近两年，地下污水处理厂建设迅速，且规模越来越大。据统计发现，虽然，地下污水处理厂的数量占我国污水处理厂的比重依旧较低（＜2%），但增长趋势明显，处理水量和投资总额增量分别占污水处理厂处理水量和总投资的6%和12%左右。地下污水处理厂建设是大势所趋吗？在技术上又带来了哪些挑战？清华大学环境学院副院长/教授王凯军从生态文明建设的视角，分享了城市污水处理模式和技术的发展思考。
《水工业市场》：当前，国家领导人提出了生态文明的发展理念，不同文明的特征与污水处理的关系是怎样的？
王凯军：人类文明的发展阶段分为原始文明、农业文明、工业文明、信息文明和生态文明。原始文明和农业文明时期，生产力低下，造成了对资源的掠夺。工业文明是以大机器生产为重要标志，机器大生产占主要地位的一种现代社会文明形态。工业文明时期，生产力极大发展，却对资源造成了非常大的破坏。比尔盖茨曾做过对比，中国在2011-2013年的三年里消耗的水泥量超过美国上世纪一百年的用量，可见我国资源的掠夺性开采与建设达到了什么程度。能源、资源的大量消耗，破坏了生态的平衡，从而产生了一系列问题。
在城市污水处理建设中，同样可以看到，过分追求大规模污水处理厂建设，污水长距离加压输送，整个系统必然极其昂贵且耗能。这种“福特式”污水集中处理模式是典型的工业文明的产物。近来网上流传的世界十大污水处理厂就是典型，以美国最大的污水处理厂（如图1）为例，该污水处理厂规模达465万m3/d，其进水泵站是世界最大的地下污水提升泵站，地下90米深的隧道中提升至污水处理厂，甚至建设了铁路运输系统，这是工业文明的极致化。
著名的新加坡NEWater水厂的实践，仍然延续工业时代的思路，采用高水质、高技术、高投入的方式。其排污系统采用深层隧道从地下20米深入到55米，长达48公里，污水处理在二级生物加双膜反渗透，以技术极致来解决所有问题。因此，我们在思考一个问题，当高投入的技术走向极致，是否该考虑通过转变模式进行变革？
总结来看，文明的焦点是城市。工业文明城市的特征主要有以下几点：热衷于建造大、高、集中的市政设施；废弃物集中机械式处理；线性生产、浪费排放处理；部门、设施间相互分离。由以上可以看出，工业文明是一条不可持续的道路，人类社会必须转向生态文明，当然，核心也在于城市转型。生态文明倡导的不只是可持续以及持续发展，其已经超越了可持续发展，它提出持续繁荣的概念。
从邓小平时代 “两手抓，两手都要硬”，到“十八大”提出的“五位一体”生态文明建设。我国几代领导人提出的生态文明，都反映了社会发展的方向。2015年7月1日中央全面深化改革领导小组指出：我国发展已经到了必须加快推进生态文明建设的阶段。生态文明建设是加快转变经济发展方式、实现绿色发展的必然要求。
《水工业市场》：目前，城市污水与相关技术领域有哪些新进展？
王凯军：去年是纪念城市污水活性污泥法诞生100周年。普遍认为活性污泥是非常好的选择，但实际上，在发展过程中我们一直面临着绿色和非绿色的选择。其他如电力、汽车等行业虽然是高能耗行业，却均已经在开展绿色发展研究。污水处理本身作为环保的一部分，却很少系统思考绿色发展。前几年全国都在进行节能降耗，虽然起到了一定的推动作用，但效果并不明显。现阶段，我们才逐渐认识到，污水处理应该是低碳的、资源可回收的系统。
针对这些问题，近几年中国污水处理专家综合国际发展趋势，提出了建设面向未来的、具有引领性作用的中国城市污水处理概念厂，且提出了概念厂的4个追求：水质可持续、能源回收、资源循环、环境友好。原建设部副部长仇保兴指出，污水处理厂要超越福特式大规模、集中式处理的束缚，这是工业时代的观点，不是文明时代的观点。由集中处理到集中与分散相结合是社会发展的必然趋势。
荷兰提出了Greenhouse village的技术，在过程中发现，这样一个工程，需要很多学科的互相参与，如环境卫生、化学、土木工程学、生物技术学、(生物)化学、微生物学、灌溉、农学、建筑、 地质学、种植和养殖、园艺学、经济学和社会学、健康，甚至包括市民的参与。美国的Present Architecture为解决纽约的垃圾问题，提出“绿环”的概念，即集垃圾堆肥中心与公园为一体的构筑物。绿环是一个垃圾处理厂，其下面是垃圾处理装置。一个绿环是一个公园，根据分散处理概念，形成分布式的系统，且跟自行车道相结合，成为非常好的环境处理设施。
科学家预言2050年垂直农场将问世，这将解决潜在的全球粮食短缺问题。意大利米兰建成世界首个绿色公寓——垂直森林。沿着外墙体、层层种下共730棵乔木、5000株灌木和1.1万株草本植物，相当于1.1公顷的绿色植被。其中中水浇灌系统，利用风能与太阳能来增加能源的自给。
今天技术的发展使得污水处理今后应该也能够被赋予更多的职能、更轻的污染、更美的景观、更少的占地、更低的投资以及更高的生态价值，只是需要我们以更加开放的思想接受最新的科学进展和跨界思维。同时，下一代污水处理厂应该是集低碳、资源回收、零排放、生态于一体的污水处理系统。“保护好生态环境，要有科学和系统的视野。如果种树的只管种树、治水的只管治水、护田的单纯护田，很容易顾此失彼，最终造成生态的系统性破坏。”习总书记提出了山水林田湖的理念。
《水工业市场》：目前，我国地下污水处理厂的建设情况如何？
王凯军：粗略统计，最近几年已经运行和在建的地下污水处理厂保守估计有30多座，甚至更多。如果把万吨级的地下污水厂也统计进来，可能会超过50座。虽然地下污水处理厂的数量占我国污水处理厂总量的比重依旧较低（＜2%），但增长趋势明显，处理水量和投资总额增量分别占污水处理厂处理水量和总投资的6%和12%左右。
《水工业市场》：地下污水处理厂在经济上的建设价值体现在哪里？
王凯军：土地紧缺和环境影响，已成为制约城市污水处理设施建设的先决因素。据业内人士估算，一座5万吨的污水处理厂周边有100-300米的隔离带，随着污水处理厂规模的增加，隔离带范围更大。在高度开发的城市中心地带，这样的地块已很难找到。中国划定的耕地面积18亿亩底线也在面临考验，因此，保证土地是非常重要的选择，在污水处理领域也是如此。
另外，除了垃圾处理有邻避问题，污水处理的邻避问题也很严重。肖家河污水处理厂就是一个典型案例。启动之初，就存在很多争议，10年过去后，肖家河污水处理厂周边的土地仍然没有开发。北京市海淀区寸土寸金的地方，污水处理厂占地50亩，周边却有将近1000亩地没有得到很好的开发，相当于20倍的土地受到了一定的影响。
城市水体和景观可以大大提高土地价值。公园周边建设小区，土地的价值就会大大升高，如紫竹院公园、陶然亭公园等周边。同样，污水处理厂周围如果也能带动土地价值升高，肯定是非常好的事情。如碧水源在昆明的一个地下污水处理厂项目，项目本身节省土地投资10亿以上，基本超过了污水处理厂的投资（表2）。
北京市区有16个污水处理厂，总共面积达3000多亩。设想一下，如果将这些污水处理厂建设在地下，可以节省投资180亿，已经超过了现在污水处理厂的总投资。同时这些污水处理厂分布在城市的各个区域，如果这些污水处理厂能够和颐和园、中山公园等一起构成城市绿地，生态环境就可以得到进一步的提升。
《水工业市场》：地下污水处理厂的模式与技术方面，目前存在哪些问题？
王凯军：地下污水处理厂还存在很多问题，基本可以总结为三个技术问题和三个管理问题。可以用一个表格说明。
《水工业市场》：地下污水处理厂减少单位投资的途径有哪些？
王凯军：地下污水处理厂减少单位投资主要有两个途径。途径一：开发高效（好氧、厌氧、兼氧）生物反应器系统，减少反应时间。从反应器形式、微生物数量和质量（MBR，颗粒污泥）、曝气充氧形式等方面考虑；途径二：减少初次沉淀池、二次沉淀池的占地，引入高效沉淀技术，清华大学环境学院正在与北控合作，从德国引进了纳米絮凝剂技术，沉淀非常迅速，目前，该技术在北京昌平进行中试，该技术一旦用到地下污水处理厂，也将是一个重大革新；途径三：改进建设方式、制定设计规范。
《水工业市场》：你再业界首次提出了负资产和正资产的概念，您认为在地下污水处理厂的建设上，如何把负资产变为正资产？
王凯军：根据生态中心的专家计算无论是综合排放一级A或者一级B标准的污水处理厂，在生态足迹上都是负的。如何把负资产变成生态的正资产，而不只是单纯的生态友好、环境友好、社区友好？在这方面我们已经有了一些成果。
将地下污水处理厂建设作为生态文明建设的抓手，以污水处理厂为载体构建城市生态综合体。城区内的污水处理厂强调关注城市的功能互补、绿色生态、公众服务；城郊污水处理厂强调生态性、参与性、经济性等。污水处理厂是无边界的，将运用各种生态设计，形成城市生态综合体。在生态文明的建设中各行各业都应做出自己应有的贡献。
（1）地下污水处理厂是社会、城市发展到一定阶段的重要选择之一(尤其是中国)；
（2）通过对地下污水处理厂技术要求的探索，可以推动与促进污水处理技术进步；
（3）完善地下污水处理厂的标准体系，降低投资、运行费用；
（4）地下污水处理厂是城市生态建设的抓手，政府及社会应积极引导构建以（地下）污水处理厂为核心载体的城市生态综合体；
（5）历史给予我们将污水处理赋予新的内涵、创新污水处理商业模式的机会，我们要抓住历史的机遇。
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