在我國行將進入“十三五”發(fā)展階段，俗稱“水十條”的《水污染防治行動計劃》也已由國務院批準，正式發(fā)布。按此“計劃”規(guī)定，全國七大重點流域水質(zhì)到2030年時優(yōu)良比例總體需達到75%以上，城市建成區(qū)黑臭水體總體要得到消除。無疑，“水十條”的發(fā)布必將促進污水處理市場規(guī)?？涨皵U張以及新技術(shù)不斷涌現(xiàn)并及時應用。處于這種背景之下，國內(nèi)從媒體、學界、一直到企業(yè)幾乎全部摩拳擦掌，各個躍躍欲試，以分割即將到來的信息、學術(shù)、乃至技術(shù)/設(shè)備這塊大“雪糕”。

“水十條”設(shè)定的2030年這一規(guī)劃期限剛好與歐美等國家倡導的未來污水處理技術(shù)路線圖時限完全一致[1-6]。為此，我們有必要在系統(tǒng)了解國際污水處理技術(shù)發(fā)展理念的同時，首先剖析中華民族幾千年來農(nóng)耕文明所形成的糞尿返田這一原生態(tài)物質(zhì)循環(huán)方式在可持續(xù)發(fā)展方面的意義，并以此對照當前與未來污水處理技術(shù)發(fā)展的理念與內(nèi)涵，最終歸納、總結(jié)出當今世界高端技術(shù)研發(fā)與應用的目標。

本文從自然水循環(huán)基礎(chǔ)入手，概括人類出現(xiàn)對水循環(huán)過程中水量與水質(zhì)的影響以及人類應該采取的對策。以原生態(tài)文明可持續(xù)意義為背景，審視現(xiàn)代文明中排水體制對生態(tài)基礎(chǔ)的破壞以及人工恢復所需要采取的技術(shù)手段。針對我國目前的城鎮(zhèn)化以及生態(tài)文明建設(shè)，指出原生態(tài)文明乃應保留與發(fā)揚的分散式處理模式。對既有城市，言明集中式處理的發(fā)展方向與以及重點目標。

1 順應自然水循環(huán)

生命之水天上來，條條江河歸大海，這就是所謂的自然水循環(huán)，且早在人類誕生之前便已存在許久。人類出現(xiàn)后，對水的需求已不再是遠古時代延續(xù)生命而已，早已轉(zhuǎn)變?yōu)槟壳笆孢m自已的“奢侈”生活方式，以至于對自然水循環(huán)不滿足于順應，而是轉(zhuǎn)向改造自然的戰(zhàn)天斗地，已不再顧及水量乃至水質(zhì)的變化。結(jié)果，導致人類生活越舒適，水量越匱乏、水質(zhì)越惡化的窘迫現(xiàn)象，由此還引發(fā)了一系列與水相關(guān)的生態(tài)環(huán)境問題，反過來又抑制了社會經(jīng)濟持續(xù)、健康發(fā)展，讓我們的舒適生活充滿尷尬。

降雨的自然歸宿除一部分以下滲方式補充地下水、形成湖泊、蒸發(fā)外，大部分以河流方式回歸大海。因人類的干擾，不僅水循環(huán)的路徑被部分改變，而且天然水體的自凈能力也大都被消耗殆盡。建筑物占地以及路面硬化使得城市/城鎮(zhèn)區(qū)域降雨下滲途徑被阻斷，不僅減少了地下水的補給來源，而且還導致降雨時內(nèi)澇現(xiàn)象頻發(fā)。我們現(xiàn)在固然已認識到城市降雨所引起的生態(tài)與內(nèi)澇雙重問題，并期望通過興建雨水儲蓄、下滲空間來予以解決，但龐大儲蓄設(shè)施所需空間以及建造費用并非輕而易舉之事;特別是在城市黑臭水還未能首先解決的情況下，強化雨水下滲無異于是讓黑臭水下滲，導致地下水污染的風險增大。從這個意義上說，治水首先需要治污。所以，對水量調(diào)節(jié)與管理最終還要取決于對水質(zhì)的控制。在此方面，污水處理出水經(jīng)高級處理后回灌地下水似乎較雨水儲蓄、下滲優(yōu)勢明顯，因為它的水量、水質(zhì)穩(wěn)定、可控，且不需要龐大的儲蓄空間。這方面美國加州桔縣水區(qū)(OCWD)具有非常成功和豐富的經(jīng)驗，他們因此獲得了2014年新加坡李光耀水源大獎。

遠古時期，降水在回歸海洋前藉水體自凈作用基本可以將人類污染后的水質(zhì)凈化而回歸;而在目前人類“奢侈”生活狀態(tài)下，水體自凈容量早已消耗殆盡，出現(xiàn)水“穿新衣服”離開海洋，而“著臟衣服”再回歸海洋的窘迫現(xiàn)象。久而久之，水的生態(tài)環(huán)境可想而知。

總之，人類要想可持續(xù)延續(xù)，必須遵循生態(tài)規(guī)律、順應比自己生命更久的自然水循環(huán)，在水量上切忌巧取豪奪、肆意改變路徑，必須順其自然而后得;在水質(zhì)上萬不可再靠天助我也自凈方式，必須將污染后的水質(zhì)恢復如初。

2 原生態(tài)與現(xiàn)代文明

中華民族五千年燦爛文化中農(nóng)耕文明占據(jù)著至少98%的時間。我們的食物來自于土地，而我們的排泄物再回歸土地，這就是我們老祖宗幾千年來在實踐中形成的所謂農(nóng)耕文明。正是幾千年來我們祖先“面朝黃土背朝天”的勞作方式成就了我們先人締造的樸素生態(tài)主義，也就是被很多人喻之為的“原生態(tài)文明”。我們祖先這種原生態(tài)文明生活方式使得營養(yǎng)物、能量和水在人與土地之間建立起一種良性人工循環(huán)，使地球上不可再生的磷等營養(yǎng)物才沒被過度消耗。盡管目前農(nóng)村較為普遍的旱廁存在衛(wèi)生和氣味等方面諸多問題，但是，糞尿收集作為原生態(tài)文明的基本元素是正確的，只是存在生態(tài)而不衛(wèi)生的問題而已。

十八世紀源于歐洲的工業(yè)革命使得城市化進程加快，由此帶來城市排水衛(wèi)生問題，導致沖水馬桶、下水道這一城市現(xiàn)代文明產(chǎn)物的出現(xiàn)。城市人待在家里就可以坐著如廁，用水后也不必再端盆潑水;沖水馬桶不僅衛(wèi)生、方便，而且舒適、美觀，可大大提升人們的生活品質(zhì)，遠離原始蹲茅廁那種捂鼻、抬臀的尷尬姿勢。然而，西方城鎮(zhèn)化中未曾有人想到，沖水馬桶和下水道打斷了人與土地間業(yè)已建立的營養(yǎng)物循環(huán)，使磷等營養(yǎng)元素背離土地，走上一條流向海洋的不歸之路。結(jié)果，陸地磷資源因化肥消耗越來越少，而水體中磷的含量卻不斷上升，以至于出現(xiàn)湖泊、近海富營養(yǎng)化現(xiàn)象[7-8]。正因如此，沖水馬桶、下水道這一現(xiàn)代排水文明的產(chǎn)物正受到國際學界的普遍質(zhì)疑;它們的問題主要出現(xiàn)在了生態(tài)的可持續(xù)性上。

3. 城鎮(zhèn)化建設(shè)與既有城市排水體制選擇

原生態(tài)文明下糞尿返田方式“生態(tài)而不衛(wèi)生”，而現(xiàn)代文明中沖水馬桶與下水道的使用又“衛(wèi)生而不生態(tài)”。比較兩種排水體制，就生態(tài)意義而言，原生態(tài)文明方式顯然值得保留和提倡，這也是西方社會對中國農(nóng)耕文明贊賞有加的地方，其在衛(wèi)生方面的瑕疵可以通過以水沖或微水沖的源分離為基礎(chǔ)的“生態(tài)衛(wèi)生”[7]方式加以解決。因此，在我國目前大興土木的城鎮(zhèn)化建設(shè)進程中原生態(tài)理念下的污水源分離方式理應保留并成為首選，這對靠近土地、易于實現(xiàn)糞尿返田的城鎮(zhèn)來說實際上是最好的處理與資源利用工藝。我國目前還有近一半的農(nóng)村人口，這意味著還有一半人口仍具有保留原生態(tài)文明下的分散式污水處理之機會。

原生態(tài)文明下的分散式處理方式在生態(tài)方面的意義固然重大，應當開展和推進該領(lǐng)域的科學研究，尤其是為高密度城鎮(zhèn)排泄物減量化與資源化提供技術(shù)支撐。但是，對于木已成舟的既有城市來說顯然不太適用，基礎(chǔ)設(shè)施推倒重來要付出巨大的經(jīng)濟代價，況且城市遠離土地也使得糞尿返田存在許多實際問題。所以，既有城市不得停留在當前已被鎖定的集中式處理的范疇。

4. 生態(tài)排水方式

解決原生態(tài)文明下生態(tài)而不衛(wèi)生的問題可以通過糞、尿、水源頭相應的分離方式加以解決, 靠在衛(wèi)生潔具或排水系統(tǒng)設(shè)計上采用糞尿(黑水)或者尿液(黃水)、糞便(褐水)單獨收集、分別輸送方式與使之與灰水、雨水實現(xiàn)分離、返田，從而達到既生態(tài)又衛(wèi)生的目的 [9-11]。這種以源頭分離為基礎(chǔ)的分散式處理方式被稱之為“生態(tài)衛(wèi)生(Ecosan)”，為一種生態(tài)排水方式，它是德國、瑞典等歐洲國家根據(jù)糞尿返田生態(tài)原理所設(shè)計的分散排水方式。Ecosan在北京奧運森林公園、清華大學環(huán)保樓、北京小湯山、河北邯鄲南界河店村等處已有應用或示范。源分離下的生態(tài)衛(wèi)生核心內(nèi)容就是強調(diào)營養(yǎng)物、能量與水三種物質(zhì)在人與土地間實現(xiàn)良性循環(huán)。

5. 集中式污水處理發(fā)展方向

集中式污水處理的出現(xiàn)源于沖水馬桶與下水道的應用，最早是為了解決衛(wèi)生問題，目前已過渡到水資源保護乃至環(huán)境保護，未來則以資源與能源回收為主要目標。污水處理目標雖逐漸升級，但均向下兼容，這是人類走可持續(xù)發(fā)展道路的發(fā)展必然。可持續(xù)發(fā)展自然也需要可持續(xù)污水處理技術(shù)，這就有必要對采用已久的傳統(tǒng)技術(shù)之弊端首先進行剖析，繼而去除糟粕、取其精華，發(fā)展可持續(xù)污水處理技術(shù)。

5.1 傳統(tǒng)污水處理工藝缺陷

傳統(tǒng)污水處理技術(shù)，無論是有機物(COD)氧化還是氨氮硝化均需要消耗氧氣，而工程中氧氣提供則需要通過空壓機消耗能量來完成。事實上，污水中的COD是一種潛在的綠色生物質(zhì)能，每kg COD約含14 MJ的代謝熱[7]。從這個意義上說，傳統(tǒng)污水處理實際上是“以能消能”。消耗化石燃料產(chǎn)生能量的結(jié)果是導致大量CO2排放，甚至還會出現(xiàn)因PM2.5產(chǎn)生而導致的霧霾現(xiàn)象。結(jié)果，以能消能固然能使水變清，但卻污染了大氣，無形中造成水污染演變?yōu)榇髿馕廴镜摹拔廴巨D(zhuǎn)嫁”現(xiàn)象。此外，反硝化以及化學除磷需要日常消耗化學物質(zhì)、產(chǎn)生大量剩余污泥、平面反應器占地過大等也是傳統(tǒng)污水處理工藝與生俱來的缺陷。

5.2 可持污水處理理念

可持續(xù)污水處理視污水為資源與能源的載體，強調(diào)資源與能源回收，且為回收資源與能源而采用的技術(shù)所需能源與資源消耗量應最低，并且不產(chǎn)生二次污染或污染轉(zhuǎn)嫁，工藝占地也應較小。

編輯：曲宏斌