十年前，荷蘭水委會(huì)聯(lián)盟就曾聯(lián)合頒布一個(gè)2030年污水廠路線圖報(bào)告，并以此為指南開展污水廠的升級改造計(jì)劃，目標(biāo)是將在公眾眼里又臭又臟的基建設(shè)施，變成生產(chǎn)清潔用水、清潔能源和高附加值原材料的高科技工廠。十年彈指一揮間，很多當(dāng)時(shí)的設(shè)想都已成為現(xiàn)實(shí)。2019年10月，位于荷蘭Zutphen的一座污水資源回收工廠正式揭幕運(yùn)行，這座工廠從污水中提取了一種名為Kaumera Nereda? Gum的新材料。這種膠有多厲害？據(jù)說能成為種子營養(yǎng)物、顆粒肥料、混凝土和油漆中使用的化學(xué)品的綠色替代品。

　　荷蘭污水廠的2030能量回收計(jì)劃 |圖源：Grondstoffenfabriek
資源回收工廠的理論基礎(chǔ)
　　在發(fā)布2030路線圖之后，許多新一代污水廠相繼在荷蘭落地。2011年，第一座好氧顆粒污泥污水廠在Epe污水廠投入運(yùn)行，采用新工藝后，該污水廠成為荷蘭全國能耗最低的市政污水廠。2013年，名為Fosvaatje的項(xiàng)目就在阿姆斯特丹的污水廠動(dòng)工，該項(xiàng)目從污水中回收磷、氮、鉀以及可以生成生物塑料的中間體等原材料。

　　FosVaatje – 歐洲最大的污水廠磷回收項(xiàng)目之一 |圖源：DutchWaterSector
　　荷蘭TU Delft的Mark van Loosdrecht教授，曾介紹過，除了出眾的沉降性能之外，這些好氧顆粒顆粒富含胞外聚合物(EPS)。這些EPS里的藻酸鹽（Alginate）含量還高達(dá)20%。要知道藻酸鹽是一種高附加值的生物聚合物。如果污水廠可以變成提純藻酸鹽的原料加工廠，這將改變污水廠的商業(yè)運(yùn)營模式，這正是荷蘭人決定興建藻酸鹽加工廠的理論基礎(chǔ)。

　　Mark van Loosdrecht教授在IWA的國際會(huì)議上做報(bào)告發(fā)言
　　2017年11月，荷蘭人宣布在Zutphen建一座第一座藻酸鹽加工廠，原料是處理廢水的好氧顆粒污泥。這個(gè)項(xiàng)目最初取名NEO Alginaat，其中alginaat在荷蘭語中指藻酸鹽，NEO則指從Nereda好氧顆粒污泥工藝?yán)锾崛〉挠袡C(jī)質(zhì)（Nereda Extracted Organic）。這個(gè)項(xiàng)目的目標(biāo)是想開辟污水資源回收的新道路——以藻酸鹽作為初級產(chǎn)品，將污水處理延伸至精細(xì)化工領(lǐng)域，生產(chǎn)出首飾、服裝等大眾消費(fèi)品。

　　Zutphen污水廠2017年冬天(左)和2019年9月(右)的進(jìn)度對比 | 圖源: Kaumera

　　荷蘭Zutphen污水廠資源回收項(xiàng)目建設(shè)回顧
　　無所不能的變色龍
　　在2018年的荷蘭設(shè)計(jì)周上，天生就是營銷大師的荷蘭人決定將NEO-Alginaat改名為Kaumera?！癒aumera”一詞源自新西蘭毛利語，意為“變色龍”。為什么取這名字？話說變色龍以其多變的顏色和對環(huán)境的適應(yīng)性而聞名。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)從顆粒污泥里提取出來的藻酸鹽和不同原材料結(jié)合之后，也可展示截然不同的屬性，就像變色龍一樣百面玲瓏——它可做成親水或者疏水性材料，放大和延伸原有材料的特定屬性。例如它可以充當(dāng)各種涂層：它可用作種子的“智能保護(hù)層”，幫助幼小的植物更好地吸收養(yǎng)分，增強(qiáng)對疾病的抵抗力，長得更快；作為顆粒肥料的涂層，可以讓肥料的分布更均勻；它還可以用作混凝土養(yǎng)護(hù)涂層，確?；炷恋墓袒^程良好進(jìn)行，防止干裂。

　　Kaumera材料的神奇屬性，還給了科學(xué)家和藝術(shù)家跨界交流的空間。一位叫Nienke Hoogvliet的荷蘭人，就將污水處理產(chǎn)生的一些污泥副產(chǎn)物，包括藻酸鹽、厭氧氨氧化菌和污泥磷酸鹽提取的藍(lán)鐵礦(vivianite)，搖身一變成為印染日本和服的天然染料。除了營銷噱頭，藻酸鹽確實(shí)能夠使紡織品更好地吸收染料，減少紡織印染產(chǎn)生的水耗。隨著材料化學(xué)研究的不斷深入，Kaumera還有更多的才能等待發(fā)掘，例如可以做成粘合信封和木材的生物膠水、陶瓷釉，甚至是防火材料。但在目前，荷蘭水委會(huì)打算先在農(nóng)業(yè)和園藝行業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用。
　　將污水廠改造成為藻酸鹽的另一大好處是減少污泥產(chǎn)量。據(jù)介紹，Zutphen污水廠需要處置的污泥可減少20-35%。由這種原料生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品聚合物在能耗方面也要比傳統(tǒng)工藝低30-80%，相當(dāng)于減少了113噸二氧化碳的年排放量。
　　更多的資源回收工廠
　　荷蘭的Kaumera項(xiàng)目計(jì)劃興建兩個(gè)生產(chǎn)單元，Zutphen這個(gè)廠率先面世，它處理的是食品工業(yè)產(chǎn)生的廢水；另一個(gè)生產(chǎn)單元位于之前提到的Epe污水廠，主要處理的是市政污水，計(jì)劃今年年底前開始運(yùn)行。
　　除了Rhine and Ijssel和Vallei en Veluwe兩家水委會(huì)，參與KAUMERA項(xiàng)目的機(jī)構(gòu)還包括Royal Haskoning DHV、TU Delft、荷蘭水應(yīng)用研究基金會(huì)STOWA、生物技術(shù)公司ChainCraft和能量資源工廠委員會(huì)(EFGF)。每個(gè)合作伙伴都為Kaumera的研發(fā)、生產(chǎn)和和推廣貢獻(xiàn)了各自的專業(yè)知識(shí)和資源。此外，Noorderzijlvest、, Vechtstroom、Waterbedrijf Limburg等多家水委會(huì)也在各自所屬地區(qū)的污水廠探索應(yīng)用Kaumera技術(shù)的可行性。
　　Vallei en Veluwe水委會(huì)的代表Tanja Klip-Martin表示：“水委會(huì)已經(jīng)將Kaumera作為Gelderland省在2050年前實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要貢獻(xiàn)之一。”因此，這個(gè)項(xiàng)目得到了各方的支持，包括得到了歐盟LIFE項(xiàng)目、荷蘭經(jīng)濟(jì)部和Gelderland省政府以及Friesland Campina等著名企業(yè)的經(jīng)費(fèi)資助。他們都希望這些污水處理創(chuàng)新技術(shù)能最終實(shí)現(xiàn)市場化。

　　Kaumera項(xiàng)目的合作伙伴 | 圖源：Kaumera.com
　　小結(jié)
　　荷蘭在污水資源化的研發(fā)方面一直走在世界前端。Kaumera的面世，再次展示了污水廠升級成為可持續(xù)生物材料加工廠的可行性，進(jìn)一步推動(dòng)了污水處理向資源回收和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的邁進(jìn)。Mark van Loosdrecht教授在Zutphen污水廠的啟動(dòng)儀式上發(fā)言說：“每個(gè)人都想登頂爭第一，但真正的挑戰(zhàn)在于開拓新領(lǐng)域?！蔽鬯幚砉倘恍枰罡?xì)作的匠人，也需要更多的創(chuàng)新人才，引領(lǐng)行業(yè)不斷地往前發(fā)展。最后附上Rhine and Ijssel水委會(huì)制作視頻，一起了解Kaumera各合作伙伴的角色和貢獻(xiàn)。