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REWAISE – 歐盟循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念下的創(chuàng)新水處理技術(shù)研究

發(fā)布日期：2022-05-29 來源：國際水協(xié)會(huì)（IWA）官網(wǎng)
  在西班牙西北部，有一個(gè)非常環(huán)保的城市，它從1999年開始取締汽車，如今是世界知名 的“無車之城”。這個(gè)城市的名字可能有點(diǎn)拗口，叫Pontevedra(蓬特韋德拉)，我們姑且稱它作蓬城。蓬城是蓬特韋德拉省的首府，但該省最大的城市卻是距離蓬城以南27公里的維戈市。

圖. Vigo市港口景色| 圖源：Antoon
  喜歡足球的朋友可能聽過西班牙的足球聯(lián)賽有一支叫塞爾塔維戈的球隊(duì)，這支球隊(duì)就位于維戈市。除了足球，這個(gè)城市還以漁業(yè)著稱，有歐盟報(bào)告稱它是世界上最大的漁港。漁業(yè)也帶動(dòng)了當(dāng)?shù)胤浅０l(fā)達(dá)的商業(yè)發(fā)展。早在1947維戈市就成立了一個(gè)自貿(mào)區(qū)Consorcio Zona Franca de Vigo，對(duì)西班牙西北部的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著深遠(yuǎn)影響。
圖. Consorcio Zona Franca de Vigo鳥瞰圖 | 圖源：維基百科
  也許有蓬城做表率，維戈市的自貿(mào)區(qū)也十分重視環(huán)保，自貿(mào)區(qū)的商務(wù)中心大樓曾榮獲BREEAM綠色生態(tài)建筑的認(rèn)證(Building Research Establishment Environmental Assessment Method)，在綠色建筑圈內(nèi)也享有盛名。

圖. 維戈自貿(mào)區(qū)商務(wù)中心外觀 | 圖源：RUN4LIFE
  而在過去幾年，這個(gè)建筑也在歐洲的污水處理圈小有名氣，原因它參加了歐盟地平線Horizon 2020的項(xiàng)目RUN4LIFE，并成為該項(xiàng)目的示范工程所在地。這個(gè)示范項(xiàng)目的理念和成果最近在維戈市的一個(gè)著名車廠得到推廣應(yīng)用。在本期的微信推送里，我們來看他們有什么特別的環(huán)保理念和技術(shù)受到大車廠的青睞。
  資源回收概念廠
  維戈自貿(mào)區(qū)商務(wù)中心是 Run4Life 項(xiàng)目的示范點(diǎn)之一，大樓所有的洗手間都配備了灰黑水分離裝置。這個(gè)項(xiàng)目由西班牙知名水務(wù)公司Aqualia引領(lǐng)，也有圣地亞哥德孔波斯特拉大學(xué)(University of Santiago de Compostela)的技術(shù)支持。該示范項(xiàng)目是從黑水中回收氮磷生產(chǎn)肥料，同時(shí)凈化成可回用級(jí)別，而灰水經(jīng)過消毒處理后用于沖廁，減少了建筑大樓的水足跡。
  下圖是具體的技術(shù)路線圖。如圖所示，厭氧MBR(AnMBR)是這個(gè)示范項(xiàng)目的技術(shù)核心，同時(shí)還配置紫外LED、臭氧、顆粒活性炭等三級(jí)處理技術(shù)。這套系統(tǒng)的一大亮點(diǎn)是資源回收的靈活性。他們根據(jù)市場(chǎng)需求季節(jié)性變化，靈活調(diào)節(jié)肥料的屬性——液態(tài)或者固態(tài)。當(dāng)?shù)胤睫r(nóng)業(yè)市場(chǎng)對(duì)液態(tài) NPK 肥料沒有需求時(shí)，AnMBR的液態(tài)出水可以通過其他方式進(jìn)行回收養(yǎng)分和再生水。其中磷通過鳥糞石沉淀得到回收，而氮可以通過生物電化學(xué)系統(tǒng)與吸附相結(jié)合的方法得到回收。鳥糞石和硝酸銨溶液可用于施肥灌溉。

圖. Vigo示范項(xiàng)目的技術(shù)路線圖 | 圖源：RUN4LIFE
  車廠的AnMBR系統(tǒng)
  RUN4LIFE這個(gè)示范項(xiàng)目的理念如今在當(dāng)?shù)氐囊患掖笮推嚬S通過一個(gè)叫REWAISE的項(xiàng)目得到延續(xù)。該工廠是水和能源的消費(fèi)大戶，通過在工廠內(nèi)的下水道上放置一個(gè)緊湊型反應(yīng)器，可以將污水中的有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化成生物甲烷，并將再生水回用到生產(chǎn)中，他們給這套技術(shù)取名 MEMB-RANER(membrane reactor for anaerobic nutrient and Energy recovery)。同樣地在，這是一套基于AnMBR的系統(tǒng)，無需曝氣、節(jié)省電耗，可回收能量和營養(yǎng)物，并將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為生物甲烷。這個(gè)項(xiàng)目的重要意義是展示分散式、原位處理的AnMBR可行性。

圖. MEMB-RANER項(xiàng)目的所在地及系統(tǒng)示意圖 | 圖源：rewaise.eu
  該系統(tǒng)采用的浸入式的微濾膜裝置，作用是對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行濃縮，去除固體和經(jīng)消毒后，得到富含氮磷的出水，可以直接用于灌溉，例如高爾夫球場(chǎng)的用水，又或者是工業(yè)用途的洗滌或冷卻水。由于設(shè)計(jì)非常緊湊，因此處理系統(tǒng)可以放置在建筑大樓的地下室或停車場(chǎng)里。
  此前，Memb-Raner 已經(jīng)在名為Life Memory項(xiàng)目中經(jīng)過初步測(cè)試，并運(yùn)行了數(shù)年時(shí)間，現(xiàn)在已安裝在多個(gè)工廠中，用于處理各種污水。而在維戈市的汽車工廠中，這套處理系統(tǒng)裝在停車場(chǎng)里，設(shè)計(jì)流量為10m3/h，并有能量回收和水循環(huán)的物料平衡模型。Life Memory和ReWaise項(xiàng)目背后都有水務(wù)公司Aqualia的參與。Aqualia之所以可以參與這個(gè)項(xiàng)目，部分原因是它是維戈市的供水系統(tǒng)運(yùn)營商，并且和維戈自貿(mào)區(qū)商務(wù)中心有過合作，前者為后者提供可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)服務(wù)。
  關(guān)于ReWaise
  REWAISE項(xiàng)目的全名REsilient WAter Innovation for Smart Economy。項(xiàng)目成立于2020年8月，為期5年，總預(yù)算高達(dá)1880萬歐元，其中歐盟通過地平線2020資助約1500萬歐元。參與機(jī)構(gòu)多達(dá)24家，Aqualia水務(wù)是項(xiàng)目的協(xié)調(diào)聯(lián)系單位。
  項(xiàng)目分布在歐洲的9個(gè)實(shí)驗(yàn)室，并劃分為地中海、大西洋和歐洲大陸三個(gè)片區(qū)，每個(gè)區(qū)有三個(gè)地點(diǎn)。研究對(duì)象涉及不同的水源、不同的行業(yè)、不同的回收產(chǎn)物以及不同的管理模式。它將向業(yè)界展示資源節(jié)約型的創(chuàng)新水處理技術(shù)。其主要由三個(gè)關(guān)鍵部分組成：
  第一是Value in Water，旨在提取原水和再生水中的各種資源，包括氮磷、礦物質(zhì)和金屬、有機(jī)物和能源等。
  第二是Value from Water，指的是圍繞水循環(huán)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，包括水、能源和交通運(yùn)輸?shù)戎苯踊蜷g接與水相關(guān)的部門創(chuàng)造的效益和就業(yè)等產(chǎn)品和服務(wù)。
  第三是Value through Water，指的是水的社會(huì)功能，通過優(yōu)化決策和商業(yè)機(jī)會(huì)的數(shù)字平臺(tái)，幫助終端用戶、監(jiān)管機(jī)構(gòu)、水運(yùn)營商、電力市場(chǎng)和化學(xué)品市場(chǎng)的利益相關(guān)者建立緊密聯(lián)系，加強(qiáng)他們之間的協(xié)作，最大限度地減少排放、風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境脆弱性。
  除了上邊提到的西班牙汽車廠的AnMBR系統(tǒng)，REWAISE還有其他類型的項(xiàng)目，例如：
  1.在瑞典隆德市的雨洪中試廠，目的是考察特殊膜材料(碳化硅膜)對(duì)暴雨夾帶的微塑料的去除效果；
  2.高密度工作場(chǎng)所的尿液分離廁所（VASYD）；
  3.超濾膜處理地表水(Vigo)；
  4.暴雨收集模型；
  5.污泥脫水液的氨回收
  其實(shí)，REWAISE還隸屬于一個(gè)名為CIRSEAU的大項(xiàng)目。除了REWAISE，還包括ULTIMATE、Water Mining、B-Water Smart和Wider Uptake。我們?cè)诖饲暗奈⑿磐扑屠镆呀?jīng)介紹過Water Mining的詳情。五個(gè)子項(xiàng)目組成了CIRSEAU這個(gè)大項(xiàng)目，目標(biāo)就是共創(chuàng)智慧水經(jīng)濟(jì)， 實(shí)現(xiàn)水資源價(jià)值的最大化。
  可以期待在未來3-4年里，REWAISE會(huì)產(chǎn)出更多工業(yè)規(guī)模的研究成果，我們會(huì)密切關(guān)注項(xiàng)目的進(jìn)展，在日后為讀者們提供最新的成果報(bào)道。

參考資料

  • 西班牙無車城：改善生活的決心

https://www.cup.com.hk/2016/08/05/the-city-with-no-cars/

  • Que voir et faire à Vigo ?

https://www.antoon.fr/vigo-que-faire-activites/

  • Consolidation Top down and Bottom up Analysis

http://corelngashive.eu/wp-content/uploads/2018/04/CORE-LNGas-HIVE-Study-of-Demand-Consolidation-Top-Down-Bottom-Up.pdf

  • ReWaise

http://rewaise.eu/?post_type=post

  • RUN4LIFE

https://run4life-project.eu/wp-content/uploads/2020/08/H2020-Run4Life-Factsheet-Technology-Anaerobic-Membrane-BioReactor.pdf

  • LIFE-MEMORY

https://www.life-memory.eu/

  • REsilient WAter Innovation for Smart Economy

https://cordis.europa.eu/project/id/869496
https://www.life-memory.eu/project
https://www.aquatechtrade.com/news/water-reuse/rewaise-tests-anaerobic-sewer-mining-technology/