三氿两湖，千帆逐波。位于太湖西岸的江苏省宜兴市，是久负盛名的“环保之乡”，国内首座城市污水资源概念厂便坐落于此。近日，记者跟随“长江大保护调研行”采访团自宜兴市区向北驱车约半小时，远远就望见一座极具设计感的“三叶草”造型建筑，在午后阳光的照射下分外“亮眼”。
宜兴城市污水资源概念厂全景。
概念厂将污水深度处理后生成的“永续水”。段相宇 摄
实验人员正在进行菌群检测。
运维人员正在观察叠螺机运行情况。
概念厂工作人员在有机质协同处理中心实时监控厌氧消化等系统运行。段相宇 摄
由廊桥相连的概念厂水质净化中心和有机质协同处理中心。 （图①③④⑥由宜兴城市污水资源概念厂提供）
建设中国城市污水处理概念厂，是国内环境领域知名专家发起的重大行业创新事业，旨在以绿色发展理念整合前沿创新设计和全球视野内的领先技术，实现“水质永续、能源回收、资源循环、环境友好”四项目标。2021年10月，由三峡集团合作参与的宜兴城市污水资源概念厂（以下简称概念厂）率先建成投运，其颠覆传统污水处理厂形态，创新采用水质净化中心、有机质协同处理中心和生产型研发中心“三位一体”形式建设，成为新型环境基础设施的典范。
“‘三叶草’既是建筑空间造型，又是功能构成，一叶是以高品质出水为目标的水资源环；一叶是以资源循环为目标的能源和资源环；一叶是满足公众美好生活和生态需求的新功能环。”伴随工作人员形象生动的介绍，记者徜徉在概念厂中，感受污水“化浊成清”的神奇。
“永续水”泡咖啡酿啤酒，深度处理技术实现水质永续
“好水不问出处。”走进概念厂厂区中心的池子咖啡厅，墙壁上镶嵌的标语十分醒目。吧台上，放置着一瓶瓶“永续水”（Water X）和刚煮好的咖啡。
“这是我们厂的‘特产’，欢迎来尝尝味道。”概念厂负责人张翼飞一边拧开一瓶“永续水”畅饮，一边向来访的记者们热情介绍。等大家一一品尝后，张翼飞抛出了铺垫已久的“彩蛋”——这些“好水”正是来自经过概念厂处理后的污水。
水质净化是污水处理厂的基本功能。概念厂的特别之处在于，可以用较短流程极限去除水污染物。每天2万吨左右的生活污水，进入水质净化中心，经过初沉发酵、高级氧化耦合等技术处理后，出水可达地表Ⅳ类水标准，直接排入附近河道，流入宜兴的团氿、东氿直至太湖。
循着概念厂的水质净化线路，记者来到了出水口。只见汩汩清流，源源不断地流入绕厂而过的云爱河，因为洁净度更高，出厂水与河水汇流时甚至形成明显分界。
“污水处理部分做到了极限脱氮除磷，其性价比明显优于现行的国内污水处理厂。”张翼飞介绍说，传统污水处理厂通常采用活性污泥法等工艺，主要去除污水中的有机物和部分氮磷等营养盐，对新兴污染物等难降解物质的去除效果较差。而概念厂采用先进的高效加载澄清、自养型脱氮膜生物反应器法、高级氧化等工艺，能够有效去除污水中的有机物、氮磷等营养盐及新兴污染物等难降解物质，提高出水水质和稳定性。在高效极限脱氮等先进技术加持下，污水处理效果可以实现每升水的总氮含量小于3mg、正磷酸盐含量小于0.1mg、新兴污染物去除率达到80%。
在水质永续方面，概念厂出水可保障太湖水质安全，同时通过采用国际先进技术和设备，部分出水会来到极致水净化单元进行处理，指标经检测后可达到生活饮用水国家标准，带来污水从根本上实现再生的科技体验。“我们出品的‘永续水’可以直接饮用，也可以用来冲泡咖啡，等天气再热一点，还可以酿造啤酒。”张翼飞自信地说。
在概念厂的生产型研发中心，实时展示着全球领先的污水处理技术和场景应用。记者一进门便注意到一个蓝白拼色的“集装箱”。中国城市污水处理概念厂专家委员会委员、江南大学环境与土木工程学院教授李激介绍，这是一个正在进行中试试验的装备。“从基础研究到科技转化，开展中试试验非常重要。因为概念厂采用了很多新工艺，需要研究试验获得相应技术参数，同时我们还会做一些破坏性或应对性试验，比如冬季来了一股特别不好的水，或者突然停电等。”李激说，小规模测试逐步达到工艺成熟后，可以通过研发中心3条百吨级、2条千吨级的试验线，进行大规模工程试验直至向市场推广。
污泥“变身”营养土，沼气用于厂区发电，变废为宝推动资源循环利用
在厂内名为“先驱屋”的一处展台上，陈列着花卉绿植通用营养土、有机肥等产品。外包装上印着的标志提醒记者，这是概念厂“出产”的又一项产品。
“我们把牙膏一样的太湖蓝藻泥、农林废弃的秸秆、绿化垃圾、果蔬垃圾、畜禽粪便还有生活污水产生的污泥等有机质废弃物，通过高干厌氧发酵及好氧堆肥过程，加工成了营养土，经检验合格以后推向市场，网店都有销售。”张翼飞拿起一袋用概念厂有机肥培育的泰国香米，向记者展示产品成色。
据介绍，概念厂设立的有机质协同处理中心，每日可实现处理污泥、蓝藻、畜禽粪便和秸秆等约100吨，目前处理量约40吨。这些有机质废弃物经过厌氧消化产生的沼气，被用于热电联产，产生的电能和热能可实现厂内能源自给（能源自给率超60%）。沼液流回水质净化中心进行再处理，沼渣则被加工成土肥产品，在厂区内的试验田中种植瓜果蔬菜等，全程不产生二次污染，同时实现资源的循环利用。
加大投入、变废为宝的背后有何现实考量？张翼飞解释，污水处理行业属于“能耗大户”，特别是用电需求量大，其电耗在全社会总电耗中占据较大比例。传统污水处理厂缺乏资源回收利用的意识和技术，往往将污泥直接填埋或焚烧处理，污水中有机物所含的能量被浪费。
此外，污水处理需要消耗大量燃料和药剂，会间接排放大量温室气体，其处理过程本身也会直接排放温室气体。李激举例说，长期以来，大部分生活污水都使用好氧的活性污泥法进行处理，也就是在氧气和细菌的共同作用下，将污染物氧化掉。但活性污泥法会消耗巨大的能源，并释放碳足迹（即产生的二氧化碳及其他温室气体的总量，通常用二氧化碳吨数来表示）；同时，该过程还会产生大量湿污泥，干燥、处置或焚烧这些污泥也会耗费大量能源。
与传统污水处理厂不同，概念厂通过厌氧工艺对污泥进行厌氧消化，以此实现能量的“回收”。“我们的DANAS干式厌氧反应器技术，是专门处理有机质废弃物的厌氧消化技术，有进料含固率高、沼气产量大、抗杂物、无沉积、效率高等特点，有‘大胃王’的称号。”李激说，通过反应器培养的厌氧微生物将有机质转化成沼气，可进行发电、提纯为天然气，实现有机固废的稳定化和资源化处理，具有低碳、环保的特点。
“世界上已有多个国家发布了污水处理厂碳中和技术路线图，这也是概念厂的目标。我们希望在资源回收和能源循环利用方面能起到一定的示范作用，让大家看到，污水处理厂也可以绿色低碳。”张翼飞表示，概念厂通过集成减污降碳先进技术，将污水处理厂从污染物削减基本功能扩展至城市能源工厂、水源工厂、肥料工厂等多种应用场景，将使整个社会全方位体验感受“污水是资源，污水厂是资源工厂”的理念。
生态生活生产融为一体，打造互利共生新型环境基础设施
没有脏乱的环境，没有污水的臭味，没有设备的轰鸣，漫步在概念厂，只见环廊相接、绿草如茵、池塘清浅，远处水田如镜、阡陌纵横，一派秀美的江南风光。“远观是工厂，近看像公园”，这座新概念厂完全颠覆了记者对传统污水处理厂的认知。
“一般来说，污水处理厂存在很强的‘邻避’效应。”张翼飞说，“邻避”指的是居民或当地机构因担心某些公共设施项目对身体健康、环境质量和资产价值等带来负面影响，而采取集体反对以至抗争的行为。“就是如果听说附近要建污水处理厂，大多数居民基本都会提出反对意见。”
解决“邻避”效应，就必须做到环境友好。概念厂坚持绿色发展理念，在确保水质、有机质循环设施相对固定的前提下，因地制宜叠加延伸至现代农业、体育文旅、生态田园等领域，打造开放、共享的新型城市空间，与周边环境无感融合、亲近共生。
记者注意到，厂区里的初沉池、生化池、二沉池等都加了盖，并且在旁边装有臭气处理装置，在整个污水处理环节基本不会产生臭味。在有机质协同处理中心，气体排放前都经过净化处理，所以也几乎闻不到异味。据介绍，概念厂采用组合式生物除臭技术，通过精细化设计大幅减少臭气总量，同时通过“除尘水洗+酸洗+高效异养型生物除臭滤池”组合工艺，确保厂区无异味，以实现对外开放的独特需求。
新概念还体现在建筑设计的细节上。记者看到，有机质协同处理中心安装了一根斜斜的烟囱。“至于为啥倾斜，纯粹是建筑设计师的审美考虑，烟囱不一定都是直挺挺的，倾斜也是一种美，非常有艺术感、不拘一格。”厂区工作人员如是回应。据悉，概念厂厂区由艺术家、建筑师、工程师共同参与设计，注重建筑空间美感和人文景观融入，使得厂区宛如美丽的城市会客展示厅和市民休闲娱乐的公共花园。
“我们这里的咖啡厅、花园都成了当地的网红打卡点，还经常有人来拍婚纱照，一到节假日非常热闹。”张翼飞说，推动污水处理厂与城市环境相融，变“消极”空间为“积极”空间，实现从“邻避”到“邻利”，构建生态、生活、生产共融互动、服务社会与自然的新型环境基础设施。
“宜兴城市污水资源概念厂是三峡集团合作参与的首座新概念水厂，这里的理念和成果正在长江大保护中被推广应用。”长江生态环保集团党委副书记刘想华表示，通过前期实践，复制建设安徽六安凤凰桥水质净化厂、湖北武汉汤逊湖藏龙岛地下净水厂等一批新概念厂，打造独特高效的长江生态治理“利器”，将积极助推长江经济带绿色创新高质量发展。
