Valuing Water 發現水的價值--寫在2021世界水日

時間：2021-03-22 11:46:31 來源：IWA國際水協會 作者：王丹

2021年世界水日的主題是Valuing Water。據世界銀行統計，全球每年因供水和衛生服務不足而造成的經濟損失高達2500億美元；每年有67.5萬人因水質差、環境衛生差和個人衛生差而過早死亡，在一些國家造成的損失高達國內生產總值的7%。在過去很長時間里，一些水管理者認為當地的水資源狀況和需求狀況在長期上將保持相對穩定。如果他們設計的水系統能滿足當前的需求條件，它也將能基本滿足未來的用水需求。然而，全球氣候變化正在打破預期的均衡，讓之前的假定很多將不再成立。如果我們不采取任何行動，可用的水資源很可能將被人類以一種不可持續的方式耗盡，而因水引發的危機將把很多國家推向貧窮、動蕩的深淵。

人口快速增長導致用水需求不斷上升，加上氣候變化、極端天氣帶來的洪水和干旱等極端氣候事件考驗著許多供水系統的韌性，暴露了那些依照傳統思路打造的水系統的不足。水危機在促使人們改變傳統的水資源治理觀念。我們需要踐行循環經濟和可持續發展的理念，借助創新技術和管理模式，發現并珍視不同形式水所蘊含的價值。

非傳統水資源的開發利用

地球有71%的面積被海洋覆蓋，海水在全球水資源總量中的占比高達97.5%。在常規淡水資源受限的情況下，如何用好海水成為了很多缺水國家保障供水安全的關鍵。2006年澳大利亞在珀斯建成了全國第一座大型海水淡化廠，目前全澳有30多座海淡廠。能耗是海水淡化的最大成本單元，為了實現可持續發展，澳大利亞的很多海淡廠都采用風能和太陽能供能，其中維多利亞州的海淡廠更是實現了100%利用可再生能源。海水同樣在為干旱缺水的中東“止渴”。紅海和波斯灣地區的海水鹽度很高，并且由于處于產油地區經常含有油脂類污染物。針對這種狀況，沙特阿拉伯的Al Khafji海水淡化廠采用了DAF溶氣氣浮+UF超濾作為預處理以去除初始進水中的油脂等固體污染物，并為該地區專門研發了耐鹽、抗污堵的新型納米反滲透膜，保證了高品質的出水；水廠還有配有能量回收和太陽能光伏發電系統，滿足了運營所需的全部能耗需求。

污水資源化

除了海水，污水的價值也正在被重新認識。我們的城市每天都會產生大量的生活污水和工業廢水。在過去很長時間里，污水廠被放置于城市水系統的末端，被動地接收污染物，然后以能耗換水質的方式處理污水。但是污水中實際蘊藏著大量的潛在資源。污水中能回收清潔水、熱能、電能、氮磷等營養物質以及其他高附加值材料。比利時根特大學的Willy Verstraete教授就曾算過一筆帳，污水廠能從每人一年產生的污水中回收價值80歐元的資源。

美國加州橙縣的GWRS項目世界上最大的再生水用于生態補給和間接用于飲用的污水回用項目。結合了微濾、反滲透和紫外線-過氧化氫的三段工藝對污水廠二級出水進行深度處理，出產的高品質再生水被回注到地下含水層，之后被用于居民的飲用水供應，解決了近90萬人的用水需求。德國慕尼黑工業大學的研究團隊在對再生水廠的能耗和碳排放進行研究時發現，結合了厭氧膜生物反應器（AnMBR）、部分亞硝化/厭氧氨氧化（PN/A）、耦合好氧-缺氧氮分解（CANDO）等工藝的再生水處理方案還有進一步降低能耗和溫室氣體排放的潛力，讓污水回用變得更有市場競爭力。

除了回用水，污水廠還能變身成為能源和資源的工廠。污水廠的剩余污泥通過熱水解和厭氧消化可以生產生物沼氣，為水廠供能；另一方面，經過熱水解高溫處理后污泥中的有害病原體被殺死，保留的氮磷等營養物質可以讓污泥變身成為高效的土壤改良劑。美國DC Water就將經處理的污泥作為化肥產品推出市場，污泥的資源化和產品化使其由原來的負資產轉化成為了現在的正資產。

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