第十八届德国慕尼黑国际环保水处理博览会(IFAT 2014)在不到半年的时间里一切都准备就绪。这是全球最重要的环保技术博览会,将于2014年5月5~9日在慕尼黑的国际会展中心举行。观众期待怎样的新技术?是什么力量在推动这一领域的进步?自2007年起就一直担任德国污水和废弃物处理协会(DWA)主席,科隆市市政城市污水处理厂总经理Otto Schaaf先生对这些问题做了详细的回答。
PROCESS:Schaaf先生,IFAT 2014博览会的口号是“资源、创新、解决方案”。您认为在水处理和污水净化处理技术领域中有哪些技术还具有开发的潜力?
Otto Schaaf:根据区域情况的不同,这一问题有不同的答案。在发展中国家和新兴市场国家的水处理和污水净化技术领域中我们必需要有新的卫生系统,这些卫生系统必须配备坚固耐用、简单且寿命长的卫生设备。在工业化国家里,民主的发展促使我们越来越要采用灵活的水处理工艺技术和可持续发展的投资。这种新型的卫生系统,也即是包含在NASS这一广义概念之中的卫生系统包括了可持续发展,合理利用原材料和水资源,也就是循环经济学。它创造了现有系统经济高效的替代方案,满足了人们对不同卫生保障设施的需求。对于水资源紧缺的国家来讲,通常使用非常熟悉的排水系统是很难筹措到资金的。
我认为,在技术方面还是有研发潜力的;例如继续改善清洁效率,也就是消除微量有机物。这里包括清除药品、化妆品、农药、化肥或者其他残留在水中的少量有机化学品。DWA协会指出,尽可能从源头上避免有害物质,就地完成有害物质的无害化处理。大面积对所有污水净化设备进行4级净化的能源消耗和资金投入都是非常巨大的,即使做到了这些整个问题也没有得到解决。污水中的许多成分是4级净化也不能彻底清除掉的,或者只能有限的清除掉;或者转化成为迄今为止危害性尚不明确的产物,所有的转化途径尚不明确。
除此以外,凡是涉及到能源的技术都还有潜力可以挖掘。不仅可以从污水净化处理过程中获取能源新技术,而且能源利用率也还有提高的空间。设备生产厂商已经着手开发电力自给自足的污水净化设备。从流动的污水中不仅可以获得能源,而且可以回收那些非常有价值的有效成分和物质。科研机构已经开发出了不同的磷回收技术,但目前还不能经济地使用这些方法和技术。
污水净化技术领域的专家正在努力对这些工艺技术进行二次改进,使它们能够在实践中得到广泛的应用。
PROCESS:您刚才讲到了微量有机物这一热门词汇。DWA协会是TransRisk微量有机物风险管理项目的合作伙伴。DWA协会在这一项目中发挥了怎样的作用?在这一项目中获得了怎样的经验?
Otto Schaaf:TransRisk项目的目的是通过找出人为的微量有机物及其在水循环中的转化产物可能存在的风险,同时发现病原体。在这一合作项目中,DWA协会的任务是传播和推广研究成果。除此以外,协会还公开公众敏感事件的真相,培训相关的专业人员。在Donauried示范区内,化学、生物学、微生物学分析仪器设备和技术的帮助下把研究获得的知识转换为治病救人的药品,在污水净化环节中发现其他人为的类激素和有细胞毒素等微量有机物,揭示它们的毒害作用。尤其是医用污水,处理之后不得有耐抗生素性。除了在描述风险特性的分析工作之外,合作项目也研究如何优化消除微量有机物的技术方法。为了能够对微量有机物消除技术进行优化,需要在达姆施达特市的污水处理试验厂的专用试验设备中进行试验,主要是在安装有渗透膜生物反应器和部分集成了臭氧设备的污水净化设备中进行试验。同时,试验设备常规处理后的污水都要经臭氧和生物碳/活性碳过滤方法进行测试。一种可行的替代方案是在污水处理中使用特殊的铁细菌,这种细菌能够氧化和降解特定药物。
PROCESS:业内很多人都长期致力于提高能源利用率。您认为德国水处理和污水净化技术领域中还有未挖掘和利用的技术吗?
Otto Schaaf:水资源管理和污水管理中,能够提高能源利用率的潜力主要在水力的利用方面。现在,每年水力发电的总量高达20TWh。已统计的水力发电潜力理论上还可以再增加4~5TWh,其中3TWh左右的发电量是可以使用的。在增加水力发电时需要注意欧盟水框架指令中的生态兼容性规定,对发电场的各个细节都要仔细检验。其中包括污水净化设备,但这同时也看到了这些设备的节能潜力。首先是节约能源的可能性,DWA-A 216号文件中已经提到了“污水净化设备的能源分析”。我们估计,可以实现的能源节约大约为25%。除了节约能源以外,还有进一步提高热能和发电能力的问题。其中污水发电的能力可以从目前的1.1TWh/a提高到3TWh/a。再加上沼气和其他有机物发酵等,还可以进一步提高几太千瓦时的发电能力。同时,我们也要注意电力的最佳使用。作为关键词,这里我要用“Power to gas”或者“氢工艺技术”来表达。
其他的提高能源利用率的潜力在下水道系统中。由于污水是由工业工艺用水和/或者热水组成的,相对来讲有着较高的温度。下水道中的温度或者污水净化设备中的温度一般都在10~15℃之间。因此污水的温度明显高于周围环境的温度。因此污水也是一种经济的热源,可以用热泵为居民供暖。
PROCESS:业内分析人士认为,水资源管理和污水处理技术在全球有着巨大的市场。德国企业在这一市场中表现如何?
Otto Schaaf:德国的水资源和污水处理技术企业已经做好了充分的准备。这一市场的增长率不仅局限于产品和技术服务的出口。企业只有将产品和技术服务与所需的专业技术知识相互结合,才能在这一市场中站稳脚跟。只有这样才能使现代化的设备发挥出应有的能力和效率。在这样的相互结合中,出台相应的法律法规,使市政的水资源管理和污水处理企业能够为改进国际卫生保障出力是非常值得的。几乎没有一个国家在水资源经济领域中的职业培训专业比德国的更多。
国际市场是一个非常大的市场,全球范围内只有10%的污水经过了净化处理。其余的90%还有许多工作要做。在这一领域中,德国有着非常先进的技术,甚至美国的技术比德国的都要落后5~10年。我们在这一领域中有着丰富的专业技术知识和经验,而且这些都是国际市场需求非常大的东西。
PROCESS:DWA协会怎么看待地热和水力压裂等技术?
Otto Schaaf:对于DWA协会来讲,保护地下水资源是首要的任务和工作。地热和水力压裂这两种技术都是地下水的一种风险,需要仔细检验审核。我认为,原则上这两种技术都不能在水资源保护区使用。在其他区域使用时,满足所有的环保条例规定的检验评审是必不可少的前提。
地热的利用在过去几年里有了大幅度的增长。对于在地下打洞,通过这些洞向地下灌化学品,我们非常担忧,呼吁所有的负责单位为保护地下水停止一切相关的审批。
目前,利用水力压裂技术获取天然气的方法是把化学物质压入地下岩层,以便使地下岩层能够释放出天然气。在重要的地区,例如湿地、饮用水水源地或者矿泉水周边地区等都应拒绝采用这一技术。负责的水务当局应对水力压裂技术对地下水和水体的作用进行必要的审核评估。水力压裂技术所使用的压裂液和材料的化学成分都应由水务管理部门完全公布出来。并且要对压裂液和返排液进行专业的监控和处理,要有符合相关规定的无害化排污处理要求和相关的文件证明。应强制项目倡议人采用连续性的善后监控措施。
PROCESS:防洪问题比较复杂,您从2013年德国南部和东部的大水中得到了什么经验?
Otto Schaaf:从2013年6月的大洪水中我们总结了经验,其中最重要的一点是再好的防洪技术也有它的极限,无论防洪坝有多高、有多厚。我们唯一能够做的是尽可能减少洪水带来的损失,从整体角度对全国的洪泛区进行通盘考虑和整治。在人口稠密地区的防洪技术措施、洪水区的建筑禁令、疏通天然河流或者分洪区等工作都必需是跨越国界合作才能完成的。针对2013年的洪水,DWA协会发布了一份意见书,详细地阐述了上述要求和观点。可以在DWA协会网站主页的下载专栏中看到。
PROCESS:您在慕尼黑博览会的最后一次组织工作中提出了“不论是观众还是展商,Ifat博览会来都是必不可少的。”什么使得Ifat展览会成为“必不可少”?
Otto Schaaf:Ifat博览会是一个集水资源管理、污水处理、垃圾和资源管理的国际性会展。这不仅是展会组织者提出的一个口号,而且是由来自世界各地180个国家和地区的125000名观众和来自50多个国家大约3000家参展商所证实的事实。Ifat博览会的成功以及其对整个行业的影响表现在:从三年一届的博览会变成了两年一届;尽管如此每届展会都刷新了参会人数的纪录。早在1966年,DWA协会就参与了Ifat博览会的组织工作。现在,DWA协会已经成为资历最老、最理想的展会组织者,并在展会同期负责多个论坛和丰富多彩的展会活动。
PROCESS:WDA协会将以怎样的形式出现在2014年度的Ifat会展中?
Otto Schaaf:在入口展会接待台旁的A5号展厅里有DWA协会和多家企业的联合展台,这一联合展台由19家DWA协会生产和技术服务成员企业联合展出。专业论坛由规划设计、主管当局、企业和高等院校的代表出席。这里的一个热点就是我们的上一级欧洲焊接协会(EWA)举办了第17届水和能源国际论坛。这一国际组织在2014年中把“水”论坛提到了很高的位置。在展会和会议期间,我们和协会成员、合作伙伴以及国际友人聚合在一起。
展会同期还会举办第14届青年水利技术专家会议,德国的年轻人将在这里与国内外的同行相互交流。这一会议的重点是专业考察、就业机会、学术报告和网络合作。
另外,我们首次在B0展厅开辟了“科研、培训、人才培养”展区。这一展区的很多活动都是由DWA协会组织的,为年轻人的成长提供了很大的帮助。
Otto Schaaf先生是科隆污水处理厂的总经理。他所在的企业负责对科隆百万人口的污水进行净化处理和完成防洪。另外,这家市政公共企业还负责开发利用和保护科隆地下水资源。Schaaf先生还兼任德国水资源经济、污水和垃圾处理技术协会(DWA)主席。这一技术-科学性专业协会由来自乡镇、高等院校、工程设计室、主管当局和企业的14000人组成。作为政治和经济都是独立的一个协会,DWA的宗旨是可持续发展水资源经济,促进水资源经济的研究与开发。DWA协会是Ifat国际博览会的主办方,并负责多个论坛和丰富多彩展会活动。
Otto Schaaf先生,德国DWA协会主席,科隆市政给水供水公司总经理
“对于DWA协会来讲,保护地下水资源是首要的任务和工作。地热和水力压裂这两种技术的应用对地下水都会带来一定的威胁,需要仔细检验和审核。”
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