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極度缺水國家新加坡如何解決飲用水問題?
發布時間 : 2018-06-22 10:04 瀏覽量 : 84


   新加坡在20世紀末提出新生水技術路線,經過處理的污水可達到飲用水標準,不但解決了新加坡水資源問題,同時打造了完善的水科技及產業創新體系。本文對新加坡NEWater發展歷程和關鍵決策進行了分析,希望給您帶來思考與幫助。

    一、新加坡NEWater的發展歷程

    探索階段

    水資源匱乏一直是新加坡社會經濟發展的主要制約因素。新加坡建國初期,幾乎完全依賴從馬來西亞進口飲用水。為擺脫用水困境,新加坡在1972年制定了第一份水務發展總藍圖(1972-1992),污水回用被明確列為未來水資源問題解決的主要途徑。1974年,污水處理局規劃開展將污水轉化為潔凈水源的研究和應用,分別嘗試了反滲透、離子交換、電滲析和氨吹脫等當時水處理的先進工藝,實驗出水水質達到WHO的飲用水標準,但因運行成本、膜污染問題,試驗14個月后被關閉。

    發展初期

    除了進口飲用水,新加坡還采用淡水蓄集的方式利用水資源。但進入20世紀90年代,這種方式的最后一個大型建設項目—淡水集水區建設已進入尾聲。同時,由于和馬來西亞在供水協議方面屢次發生爭執,新加坡不得不再次重視非常規水資源的獲取。而此時水處理技術也已發展至一個新的階段,反滲透的應用成本已在可接受的范圍內且技術成熟。

    1996年新加坡開始了反滲透工藝在海水淡化方面的工程應用可行性研究,研究結果非常理想,這也促使新加坡于1998年決定建設第一座海水淡化廠。同年,受到海水淡化領域進展的激勵,新加坡公用事業局(PUB)和環境部聯合開展了一次利用二級污水處理進行水回收利用的可行性評估,并派遣技術人員赴美國考察學習膜技術在污水再生利用領域的最新進展。同時兩家機構共同撥付經費1400萬美元,用于研究并建設位于勿洛的示范廠。

    2000年5月,勿洛的示范廠建成投產,同時成立了國際專家小組,用以提供獨立的研究建議。在后續兩年中,根據美國環保署和世界衛生組織(WHO)的飲用水標準,加上對接近190項參數進行了超過25000次的測試分析,PUB和國際專家小組得出了再生水水質安全性優于常規飲用水的結論。2002年,PUB正式啟動了再生水作為水資源的建設計劃。此時,PUB還出臺落實了關于此項目的溝通交流計劃,這項計劃的重點是要改變民眾對再生水的負面印象,讓民眾認識到再生水是可以安全飲用的,再生水被重新命名為“新生水”(NEWater),廢水被重新命名為“用過的水”(Usedwater),并專門建了NEWater公眾接待中心。

    2002年,作為37周年國慶活動的序幕,時任新加坡*吳作棟第一個飲用NEWater,并宣布,今后新加坡人的飲用水將是新生水和自來水的混合水,此舉產生了巨大的轟動效應,NEWater受到國際各界的高度關注。

    2003年,新加坡以DBOO模式相繼建設了三座規模適中的NEwater水廠,水廠采用PUB推薦的技術路線。三座水廠全部由新加坡本土企業建設,專業的環境工程咨詢公司進行工程技術管理。通過前期試驗示范廠的實驗數據和后續水廠的工程集成,新加坡本土水務公司獲取了工藝運行的第一手資料,并在工程設計和管理運行上積累了寶貴的經驗,完成了基于NEWater工藝對國外先進技術的引進和整合,孕育了良好的產業基礎。同時NEWater的供水量也穩步上升,于2006年達到新加坡總供水量的10%。

    產業擴張階段

    2006-2011年,新加坡又以DBOO模式相繼建設了兩座規模更大的NEWater水廠,并擴建了兩座NEWater水廠,供水已上升至總需水量的30%。同時在規模效應和科技研發進步的帶動下,NEWater的成本也在不斷下降。進入21世紀,可持續淡水供應及廢水管理的需求已成為重要的國際課題,許多國家、城市及企業都在積極尋求創新的解決方案及水務技術。

    NEWater成熟穩定的工藝路線和大規模的推廣應用,使之具有極大的產業發展空間。此時恰逢新加坡的國家創新體系進入第三個階段,國家開始大力推動面向未來的新技術和新領域的研發計劃,由*直接領導的研究、創新及創業理事會(RIEC)成立,并宣布環境和水務業是新加坡的重點發展領域,將在未來5年投入3.3億新元用以支持技術研發和產業推廣方面。為了確保這個計劃的順利實施,并成立了環境及水務業發展理事會(EWI)。EWI為新加坡水務事業制定遠期發展戰略和產業發展戰略,并形成了具有新加坡特色的科技研發和產業推廣模式。

    利用獨特的區域經濟優勢和NEWater產生的品牌效應,新加坡籌劃設立了新加坡國際水周活動。2008年,首屆水周隆重召開,吸引了各國政要、眾多專家學者、技術骨干和商務人士的參與。為期五天的水周內容涵蓋政府高峰論壇、國際學術會議、設備博覽會和商務論壇等等。此外,新加坡還設立了以首任*李光耀命名的新加坡水獎。目前,新加坡水周也成為世界上最具影響力的水業盛典之一,李光耀水獎已經成為代表水界最高榮譽的獎項之一。通過國際一流的智力資源集聚,不但使新加坡不斷汲取新的水處理知識,還吸引了更多的優秀人才。

    行業引領階段

    通過重大工程建設及研發體系的建設,新加坡的水務產業獲得了快速發展,2015年,新加坡已經吸引了全世界超過180家水行業公司和26家私營水研究中心安家落戶。環境及水務業為新加坡國內生產總值貢獻了大概17億新元的產值,創造了1.1萬個就業崗位。同時,新加坡繼續追加在水務方面的科研和產業發展資金,新加坡*李顯龍宣布政府將撥款2億新元發展水務業,預計到2020年,該產業產值將達28.5億新元,就業人數也將增至15000名。

    在氣候變化和能源與水資源制約的前提下,為適用于未來再生水廠的應用需要,PUB開始著眼于技術升級和設備改造,制定了“出水水質”“能源可持續性”“環境可持續性”3個關鍵評價標準,用以考察技術升級和設備改造是否取得預期階段性控制目標?;诖藰藴?,PUB分析相關污水處理技術水平和節能降耗效果,已制定出污水處理工藝能源自給率三階段目標。

    二、新加坡水務管理模式成功要素分析

    最嚴格最有效的水資源管理體系

    新加坡國內水資源總量6億立方米,人均水資源只有211立方米,居世界倒數第二,是全球范圍內水資源最為匱乏的國家,長期以來不得不依靠進口水資源來解決問題,使水資源成為新加坡的最大潛在危機。新加坡在歷次重要的國家發展規劃中,將水資源作為社會經濟發展的剛性約束指標。在此方針的影響下,新加坡從建國開始就建立了最嚴格的水資源保護法規,完善的污水排放體系以及樹立了全民的節水意識。

    新加坡通過建設深層隧道排污系統工程,對污水進行回收利用。

深層隧道排污系統工程分為兩個階段實施,由兩條大型深層隧道、五個新生水工廠、深海排污口和一個聯結污水管網組成。兩個深層隧道的設計直徑可達6米,建設在地下20—50米處,通過連接水道管網與現有的水網系統連接在一起。完善的污水排放系統使得NEWater來源單一,降低了處理工藝要求和處理成本,這也是新加坡的NEWater水價可以降到大眾可承受價格水平的主要原因之一。此外,對水資源的嚴格管理,同時水價合理,這也大大促進了NEWater后續的商業化運作。

    靈活且自主的法定機構(PUB)

    公用事業管理是各國政府在社會治理中的普遍難題,而新加坡的公用事業在各個領域都提供了高質量的服務,而且還都實現了盈利,其中眾多的法定機構功不可沒。在新加坡,法定機構由國會立法設立,比政府部門享有更大的自主權,通過部長向國會負責,相當于獨立管制委員會之類的規制組織。這些機構在運營上一般不會遇到政府部門通常的障礙,比如僵硬的規章條例和缺乏靈活性,同時還減輕了政府各部門的負擔。職員任用方面也具有一定的靈活性,同時也保持了法定機構人員的工作效率。

    以PUB為例,新加坡水戰略的一次重要轉折,就是2001年PUB并入環境部,整合供水和排水部門。新的職權劃分,結合當時海水淡化和再生水的工程技術進展,使PUB立刻著手推動新的國家水戰略。PUB領導人當時提出,水資源總體規劃還沒被審核,而且水資源協議到期后新加坡將如何規劃尚未納入正式國家議程。新的規劃中,新加坡應有替代方案,包括對收集到的雨水、可再生水以及可淡化的水如何處理。

    2007年,PUB獲得斯德哥爾摩水工業資源獎,組委會對PUB的工作給予了極高評價:“新加坡所采用的一些水科技,其他國家也有,但是通過先進科技加上完善管理,使新加坡的系統變得獨一無二,可供其他城市參考和借鑒?!盤UB是新加坡水資源規劃的制定者,水務資產的管理者,也是水科技創新的推動者和驗證者,對國家級創新體系對水處理事業的促進和發展方面起到了決定性的作用。

    行而有效的資源整合手段

    NEWater將解決本國需求和促進產業發展完整地契合在一起,并有效調動了各種資源—水戰略、工程體系、產業創新等,這種綜合的整合資源的手段,產生了極大的效果。

    在水戰略方面,新加坡不斷在面向未來的水戰略中強化NEWater的份額,并且不斷提出更新和更高的愿景,這為產業投入提供了一個清晰穩定的預期目標。

    工程體系方面,將NEWater這一重大工程,作為滿足本國水資源發展的重要載體,在確定之后就堅定地實施,并保持未來30年的發展方向都不做大的偏移,只是繼續提出能耗和效率方面的要求;采取PPP的方式進行工程建設,在工藝確定的前提下,以DB00的操作形式,并且在初期建設中限定采用新加坡本土企業作為投資主體,整合全球先進技術和企業,這樣既保證了工藝路線的確定,成本和質量的平衡,也幫助了本土企業快速成長進步。但也并不是一味地扶持本土企業,當本土企業創新乏力時,政府又擴大招標范圍,引入更有競爭力企業,北控水務獲得樟宜二期項目就是很好的例證。

    創新體系方面,確定技術方向,開放污水處理廠,鼓勵和服務創新創業。由穩定的工程實施體系產生了穩定的產業需求,眾多的科研和產業力量開始圍繞如何降低能耗、提升效率、強化安全方面不斷投入,并吸引了大量先進企業來新加坡設立技術研發中心;同時新加坡開放各個污水處理設施,鼓勵和支持大學、創新企業到水廠開展PUB指定方向的實驗,驗證成功即有可能進入NEWater的技術體系,這無疑為創新者提供了強大的動力和吸引力。同時新加坡的企發局還提供了良好的創業環境,使科技型企業更易獲得天使投資、風險投資,還能獲得全方位的創業服務。

    成功的品牌塑造

    NEWater的成功推廣,同時還要歸功于一系列卓越的品牌策劃。

    NEWater和Usedwater名稱的確立,摒棄污水、廢水、中水、回用水等傳統詞匯,并選擇重大場合請*當眾飲用,產生轟動效應,有效幫助民眾確立對再生水安全性能的信心。建設NEWater接待中心,深入宣傳科普關于“水”的新理念,確立社會對水處理技術路線的信心。旨在促進社會護水、親水的“ABC”計劃(Active,Beautiful,CleanWater),充分展現了一個更好的雨水管理方式:盡可能把每滴雨水留住,將下水道、溝渠、水庫改造成為富有活力的、美麗的、清潔的小溪河流與湖泊,與鄰近的上地成為一體,以創造出充滿活力的社區公共空間。創辦新加坡水周,通過大型的論壇、展會、頒獎,使新加坡不但匯聚了全球最智慧的思想,還成功塑造了新時期水務領導者的形象,成功實現了從極端缺水國家到世界水務樞紐的跨越式發展。

轉自:慧聰水工業網


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