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2021年10月，宜興城市污水資源概念廠正式投運(yùn)召開。無獨(dú)有偶，同年9月，位于瑞典南部的海濱城市赫爾辛堡(Helsingborg)，也有一座概念污水廠舉行了揭幕儀式。
由瑞典政府資助的Smart City Sweden把這個(gè)項(xiàng)目稱作世界獨(dú)一無二的資源分離型污水處理廠。在本期專欄里，小編和大家一起看看它究竟有多特別。
瑞典最環(huán)保之城
赫爾辛堡位于瑞典南部，人口約12萬，在過去三年都被評為瑞典最環(huán)保的城市，也曾入圍2020年歐洲最具創(chuàng)新性的城市名單。今年5月到7月期間，他們還舉辦了一個(gè)名為H22的城市博覽會(huì)，向世界展示這座城市的綠色創(chuàng)新魅力。
Oceanhamnen是該市的重點(diǎn)發(fā)展新區(qū)，赫爾辛堡賦予它極高的期望，希望將它打造成一個(gè)兼具生活質(zhì)量和綠色環(huán)保的城市群島。每個(gè)搬到Oceanhamnen居住的人，都會(huì)自動(dòng)變成“環(huán)保英雄”。
為什么這么說？
因?yàn)檫@片區(qū)域的住房排污系統(tǒng)和其他地方不一樣——每家每戶的排水系統(tǒng)都由三條管線組成：一條收集經(jīng)廚房粉碎機(jī)處理后的食物垃圾，一條收集浴室、洗碗機(jī)和洗衣機(jī)的廢水，一條則是廁所的真空管，就是所謂的真空馬桶。
回收實(shí)驗(yàn)室
他們把這個(gè)系統(tǒng)稱作“Three Pipes Out”，小編姑且把它譯作“三管齊下”。這三條管的終點(diǎn)是下邊這個(gè)建筑物。
看上去是不是有點(diǎn)科技博物館的味道？
其實(shí)它是一個(gè)污水處理廠，赫爾辛堡還給它起了個(gè)非常高級的名字——Reco Lab，意為回收實(shí)驗(yàn)室(Recovery Lab)。
在這里(下圖)，三條管的廢棄物或污水會(huì)分別進(jìn)入三個(gè)收集池，然后進(jìn)入不同的處理單元，所謂的“廢物”會(huì)被回收利用，例如轉(zhuǎn)化成城市公交的燃料或用于農(nóng)作物種植的肥料顆粒，以及回收余熱和清潔的回用水。
Reco Lab工藝流程圖 | 圖源：Recolab
話說赫爾辛堡這個(gè)項(xiàng)目也是歐盟地平線Horizon 2020的項(xiàng)目RUN4LIFE的示范項(xiàng)目之一。RUN4LIFE始于2017年，由歐洲7個(gè)國家15個(gè)機(jī)構(gòu)組成，已于去年告一段落，但各地的項(xiàng)目都得到相應(yīng)的延續(xù)。
教育中心
對于赫爾辛堡來說，這是一次大膽的社會(huì)實(shí)驗(yàn)。他們積極地探索綠色智慧城市的發(fā)展模式。Reco Lab的建筑物設(shè)計(jì)本身就是城市的新地標(biāo)，弧形玻璃的外觀象征的時(shí)代的變遷，而污水廠的選址也展現(xiàn)了市政府擁抱改變的決心——污水廠就地處新城區(qū)的中心。
從目前的資料來看，Reco Lab更多的是一個(gè)小型的污水資源化研發(fā)中心，系統(tǒng)處理能力有限，目前處理量僅約2000人口當(dāng)量。他們官方介紹也說到，目前Reco Lab由三部分組成，除了上述的實(shí)際處理單元，還有測試床單元和陳列室單元。
其中測試床單元有博士生進(jìn)駐進(jìn)行研究實(shí)驗(yàn)，研究內(nèi)容包括如何用更少的化學(xué)品和更低的能耗回收磷氮，以及如何在垂直設(shè)計(jì)的過濾器中處理灰水(垂直植物墻)。
陳列室則是向公眾開放的教育基地。市民在這次H22城市博覽會(huì)期間，可以零距離了解Reco Lab的水資源回收理念，也是本地家庭周末消遣的好去處。
赫爾辛堡的市長Peter Danielsson表示：“我們看重的是讓市民更容易地做正確的事。通過‘三管齊下’的處理方法，我們?yōu)閷?shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用和為社會(huì)創(chuàng)造環(huán)境效益提供了更好的條件。”
污水在循環(huán)經(jīng)濟(jì)時(shí)代的價(jià)值
RecoLab的誕生并不是突發(fā)奇想，它其實(shí)是近世界各地推行“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”理念的成果。
污水處理和自來水處理都要耗費(fèi)大量的能源和資源，因此水務(wù)部門是推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要力量，回收污水中的資源已不是什么新話題。生活污水是主要的氮污染源，而且存在被稀釋的問題。有數(shù)據(jù)顯示，生活污水每年約含有2000萬噸的活性氮，預(yù)計(jì)到2050年這個(gè)數(shù)值將增至3500萬噸。污水中的這些氮通常以銨的形式存在，部分以硝酸鹽形式存在。
目前處理污水中氨氮的標(biāo)準(zhǔn)方法是將各種形式的氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)夂笈欧诺酱髿庵小＝?jīng)過幾十年的實(shí)踐，硝化/反硝化工藝已成為許多污水廠脫氮的常規(guī)操作。雖然近年來也有各種更節(jié)能的脫氮工藝，但也有業(yè)界人士提出：與其大費(fèi)周折的脫氮，我們能否將更少的人力物力用來回收氮資源，并直接農(nóng)用？
在歐洲，有一個(gè)名為Power to Protein的項(xiàng)目，目標(biāo)是將污水中的氮轉(zhuǎn)化成食用蛋白或動(dòng)物飼料。歐洲的科學(xué)家們初步估算過，歐盟有約三萬座市政污水廠，處理量超過7.9億人口當(dāng)量。而歐洲每年進(jìn)口的大豆里，有2000萬噸用于蛋白質(zhì)生產(chǎn)。這些大豆的蛋白質(zhì)含量約40%，也就是每年可以從中得到800萬噸蛋白質(zhì)。如果有30%的歐洲污水處理廠施行氮回收技術(shù)，并將回收的氮用于生產(chǎn)飼料或食物蛋白，那么歐盟可以實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)自給。
污水變蛋白最常見的步驟是氨氮吹脫，尤其是在高氨氮的污水中。吹脫出來的氨轉(zhuǎn)化為硫酸銨，這些溶液即可用作肥料。在下游的生物反應(yīng)器中，硫酸銨可通過生物合成直接轉(zhuǎn)化為單細(xì)胞蛋白(SCP)。
但這里邊也有一個(gè)難題，就是污水的氨氮濃度偏低。目前的常見做法是收集厭氧發(fā)酵后的沼渣回收氮，另外也有引入鳥糞石回收的方法。源頭分離是一種有效的氮源收集方法，瑞典的Reco Lab就是在進(jìn)行這樣的探索，他們的肥料滿足瑞典的國家標(biāo)準(zhǔn)。除此以外，RUN4LIFE在比利時(shí)根特市的Nieuwe Dokken項(xiàng)目十分類似。那里也是一個(gè)新建的居民區(qū)，服務(wù)人口約1200人。里邊430所房屋和其他建筑都配備了尿糞分離廁所、厭氧消化、鳥糞石沉淀和氮回收的綜合系統(tǒng)。
未來城市新范本？
赫爾辛堡海濱新區(qū)的改造工程將三個(gè)階段進(jìn)行：在第一階段，截至2022年，有350戶家庭入住；另外會(huì)有三個(gè)建在水邊的辦公大樓，提供足夠的商業(yè)和服務(wù)空間；還將有一個(gè)中央廣場和一條穿過碼頭的運(yùn)河，供小船通過。在第二階段預(yù)計(jì)有另外700戶家庭入住，并新建一個(gè)海水游泳池和公園。另外還將建成一個(gè)全新的人工島，連接新的Oceanhamnen和老舊的Oslo碼頭。整個(gè)海濱新區(qū)的改造將持續(xù)到2030年。相信Reco Lab的重要作用會(huì)在日后得到更多體現(xiàn)。
對于這個(gè)概念污水廠，你有什么看法嗎？不妨留言交流。
原標(biāo)題：RecoLab丨瑞典將在5年內(nèi)打造海濱概念污水廠
