水务行业需要渐进式创新 上下统筹实现量质双变
“水务行业未来发展更需要渐进式创新，当今行业正在经历结构性变化，基于历史的预期反而会成为一种包袱，因此要进行顺应大势的创新实践。”在2024（第22届）水业战略论坛上，中国水环境集团总裁助理兼工程技术中心执行主任庞洪涛博士以“上下统筹 量质双变”为题进行了发言。
论坛上，他回顾城市水业二十年发展历程，指出“上下统筹，资源能源循环利用”或是行业未来发展的重要方向。并站在技术角度，分享了集团绿色低碳的发展的思考和实践。
庞洪涛
01水务行业经历两个“十年”，未来发展的发力点在哪儿
2024年是水业企业评选的第21年，中国水业发展也经历了两个“十年”。
庞洪涛表示，伴随着我国经济的快速发展、城镇化率大幅提高，水务行业经历了第一个快速发展的十年。
这一时期污水厂规模、数量不断提升。与此同时，污水处理标准也在不断提升。自2002年发布国标开始推行一级B的标准；2006年发布标准修改，要求城镇污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，执行一级标准的A 标准。到2007年太湖流域强制执行一级A标准，要求2010年前169座厂全部完成提标改造。
目前，我国排放标准达到一级A以上的水厂规模占比已经超过87%，水质提升市场空间已经非常有限，然而也为再生水资源化利用市场发展奠定了很好的基础。
与此同时，行业政策也在不断变化，推动水务行业发展。2004年，原建设部发布《市政公用事业特许经营管理办法》，成为水务行业引入市场竞争机制的里程碑事件，开启了我国水务行业的市场化改革进程；
2014年，财政部发布《关于推广运用政府和社会资本合作模式有关问题的通知》，此后陆续出台了水十条、河长制等重要政策，伴随城市水环境系统化的治理，水务行业迎来了第二个快速发展十年。
2023年11月，《关于规范实施政府和社会资本合作新机制的指导意见》国办函〔2023〕115号文件发布，在环保行业引发广泛热议，对于行业来说既是机遇也是挑战。同时，我国提出2035年实现美丽中国目标，可以说环境产业迎来了又一个未来发展的十年。
国际上看，自2010年开始，国际水协以及荷兰、美国等国都在大力提倡将污水厂向资源和能源工厂的方向发展。2020年，我国向全球宣示“30·60”碳达峰碳中和战略，2021年发布《关于推进污水资源化利用的指导意见》。2022年发布《减污降碳协同增效实施方案》。2023年发布《全面推进美丽中国建设意见》，建设污水处理绿色低碳标杆厂等政策文件。
政策的发展，让绿色低碳成为污水处理厂发展的关键词。在庞洪涛看来，绿色低碳的内涵和外延都非常广泛，可以梳理为三个方面。
一是节能降碳。国家发改委《关于节能降碳的实施意见》中明确提到，需要用高效节能的设备，低碳处理工艺，包括智能化的技术，去进一步降低能源消耗和碳排放。
二是环境友好。环境友好是打造绿色发展的基础，不仅仅是对污水的治理，要对臭气、噪声等二次污染的控制，同时对生态环境起到改善的作用，如生态补水。绿色工厂要跟城市发展有机结合，提供公共服务供给。
三是资源能源利用。学术界非常关注碳、磷的回收利用，开展了大量的研究和中试，目前距离工程化大规模应用的阶段还有距离。当下污水厂实际运营中更应关注包括土地资源、水资源、绿色能源等的利用。
中国水环境集团过去十年，一直在下沉式再生水厂领域持续发力，2014-2019年，完成全国近40%的下沉厂项目，形成了一定积累。庞洪涛表示，站在现在看未来，“上下统筹，资源能源循环利用”可能是水务行业未来发展的重要方向。
02以“绿色低碳”为核心的未来发展
再生水利用
在北京城市副中心，中国水环境集团承担了90%的污水处理任务，实现100%的回收利用。北京碧水下沉厂项目的资源化利用具备单厂尺度多元化的特点，实现了四个路径：工业用水；市政绿化用水；景观娱乐如绿心公园、环球主题公园；生态补水。四种途径有效的提升了再生水的利用率，在减少碳排放同时，创造了二次利润。
城市尺度系统化是不局限于单厂尺度，以城市为尺度进行系统化，实现厂网河一体化。如在南明河水生态的恢复过程中，除了截污和建厂外，还有一个核心问题是再生水的补给，需要污水处理回用和河道治理系统耦合。
在南明河治理过程中，中国水环境集团建立了分布式决策模型，形成再生水补给型浅水生态河道，实现污水再生与河道治理耦合联动。沿南明河干流和支流，集团建设33座再生水厂，其中17座为下沉式水厂，每年为南明河生态补水约5亿立方米。南明河通过系统治理，水质逐年改善，2022年期间，有11个月达到Ⅲ类水，已经实现“水清岸绿，鱼翔浅底，白鹭翻飞”的状态。该项目是国际首个城市尺度的分布式下沉再生水生态系统的成功实践，同时项目共节约土地1053亩，管网投资节省15亿元，年节省调水费用1.58亿元。
南明河生态系统向良性方向发展，打造了城市流域水资源、水环境、水生态治理统筹治理的示范标杆。经过治理，南明河全流域25处黑臭水体全面消除，干涸了近20年的贯城河重现生机，实现了“有河有水、有水有鱼、有鱼有草”的水环境治理目标。2022年10月，南明河入选国家美丽河湖优秀案例。
土地资源的利用
地下式污水厂最大限度的节约城市土地资源，国际上一些相关经验值得借鉴参考。如荷兰鹿特丹DOKHAVEN污水处理厂设计于20世纪70年代末,当时因地形限制而建于全封闭的地下。该水厂服务人口47万，在尾气处理、自动控制、防振消音、安全运行等方面也具有独具匠心的工程设计。
在日本，东京有明水回收中心建成于1996年，占地面积约为46600平方米。处理设施大部分位于地下，而地面则建设了多功能楼、科普馆、游泳馆、网球馆和停车场等公用设施，实现了土地资源的高效利用。
在国内，位于贵阳青山的水环境科普馆，是集团青山再生水厂的地面设施。科普馆自2016年开馆以来，累计接待各社会团体、市民及学生10万余人次，已成为贵州省环境宣传教育基地。青山再生水厂是贵州省第一座全下沉式再生水厂，服务约26.4万人，总服务面积约为10.86平方公里。
在宁波，宁波江北区下沉式再生水厂是宁波首座下沉式再生水厂，也是国内首座地上地下统筹开发的下沉式再生水厂项目，目前设计处理规模10万吨/日，地面打造产业园区，释放土地13万平方米，今年6月园区企业将正式入住。
绿色能源
芬兰Kakolanmäki污水处理厂借助余温热能等能源回收，实现综合体气候影响为-24 931 t 二氧化碳（CO2），综合碳足迹为负数，不仅自身完成碳中和，而且实现大量碳汇。
该水厂采用诸多减碳措施，如绿电利用、回收通风余热、太阳能光伏等，碳中和率达到约700%。如不采用绿电计算碳排放，碳中和率达到约200%。通过该水厂再生水厂碳减排量核算数据来看，再生水源热泵占比近80%，污泥厌氧消化-热电联产也贡献较高，太阳能光伏占比较少。
庞洪涛指出，污水厂实现碳减排大概有三个路径，一是降碳，通过工艺优化及能量管理，具有10—15%碳减排的潜力。二是绿色植物碳汇，占比较少。三是替碳，包括水源热泵、再生水回用、污泥厌氧消化-热电联产和太阳能光伏等路径。
以北京碧水项目正在建设绿色能源站，假设数据测算，通过水源热泵给周边建筑提供能源供热、制冷，如水源热泵利用率达到100%，可以实现140%碳中和率，因此，水源热泵回用有巨大的资源化开发潜力。
2022年，中国人民大学王洪臣老师牵头编制的《污水处理厂低碳运行评价技术规范》，为污水处理厂的低碳行为提供了重要的方法依据。2023年，庞洪涛团队翻译了德国标准《污水处理系统能量检查及能量分析》，内容总结了德国污水厂三十多年低碳运营经验，对能耗利用进行系统分析，为行业形成了方法论。
03水务行业量质双变未来
水务行业谋求未来发展，首先技术上要不断进步。在降碳减污方面，包括新型脱氮工艺，实现高品质再生水多元利用等。同时水厂要更加健康和安全，包括对臭气、气溶胶、新污染物的控制。要加强智能管控，包括分布式控制系统，精确加药、精确曝气等，人工智能要做进一步提升。
在发展模式上，随着科技创新与人们对于美好生活的追求，再生水厂也随时代升级，融合商业综合体、提供公共服务，新模式下的再生水厂应运而生。
中国水环境集团坚持上下统筹的思路，结合当下发展，探索了商业融合的3.0模式，希望通过更多的商场、酒店、工业园区等地面设施，实现水厂的商业价值和经济效益最大化。
同时近年来，“不出海，就出局”成为很多行业热词，“出海”也成为环境产业必选项。中国水环境集团持续的关注国际合作，致力于中德双方技术交流、科研合作、产品测试评价、产业化与人才培养。
2017年，集团与德国联合组建“中德水环境与健康研究中心”（WATCH）。2023年德国驻华大使Dr. Patricia Flor访问时，曾给予高度评价。为了进一步深化国际合作，2023年4月，集团与德国亚琛工业大学等单位在德国亚琛成立公益性机构“中德环境技术创新中心”（WATCH e.V.），同年在海口成立海南分中心。2024年5月，WATCH e.V.中国总部将入驻北京市通州区。
“随着中国治理标准的提高，技术装备水平已经在逐渐赶超欧美，同时具备制造成本较低的优势，这些背景构成了环境产业反向输出的机会”，庞洪涛表示，与德国的多年合作将为集团实现“走出去”打下基础。
WATCH e.V.是在WATCH联合研究平台框架下建立的，在中德合作中具有桥梁作用，并将积极支持未来 WATCH 联合研究平台在中德两国的活动，庞洪涛欢迎更多行业同仁、业内专家能加入创新中心，为环境产业的国际合作进一步赋能。
英国自行车队逆袭为世界冠军的故事，体现微小改进带来的价值。微小的改进是量变到质变的过程，坚信在每一件事情上寻求细微的进步，最终就得获得胜利。庞洪涛表示，中国水环境集团将坚定步伐，向打造世界一流的水环境治理民族品牌进军。
04水务未来发展更需要“渐进式”创新
在发言结束后，E20环境平台高级合伙人郝小军向庞洪涛提问，在资源化和低碳化的政策要求下，下沉式水厂未来还会有哪些新的变化？
庞洪涛表示，下沉式水厂的未来发展一定还要围绕着绿色低碳发展。驱动外因是经济环境和国家政策标准的变化，内因在于技术、模式、管理的创新。
同时庞洪涛认为，水务行业未来发展更需要渐进式创新而非颠覆性创新。污水处理行业经历一百多年发展，技术都在不断迭代，因此创新是行业底色。颠覆性创新可能会跨界而来，水务行业在发展过程中会与之不期而遇。各行业发生结构性变化，基于历史的预期反而会成为一种包袱，因此要进行顺应大势的创新和实践。