执六载积淀,汇顶层设计,聚行业之力,纳八方之言,“第六届中国水业院士论坛”4月16日在北京友谊宾馆隆重召开。8位中国工程院院士、8位相关部委领导与专家,以“水安全科技创新”为主题,围绕供水安全、
海绵城市、水污染治理等专题,高视角解读行业政策,多维度剖析行业趋势。千余人参加盛会,领略水业顶级专家风采,见证水业发展。
专家主题报告
李圭白 中国工程院院士 哈尔滨工业大学教授
主题报告:关于创新与地下水除铁除锰技术发展的若干思考
首先阐述我国地下水除铁技术发展中锰砂接触氧化除铁的研发及铁质活性滤膜催化作用的发现,从而提出铁质活性滤膜接触氧化除铁工艺,并针对生产问题不断创新,提出“培养滤膜”、“保护滤膜”、人造锈砂等技术。在我国除锰技术发展中发现自然生成的锰质活性滤膜具有催化作用的现象,并在许多生产实践和模型试验基础上提出了锰质活性滤膜接触氧化除锰工艺,该工艺在生产中得到大量成功应用。关于其除锰机理,20世纪七八十年代认为是化学机理,后来提出了生物机理,还有认为两种机理共同作用。锰质活性滤膜除锰虽有大量成功实例,也有出水锰不达标的实例,表明除锰技术还是不够成熟,应在总结大量生产实践经验基础上,不断发现问题、提出问题、解决问题,进而不断创新,使之成熟起来。李院士报告提出了若干问题供思考:锰质活性滤膜的自然生成和接种生成问题、二价锰对锰质活性滤膜的污染问题、关于曝气装置的选型问题、关于滤速和水质变化影响问题、关于锰质活性滤膜成熟前的出水水质问题、关于地下水除铁除锰工艺采用单级过滤还是两级过滤问题、关于单级过滤与两级过滤除铁除锰的风险分析、关于除铁除锰工艺的选择—安全性和经济性的平衡问题等。
任南琪 中国工程院院士院士 哈尔滨工业大学副校长
主题报告:
海绵城市建设思路与对策
一、目前我国城市水面临的重大问题和需求
随着我国社会经济快速发展,城市水安全与水环境问题日益严峻,资源环境约束不断加剧,目前各城市都面临着水安全风险、水生态破坏、水资源短缺、水环境污染等多重问题,并且相互交织在一起。针对这一现状,习近平总书记2013年12月12日在《中央城镇化工作会议》作出重要指示,要求“城市规划建设的每个细节都要考虑对自然的影响,更不要打破自然系统。比如,在提升城市排水系统时要优先考虑把有限的雨水留下来,优先考虑更多利用自然力量排水,建设自然积存、自然渗透、自然净化的‘
海绵城市’。”
二、国外一些成功的经验
1. 美国的“低影响开发”以及“绿色基础设施”
2. 英国的“可持续城市排水系统”
3. 澳大利亚的“水敏城市设计”
国外的理念都是主要以解决城市暴雨涝灾、雨水收集、景观美化等为主的城市开发与设计内涵,而我国面临着更加严峻的挑战:经济快速增长的背后付出了惨重的环境恶化代价!城市化进程加快带来城市(水)规划缺失严重!因此,我国的
海绵城市建设面临着多重任务。
三、我国
海绵城市建设思路与规划
城市水规划严重缺失:以系统工程思路抓城市水——国家行动和重大需求。应以国务院办公厅关于推进
海绵城市建设的指导意见(国办发〔2015〕75号)作为指导。
目标:加快推进
海绵城市建设,修复城市水生态、涵养水资源,增强城市防涝能力,扩大公共产品有效投资,提高新型城镇化质量,促进人与自然和谐发展。
工作目标:通过
海绵城市建设,综合采取“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施,最大限度地减少城市开发建设对生态环境的影响,将70%的降雨就地消纳和利用。
由于中国目前面临的特定发展时期,以及城市水资源与水环境状况,“
海绵城市建设”应符合中国国情!
四、
海绵城市建设方略
1. 城市水系统规划:以“自然”为先导,以“循环”为关键,以“功能”为切入点。
2. 海绵设施的功能―低影响开发理念:构建“渗、滞、蓄、净、用、排”技术体系,解决城市主城区逢雨必涝、地下水缺乏补水、城市水体缺乏生态补水等问题。针对新城区和老城区,因地制宜地提出解决方案。
3. 城市黑臭水体改善与自然生态修复:杜绝污水直排进入城市水体,实现污水全部截流。新建城区实现雨污分流制,旧城区主要区域逐渐实现雨污分流制。
4. 转变污水处理厂系统管理理念:污水处理厂排放标准应适应“多目标与功能需求”(fit for purpose),实现低耗、资源化和能源化污水处理厂,以及污水回用、生态补水、农田灌溉等。
五、政府应发挥的作用
1. 创建智慧城市水系统:基于水资源与安全,针对饮用水源、自来水厂、污水处理厂、河道断面、湿地、地下水以及分流制雨水管道初雨等,基于互联网+城市水系统,建立水资源自然循环和社会循环的系统仿真与优化,实现监控点诊断、控制、应急决策,并发挥物联网作用保障公众知情权和监督权。
2. 城市水系统综合整治对策:建设理念:源头减排、过程控制、系统治理、功能净化、生态修复、健康循环。
实现目标:水资源、水环境、水生态、水安全、水文化。
实施途径:政府主去哦导、规划引领、生态优先、安全为重、因地制宜、统筹建设。
3.
海绵城市建设及水系统综合整治组织机构与实施。
4. 当前还面临的问题:需要进一步明确和完善
海绵城市建设内涵与对策,避免给城市水系统建设与发展带来后遗症;应制定和完善相应的城市规划设计与基本建设开发规范及法律;应结合中国特色进一步完善政府和社会资本合作(PPP)的投融资模式、特许经营模式与权责利管理机制等。
张杰 中国工程院院士 哈尔滨工业大学教授
主题报告:极端天气与城市内涝
降雨是水文循环的环节,水资源之源头,也是清洁丰富水环境的基础。雨洪是自然规律的使然,人类与雨洪的共存是数千年人类生存历史的经验,只有这样人类社会才能持续发展。因此在城市建设中,恢复城市雨水自然循环的通道,留有雨水自然渗水、调节、排泄的通道,是人类与雨洪共存的基本方法。我们要保护城市的绿地、树林、湿地,要结合景观保护自然水域,建设和改造人行道,停车场等为透水性地面,收集屋面雨水通过水落管进入渗水井,使更多雨水渗入地下;提高雨水道设计溢流重现周期P,合流雨水道稀释倍数n0至《室外排水设计规范GB540014-2006 2014版》所定数值或其之上,达到应有的水平;加强维护管理,超强发挥现有雨水排除系统的功能;在特大城市据实际需求,建设地下雨水调节池和深层隧道,以解决雨水道输水能力的不足,防止水浸和内涝,解决初雨、合流溢流污水对自然水体的污染,维护清洁的水环境;在雨水溢流口、中间提升泵站和污水处理厂建立溢流污水处理设施,最大限度地减轻溢流污染;分流制地区采取切实消减初雨污染的措施;强化防涝工程系统的管理,加强民众防灾减灾的组织和意识。
彭永臻 中国工程院院士 北京工业大学教授
主题报告:污水脱氮除磷研究的新进展--短程反硝化+厌氧氨氧化
短程反硝化是指将硝态氮NO3-还原控制到以亚硝态氮NO2-为终产物的过程,是获取厌氧氨氧化所需电子供体亚硝态氮的另一种重要途径。制约厌氧氨氧化技术广泛应用的瓶颈问题是亚硝态氮的稳定获取,此外,其出水往往含有大于进水总氮11%的硝态氮。另外,含高浓度硝态氮的工业废水的还原处理需要消耗大量有机碳源,并产生大量剩余污泥,而传统短程硝化+厌氧氨氧化方法并不能对硝态氮废水有效处理。
本研究在2013年首次发现了短程反硝化过程,其能将80%以上初始NO3-转化为NO2-,并在长期试验中实现了短程反硝化菌的富集与短程反硝化过程的稳定维持。在此基础上,针对高氨氮废水的厌氧氨氧化出水含大量硝酸盐,城市污水生物处理后存在过量硝态氮,及高浓度硝态氮工业废水的脱氮处理,构建短程反硝化+厌氧氨氧化工艺,短程反硝化过程产生亚硝态氮可以为厌氧氨氧化过程提供稳定基质,并与污水中的氨氮得到同步去除。与传统方法相比,短程反硝化+厌氧氨氧化工艺能够节省外加碳源,降低运行能耗,提高脱氮效率,减少剩余污泥产量和温室气体排放,可实现同步处理含硝态氮废水与城市生活污水,具有重要开发和应用价值。
王浩 中国工程院院士 流域水循环模拟与调控国家重点实验室主任
主题报告:京津冀水资源安全保障形势与应对战略
京津冀是我国政治、经济、文化和科技创新中心,区域土地面积21.6万平方公里,占全国2.2%;总人口1.1亿,占全国8.0%;生产总值5.7万亿元,占全国11.0%;有效灌溉面积0.77亿亩,占全国8.2%。但区域多年平均水资源量只有241亿立方米,不足全国平均的1%;人均水资源量218立方米,不足全国人均的11%。导致京津冀地区演变成我国乃至全世界人类活动对水循环扰动强度最大、水资源承载压力最大和安全保障难度最大的地区。
面向京津冀水循环显著变异、人水关系严重失衡和水资源安全保障短板,结合区域协同发展新形势、新情况,破解京津冀地区水资源安全问题必须从五个方面入手:一是调整结构,优化城市布局和规模,控制高耗水行业和产业,降低高耗水和灌溉需求作物种植面积;二是提高效率,全面提高生活、工业、农业用水效率,建设节水型社会;三是挖掘潜力,合理开发区域地表地下水资源,充分利用再生水、淡化海水、雨水、微咸水等非常规水源;四是增加外源,充分、高效利用南水北调中线和东线水资源,挖掘黄河等外流域水资源供给保障潜力;五是优化调配,加强区域水网互联互通、互济互调能力,完善水资源管理体制机制,强化区域水资源一体化管理。
曲久辉 中国工程院院士 中国科学院生态环境研究中心研究员学位委员会主任
主题报告:水处理的颠覆性技术展望
报告指出中国环保产业发展的总体判断:数量竞争向质量竞争转变;工程竞争向技术竞争改变;项目竞争向服务竞争改变。引发环保产业变革的重大颠覆性技术:(1)技术突破性:科学原理创新、跨领域技术的集成创新,可对产品性能或形态产生重大影响。(2)产品颠覆性:以该项技术为核心的产品具有颠覆性创新,有望引发产品与服务的更新换代。(3)市场广泛性:对新产品或服务需求广泛,市场和产业容量大;或引发和培育出新市场需求,对产业具有广泛可嵌入性。(4)产业变革性:与其相关的产业在组织管理模式、产品制造生产模式、商业运行模式等必须几个必须进行相适应或创新性变革。第六次的科技革命的方向很有可能得益于第五次信息科技革命的推动,主要发生在物质科学、生命科学机器交叉领域。新科技革命引发和带动水处理技术的革命性创新,如水处理的新生物技术、新材料技术、新生物-新材料耦合技术等。并举例进行详细介绍,例1:水处理吸附材料与吸附技术(吸附技术始终是本领域的研究与应用热点);例2:超低电耗穿透式三维电极系统(颠覆水处理电极过程原理和反应器构造——电化学水技术的应用前途将不可限量);例3:水处理的微能耗脱盐材料与技术——水通道蛋白膜与石墨烯膜及脱盐技术。预测未来10年:中国环保产业将在经济结构调整、科学技术革命中发生深刻变革,没有核心技术和产品的公司一定沦为三流或面临破产。
钱易 中国工程院院士 清华大学环境学院教授
主题报告:水污染防治的生命周期管理
生命周期管理的概念在防治工业污染及减少资源消耗方面发挥了极大的作用,扩大范围,也可用于水污染防治的各方面。水污染防治的生命周期:废水(污水)的产生——污染源;废水(污水)的处理、输送——废水管道系统;废水(污水)的处理、再生和利用——处理厂、再生厂;废水(污水)的排放和利用——不同回用户、不同受水体。水污染来自工业、农业、城市、生活等不同源头,有产生、收集、处理、再生、利用和排放等不同阶段,一百多年来,水污染的性质随着经济、社会的进步不断变化,水污染防治也经历了不同的阶段,目前已经进入全面考虑水污染防治各环节的革新时期,以满足绿色发展的要求。发言将讨论的主要内容有:1.不同污染源源头控制的重要性及方法;2.开发利用节约资源、能源的污水处理及回收利用技术的方向和成果;3.污水(废水)资源化、能源化的相关问题,包括排放标准、排水系统----等。水污染防治的生命周期管理将促进水污染防治的创新、提高,支持我国的绿色发展。
章林伟 住房城乡建设部城市建设司 副司长
主题报告:城市黑臭水体治理
截止至4月15日,全国一共上报1948处黑臭水体,其中轻度有1259处,重度有689处。
2015年,国务院印发了《水污染防治行动计划》,即水十条,城市黑臭水体整治是其中的重要工作内容之一。住房城乡建设部作为该项工作的牵头部门,组织编制出台了《城市黑臭水体整治工作指南》,为各地开展城市黑臭水体整治提出了具体要求和思路。报告围绕此工作指南进行政策解读及治理思路的探讨。主要内容包括:黑臭水体的识别、整治的工作流程分级标准、基本原则、技术要点、治理思路等。在提问环节,与会代表对黑臭水体治理的时间表提出了疑义,章司长一句幽默的你懂得,获得了满场的掌声,但他对时间表也表达了某种程度的赞同:有压力,才会去推动!
邵益生 中国城市规划设计研究院党委书记兼副院长
主题报告:关于城市水系统规划问题的若干思考
正当相关部门都在编制城市供水、排水、节水、水务等“十三五”规划之时,重新审视和思考城市水系统规划的相关问题具有一定的启示意义。
1、“水往低处流”是常识还是误区?要顺应水循环的基本规律,深化认识城市水资源。1)水循环是水分传输、水量耗散、水质代谢、能量交换的动态过程;2)城市水循环是自然水循环与社会水循环的偶合过程,贯穿于水资源开发利用保护和管理的始终;3)城市水资源的内涵是与时俱进的,诸如蓝水/绿水,狭义/广义水资源,传统/非传统水资源,虚拟水/实体水。
2、“从源头到龙头”是终点还是中点?要遵循水系统的基本结构,全面解读城市水系统。1)城市水系统是城市复杂系统的重要组成部分,由水源、供水、用水、排水等四个子系统构成,涉及水资源开发利用保护和管理全过程;2)城市水系统是以水资源为介质、水设施为载体、水环境为约束、水安全为目标、水管理为手段的复合系统;3)城市水系统按其要素、结构和功能不同,可分为城市水资源、水环境、水生态、水景观、水文化等不同系统。
3、城市水系统规划的主要目标与任务?要围绕水系统的功能要求,统筹规划城市水系统。1)城市水系统的规划目标是优化结构、完善功能、提高效率、确保安全;2)城市水系统综合规划的核心任务是统筹水资源承载力、水环境承载力、水设施支撑能力和水安全保障能力;3)城市水系统综合规划必须与流域水资源规划、流域水环境规划和城市总体规划相协调。