曲久輝 任洪強 王凱軍 王洪臣 余剛 柯兵 俞漢青 鄭興燦 李激
7年前的今天，2014年1月7日，中國工程院院士、中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員、清華大學環(huán)境學院特聘教授曲久輝，清華大學環(huán)境學院教授王凱軍，中國人民大學環(huán)境學院教授王洪臣，清華大學環(huán)境學院教授余剛，中國21世紀議程管理中心副主任柯兵，中國科學技術大學環(huán)境科學與工程系教授俞漢青等6位專家在中國環(huán)境報首發(fā)《建設面向未來的中國污水處理概念廠》一文，第一次向全社會傳遞了未來有引領性的污水處理廠應該“水質永續(xù)、能量自給、資源循環(huán)、環(huán)境友好”，設想用5年左右時間，建設一座（批）面向2030-2040年、具備一定規(guī)模的城市污水處理廠。自此，建設面向未來的中國污水處理概念廠的想法在業(yè)界引起強烈反響。
2014年-2021年，7年過去了，幾經(jīng)曲折后污水處理概念廠已見雛形，承載概念夢想的宜興概念廠將于今年年中建成投運。
7年間，通過探索與實踐，中國城市污水處理概念廠專家委員會（以下簡稱專委會）對概念廠的認知不斷深化，追求“水質永續(xù)、能量自給、資源循環(huán)、環(huán)境友好”仍是初心，構造城鄉(xiāng)共享新空間等成為新的認識。7年間，步履更加堅定，力量不斷壯大，專委會專家從6位增加到9位，中國工程院院士、南京大學環(huán)境學院教授任洪強，中國市政工程華北設計總院有限公司總工程師鄭興燦，江南大學環(huán)境與土木工程學院教授李激等加入，共同推動概念廠理念再升華、科技再進步、模式再優(yōu)化、推廣再加速。
今天，9位專家再次共同執(zhí)筆，總結7年來研討考察、協(xié)同攻關、方案制定、工程實踐的經(jīng)驗、收獲和思考，向行業(yè)和社會做出匯報，把論文寫在祖國的大地上。
從“十二五”中期到“十三五”末，7年多時間里，中國城市污水處理概念廠專家委員會（以下簡稱專委會）在持續(xù)推進概念廠事業(yè)。如今取得階段性進展，“十四五”開局之年，代表事業(yè)初心的宜興概念廠也即將建成投運。
一切過往，皆為序章，過往的探索實踐及面向未來的新認知值得總結，我們希望與行業(yè)和社會共同分享，以期廣泛凝聚力量，以概念廠為抓手，共同推動污水處理行業(yè)轉型升級，為綠色發(fā)展、生態(tài)文明和美麗中國建設做出貢獻。
回望初心
概念廠追求“水質永續(xù)、能量自給、資源循環(huán)、環(huán)境友好”
中國的污水處理能像中國高鐵一樣嗎？2013年年中，幾位業(yè)內(nèi)專家學者組建中國城市污水處理概念廠專家委員會，期望在已有多年積累且市場巨大的基礎上，我國的污水處理行業(yè)在國際上快速實現(xiàn)從“跟跑”到“領跑”的轉變。
如何實現(xiàn)“領跑”？面對全球污水處理發(fā)展的大趨勢，以及中國污水處理高速發(fā)展中存在的諸多問題，專委會幾經(jīng)醞釀，提出了“建設面向未來的中國城市污水處理概念廠”的構想。2014年1月初，專委會在中國環(huán)境報上發(fā)表同名文章。
“建設一座或一批對未來有引領性的污水處理廠，改變行業(yè)‘走一步看一步’、‘不斷打補丁’的做法，引導行業(yè)整體向前看，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。”這是概念廠事業(yè)的初心，這一理念和追求可以概括為“水質永續(xù)、能量自給、資源循環(huán)、環(huán)境友好”（即“四個追求”）。
7年多來，專委會匯聚全球認知和主要技術資源，協(xié)同國內(nèi)多家機構，歷經(jīng)研討交流、參觀考察、協(xié)同攻關、方案制訂、工程實踐、社會反饋，初步完成了一輪從理念到技術，從工程建設示范再到獲得社會反饋的過程。而專委會本身也在擴大。
7年前概念廠構想提出，對環(huán)保行業(yè)產(chǎn)生了較大影響，推動行業(yè)形成了向前看的趨勢，并由此產(chǎn)生出“未來水廠”、“生態(tài)再生水廠”、“生態(tài)綜合體”、“藍色焚燒”等相關概念。
這期間，2018年河南水利投資集團和中持水務公司在河南睢縣進行了一次有益嘗試，以概念廠探討過程中的早期方案為藍本，創(chuàng)造性建設了睢縣第三污水處理廠，打造出一個部分能量自給、功能和形態(tài)耳目一新的新型環(huán)境基礎設施。
近年來國內(nèi)一批污水處理廠建設，已經(jīng)在“四個追求”上展開不同程度的探索，向行業(yè)展現(xiàn)了污水處理設施的新形態(tài)。以國際水協(xié)為代表的國際學術界和工程技術界，認為概念廠是中國追求污水處理技術領先的重要標志，始終跟蹤、關注著概念廠進展并給予熱情幫助。
從最初單純對污水處理廠的關注到綠色環(huán)境基礎設施的理念，從水質永續(xù)到污水資源化，從能量自給到低碳發(fā)展，從環(huán)境友好到城鄉(xiāng)共享新空間……概念廠的構想，隨著國家大力推進生態(tài)文明建設的戰(zhàn)略不斷深化，隨著污染防治攻堅戰(zhàn)的深入推進，概念廠的實踐和認知，對行業(yè)具有重要的啟發(fā)和意義，即便目前還不夠成熟和完善，也希望及時向行業(yè)呈現(xiàn)，以求共同推進再出發(fā)。
7年探索與實踐
從規(guī)劃設計到破土動工，宜興概念廠將重新定義污水處理廠功能及與城鄉(xiāng)關系
7年間，幾經(jīng)曲折，首座污水處理概念廠將在江蘇宜興建成。期間，光設計方案就歷時兩年多，雖經(jīng)歷五易其稿，最后，設計方案還是被徹底顛覆、重頭再來。
那么，宜興概念廠能否實現(xiàn)當初的構想？
2014年1月在中國環(huán)境報發(fā)表文章之初，專委會集中3天時間，系統(tǒng)討論了概念廠事業(yè)的追求、使命、職責、組織方法和總體規(guī)劃。
開始的兩年，專委會以概念廠理念深化和技術方向把握為工作重心，密集組織了一系列交流研討活動。一方面 “走出去”，對全球20個技術領先的污水處理廠進行了深入考察，對全球污水處理理念、方向、規(guī)劃、技術和工程實踐，進行了全方位的掃描與梳理，并將成果以白皮書的方式與行業(yè)分享。
一方面“請進來”，先后邀請幾任國際水協(xié)主席及多位國際污水處理界頂級學者來華深度交流。這期間，概念廠工作團隊對包括厭氧氨氧化、新興污染物檢測與去除、高效磷回收等新工藝新裝備進行了系統(tǒng)性的評估、研究、小試及中試，對概念廠的技術路線進行了多路徑探索。
從北京到宜興。隨著理念和技術探索深入展開，專委會開始了選址研究和方案落地的嘗試。2015年10月，在宜興市政府和環(huán)科園管委會的積極推動下，首座概念廠項目最終確定“落戶”。
概念廠是技術工程，更是一個社會工程。2015年中，專委會和宜興環(huán)科園舉辦了概念廠校園創(chuàng)意設計大賽，為后來的概念廠設計構想帶來了啟迪。
然而，概念廠的工程設計并不容易。從2017年初到2019年底五易其稿后，最終于2020年初由北京市政院、素樸建筑工作室和清華同衡建筑院等合力完成，這標志著概念廠的探索進入了一個新階段。
2020年4月，宜興概念廠正式破土動工，將于2021年年中全部建成投運。
宜興概念廠是第一個完整導入概念廠理念和追求的污水處理廠，將示范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，進而再發(fā)展為與城市和鄉(xiāng)村全方位融合、互利共生的新型環(huán)境基礎設施。
同時，概念廠將重新定義污水處理廠與城鄉(xiāng)的關系，向全社會清晰傳遞“污水是資源，污水處理廠是資源工廠”的理念，改變公眾對污水處理廠的固有體驗和認知。
匯聚新認知，形成再認識
概念廠是升級，追求資源效率，實現(xiàn)碳中和，構造城鄉(xiāng)共享新空間
概念廠始終是處于發(fā)展中的事業(yè)。7年多時間的持續(xù)思考與實踐，專委會在不斷碰撞中，也完成了一次對概念廠的再認識。
首先，概念廠是傳統(tǒng)污水處理廠的升級版產(chǎn)品。概念廠是行業(yè)一次系統(tǒng)的產(chǎn)品升級，表現(xiàn)為功能豐富、品質改善和效能提高，同時將極大地提升社會體驗感。
概念廠將與總體環(huán)境相適應。一方面，要向環(huán)境提供可持續(xù)水質。在較長一個發(fā)展階段里，滿足區(qū)域水環(huán)境水生態(tài)修復、建設需求，支撐經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展。另一方面，要協(xié)同治理污染，通過厭氧消化等協(xié)同處理工程，承擔區(qū)域有機廢棄物（生活垃圾、污泥、畜禽糞便等）處理，綜合考慮周邊環(huán)境需求，統(tǒng)籌解決治污問題。
二是概念廠應注重循環(huán)，追求資源效率。將污水和有機物的資源化和資源效率提到盡可能高的水平。比如，其產(chǎn)出的水資源，可以因地制宜、最大限度地應用于城鄉(xiāng)生活生產(chǎn)和生態(tài)補給；產(chǎn)出的有機質及氮磷等營養(yǎng)物質，可為周邊農(nóng)業(yè)、種植業(yè)、園林景觀等提供品質穩(wěn)定的肥料，帶動其向綠色發(fā)展的產(chǎn)業(yè)升級。同時，概念廠的規(guī)劃建設，應更加關注土地增值與土地高效利用。
我國人均資源擁有量低，如何注重資源循環(huán)、提高資源利用效率是生態(tài)文明建設的重要內(nèi)容。不論是過程實踐還是未來目標，概念廠都將把注重循環(huán)、追求資源效率作為重要發(fā)展方向，并希望發(fā)揮對其他行業(yè)的帶動和示范作用。
三是概念廠要實現(xiàn)碳中和。污水處理廠是傳統(tǒng)耗能大戶，在處理環(huán)節(jié)也有溫室氣體排放，但其自身也具備節(jié)能降耗的巨大潛力。比如，概念廠自持豐富有機質能和熱能，可實現(xiàn)節(jié)能降耗，再疊加周邊景觀綠化貢獻，能將碳中和付諸行動。專委會也將盡快建立相關評估體系與標準，繪制路線圖。
四是概念廠將構造城鄉(xiāng)共享新空間。從單純實現(xiàn)環(huán)境友好到構造城鄉(xiāng)共享新空間，是對概念廠認識的又一重要深化。如何將環(huán)境基礎設施與城鄉(xiāng)生態(tài)、生產(chǎn)和生活的融合、互動？
一方面，概念廠擁有并將產(chǎn)出多項重要生態(tài)要素，可以通過對農(nóng)田的水肥供應構造城鄉(xiāng)生態(tài)綜合體，協(xié)同農(nóng)業(yè)升級、反哺農(nóng)村。另一方面，概念廠要對國土資源珍惜與善用，構造共享、互相促進的城鄉(xiāng)空間是其重要的價值方向。概念廠可以作為城市功能性有機組成，建設體育館、圖書館、科創(chuàng)中心等公共設施。
在打造城鄉(xiāng)共享新空間的過程中，需要有新的設計體系和匹配的設計規(guī)范，但首先要釋放創(chuàng)造力，關注形式美感和建設升級。環(huán)境基礎設施應突破傳統(tǒng)市政范疇，主動融合建筑、景觀、生態(tài)、環(huán)境等諸多要素，形成促進城鄉(xiāng)交往，承載區(qū)域文化品味與產(chǎn)業(yè)特色的美好空間。
面向“十四五”、面向2030，概念廠向社會貢獻的將不僅是污染治理，也不止于污染治理方式，更要貢獻環(huán)境創(chuàng)造、建設美麗中國的價值。
面向未來再出發(fā)
理念再升華、科技再進步、模式再優(yōu)化、推廣再加速
過去7年，中國污水處理概念廠在打贏污染防治攻堅戰(zhàn)、推進生態(tài)文明建設的時代背景下誕生并演進，已經(jīng)展現(xiàn)出面向未來的深遠意義。新起點眺望遠方，更需要我們堅定步伐、開放務實、凝心聚力，與行業(yè)一起再出發(fā)。
理念再升華。面對新冠疫情的全球暴發(fā)、碳中和的國際承諾、全球環(huán)境治理的大勢，都要求深化對“四個追求”的再認識，重新闡釋概念廠理念：“水質永續(xù)”應高度關注影響人民生命健康安全的病源微生物控制、導致氣候變化的溫室氣體排放控制等新問題；賦予“能量自給”以“綠色能源”和“清潔轉化”等內(nèi)涵；將提升“再生資源品質”和“再利用增值”作為“資源循環(huán)”的更高目標；從“人民群眾獲得感”和“美麗中國建設”的民生與戰(zhàn)略層面，擴展對“環(huán)境友好”的認知及概念廠的服務空間。
科技再進步。面向未來，將聚力水環(huán)境科技優(yōu)勢資源，研發(fā)突破水中有毒物和氮磷等極限去除、污水處理全過程碳中和、突發(fā)性和未知性病毒等病原微生物滅活與阻控、水中有價物質的高品質再生及利用、“超級（super）處理廠”構建等新技術和新工藝，創(chuàng)建工程新范式，引領行業(yè)科技進步，有力支撐概念廠理念實現(xiàn)。
模式再優(yōu)化。概念廠的建設模式應靈活、務實且具有彈性，可以通過對“四個追求”不同層次、側重的展現(xiàn)上，形成不同“版本”。未來，專委會將以更寬廣的視野，開展更廣泛的合作，優(yōu)化建設模式，使之更加適用于中國，乃至“一帶一路”沿線國家和地區(qū)的污水處理需求。
推廣再加速。緊跟時代步伐，聚焦服務長江大保護、黃河流域高質量發(fā)展、深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)等國家戰(zhàn)略，專委會力爭在未來5-8年、建設100座技術先進、因地制宜、特色鮮明、模式多樣的污水處理概念廠，帶動行業(yè)建設形態(tài)、工藝技術和標準規(guī)范的實質性變革與升級。
站在新起點，可以預見概念廠在生態(tài)文明、美麗中國建設中新的事業(yè)圖景：“四個追求”的內(nèi)涵將更加深刻豐富，污水處理工藝和工程將更加現(xiàn)代高效，模式將更加靈動務實，對社會的貢獻將更加擴展深入，同行的伙伴隊伍將更加壯大，理念將更加深入人心……概念廠將更多出現(xiàn)在美麗中國的大地上。
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