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(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院特聘教授曲久輝，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授王凱軍，中國人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授王洪臣，清華大學(xué)環(huán)境學(xué)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(xué)技術(shù)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系教授俞漢青等6位專(zhuān)家在中國環(huán)境報首發(fā)《建設面向未來(lái)的中國污水處理概念廠(chǎng)》一文，第一次向全社會(huì )傳遞了未來(lái)有引領(lǐng)性的污水處理廠(chǎng)應該“水質(zhì)永續、能量自給、資源循環(huán)、環(huán)境友好”，設想用5年左右時(shí)間，建設一座（批）面向2030-2040年、具備一定規模的城市污水處理廠(chǎng)。自此，建設面向未來(lái)的中國污水處理概念廠(chǎng)的想法在業(yè)界引起強烈反響。
2014年-2021年，7年過(guò)去了，幾經(jīng)曲折后污水處理概念廠(chǎng)已見(jiàn)雛形，承載概念夢(mèng)想的宜興概念廠(chǎng)將于今年年中建成投運。
7年間，通過(guò)探索與實(shí)踐，中國城市污水處理概念廠(chǎng)專(zhuān)家委員會(huì )（以下簡(jiǎn)稱(chēng)專(zhuān)委會(huì )）對概念廠(chǎng)的認知不斷深化，追求“水質(zhì)永續、能量自給、資源循環(huán)、環(huán)境友好”仍是初心，構造城鄉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(zhuān)委會(huì )專(zhuān)家從6位增加到9位，中國工程院院士、南京大學(xué)環(huán)境學(xué)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(xué)環(huán)境與土木工程學(xué)院教授李激等加入，共同推動(dòng)概念廠(chǎng)理念再升華、科技再進(jìn)步、模式再優(yōu)化、推廣再加速。
今天，9位專(zhuān)家再次共同執筆，總結7年來(lái)研討考察、協(xié)同攻關(guān)、方案制定、工程實(shí)踐的經(jīng)驗、收獲和思考，向行業(yè)和社會(huì )做出匯報，把論文寫(xiě)在祖國的大地上。
從“十二五”中期到“十三五”末，7年多時(shí)間里，中國城市污水處理概念廠(chǎng)專(zhuān)家委員會(huì )（以下簡(jiǎn)稱(chēng)專(zhuān)委會(huì )）在持續推進(jìn)概念廠(chǎng)事業(yè)。如今取得階段性進(jìn)展，“十四五”開(kāi)局之年，代表事業(yè)初心的宜興概念廠(chǎng)也即將建成投運。
一切過(guò)往，皆為序章，過(guò)往的探索實(shí)踐及面向未來(lái)的新認知值得總結，我們希望與行業(yè)和社會(huì )共同分享，以期廣泛凝聚力量，以概念廠(chǎng)為抓手，共同推動(dòng)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(chǎng)追求“水質(zhì)永續、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)內專(zhuān)家學(xué)者組建中國城市污水處理概念廠(chǎng)專(zhuān)家委員會(huì )，期望在已有多年積累且市場(chǎng)巨大的基礎上，我國的污水處理行業(yè)在國際上快速實(shí)現從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的轉變。
如何實(shí)現“領(lǐng)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(wèn)題，專(zhuān)委會(huì )幾經(jīng)醞釀，提出了“建設面向未來(lái)的中國城市污水處理概念廠(chǎng)”的構想。2014年1月初，專(zhuān)委會(huì )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(lái)有引領(lǐng)性的污水處理廠(chǎng)，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(shí)現可持續發(fā)展。”這是概念廠(chǎng)事業(yè)的初心，這一理念和追求可以概括為“水質(zhì)永續、能量自給、資源循環(huán)、環(huán)境友好”（即“四個(gè)追求”）。
7年多來(lái)，專(zhuān)委會(huì )匯聚全球認知和主要技術(shù)資源，協(xié)同國內多家機構，歷經(jīng)研討交流、參觀(guān)考察、協(xié)同攻關(guān)、方案制訂、工程實(shí)踐、社會(huì )反饋，初步完成了一輪從理念到技術(shù)，從工程建設示范再到獲得社會(huì )反饋的過(guò)程。而專(zhuān)委會(huì )本身也在擴大。
7年前概念廠(chǎng)構想提出，對環(huán)保行業(yè)產(chǎn)生了較大影響，推動(dòng)行業(yè)形成了向前看的趨勢，并由此產(chǎn)生出“未來(lái)水廠(chǎng)”、“生態(tài)再生水廠(chǎng)”、“生態(tài)綜合體”、“藍色焚燒”等相關(guān)概念。
這期間，2018年河南水利投資集團和中持水務(wù)公司在河南睢縣進(jìn)行了一次有益嘗試，以概念廠(chǎng)探討過(guò)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(chǎng)，打造出一個(gè)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(lái)國內一批污水處理廠(chǎng)建設，已經(jīng)在“四個(gè)追求”上展開(kāi)不同程度的探索，向行業(yè)展現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(xué)術(shù)界和工程技術(shù)界，認為概念廠(chǎng)是中國追求污水處理技術(shù)領(lǐng)先的重要標志，始終跟蹤、關(guān)注著(zhù)概念廠(chǎng)進(jìn)展并給予熱情幫助。
從最初單純對污水處理廠(chǎng)的關(guān)注到綠色環(huán)境基礎設施的理念，從水質(zhì)永續到污水資源化，從能量自給到低碳發(fā)展，從環(huán)境友好到城鄉共享新空間……概念廠(chǎng)的構想，隨著(zhù)國家大力推進(jìn)生態(tài)文明建設的戰略不斷深化，隨著(zhù)污染防治攻堅戰的深入推進(jìn)，概念廠(chǎng)的實(shí)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(shí)向行業(yè)呈現，以求共同推進(jìn)再出發(fā)。
7年探索與實(shí)踐
從規劃設計到破土動(dòng)工，宜興概念廠(chǎng)將重新定義污水處理廠(chǎng)功能及與城鄉關(guān)系
7年間，幾經(jīng)曲折，首座污水處理概念廠(chǎng)將在江蘇宜興建成。期間，光設計方案就歷時(shí)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(lái)。
那么，宜興概念廠(chǎng)能否實(shí)現當初的構想？
2014年1月在中國環(huán)境報發(fā)表文章之初，專(zhuān)委會(huì )集中3天時(shí)間，系統討論了概念廠(chǎng)事業(yè)的追求、使命、職責、組織方法和總體規劃。
開(kāi)始的兩年，專(zhuān)委會(huì )以概念廠(chǎng)理念深化和技術(shù)方向把握為工作重心，密集組織了一系列交流研討活動(dòng)。一方面 “走出去”，對全球20個(gè)技術(shù)領(lǐng)先的污水處理廠(chǎng)進(jìn)行了深入考察，對全球污水處理理念、方向、規劃、技術(shù)和工程實(shí)踐，進(jìn)行了全方位的掃描與梳理，并將成果以白皮書(shū)的方式與行業(yè)分享。
一方面“請進(jìn)來(lái)”，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(xué)者來(lái)華深度交流。這期間，概念廠(chǎng)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(jìn)行了系統性的評估、研究、小試及中試，對概念廠(chǎng)的技術(shù)路線(xiàn)進(jìn)行了多路徑探索。
從北京到宜興。隨著(zhù)理念和技術(shù)探索深入展開(kāi)，專(zhuān)委會(huì )開(kāi)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(huì )的積極推動(dòng)下，首座概念廠(chǎng)項目最終確定“落戶(hù)”。
概念廠(chǎng)是技術(shù)工程，更是一個(gè)社會(huì )工程。2015年中，專(zhuān)委會(huì )和宜興環(huán)科園舉辦了概念廠(chǎng)校園創(chuàng )意設計大賽，為后來(lái)的概念廠(chǎng)設計構想帶來(lái)了啟迪。
然而，概念廠(chǎng)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(zhù)概念廠(chǎng)的探索進(jìn)入了一個(gè)新階段。
2020年4月，宜興概念廠(chǎng)正式破土動(dòng)工，將于2021年年中全部建成投運。
宜興概念廠(chǎng)是第一個(gè)完整導入概念廠(chǎng)理念和追求的污水處理廠(chǎng)，將示范污水處理廠(chǎng)從污染物削減基本功能擴展至城市能源工廠(chǎng)、水源工廠(chǎng)、肥料工廠(chǎng)，進(jìn)而再發(fā)展為與城市和鄉村全方位融合、互利共生的新型環(huán)境基礎設施。
同時(shí)，概念廠(chǎng)將重新定義污水處理廠(chǎng)與城鄉的關(guān)系，向全社會(huì )清晰傳遞“污水是資源，污水處理廠(chǎng)是資源工廠(chǎng)”的理念，改變公眾對污水處理廠(chǎng)的固有體驗和認知。
匯聚新認知，形成再認識
概念廠(chǎng)是升級，追求資源效率，實(shí)現碳中和，構造城鄉共享新空間
概念廠(chǎng)始終是處于發(fā)展中的事業(yè)。7年多時(shí)間的持續思考與實(shí)踐，專(zhuān)委會(huì )在不斷碰撞中，也完成了一次對概念廠(chǎng)的再認識。
首先，概念廠(chǎng)是傳統污水處理廠(chǎng)的升級版產(chǎn)品。概念廠(chǎng)是行業(yè)一次系統的產(chǎn)品升級，表現為功能豐富、品質(zhì)改善和效能提高，同時(shí)將極大地提升社會(huì )體驗感。
概念廠(chǎng)將與總體環(huán)境相適應。一方面，要向環(huán)境提供可持續水質(zhì)。在較長(cháng)一個(gè)發(fā)展階段里，滿(mǎn)足區域水環(huán)境水生態(tài)修復、建設需求，支撐經(jīng)濟社會(huì )持續發(fā)展。另一方面，要協(xié)同治理污染，通過(guò)厭氧消化等協(xié)同處理工程，承擔區域有機廢棄物（生活垃圾、污泥、畜禽糞便等）處理，綜合考慮周邊環(huán)境需求，統籌解決治污問(wèn)題。
二是概念廠(chǎng)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生活生產(chǎn)和生態(tài)補給；產(chǎn)出的有機質(zhì)及氮磷等營(yíng)養物質(zhì)，可為周邊農業(yè)、種植業(yè)、園林景觀(guān)等提供品質(zhì)穩定的肥料，帶動(dòng)其向綠色發(fā)展的產(chǎn)業(yè)升級。同時(shí)，概念廠(chǎng)的規劃建設，應更加關(guān)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)文明建設的重要內容。不論是過(guò)程實(shí)踐還是未來(lái)目標，概念廠(chǎng)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(dòng)和示范作用。
三是概念廠(chǎng)要實(shí)現碳中和。污水處理廠(chǎng)是傳統耗能大戶(hù)，在處理環(huán)節也有溫室氣體排放，但其自身也具備節能降耗的巨大潛力。比如，概念廠(chǎng)自持豐富有機質(zhì)能和熱能，可實(shí)現節能降耗，再疊加周邊景觀(guān)綠化貢獻，能將碳中和付諸行動(dòng)。專(zhuān)委會(huì )也將盡快建立相關(guān)評估體系與標準，繪制路線(xiàn)圖。
四是概念廠(chǎng)將構造城鄉共享新空間。從單純實(shí)現環(huán)境友好到構造城鄉共享新空間，是對概念廠(chǎng)認識的又一重要深化。如何將環(huán)境基礎設施與城鄉生態(tài)、生產(chǎn)和生活的融合、互動(dòng)？
一方面，概念廠(chǎng)擁有并將產(chǎn)出多項重要生態(tài)要素，可以通過(guò)對農田的水肥供應構造城鄉生態(tài)綜合體，協(xié)同農業(yè)升級、反哺農村。另一方面，概念廠(chǎng)要對國土資源珍惜與善用，構造共享、互相促進(jìn)的城鄉空間是其重要的價(jià)值方向。概念廠(chǎng)可以作為城市功能性有機組成，建設體育館、圖書(shū)館、科創(chuàng )中心等公共設施。
在打造城鄉共享新空間的過(guò)程中，需要有新的設計體系和匹配的設計規范，但首先要釋放創(chuàng )造力，關(guān)注形式美感和建設升級。環(huán)境基礎設施應突破傳統市政范疇，主動(dòng)融合建筑、景觀(guān)、生態(tài)、環(huán)境等諸多要素，形成促進(jìn)城鄉交往，承載區域文化品味與產(chǎn)業(yè)特色的美好空間。
面向“十四五”、面向2030，概念廠(chǎng)向社會(huì )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(jià)值。
面向未來(lái)再出發(fā)
理念再升華、科技再進(jìn)步、模式再優(yōu)化、推廣再加速
過(guò)去7年，中國污水處理概念廠(chǎng)在打贏(yíng)污染防治攻堅戰、推進(jìn)生態(tài)文明建設的時(shí)代背景下誕生并演進(jìn)，已經(jīng)展現出面向未來(lái)的深遠意義。新起點(diǎn)眺望遠方，更需要我們堅定步伐、開(kāi)放務(wù)實(shí)、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(gè)追求”的再認識，重新闡釋概念廠(chǎng)理念：“水質(zhì)永續”應高度關(guān)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(wèn)題；賦予“能量自給”以“綠色能源”和“清潔轉化”等內涵；將提升“再生資源品質(zhì)”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”的民生與戰略層面，擴展對“環(huán)境友好”的認知及概念廠(chǎng)的服務(wù)空間。
科技再進(jìn)步。面向未來(lái)，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(guò)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(jià)物質(zhì)的高品質(zhì)再生及利用、“超級（super）處理廠(chǎng)”構建等新技術(shù)和新工藝，創(chuàng )建工程新范式，引領(lǐng)行業(yè)科技進(jìn)步，有力支撐概念廠(chǎng)理念實(shí)現。
模式再優(yōu)化。概念廠(chǎng)的建設模式應靈活、務(wù)實(shí)且具有彈性，可以通過(guò)對“四個(gè)追求”不同層次、側重的展現上，形成不同“版本”。未來(lái)，專(zhuān)委會(huì )將以更寬廣的視野，開(kāi)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(xiàn)國家和地區的污水處理需求。
推廣再加速。緊跟時(shí)代步伐，聚焦服務(wù)長(cháng)江大保護、黃河流域高質(zhì)量發(fā)展、深入打好污染防治攻堅戰等國家戰略，專(zhuān)委會(huì )力爭在未來(lái)5-8年、建設100座技術(shù)先進(jìn)、因地制宜、特色鮮明、模式多樣的污水處理概念廠(chǎng)，帶動(dòng)行業(yè)建設形態(tài)、工藝技術(shù)和標準規范的實(shí)質(zhì)性變革與升級。
站在新起點(diǎn)，可以預見(jiàn)概念廠(chǎng)在生態(tài)文明、美麗中國建設中新的事業(yè)圖景：“四個(gè)追求”的內涵將更加深刻豐富，污水處理工藝和工程將更加現代高效，模式將更加靈動(dòng)務(wù)實(shí)，對社會(huì )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(chǎng)將更多出現在美麗中國的大地上。
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