2020年底，《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見》重磅文件的發(fā)布，打開了環(huán)境產(chǎn)業(yè)“十四五”的市場(chǎng)空間，膜技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)污水資源化利用的“國(guó)之重器”，得到了社會(huì)及行業(yè)的廣泛關(guān)注。

作為國(guó)內(nèi)最早提出和踐行污水資源化技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的企業(yè)之一，早在15年前，碧水源就潛心研發(fā)以膜技術(shù)為核心的一系列污水資源化技術(shù)，在解決我國(guó)“水臟”、“水少”問(wèn)題的同時(shí)，不斷推動(dòng)我國(guó)污水資源化的發(fā)展。

在“2021(第十九屆)水業(yè)戰(zhàn)略論壇”上，北京碧水源科技股份有限公司副總裁陳春生分享了碧水源圍繞污水資源化課題，技術(shù)、市場(chǎng)等諸多方面的研究與思考。

缺水是我國(guó)核心水情，污水資源化潛力巨大

陳春生首先分析了我國(guó)水資源基本國(guó)情，他指出，我國(guó)的水資源現(xiàn)狀，核心問(wèn)題是缺水。人多水少、水資源時(shí)空分布不均，與經(jīng)濟(jì)要素之間不適配是我國(guó)的基本水情。陳春生具體分析了我國(guó)水資源短缺的三種類型：

一是資源型缺水。截至2019年，我國(guó)人均水資源占有量2074m³，排名121位，是世界人均水平的四分之一，也名列全球13個(gè)極度缺水國(guó)家之一。
在我國(guó)的600余座地級(jí)市中，有400余座缺水，100多座嚴(yán)重缺水，全國(guó)總的缺水量年均在500多億立方米左右。

二是時(shí)空型缺水。我國(guó)水資源分布極為不均衡，明顯呈現(xiàn)南多北少的態(tài)勢(shì)。從人均水資源看，北方地區(qū)十個(gè)省份處于極度缺水線，人均水資源量小于500m³，同時(shí)有八個(gè)省份處于重度和中度缺水，不到南方地區(qū)的四分之一。

三是水質(zhì)型缺水。陳春生表示，水質(zhì)型缺水的特點(diǎn)可以說(shuō)是“守著水缸沒水喝”。盡管近年來(lái)，隨著我國(guó)污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)的不斷推進(jìn)，治污效果已經(jīng)充分體現(xiàn)出來(lái)，但可以看到，全國(guó)范圍仍然有10%河流水質(zhì)為劣Ⅴ類，根據(jù)2019年數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)28%的湖泊處于富營(yíng)養(yǎng)化，國(guó)家地下水水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中Ⅳ類和Ⅴ類占比高達(dá)85.7%。

陳春生表示，上述我國(guó)水資源短缺的現(xiàn)狀，已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，難以支撐“工業(yè)增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)化提升以及水生態(tài)安全”等迫切要求。具體表現(xiàn)為四點(diǎn)：

第一、總用水量接近常規(guī)可利用水資源上限。陳春生表示，目前全國(guó)可利用水資源總量實(shí)際僅為7500-8500億m³，到2019年，全國(guó)供水總量達(dá)到6021億m³，許多地區(qū)水資源已經(jīng)枯竭。

第二、進(jìn)一步節(jié)水空間有限。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，用水量也在不斷增長(zhǎng)，農(nóng)業(yè)灌溉、工業(yè)用水、城鄉(xiāng)生活用水等領(lǐng)域進(jìn)一步節(jié)水空間已經(jīng)非常有限。數(shù)據(jù)顯示，在農(nóng)業(yè)用水方面，我國(guó)有18億畝耕地的剛性需求，農(nóng)業(yè)灌溉總量至少為3700億，基本趨于穩(wěn)定；工業(yè)用水方面，用水總量已經(jīng)從1450億下降到1217億，2019年，萬(wàn)元工業(yè)增加值用水量低于40m³，海黃淮河流域等缺水地區(qū)更是低于20m³，遠(yuǎn)超發(fā)達(dá)國(guó)家；從城鄉(xiāng)生活用水方面看，在我國(guó)城鎮(zhèn)化率從49.9%增加到60.6%的過(guò)程中，用水總量從765億m³增加到870億m³，預(yù)計(jì)“十四五”期間還會(huì)繼續(xù)增長(zhǎng)。

第三、未來(lái)城鎮(zhèn)化、工業(yè)化發(fā)展，離不開水資源支撐。根據(jù)我國(guó)2025年實(shí)現(xiàn)人口城鎮(zhèn)化率達(dá)到65%的要求，至少還需要新增30-50億m³的水資源。

第四、生態(tài)環(huán)境補(bǔ)水，缺口巨大。2019年，我國(guó)人工生態(tài)環(huán)境補(bǔ)水量為249.6億m³，僅占全國(guó)用水總量的4%。生態(tài)補(bǔ)水量嚴(yán)重不足，已經(jīng)導(dǎo)致我國(guó)生態(tài)質(zhì)量嚴(yán)重退化。

陳春生表示，縱覽多年來(lái)我國(guó)水資源開發(fā)，與水安全管理的歷程可以感受到，我國(guó)水資源開發(fā)與管理，已經(jīng)從保障基礎(chǔ)水安全和服務(wù)農(nóng)業(yè)為主，發(fā)展成水資源綜合調(diào)度和配置為主，再到如今的支持生態(tài)文明建設(shè)、可持續(xù)發(fā)展的要求，重點(diǎn)體現(xiàn)了節(jié)水優(yōu)先，推動(dòng)以污水資源化為核心的水資源的可持續(xù)管理的整體策略。

陳春生指出，面對(duì)如此大的水資源缺口，非常規(guī)水源可以作為水資源集約高效利用的途徑之一，然而，我國(guó)非常規(guī)水源利用的問(wèn)題同樣突出，截至2019年，我國(guó)非常規(guī)水源利用量104.5億m³，僅占供水量1.7%。

而另一方面，我國(guó)的廢污水排放總量非常豐富，2019年統(tǒng)計(jì)為756 億m³，而再生水用量實(shí)際約為73.5億m³，利用水平還不足10%，且多為景觀用水，因此，我國(guó)污水資源化潛力巨大，“加強(qiáng)污水資源化利用，是推動(dòng)我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)和高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。”

膜技術(shù)是污水資源化的關(guān)鍵技術(shù)支撐

2020年底，國(guó)家發(fā)展改革委、生態(tài)環(huán)境部等十部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)污水資源化利用的指導(dǎo)意見》，明確提出了污水資源化利用的總體目標(biāo)以及重點(diǎn)任務(wù)，其中明確提出要強(qiáng)化科技力量的支撐。

“可以說(shuō)，不是所有水的問(wèn)題都可以用膜技術(shù)解決，但膜是解決水問(wèn)題的核心技術(shù)”，陳春生指出，膜技術(shù)非常全面，具有選擇性分離功能，用以實(shí)現(xiàn)不同組分的分離、純化、濃縮，是最適合資源化改造的水處理技術(shù)。同時(shí)近十幾年來(lái)，經(jīng)歷了中國(guó)膜產(chǎn)業(yè)的高速增長(zhǎng)期，隨著國(guó)內(nèi)膜產(chǎn)品和技術(shù)的不斷發(fā)展，膜技術(shù)作為曾經(jīng)的“奢侈品”，已轉(zhuǎn)變成好用、不貴的技術(shù)。結(jié)合分類價(jià)格政策，以膜技術(shù)為核心的資源化技術(shù)可為用水單位帶來(lái)顯著經(jīng)濟(jì)效益，成為了污水資源化領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)支撐。

陳春生具體介紹了三種碧水源自主研發(fā)，技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)可行的先進(jìn)膜技術(shù)：

1.MBR技術(shù)在污水資源化中的應(yīng)用

陳春生介紹，MBR技術(shù)將生化處理與膜分離高效結(jié)合，可以高效的削減污染物，實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)出水水質(zhì)。

在應(yīng)用上，MBR技術(shù)能滿足“市政雜用、農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)補(bǔ)水”需求，真正實(shí)現(xiàn)了治污和資源化1+1>2的效果，可以說(shuō)是非常經(jīng)典的一種膜技術(shù)。也正是因?yàn)镸BR技術(shù)也非常符合中國(guó)的國(guó)情，在2010年到2019年間，MBR技術(shù)的處理規(guī)模增長(zhǎng)了10倍，工程數(shù)量也從20多座，增加到320多座，充分體現(xiàn)了MBR技術(shù)在治污和回用方面的巨大市場(chǎng)潛力。

目前，碧水源研發(fā)的新一代的MBR技術(shù)——振動(dòng)MBR，實(shí)現(xiàn)了能量消耗更小，氧的供應(yīng)更加平衡，效果更優(yōu)。

振動(dòng)MBR技術(shù)

2020年12月，無(wú)曝氣振動(dòng)MBR裝備成功入選國(guó)家工信部、科技部、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合發(fā)布《國(guó)家鼓勵(lì)發(fā)展的重大環(huán)保技術(shù)裝備目錄（2020年版）》，該目錄每三年發(fā)布一次，旨在加快先進(jìn)環(huán)保裝備的研發(fā)和應(yīng)用推廣，為生態(tài)文明建設(shè)和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。碧水源則是水處理行業(yè)唯一連續(xù)四次入選該目錄的企業(yè)。

2.MBR-DF：雙膜新水源技術(shù)

MBR-DF雙膜新水源技術(shù)，可將市政污水提標(biāo)成地表Ⅲ類水以上的高品質(zhì)新水源，出水可作為潛在的工業(yè)自來(lái)水、飲用水源補(bǔ)充，敏感區(qū)域生態(tài)補(bǔ)水等，真正實(shí)現(xiàn)了非常規(guī)水資源的開發(fā)，同時(shí)解決了水環(huán)境污染和短缺問(wèn)題。

MBR-DF雙膜新水源技術(shù)產(chǎn)水回收率可以達(dá)到95%以上，結(jié)合濃水處理，回收率可達(dá)100%，具有節(jié)能降耗的實(shí)效，運(yùn)行成本低于1.6元每噸，經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)十分明顯。

MBR-DF雙膜新水源技術(shù)將是IPR（Indirect Potable Reuse）回用的關(guān)鍵技術(shù)，目前，這一技術(shù)已在我國(guó)黃河流域、長(zhǎng)江流域、首都水系、滇池流域、洱海流域等國(guó)家重點(diǎn)水環(huán)境敏感地區(qū)推廣應(yīng)用，為解決水資源短缺和湖泊污染地區(qū)污水處理問(wèn)題提供了突破性技術(shù)支撐。

MBR-DF雙膜新水源在IPR中應(yīng)用

3、UF/MBR-RO雙膜技術(shù)

UF/MBR-RO雙膜技術(shù)以MBR/UF為預(yù)處理，反滲透膜為核心，污水經(jīng)反滲透脫鹽、去除有機(jī)物后，產(chǎn)水作為高品質(zhì)再生水（工業(yè)純水、脫鹽水）回用于工藝生產(chǎn)和冷卻水，替代自來(lái)水，作為高品質(zhì)再生水（工業(yè)純水、脫鹽水）回用于工藝生產(chǎn)和冷卻水。目前，該技術(shù)已成功應(yīng)用于北京中芯國(guó)際高品質(zhì)再生水廠和山東煙臺(tái)萬(wàn)華工業(yè)園再生水廠等。

陳春生介紹，膜法技術(shù)在污水資源化中的經(jīng)濟(jì)效益十分顯著，以采用碧水源最先進(jìn)的“CMF-RO”雙膜技術(shù)的北京中芯國(guó)際新水源廠為例，該廠生活污水的買入價(jià)格是每噸1.4元，再生水的出售價(jià)格每噸在6元到7元之間，遠(yuǎn)低于當(dāng)?shù)毓I(yè)用自來(lái)水每噸9.5元的價(jià)格，“這相當(dāng)于我們?cè)诒本┐笈d區(qū)新建了一個(gè)年蓄水量2億立方米的大水庫(kù)。在同等品質(zhì)下，企業(yè)自然更愿意使用再生水。”

優(yōu)化水資源配置 促進(jìn)污水資源化落地

對(duì)于未來(lái)如何進(jìn)一步開展污水資源化利用工作，陳春生建議，要堅(jiān)持“因地制宜、分類施策”的原則：對(duì)水資源相對(duì)豐富、水環(huán)境容量較大的地區(qū)，推動(dòng)建立區(qū)域再生水循環(huán)利用體系；對(duì)水生態(tài)環(huán)境敏感地區(qū)，污水處理應(yīng)該實(shí)施高品質(zhì)資源化，減少水資源開發(fā)量，增加生態(tài)環(huán)境容量；對(duì)水資源短缺地區(qū)，應(yīng)大力推進(jìn)污水資源化，將污水廠作為水源廠，為工業(yè)利用、市政雜用、農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)補(bǔ)水等提供支持。

同時(shí)陳春生指出，為了促進(jìn)污水資源化落地，我國(guó)應(yīng)盡快完善政策體系：一是將再生水納入水資源綜合規(guī)劃、開發(fā)管理體系，開源提效；二是完善污水資源化的等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范和風(fēng)險(xiǎn)管控體系；三是出臺(tái)分類價(jià)格政策，完善市場(chǎng)對(duì)資源配置和定價(jià)機(jī)制。