有效的水污染防治才能增加可利用水资源
[根据联合国预测，到2030年，全球对粮食的需求将上升50%，对能源的需求将上升40%，对水资源的需求将上升30%。将以上情况都考虑在内，就意味着我们未来需要比现在更多的水资源。]
随着全球对水资源的需求不断增长，如何在水资源总量有限的前提下最大程度地节约、利用和循环用水，成为每个家庭和每家企业都需要思考和反省的问题，尤其是一些需要大量用水的行业，有效处理和循环利用废水既能为企业带来经济效益也充分体现社会效益。
2018年3月，联合国在《2018年世界水资源开发报告》中指出，全球对水资源的需求正在以每年1%的速度增长，未来20年还将继续加快。传统的水库、灌溉渠和污水厂等已经不足以解决问题，必须通过绿色的基于自然的解决方案，发挥大自然本身力量，改善水资源管理，应对水资源挑战。
第一财经近日就全球水资源利用和污水处理的现状及技术革新专访了艺康集团全球研发中心副总裁、全球可持续发展技术负责人RajV.Rajan博士。
Rajan博士认为，从长期来看，水资源的供需情况并没有发生太大的变化，但由于水资源在地球上的分布并不均衡，这种供需时段和地域的不平衡与人类对水资源的持续需求之间的矛盾才是对人类构成影响的主因。
他提出，在无法消除水资源不平衡矛盾的前提下，如果可以对污染进行更好的防治，从而确保水资源质量，就可以更高效地利用水资源，通过这种方式增加可利用的水资源。这就涉及到减量化(reduce)、再循环(recycle)和再利用(reuse)的“3R原则”。
减量化方面通常利用相应的解决方案来减少污水排放，而再循环和再利用方面则更多遵循循环经济的思路，重复利用，区别应用，选择性使用水资源，且注意化学剂的使用。
Rajan博士也强调，除了工业废水处理排放这样的技术环节以外，还需要关注其他水生态问题，例如农业生产过程中化肥等物质通过土壤渗透进而影响到地表水，对水源造成污染，这些水生态问题需要通过改变人类的行为方式来解决。
第一财经：目前全球水资源的供需现状是怎样的？
Rajan博士：众所周知，由于地球上绝大多数水资源都以海水的形式存在，我们人类可用的淡水只占了全部水资源的2%。而这些淡水大部分都是保存在冰川或地下，冰川水人类难以利用，地下水的自然补给速度较慢。所以唯有地表水才是我们现阶段能够真正利用的淡水资源。同时，很多地表水还承担了维护生态系统(如湿地)的重任，我们也得为我们的后代保存一部分地表水(如湖泊)。这样算来，除了地表水，只有雨水和融雪河流是我们现阶段还可以利用且自然补给较快的水。如果一些河流再因污染而水质变差，那在地球上我们人类实际可用的水资源就连百分之二都没有了。地球上的水资源一直以来都是这样的情况，并没有太大改变，改变的是水资源分布状况。水资源并不是按照时段平均分布在地球上的，与此相比，人类的活动却是一刻不停的，这就产生了供需上的不平衡。这种不平衡也体现在地域上，有一些区域的水资源供给是随着气候变暖而不断下降的，但这些区域对高质量和充盈水源的需求却不断增加，因此我们也看到水资源的供需出现了地域上的不平衡。
我还想补充一下对未来水资源供需情况的预测。根据联合国预测，到2030年，全球对粮食的需求将上升50%，对能源的需求将上升40%，对水资源的需求将上升30%。为了有更充足的粮食供给，就需要更多地消耗能源和水资源；能源的开采、加工及转换过程需要用到水资源，而在水资源的提取、处理和输送过程中都需要用到能源。将以上情况都考虑在内，就意味着我们未来需要比现在更多的水资源。
第一财经：在解决水资源分配不平衡和水资源短缺这两个问题上，欧美或其他国家有哪些成功案例值得借鉴？有哪些经验是中国可以学习和利用的？
Rajan博士：这是一个非常好的问题，我认为要解决这两个问题，首当其冲的就是要保护水资源，也就是降低水资源的使用，形成节水意识。艺康所有的产品和服务都是充分考虑到水资源的保护和节约的，利用这些产品和服务，我们为全球各地的食品饮料、医疗保健、能源、酒店和工业客户提供全方位的解决方案，我们一些客户所在地区确实存在水资源不足的情况，因此对我们来说最重要的是要尽可能地节水。此外我们也在帮助很多国家实施工业化节水，它们的节水工艺确实是非常顶尖的，尤其是水资源的再利用。
“减量化(reduce)、再循环(recycle)和再利用(reuse)”，这些都是在工业上需要重视的方面。其中做得比较好的国家是日本，因为日本是一个岛国，所以它对水资源的再利用非常重视，也长期坚持做这件事。否则一旦淡水资源枯竭，海水就会倒灌，会为日本带来灾难性后果。
除了日本，我在这里还想分享其他国家节约水资源的两个方法。
第一种是污染防治，通过这种方法可以提高水资源质量，相应可利用的水资源也会增多。这方面主要有两个不同的策略，分别应用于不同的行业：第一是减低污水的污染程度，这通常是工业的做法；第二是通过治理土壤来管理水资源，这种方法通常用在农业和林业等行业中，例如减少化肥使用，保证化肥中添加物不会污染水源等。虽然策略有所不同，但目的都是重在防治，因为“先污染、后治理”会大幅提高成本。
从另一个角度来看，工业水污染的防治也有两个方向，第一个方向是通过政府的监管，政府会强制制定针对各行业的污水排放标准。但其实另一方面我们也看到包括艺康客户在内的许多国际企业制定了自己的污水排放标准，这些标准甚至比国家标准更为严格。因为它们意识到必须主动制定一套污水排放标准，无论是否有政府监管，都需要达标，而这也是全球的转变趋势。
第二种常用方法是直接转移水资源，但这个方法的效果并没有很好。这种方法理论上是将水从水资源丰富的国家输送到稀少的国家，水资源输送通常以两种方式实现，一是直接运水，二是出口农产品和工业产品等耗水生产的产品。但我们看到目前全球水资源转移并未按照这样的逻辑运行，很多时候反而是把含水产品从水资源本就不足的国家出口到水资源充足的国家。如果将含水产品消耗用水也算入出口水，那么实际水出口量最大的国家是印度，中国和澳大利亚也是水出口较大的国家，而这些国家的水资源并不丰富。相反，一些水资源非常丰富的国家却在不断进口需要用水来生产的产品，包括荷兰、比利时、法国和英国等。长期来看，直接进出口水资源很难有效解决国与国之间水资源分配不均的问题。
第一财经：目前工业废水的处理工艺发展趋势是怎样的？相对于别的企业来讲，艺康在这个领域有哪些优势？
Rajan博士：工业废水处理方面，我们秉承3个原则，即减量化、再循环和再利用。在减排方面，艺康始终在研发能够减少污水排放的产品，应用行业从重工业，例如能源生产、矿业制造到食品加工等，一直到更轻型的行业，例如零售业、酒店行业和餐饮业等。而在污水再循环和再利用方面，我们遵循“循环经济”的四个原则。虽然水资源本身即使不进行人工干预，也可以自然地通过大气水循环等方式循环和再生，但自然水循环过程太过缓慢，无法满足人类需求，因此我们才会有“循环经济”的概念。有四个原则可以帮助企业通过循环经济来创造价值，这四个原则参考了EllenMacArthur基金会所发布的循环经济报告。
第一，内部循环。让水循环或者再生圈尽量紧密，也就是所谓的“内圈效应”，在工艺流程内解决水问题。例如我们在美国为禽类加工厂做胴体消毒，会重复利用洗涤用水，并在排放的最后一个关口之前，进行污水处理，减少污染排放。这样操作有两个好处：首先，清洗后的水仍是较热的，即无需反复加热新的水，从而节省加热过程所需能源；其次，在排放之前，我们就不断处理这些水，于是排出的污水中污染物含量较少，也就不需要额外做污水处理，这是非常高效的。我们也会给包括造纸业在内的其他行业客户提供这样的解决方案，但要利用内部循环的前提是了解客户的业务工艺及其对质量的要求。
第二，持久循环。再循环和再利用的次数越多，创造的价值就越多，例如艺康集团负责水资源管理的子公司纳尔科是全球最大的发电厂冷却塔及冷却方案供应商，它的处理方式是让冷却水在冷却塔中多次参与冷却，通过加入一些化学成分和自动化处理，使冷却水可以在冷却塔内循环大概5到7次甚至10次，循环次数越多就为客户省下越多的钱。但冷却塔的多次循环也带来一个挑战，那就是水的成分会发生改变。冷却过程中会堆积盐分形成水垢，甚至由于盐分过重腐蚀金属，或者多次循环之后冷却效率会下降。艺康的优势在于我们非常了解水化学的工艺，对水的质量监测非常在行，一旦发现水的质量发生变化，我们会相应地调节某些因素使得不会有水垢堆积或金属被腐蚀的现象发生，进而允许多次稳定的冷却水循环使用。
第三，产业循环，根据用水的不同需求使用不同质量的水。例如，在食品行业不是所有用水都需达到可食用级别，有时候擦地板、加热冷却对水质量的要求没有这么高；又比如酒店，暖气或者室外喷泉的用水质量也无需这么高。艺康非常了解客户每一个环节对水质量的需求，也知道他们每一个环节会产生什么质量的废水，并利用它们去解决一些要求不高的用水需求。例如在电厂或酒店里，我们会将一些废水进行处理之后用在加热或者冷却环节，但这些废水不但质量比净水低，水质也在不断改变中，所以我们在此环节利用3DTRASARTM专利技术根据废水质量的变化来调整解决方案，维持水的质量以及可用性。
其实如果我们把所有的水都净化到饮用水的标准，所有这些挑战就都不存在了，但这样对客户来讲成本过高，无法为他们创造更高的价值，而我们为客户创造的价值是在不提高产品成本的前提下，不断地帮助他们提高可用水的总量，这是可持续发展的一个基本原则。
第四，加入无毒且易分离的清洁剂。我们需要明了所有加入水中的物质，并在最终进行水处理排放之前将其提取出来，也就是说我们要非常谨慎地选择清洁剂。我们使用无磷清洁剂，因为首先磷会污染环境，在排放之前必须要进行处理；其次它会造成沉淀堆积，也就是水垢。
我们还有一些其他的例子，例如在清洗蔬果时，有一种抗菌清洗液，在欧美等国，不但免冲洗而且可以杀灭大肠杆菌和沙门氏菌这样的细菌，杀菌后残留在食品表面的消毒剂经过官方政府的评估和认可，使得消毒后的食品达到可食用级别，还有一些地板清洁剂也是不需要冲洗的。除食品行业外，在其他行业我们也非常注重使用清洁的添加剂，使用后能够省去二次清洗的步骤，从而节省了水、时间及劳力。
第一财经：如果一个以农业为主的地区想发展工业，但又缺少废水处理预算，对于这样的地区和企业，艺康有怎样的帮助措施呢？
Rajan博士：一些特定行业和地区可能并没有太充足的预算配备这些设备或遵循这些流程，它们可能运营和设备投资方面预算不足，不足以实现再利用、再循环的目标。我们可以帮它们做的就是减少水资源的使用，在整个流程的最初阶段减少水的使用量。例如在食品加工行业，清洗加工设备需要5个步骤，我们可以将它优化到3个步骤，这样可以大幅减少清洗过程中的水消耗；再比如洗衣行业，在冲洗的过程中时间越长就需要消耗越多的水，我们可以帮助客户将这个流程自动化，同时用更好的化学品进行清洗，这样既可以大幅减少清洗时间，也可以帮助客户减少水的使用。
第一财经：在您看来，在水污染治理的领域中，下一个可能出现的突破是怎样的？另外，饮用水和工业用水这两个领域，哪个更有发展潜力？
Rajan博士：刚才我们谈到工业水处理主要采取污染防治手段。而在饮用水方面，主要有两个层面的问题需要我们思考。首先是工业废水排放造成的点源污染，以北非和西欧的情况为例，工业废水排放造成的点源污染问题解决后面对的是更大的问题，就是解决农用地土壤污染造成的非点源污染问题，而要解决这个问题只有通过改变土地的使用方式而非寻求技术支持。两年前我们和中国的大自然保护协会合作开展了一个调查，发现中国大部分城市的自来水水源是地表水，而地表水水质受农业耕作方式、农耕化学物添加和洁净农用耕地面积等因素影响非常大，因此这不是一个技术问题，更多的是行为方式问题。也就是说，我们能够在技术层面上通过自来水厂净化这些水，使得它符合饮用标准，但这样做的成本更高，而且解决不了人们去钓鱼和游泳时遇到的水污染问题。所以我们必须要两条腿走路，除工业废水净化外，工业之外的水生态污染也是我们需要解决的问题。
另一个可能出现技术突破的方面，就是在沿海地区将海水用于某些非必要使用淡水的工业环节，我们现在也正在跟一些中东客户共同开发这项技术。我们在尝试通过艺康的技术解决方案提供自动化、化学方面的产品和服务使得中东一些能源企业利用海水来实现冷却工艺，我们相信有了解决方案以后全球范围内会有更多沿海区域可以使用海水来代替一部分淡水消耗。像在香港，很久以前开始居民和酒店就使用海水来代替淡水冲马桶了。
第一财经：艺康在水污染处理过程中是否引入了人工智能和大数据等新科技？
Rajan博士：当然，这对我们来说是非常重要的一些技术，从重工业到服务业，我们有上亿个数据点需要监测，包括水质量参数，化学品添加量等等。值得一提的一个例子是洗手液使用数据监测，一方面我们会向餐厅经理实时反馈洗手液的使用情况，以此来督促他们的厨房员工上完厕所洗手，另一方面我们会将监测数据记录在册，帮助餐厅在卫生检查中合规。我们还会监测大型商场和餐厅里使用的洗碗机或者是酒店的洗衣机，根据每一次放入的盘子碗筷或者是脏衣服的数量调节使用化学品的剂量。
第一财经：在您看来，未来还会出现哪些水风险？我们面对这些水风险会有怎样的解决方案？
Rajan博士：其实第一个风险是供需与价格之间的脱钩。一般的产品是越稀缺价格就越高，但对水这样一个人人必须要用、没有就活不下去的资源来说却不是这样的。首先，如果我们想节约水资源并防止污染，就要理解水对于我们的价值，以及未来可能遇到的风险。但现在更多企业只知道水费的账单，这只是成本而不是价值，我们要关注的是价值。艺康参与推出了一个很好的工具叫做水风险成本计算器，它可以帮助我们评估水给企业带来的外部风险是什么，比如水的供给量和质量下降对企业经营将产生的影响。还要分析企业本身的活动对水和环境的影响，包括废水排放等。对不同行业和不同地理位置，其实都可以用这样的工具来分析：未来三年、五年甚至十年后的水风险是怎样的？水资源供需是怎样的？我们的客户就可以使用工具创造价值，分析对于他们业务运营来讲，未来可能出现的水风险是什么。
企业在长时间运营之后会逐渐解决自身效率的问题，但无法解决外部风险，而外部风险往往是企业最大的风险，包括外来人口不断上涨，对粮食的需求和化肥的使用都会影响到水的供给和需求。对于企业来讲，我们可以通过相应解决方案尽全力解决内部水风险，但就外部而言，则需要跟外部的一些机构合作，与这片水域的监管机构合作来共同解决外部风险。这是一个合作的过程，例如艺康在太仓的工厂进行了《AWS国际可持续水管理标准》认证，我们通过寻求认证来进行外部的合作。
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