2015年將是人類環(huán)境保護歷史的重要一年，全球?qū)V泛討論有關人類未來可持續(xù)發(fā)展的兩項重大議程，環(huán)境問題將再次成為當今世界政治的核心議題。這兩個議題一是關于2015年千年目標后的全球可持續(xù)發(fā)展新目標的確定；其二是在今年年底的巴黎氣候峰會，人類將為把2050全球溫度升高控制在兩度之內(nèi)進行最后的努力。這兩項議程所設定的目標高低標志著人類在應對全球環(huán)境挑戰(zhàn)時是否采取一致行動的意愿中能否取得新的拐點。

 

　　在過去30年中，中國的環(huán)境保護一直在蹣跚前行。不論在戰(zhàn)略還是執(zhí)行層面，環(huán)境保護在國家經(jīng)濟社會發(fā)展中的地位日益提高，但卻始終面臨著兩個尷尬的狀況，其一是環(huán)境質(zhì)量整體惡化局部改善的態(tài)勢基本沒有改變；其二是盡管擁有技術進步等后發(fā)優(yōu)勢，我們一些主要污染物的人均GDP峰值并沒有如OECD等國家的經(jīng)濟與環(huán)境關系所揭示的那樣早些到來。造成這兩個問題的原因是多方面的，但從技術層面上看，過多短期功利性的技術措施、污染控制目標的單一與不合理、以及整體污染控制方案缺乏成本和可行性分析等均值得我們反思。由于政策和技術等諸方面的問題，在城市水污染控制中大量出現(xiàn)了重調(diào)水輕治理、重地上輕地下、重景觀輕排放、重水線輕泥線、重建設輕運行、重末端輕源頭、重規(guī)模輕質(zhì)量等問題，使得我國不論城市區(qū)域?qū)用孢€是環(huán)境行業(yè)的整體投資與技術效率不高。

 

　　坦率地講，我國的污染治理基本上延續(xù)的是發(fā)達國家的技術體系。我們在技術復制過程中所表現(xiàn)出的宏觀問題除早期經(jīng)驗不足外，深層次的原因可能更主要的是我們在治理體系上的嚴重不足。今年將在去年“大氣十條”的基礎上，國家出臺“水十條”，新修訂的《環(huán)境保護法》也已于2015年1月1日正式實施，希望這些新的強有力的舉措帶來的不僅僅是更多的財政投入、更嚴厲的懲處和更高大的控制目標，而是能夠有效推動環(huán)境保護治理體系的深層次改革，在政策、技術和管理層面，真正形成制度化的長期性、整體性和科學性的解決方案。各種研究表明，中國環(huán)境質(zhì)量的整體恢復需要10～20年的時間，我們能走得多快、走得多好、能否達到目標，將依賴于我們在新的一輪全球環(huán)境浪潮推動下，抓住國家經(jīng)濟和社會轉(zhuǎn)型這一難得的戰(zhàn)略機遇期，能否在治理體系上盡早建立起有效遏制環(huán)境惡化的制度性拐點。

 

　　水是城市發(fā)展的重要自然資源、經(jīng)濟資源、社會資源和生態(tài)基礎要素。早在2002年的南非約翰內(nèi)斯堡可持續(xù)發(fā)展世界首腦會議上，水問題即被列為五大可持續(xù)發(fā)展的世界性挑戰(zhàn)之首。人類對水環(huán)境問題的強烈關注反映了不同國家在其歷史上尋求各自發(fā)展進程中的共同經(jīng)驗：水資源具有不可替代的特殊戰(zhàn)略性地位。全球化、城市化和技術創(chuàng)新是本世紀推動自然和人類社會變化的核心動力，人口的增長和人口向城市的聚集所帶來的水環(huán)境問題將長期成為全球亟待解決的重要問題。從本質(zhì)上看，水問題是一個流域性和局域性的問題，它的全球化更多體現(xiàn)在全球各個地區(qū)都面臨著不同程度的水問題，而在局域?qū)用嫔?，水設施又表現(xiàn)了明顯的自然壟斷性。水的這兩點屬性決定了在治理空間上技術方案選擇的多樣性和治理成效上對整體技術集成而非單一技術的依賴。因此在這里，本文將不討論單一水污染控制技術的發(fā)展問題，而是從宏觀視野提出5個問題，以與大家共同商榷。

 

　　1、關于城市水污染控制技術體系問題

 

　　去年是活性污泥工藝誕辰一百周年，我們在廣泛慶祝活性污泥法在解決城市水環(huán)境問題中所發(fā)揮的核心作用時，也要清醒地認識到，一百年來，相對于影響世界變化的各種革命性、顛覆性技術的蓬勃發(fā)展，城市水污染控制技術的進步實在是微小的、極其遲緩的(incremental)。在城市中，不論是在污水的排放方式、收集模式上，還是在處理流程上，都在固有的傳統(tǒng)布局、結(jié)構(gòu)和工藝線上展開和修補。技術應用的模式也仍然停留在工藝選擇、設計、經(jīng)驗積累(know-how)、規(guī)范這一傳統(tǒng)的土木工程的實踐范式中。即使信息、傳感和控制技術已廣泛深入到今天幾乎人類生活的所有方面，城市排水系統(tǒng)的運行仍然停留在粗放式、經(jīng)驗式、開環(huán)的非現(xiàn)代工業(yè)化的范疇。

 

　　百年來，城市排水系統(tǒng)一直缺乏技術變革的動力。究其原因可能來自兩個方面，其一是城市基礎設施的巨大投資和自然壟斷特征所帶來的技術鎖定效應，即新技術的產(chǎn)生只能在原有技術結(jié)構(gòu)基礎上才更易于應用；其二是現(xiàn)有的技術體系較好地解決了OECD國家的城市常規(guī)水污染問題。對于我們來說，技術體系上的跟蹤與復制無疑是一種安全的、易于實現(xiàn)的模式，這也是為什么過去30年來我們的城市排水系統(tǒng)建設基本沿循了歐美技術模式，而學術界很少對這一模式的合理性產(chǎn)生過集體反思和批判，從而在技術和學術上深入探討是否可以找到更好的突破性的、革命性的新范式(paradigm)。

 

    2、關于集成技術問題

 

　　即使在傳統(tǒng)的城市排水體系中，城市水污染控制技術的有效性也首先依賴于設施的空間布局以及收集系統(tǒng)的體制和規(guī)模結(jié)構(gòu)的設計，他們不僅影響城市排水系統(tǒng)設施的波動性、負荷強度和沖擊性，更是經(jīng)濟性和長期損耗的主要影響因素。如排水管網(wǎng)及其運行模式不僅影響污染物的沉積、降解以及由此導致的管網(wǎng)腐蝕，而且對污水處理廠的運行負荷沖擊、溢流量等帶來不可忽視的影響。但由于早期集成技術和空間分析技術的匱乏和認識的局限性，學術界的主要興趣一直在“廠”的處理工藝技術上，或處理工藝的組合上，嚴重忽視了在城市空間上對各種水污染控制設施和技術的集成技術的研究。今天，隨著空間技術、信息技術、傳感器和模擬技術的快速發(fā)展，城市排水系統(tǒng)的數(shù)字設計和數(shù)字運行已經(jīng)成為可能，特別是海綿城市理念的提出對低影響開發(fā)設計的需求，全面拓寬了城市排水設施傳統(tǒng)的“網(wǎng)—廠”結(jié)構(gòu)，而成為“面—網(wǎng)—廠”結(jié)構(gòu)，這無疑會大幅提升城市的排水系統(tǒng)設計的整體效益。新技術的出現(xiàn)要求改變城市排水設施現(xiàn)有的規(guī)劃設計程序，傳統(tǒng)的、經(jīng)驗式的“總規(guī)—詳規(guī)—設計”的規(guī)范模式已經(jīng)成為科學設計和集成城市水污染控制設施的制度羈絆。今天，城市排水設施已經(jīng)開始進入到像設計冰箱這樣工業(yè)產(chǎn)品的技術發(fā)展階段，我們這一行業(yè)應當建立新的規(guī)劃與設計規(guī)程。也只有這樣，排水設施的規(guī)劃與設計才能與城市的生態(tài)設計理念實現(xiàn)真正的底層結(jié)合，從而成為城市設計的核心專業(yè)而非依附專業(yè)。

 

　　3、關于運行對技術選擇的約束問題

 

　　隨著污水處理廠大規(guī)模投入使用，我國已進入城市排水系統(tǒng)以運行為主體任務的階段。但歷史上，不同于其他的工業(yè)化設計過程，我們在技術選擇和設施設計上很少全面考慮城市水環(huán)境設施運行對技術和設計的需求。這帶來兩個方面的突出問題，其一是妨礙了運行效率和效果的提升，近年的國際經(jīng)驗表明，傳統(tǒng)污水處理廠的能效可以有30%以上的提高空間，但在我國僅由于泵的設計不合理，就極大限制了運行效益的提升。早期的研究表明，污水處理廠的多點進水和多點回水可以有效提升污水處理廠的處理效率和處理穩(wěn)定性，隨著在線傳感器的不斷應用，污水處理廠可以實現(xiàn)更靈活的運行，以更好地調(diào)整系統(tǒng)各個部分負荷與污泥濃度之間的關系。但由于設計上的忽視，污水處理廠的運行技術改進空間受到了極大限制。其二是同一類設施和工藝缺乏規(guī)范化和標準化要求，盡管各技術工藝在處理效率上相差很小，但各種工藝和工藝組合卻五花八門，非標設計和部件也過多。表面上看，這種選擇催生了各種技術的創(chuàng)新，但這種小的技術創(chuàng)新與進步卻為運行和維護帶來了高昂的成本和極大的不便。下一階段，我國的污水處理設施建設將面向縣鎮(zhèn)，中小污水處理廠的建設將成為主體，與大型污水處理廠相比，其運行將更不穩(wěn)定，同時由于人員素質(zhì)的限制，對解決其運行中出現(xiàn)的問題也將更加困難。因此通過開展區(qū)域性的最佳工程實踐，是否強制性地建立標準化、規(guī)范化的工藝設計已經(jīng)成為一個需要急迫討論的問題。這一問題的核心是需要從運行效率和成本的角度判斷和評估多大的技術效率提升可以突破這些標準化的限制，從而使這一制度不成為技術創(chuàng)新的障礙。

 

　　4、關于控制標準和成本效益問題

 

　　城市污水處理設施的設計目標從來都是與區(qū)域環(huán)境質(zhì)量和容量密切相關的，世界各國也都是依據(jù)設施的規(guī)模確定排放標準。但我們目前在污水排放標準上，不論區(qū)域排放點在哪里、不論污水處理廠的大小如何，一律采取同一標準。這種做法看起來公平與嚴格，但事實是極不科學、不合理的。它忽略了不同規(guī)模污水處理廠對排放環(huán)境影響的不同以及由此帶來的不同運行成本，忽略了城市整體排水設施的設計效益，特別是源頭控制對減排的益處可以減輕下游水廠的處理水平。為解決這一問題，我們必須改變現(xiàn)有的排水體制，要將國家對排水標準的監(jiān)管從水廠上升到城市水體質(zhì)量的監(jiān)管，而將城市污水處理廠的監(jiān)管權力和標準設定留給地方，真正體現(xiàn)地方是環(huán)境保護責任主體的權利與義務的統(tǒng)一。

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