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有效的水污染防治 才能增加可利用水資源

http://finance.sina.com   2018年07月11日 15:15   第一財經日報

  有效的水污染防治 才能增加可利用水資源

  [根據聯合國預測,到2030年,全球對糧食的需求將上升50%,對能源的需求將上升40%,對水資源的需求將上升30%。將以上情況都考慮在內,就意味着我們未來需要比現在更多的水資源。]

  隨着全球對水資源的需求不斷增長,如何在水資源總量有限的前提下最大程度地節約、利用和循環用水,成爲每個家庭和每家企業都需要思考和反省的問題,尤其是一些需要大量用水的行業,有效處理和循環利用廢水既能爲企業帶來經濟效益也充分體現社會效益。

  2018年3月,聯合國在《2018年世界水資源開發報告》中指出,全球對水資源的需求正在以每年1%的速度增長,未來20年還將繼續加快。傳統的水庫、灌溉渠和污水廠等已經不足以解決問題,必須通過綠色的基於自然的解決方案,發揮大自然本身力量,改善水資源管理,應對水資源挑戰。

  第一財經近日就全球水資源利用和污水處理的現狀及技術革新專訪了藝康集團全球研發中心副總裁、全球可持續發展技術負責人RajV.Rajan博士。

  Rajan博士認爲,從長期來看,水資源的供需情況並沒有發生太大的變化,但由於水資源在地球上的分佈並不均衡,這種供需時段和地域的不平衡與人類對水資源的持續需求之間的矛盾纔是對人類構成影響的主因。

  他提出,在無法消除水資源不平衡矛盾的前提下,如果可以對污染進行更好的防治,從而確保水資源質量,就可以更高效地利用水資源,通過這種方式增加可利用的水資源。這就涉及到減量化(reduce)、再循環(recycle)和再利用(reuse)的“3R原則”。

  減量化方面通常利用相應的解決方案來減少污水排放,而再循環和再利用方面則更多遵循循環經濟的思路,重複利用,區別應用,選擇性使用水資源,且注意化學劑的使用。

  Rajan博士也強調,除了工業廢水處理排放這樣的技術環節以外,還需要關注其他水生態問題,例如農業生產過程中化肥等物質通過土壤滲透進而影響到地表水,對水源造成污染,這些水生態問題需要通過改變人類的行爲方式來解決。

  第一財經:目前全球水資源的供需現狀是怎樣的?

  Rajan博士:衆所周知,由於地球上絕大多數水資源都以海水的形式存在,我們人類可用的淡水只佔了全部水資源的2%。而這些淡水大部分都是保存在冰川或地下,冰川水人類難以利用,地下水的自然補給速度較慢。所以唯有地表水纔是我們現階段能夠真正利用的淡水資源。同時,很多地表水還承擔了維護生態系統(如溼地)的重任,我們也得爲我們的後代保存一部分地表水(如湖泊)。這樣算來,除了地表水,只有雨水和融雪河流是我們現階段還可以利用且自然補給較快的水。如果一些河流再因污染而水質變差,那在地球上我們人類實際可用的水資源就連百分之二都沒有了。地球上的水資源一直以來都是這樣的情況,並沒有太大改變,改變的是水資源分佈狀況。水資源並不是按照時段平均分佈在地球上的,與此相比,人類的活動卻是一刻不停的,這就產生了供需上的不平衡。這種不平衡也體現在地域上,有一些區域的水資源供給是隨着氣候變暖而不斷下降的,但這些區域對高質量和充盈水源的需求卻不斷增加,因此我們也看到水資源的供需出現了地域上的不平衡。

  我還想補充一下對未來水資源供需情況的預測。根據聯合國預測,到2030年,全球對糧食的需求將上升50%,對能源的需求將上升40%,對水資源的需求將上升30%。爲了有更充足的糧食供給,就需要更多地消耗能源和水資源;能源的開採、加工及轉換過程需要用到水資源,而在水資源的提取、處理和輸送過程中都需要用到能源。將以上情況都考慮在內,就意味着我們未來需要比現在更多的水資源。

  第一財經:在解決水資源分配不平衡和水資源短缺這兩個問題上,歐美或其他國家有哪些成功案例值得借鑑?有哪些經驗是中國可以學習和利用的?

  Rajan博士:這是一個非常好的問題,我認爲要解決這兩個問題,首當其衝的就是要保護水資源,也就是降低水資源的使用,形成節水意識。藝康所有的產品和服務都是充分考慮到水資源的保護和節約的,利用這些產品和服務,我們爲全球各地的食品飲料、醫療保健、能源、酒店和工業客戶提供全方位的解決方案,我們一些客戶所在地區確實存在水資源不足的情況,因此對我們來說最重要的是要儘可能地節水。此外我們也在幫助很多國家實施工業化節水,它們的節水工藝確實是非常頂尖的,尤其是水資源的再利用。

  “減量化(reduce)、再循環(recycle)和再利用(reuse)”,這些都是在工業上需要重視的方面。其中做得比較好的國家是日本,因爲日本是一個島國,所以它對水資源的再利用非常重視,也長期堅持做這件事。否則一旦淡水資源枯竭,海水就會倒灌,會爲日本帶來災難性後果。

  除了日本,我在這裏還想分享其他國家節約水資源的兩個方法。

  第一種是污染防治,通過這種方法可以提高水資源質量,相應可利用的水資源也會增多。這方面主要有兩個不同的策略,分別應用於不同的行業:第一是減低污水的污染程度,這通常是工業的做法;第二是通過治理土壤來管理水資源,這種方法通常用在農業和林業等行業中,例如減少化肥使用,保證化肥中添加物不會污染水源等。雖然策略有所不同,但目的都是重在防治,因爲“先污染、後治理”會大幅提高成本。

  從另一個角度來看,工業水污染的防治也有兩個方向,第一個方向是通過政府的監管,政府會強制制定針對各行業的污水排放標準。但其實另一方面我們也看到包括藝康客戶在內的許多國際企業制定了自己的污水排放標準,這些標準甚至比國家標準更爲嚴格。因爲它們意識到必須主動制定一套污水排放標準,無論是否有政府監管,都需要達標,而這也是全球的轉變趨勢。

  第二種常用方法是直接轉移水資源,但這個方法的效果並沒有很好。這種方法理論上是將水從水資源豐富的國家輸送到稀少的國家,水資源輸送通常以兩種方式實現,一是直接運水,二是出口農產品和工業產品等耗水生產的產品。但我們看到目前全球水資源轉移並未按照這樣的邏輯運行,很多時候反而是把含水產品從水資源本就不足的國家出口到水資源充足的國家。如果將含水產品消耗用水也算入出口水,那麼實際水出口量最大的國家是印度,中國和澳大利亞也是水出口較大的國家,而這些國家的水資源並不豐富。相反,一些水資源非常豐富的國家卻在不斷進口需要用水來生產的產品,包括荷蘭、比利時、法國和英國等。長期來看,直接進出口水資源很難有效解決國與國之間水資源分配不均的問題。

  第一財經:目前工業廢水的處理工藝發展趨勢是怎樣的?相對於別的企業來講,藝康在這個領域有哪些優勢?

  Rajan博士:工業廢水處理方面,我們秉承3個原則,即減量化、再循環和再利用。在減排方面,藝康始終在研發能夠減少污水排放的產品,應用行業從重工業,例如能源生產、礦業製造到食品加工等,一直到更輕型的行業,例如零售業、酒店行業和餐飲業等。而在污水再循環和再利用方面,我們遵循“循環經濟”的四個原則。雖然水資源本身即使不進行人工干預,也可以自然地通過大氣水循環等方式循環和再生,但自然水循環過程太過緩慢,無法滿足人類需求,因此我們纔會有“循環經濟”的概念。有四個原則可以幫助企業通過循環經濟來創造價值,這四個原則參考了EllenMacArthur基金會所發佈的循環經濟報告。

  第一,內部循環。讓水循環或者再生圈儘量緊密,也就是所謂的“內圈效應”,在工藝流程內解決水問題。例如我們在美國爲禽類加工廠做胴體消毒,會重複利用洗滌用水,並在排放的最後一個關口之前,進行污水處理,減少污染排放。這樣操作有兩個好處:首先,清洗後的水仍是較熱的,即無需反覆加熱新的水,從而節省加熱過程所需能源;其次,在排放之前,我們就不斷處理這些水,於是排出的污水中污染物含量較少,也就不需要額外做污水處理,這是非常高效的。我們也會給包括造紙業在內的其他行業客戶提供這樣的解決方案,但要利用內部循環的前提是瞭解客戶的業務工藝及其對質量的要求。

  第二,持久循環。再循環和再利用的次數越多,創造的價值就越多,例如藝康集團負責水資源管理的子公司納爾科是全球最大的發電廠冷卻塔及冷卻方案供應商,它的處理方式是讓冷卻水在冷卻塔中多次參與冷卻,通過加入一些化學成分和自動化處理,使冷卻水可以在冷卻塔內循環大概5到7次甚至10次,循環次數越多就爲客戶省下越多的錢。但冷卻塔的多次循環也帶來一個挑戰,那就是水的成分會發生改變。冷卻過程中會堆積鹽分形成水垢,甚至由於鹽分過重腐蝕金屬,或者多次循環之後冷卻效率會下降。藝康的優勢在於我們非常瞭解水化學的工藝,對水的質量監測非常在行,一旦發現水的質量發生變化,我們會相應地調節某些因素使得不會有水垢堆積或金屬被腐蝕的現象發生,進而允許多次穩定的冷卻水循環使用。

  第三,產業循環,根據用水的不同需求使用不同質量的水。例如,在食品行業不是所有用水都需達到可食用級別,有時候擦地板、加熱冷卻對水質量的要求沒有這麼高;又比如酒店,暖氣或者室外噴泉的用水質量也無需這麼高。藝康非常瞭解客戶每一個環節對水質量的需求,也知道他們每一個環節會產生什麼質量的廢水,並利用它們去解決一些要求不高的用水需求。例如在電廠或酒店裏,我們會將一些廢水進行處理之後用在加熱或者冷卻環節,但這些廢水不但質量比淨水低,水質也在不斷改變中,所以我們在此環節利用3DTRASARTM專利技術根據廢水質量的變化來調整解決方案,維持水的質量以及可用性。

  其實如果我們把所有的水都淨化到飲用水的標準,所有這些挑戰就都不存在了,但這樣對客戶來講成本過高,無法爲他們創造更高的價值,而我們爲客戶創造的價值是在不提高產品成本的前提下,不斷地幫助他們提高可用水的總量,這是可持續發展的一個基本原則。

  第四,加入無毒且易分離的清潔劑。我們需要明瞭所有加入水中的物質,並在最終進行水處理排放之前將其提取出來,也就是說我們要非常謹慎地選擇清潔劑。我們使用無磷清潔劑,因爲首先磷會污染環境,在排放之前必須要進行處理;其次它會造成沉澱堆積,也就是水垢。

  我們還有一些其他的例子,例如在清洗蔬果時,有一種抗菌清洗液,在歐美等國,不但免沖洗而且可以殺滅大腸桿菌和沙門氏菌這樣的細菌,殺菌後殘留在食品表面的消毒劑經過官方政府的評估和認可,使得消毒後的食品達到可食用級別,還有一些地板清潔劑也是不需要衝洗的。除食品行業外,在其他行業我們也非常注重使用清潔的添加劑,使用後能夠省去二次清洗的步驟,從而節省了水、時間及勞力。

  第一財經:如果一個以農業爲主的地區想發展工業,但又缺少廢水處理預算,對於這樣的地區和企業,藝康有怎樣的幫助措施呢?

  Rajan博士:一些特定行業和地區可能並沒有太充足的預算配備這些設備或遵循這些流程,它們可能運營和設備投資方面預算不足,不足以實現再利用、再循環的目標。我們可以幫它們做的就是減少水資源的使用,在整個流程的最初階段減少水的使用量。例如在食品加工行業,清洗加工設備需要5個步驟,我們可以將它優化到3個步驟,這樣可以大幅減少清洗過程中的水消耗;再比如洗衣行業,在沖洗的過程中時間越長就需要消耗越多的水,我們可以幫助客戶將這個流程自動化,同時用更好的化學品進行清洗,這樣既可以大幅減少清洗時間,也可以幫助客戶減少水的使用。

  第一財經:在您看來,在水污染治理的領域中,下一個可能出現的突破是怎樣的?另外,飲用水和工業用水這兩個領域,哪個更有發展潛力?

  Rajan博士:剛纔我們談到工業水處理主要採取污染防治手段。而在飲用水方面,主要有兩個層面的問題需要我們思考。首先是工業廢水排放造成的點源污染,以北非和西歐的情況爲例,工業廢水排放造成的點源污染問題解決後面對的是更大的問題,就是解決農用地土壤污染造成的非點源污染問題,而要解決這個問題只有通過改變土地的使用方式而非尋求技術支持。兩年前我們和中國的大自然保護協會合作開展了一個調查,發現中國大部分城市的自來水水源是地表水,而地表水水質受農業耕作方式、農耕化學物添加和潔淨農用耕地面積等因素影響非常大,因此這不是一個技術問題,更多的是行爲方式問題。也就是說,我們能夠在技術層面上通過自來水廠淨化這些水,使得它符合飲用標準,但這樣做的成本更高,而且解決不了人們去釣魚和游泳時遇到的水污染問題。所以我們必須要兩條腿走路,除工業廢水淨化外,工業之外的水生態污染也是我們需要解決的問題。

  另一個可能出現技術突破的方面,就是在沿海地區將海水用於某些非必要使用淡水的工業環節,我們現在也正在跟一些中東客戶共同開發這項技術。我們在嘗試通過藝康的技術解決方案提供自動化、化學方面的產品和服務使得中東一些能源企業利用海水來實現冷卻工藝,我們相信有了解決方案以後全球範圍內會有更多沿海區域可以使用海水來代替一部分淡水消耗。像在香港,很久以前開始居民和酒店就使用海水來代替淡水衝馬桶了。

  第一財經:藝康在水污染處理過程中是否引入了人工智能和大數據等新科技?

  Rajan博士:當然,這對我們來說是非常重要的一些技術,從重工業到服務業,我們有上億個數據點需要監測,包括水質量參數,化學品添加量等等。值得一提的一個例子是洗手液使用數據監測,一方面我們會向餐廳經理實時反饋洗手液的使用情況,以此來督促他們的廚房員工上完廁所洗手,另一方面我們會將監測數據記錄在冊,幫助餐廳在衛生檢查中合規。我們還會監測大型商場和餐廳裏使用的洗碗機或者是酒店的洗衣機,根據每一次放入的盤子碗筷或者是髒衣服的數量調節使用化學品的劑量。

  第一財經:在您看來,未來還會出現哪些水風險?我們面對這些水風險會有怎樣的解決方案?

  Rajan博士:其實第一個風險是供需與價格之間的脫鉤。一般的產品是越稀缺價格就越高,但對水這樣一個人人必須要用、沒有就活不下去的資源來說卻不是這樣的。首先,如果我們想節約水資源並防止污染,就要理解水對於我們的價值,以及未來可能遇到的風險。但現在更多企業只知道水費的賬單,這只是成本而不是價值,我們要關注的是價值。藝康參與推出了一個很好的工具叫做水風險成本計算器,它可以幫助我們評估水給企業帶來的外部風險是什麼,比如水的供給量和質量下降對企業經營將產生的影響。還要分析企業本身的活動對水和環境的影響,包括廢水排放等。對不同行業和不同地理位置,其實都可以用這樣的工具來分析:未來三年、五年甚至十年後的水風險是怎樣的?水資源供需是怎樣的?我們的客戶就可以使用工具創造價值,分析對於他們業務運營來講,未來可能出現的水風險是什麼。

  企業在長時間運營之後會逐漸解決自身效率的問題,但無法解決外部風險,而外部風險往往是企業最大的風險,包括外來人口不斷上漲,對糧食的需求和化肥的使用都會影響到水的供給和需求。對於企業來講,我們可以通過相應解決方案盡全力解決內部水風險,但就外部而言,則需要跟外部的一些機構合作,與這片水域的監管機構合作來共同解決外部風險。這是一個合作的過程,例如藝康在太倉的工廠進行了《AWS國際可持續水管理標準》認證,我們通過尋求認證來進行外部的合作。

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