污(wu)水(shui)處理(li)領域的高質量發展要走生(sheng)態優先(xian)、節約(yue)集(ji)約(yue)、綠(lv)色低碳(tan)的道路。‘灰’會產(chan)碳(tan)，但(dan)‘綠(lv)’又能形成碳(tan)匯(hui)，二者結合，將(jiang)更好(hao)地推動污(wu)水(shui)處理(li)行業實現(xian)碳(tan)中和。”任南琪說。

研發碳中和輔助技術

在任南琪看來，污(wu)水處理行業要實現減污(wu)降碳協同，研發碳中和輔助(zhu)技術是另一突破點。

“當前，我國污(wu)(wu)水處(chu)理(li)系統的(de)構筑物(wu)、裝備還(huan)不夠節碳(tan)，今后(hou)要加(jia)大力度研發(fa)污(wu)(wu)水處(chu)理(li)減污(wu)(wu)降碳(tan)技(ji)術。比(bi)如，污(wu)(wu)泥(ni)處(chu)理(li)后(hou)產生的(de)沼氣可用(yong)于熱電(dian)聯產，包括對于風電(dian)、光(guang)能和(he)污(wu)(wu)水源熱泵的(de)利用(yong)。將這些相當成熟的(de)技(ji)術引入污(wu)(wu)水處(chu)理(li)廠，可以大大減少(shao)其碳(tan)排放。”任南(nan)琪說。

2023年(nian)12月，國(guo)家發展改(gai)革委、住(zhu)房(fang)和城鄉建設部(bu)、生態環境部(bu)聯合印發《關于(yu)推進污水處理減污降碳協同增效(xiao)的實施意見(jian)》，上(shang)述多項(xiang)技術在其中(zhong)得到明確(que)。

“值得注意的(de)是，污水源熱泵的(de)利用價(jia)值非常高(gao)。”任南琪介(jie)紹，污水處理廠(chang)最大的(de)資源就是污水，污水處理廠(chang)通過(guo)能量(liang)回收，一方面(mian)可以實現(xian)自(zi)身碳中和，甚至形成碳匯(hui)交易盈余；另一方面(mian)能向廠(chang)外近距離供熱（冷）。

“有了這一(yi)資源，我(wo)們(men)不必到地(di)下(xia)取(qu)地(di)熱(re)源，污(wu)水源可(ke)以(yi)直接產生熱(re)能。根據我(wo)們(men)在哈爾濱一(yi)家污(wu)水處(chu)理廠的研究案例核算，如果(guo)將污(wu)水源熱(re)泵的熱(re)源合理利用，將有可(ke)能解決我(wo)國北方(fang)寒冷地(di)區的冬季(ji)采暖(nuan)，南方(fang)地(di)區幾乎全(quan)年的供冷需求(qiu)，這將帶來(lai)很(hen)大(da)的碳減排。”任南琪說。

以數(shu)字化(hua)技術助(zhu)力碳減排

構建面(mian)向美麗(li)中國(guo)的現(xian)代環境治(zhi)理(li)體系，離不(bu)開(kai)人工智(zhi)能(neng)等數(shu)(shu)字(zi)化(hua)(hua)技(ji)術(shu)(shu)的應用。任(ren)南琪(qi)認為(wei)，通(tong)過智(zhi)能(neng)化(hua)(hua)、數(shu)(shu)字(zi)化(hua)(hua)技(ji)術(shu)(shu)助(zhu)力碳減排，是(shi)污水(shui)處(chu)理(li)行業必須應對的問題。例如，污水(shui)處(chu)理(li)廠的曝氣(qi)工序耗能(neng)非常(chang)大(da)，依托數(shu)(shu)字(zi)化(hua)(hua)技(ji)術(shu)(shu)實現(xian)精準曝氣(qi)、控(kong)制(zhi)、投藥，可以減少能(neng)源(yuan)、資源(yuan)消耗，碳排放量也會自然而然減少。

目前，我國(guo)污水(shui)處理行(xing)業在數(shu)(shu)字化方面還有(you)很(hen)大發(fa)展空間。盡管有(you)些污水(shui)處理廠已經(jing)建(jian)(jian)立(li)了智慧管控(kong)平(ping)臺(tai)，但這種管控(kong)缺乏對(dui)數(shu)(shu)據的(de)采集和對(dui)數(shu)(shu)據庫(ku)的(de)構建(jian)(jian)，輕基礎、重前臺(tai)。“平(ping)臺(tai)的(de)前臺(tai)很(hen)美觀，但很(hen)少(shao)對(dui)監(jian)測(ce)結果開展數(shu)(shu)字化分析和規(gui)劃(hua)，沒有(you)真正運用(yong)大數(shu)(shu)據技術。”任南琪(qi)表(biao)示。

“數(shu)(shu)據(ju)(ju)是非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)(yao)的(de)生產要(yao)(yao)素，誰拿到(dao)(dao)了數(shu)(shu)據(ju)(ju)就拿到(dao)(dao)了資產。污(wu)水處(chu)(chu)理(li)廠要(yao)(yao)走數(shu)(shu)字化(hua)(hua)道(dao)路(lu)(lu)，實時的(de)數(shu)(shu)據(ju)(ju)監測(ce)、采集非(fei)常(chang)必要(yao)(yao)。而數(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)采集首先要(yao)(yao)研發(fa)很多(duo)儀(yi)器(qi)、儀(yi)表(biao)，同時要(yao)(yao)厘清(qing)數(shu)(shu)據(ju)(ju)采集點在(zai)什么地方、應該如何采集、什么樣的(de)數(shu)(shu)據(ju)(ju)才(cai)是我(wo)們(men)需要(yao)(yao)的(de)等(deng)(deng)問(wen)題。此外，要(yao)(yao)強化(hua)(hua)數(shu)(shu)據(ju)(ju)清(qing)洗、機(ji)器(qi)學習等(deng)(deng)技術，這(zhe)些還需要(yao)(yao)IT領(ling)域(yu)專家的(de)支持(chi)。所以(yi)我(wo)國污(wu)水處(chu)(chu)理(li)系統的(de)智慧化(hua)(hua)還有很長的(de)路(lu)(lu)要(yao)(yao)走。”任南琪說(shuo)。

污(wu)水處(chu)理(li)(li)行業(ye)邁(mai)向減污(wu)降碳(tan)協(xie)同增效，理(li)(li)論上(shang)要有突(tu)破，技術上(shang)要有創新(xin)，最終要落(luo)(luo)腳到(dao)作為(wei)創新(xin)主體的(de)污(wu)水處(chu)理(li)(li)企(qi)(qi)業(ye)。“相關部門應(ying)該(gai)幫助企(qi)(qi)業(ye)意識到(dao)減污(wu)降碳(tan)協(xie)同增效的(de)重要性。同時，科(ke)研(yan)人員應(ying)該(gai)在研(yan)發(fa)綠色(se)低碳(tan)的(de)污(wu)水處(chu)理(li)(li)系統方面作出貢獻，加速形成污(wu)水處(chu)理(li)(li)領域(yu)的(de)新(xin)質(zhi)生(sheng)產(chan)力。既然我提(ti)出了‘灰綠結合’，我也將把(ba)這一理(li)(li)念落(luo)(luo)實到(dao)污(wu)水處(chu)理(li)(li)單元的(de)研(yan)究(jiu)上(shang)。”任(ren)南琪說(shuo)。

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