净水技术 曲久辉：怎么样才可以治好我们的水

  中国，作为世界第一人口大国，水资源分布不均匀，人均水资源占有量只有世界人均水平的1/4，属于缺水国家。而且，随着经济发展和城镇化、工业化推进，我国水资源的利用和保护更是面临巨大考验。

  7月26日，中国工程院院士曲久辉走进《中国经济大讲堂》从多方面深度解读了如何有效治理水环境、保障水安全。净水小编整理后将分三期 呈现 给大家。

  所有的国际水污染治理的经验和水环境质量改善的经验，都来自于通过系统来进行综合治理。具体该如何做呢？曲久辉院士从以下几个方面为大家详细说明怎么样才可以做到有效治水。

  英国的泰晤士河被英国人叫做一部流动的历史。大家今天看到的泰晤士河非常的优美，但是倒退到100多年以前，它是一条非常黑臭的河流，在那里发生了4次的霍乱。

  这其实是由于工业发展导致了伦敦人口的剧增，大量的污水没有经过处理而排到了泰晤士河，这导致伦敦经历了一个百年治理之路。治理从19世纪、20世纪一直持续到21世纪，进行了大约150年。最开始治理时，政府修建了两大排水管渠，利用潮汐将污水排放到海里，将污染物带走，然后把淤泥运到海边，最后进行消化。当时通过这样的方式解决了黑臭的问题，但是生态系统并没有正真获得修复。

  进入19世纪之后，英国又开始治理，但两次世界大战使治理速度减慢，毁坏了很多治理设施。1974年，ECO得到了基本恢复，标志就是三文鱼回游到泰晤士河里。这样的一个过程中治理的措施是综合的。

  首先，英国成立了一个泰晤士流域的管理局，把多部门治水变成一个部门治水，又出台了污染物排放的限定的法律，制定了长期的泰晤士河的发展规划，采取了生态修复的措施，然后又加大污水处理设备。在这样一套组合治理措施之后，泰晤士河真正得到了治理，才有了今天美的景观、碧绿的水和真正能够用清洁诉说英国历史的河流。

  英国泰晤士河治理的经验告诉我们，单就水治水不行，就某条河至某条河不行，光治水里和岸上也不行，一定要进行综合治理，甚至水土气综合治理。中国的水环境治理必须是要构建一个绿色的流域，而绿色领域应该具备三条，叫做流域统筹、水岸共治、山水融合。流域统筹就是在流域的层面上来做系统的规划，和作上下游协同的处理，光治河段不行，一定要进行统一到治理，还一定要进行水岸共治。水里有大量的污染物的积累，特别是底泥中，而它又不断的会释放污染物成为内源，我们叫做内部污染源。所以在不明的情况下，或者在明确的情况下，我们要进行综合治理，进行水岸共治。

  要实现三水融合，三水是指水资源，水环境和水生态，干涸的河流是不能够有好的生态的，有了水之后它污染了也是失去功能的水系，要使水质清洁自净能力增强，就必须有好的生态。真正好的ECO才是水环境质量好转的根本保证，或者叫根本的评价标准。所以在中国的水环境治理里边，必须得实行抓系统综合治理，实现流域统筹、水岸共治、山水融合，这才是我国治水的唯一出路。

  要治好水，必须有好的管理。不能仅凭经验来支持，也不能凭粗放式的工程来治水，必须要有科学、高效、法治的管理系统。在美国的《清洁水法》中有很重要的一条叫最大日负荷管理，它是针对美国的受损河流提出的一个管理模式，在这个管理模式里边，美国的联邦政府要求各州能够制定或提出受损河流的清单，然后根据清单来进行最大日负荷管理，也就是说要控制每天能够排放到受纳水体的点源、面源和安全系数，以及总量来来控制，它每天控制精准到每一条受损河流的时候，这个控制就变得非常的清楚。

  曲久辉院士为大家举了个例子说明怎么样才可以有效控源，像美国的TMDL（最大日负荷管理）一样，首先要核算这条河里有多大的容量。而这个核算不是我们大家都认为的简单算术的关系，它是一个科学研究的结果。也要知道在这个流域能排出多少污染物。根据排量如果达到某种水质目标的时候，就必须得确定它有多大的减量，就是减少多少排量。最后我们再按照流域水体功能和水环境的容量，再分配它的负荷。只有这样我们才可以解决这样4个瓶颈的问题，叫做减什么污染物质？在哪个部位减？怎么减？减多少？

  不管是精准管理、科学管理还是社会管理，必须依靠科学技术。不管是要治理什么样的污染难题，也必须有科技的进步。

  20世纪初的时候，发明了这样的一个饮用水的处理工艺，专业上把它叫做混凝、沉淀、过滤、消毒这4个环节，这是最基本的饮用水的处理工艺。后来在处理流程当中，由于水源微污染，又加了一些新的流程，比如说用臭氧氧化水当中的污染物质，然后再经过活性炭把它吸附，还能够最终靠生物进一步降解（）。最近一些年在中国又采用膜处理技术，用了膜处理技术之后就可以把水当中百分之九十九点几的微生物和颗粒物，包括有机大分子也可以去除。

  所以新的技术对保障饮用水的安全提供了更多的保证，而新的技术在中国的广泛应用，也使民众能喝上更好的水，这就是科学技术进步所带来的巨大力量。

  控制抗生素根本的原因在于源头控制。抗生素的制药废水排放是最关键的。一般处理水的时候，像工业废水是用生物处理的办法，对于抗生素一般的生物处理显然是不行的。

  这是一个难题。中国科学家提出，首先用一种酸水解的方式强化水解，破坏抗生素官能团，即把药效的官能团或者说能够产生对生物产生抗性的基团进行破坏掉，之后再用生物的办法来处理，这样的一个简单的窍门，解决了抗生素废水处理的一个大难题，这就是中国科技的进步。

  国外没用的技术，中国用了，外国人治理不好的，中国人治理好了，所以工业废水的治理是靠我们中国人自己的发明创造，靠我们自己的智慧。应该讲在工业废水处理，特别是高浓度有机废水治理上，中国是走在世界前列，这是中国科学家对中国乃至世界的贡献。

  说完工业废水，那在生活污水上，我们又要做什么呢？原来的生活污水处理用了大量的能量和药剂，需要通过很长的流程去除污染物。大家可能知道有句话说污水是个宝贝，里边有很多资源，比如氮和磷，特别是磷，它是一个重要的人类稀缺的资源；污水中还有碳，碳可以转化成能量；更重要的水，如果城市的污水都用的话，它就成为城市的第二水资源，可以解决城市大约50%的水资源问题。所以污水它全身是宝。

  在2015年，中国的专家提出，建设面向未来的中国污水处理概念厂，概念厂有4个追求，是水质永续，资源回收、能量自给、环境友好，这样的一个理念提出以后，就引导了中国乃至全球污水处理的发展方向。

  我们现在建成了第一个污水处理的概念厂1.0版，2020的年底将在宜兴建成污水处理概念厂的初衷版，我们给他有诗一样的描述，优美的外表、独特的构造、创新的高地和智慧的头脑，充满爱意的花园。

  正像国际水协前执行副主席盖尔所讲的，如果中国污水处理厂概念厂能够实现的话，中国在污水处理事业上，将从跟跑变为领跑，这也是中国科学家的情怀和目标。

  不管是美国的《清洁水法》，欧盟的《水框架指令》，还是中国的“水十条”，都特别强调水环境治理、环境保护必须有广泛的民众参与，必须提高民众的环保意识，这是水环境治理的根本。曲久辉院士认为，中国民众的环保意识在逐渐的提高。曲院士说到，在16年的时候他去广州做过一次科普，看到屋里坐满了民间河长，这些河长是老百姓自发起来，在没有任何报酬的情况下，来监督每条河流的执行情况、排污情况、偷排情况，他们是民间的监督员。这个例子说明中国的民众在对环境保护方面，不仅仅是觉醒已经迈出了一大步，已经走上了水环境监督的这样的一个民间舞台。

  全世界的水污染治理，水环境保护已经走过了漫长的路程。在漫长的路程里边，水环境治理和人类璀璨的文化在不断的交流，不管是2500年前，中国建成的都江堰，还是公元一世纪建成的罗马水渠，还是1914年发明的活性污泥法，以及今天要打赢碧水保卫站的战略和智慧，无不凝聚着人民的智慧。正如毛主席所讲的，人民只有人民才是创造世界历史的动力。那人民只有人民才是打赢环保攻坚战，打赢碧水保卫战的根本力量。

  曲久辉，男，1957年10月出生于吉林农安。清华大学环境学院特聘教授，中国科学院生态环境研究中心研究员。2009年当选为中国工程院院士；2014年当选国际水协（IWA）杰出会士（Distinguished Fellow）；2015年受聘为桂林理工大学荣誉校长；2018年当选发展中国家科学院院士；2019年当选美国国家工程院外籍院士。现兼任中华环保联合会副主席、中国环境科学学会副理事长、中国环保产业协会副会长、中国水资源战略研究会副理事长、《环境科学学报》主编等职。主要从事水质科学、技术和工程应用研究。研究的重点方向包括：

  ①饮用水安全保障。涉及饮用水水质的全过程风险控制问题，提出并特别关注“标准与效应协同控制”新理论和新工艺；②水质净化与能量转化。涉及水中污染物去除与产能同步的原理、方法、材料、反应器与应用问题，重点关注以电子转移为主要机制的污染物产能的物理化学与电化学理论和方法。③水处理过程。涉及絮凝、吸附、膜分离、电化学等方法，提出并努力探索物理-化学耦合的微场构造及水处理颠覆性技术创新。④流域水污染控制与生态修复。涉及天然水体的水质变化规律、复合污染及生态安全问题，提出并深入研究以物质流为主线的“生态通量”与过程调控机制。

  曲久辉院士发表SCI收录论文300余篇，出版学术专著3部，获中国和国际授权发明专利80余项；获国家技术发明二等奖2项、国家科学技术进步二等奖2项、何梁何利奖（个人）1项、省部级科学技术一等奖4项、中国专利优秀奖1项、国际奖2项。

  资料来源：本文资料、图片整理自央视财经《中国经济大讲堂》，不代表净水技术观点，版权属于原本的作者与原作者出处。如有侵权，请联系删除。

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