环保回忆录

王凯军老师在科研上卓有成就。特别是，他和中国第一代环保工作者一起工作，经历了中国环保重大事件的全过程。

在弟子们一再要求下，他开始陆续回顾从业以来的经历和经验，在此基础上，口述了《环保回忆录》。绿茵陈和913工作室一起，有幸记录整理相关内容。此书目前正在出版流程中，不日将与各位读者见面。

创新思维一直是王老师从业以来的核心思维方式，无论是在环境技术方面还是推动企业成长方面，都有许多成功范例，这在我们之前发布的十篇文章中已有体现。

本篇节选自回忆录的第八章，讲述了王凯军老师如何对地下污水处理厂这个新芽予以关注、呵护，并助力、规范其成长。地下污水处理厂是边缘创新范式的新典范，它发端于小众，破圈到主流。

近日，国务院办公厅印发《关于进一步盘活存量资产扩大有效投资的意见》，明确提出：“因地制宜积极探索污水处理厂下沉、地上地下空间综合开发，有效盘活周边可开发土地等资产”。6月15日，央视财经频道《经济信息联播》对中国水环境集团北京通州河东资源循环利用中心进行报道，将其作为探索促进盘活存量和改扩建有机结合的典型案例。

地下污水处理厂建设方式从其出现到发展，我就予以了特别关注。

从十几年前北控内部讨论马来西亚潘岱项目开始，到鼓励中国水环境集团董事长侯锋以此作为工程博士论文选题，我支持中国水环境地下污水处理厂的技术方向，策划和参与制定行业标准和水专项立题研究，并倡导地下污水处理厂是行业践行生态文明建设的重要抓手，是中国超越国际水处理行业发展的一个重要标志。

从一个人摇旗呐喊、孤军奋战，到行业能够开始认同，到现在能够形成一定气候，非常不容易。一方面是因为我坚持认为这是一个重要的技术方向，最主要的原因还是产业界有一两个公司坚持不懈地实践，做出了让世人公认的成绩。因此，认真总结这一发展历程，提出下一步的发展方向，也是非常重要的工作。

01地下污水处理厂如何迈出了关键一步

Key step

我国污水处理厂的建设取得了举世瞩目的成绩，目前，已建成5000多个大型污水处理厂，日处理能力将近2亿m³/d。与此同时，污水处理行业依旧存在诸多难题，例如污水厂占地面积大、邻避效应严重、能耗药耗高、资源回收率低等，这严重影响了污水处理行业的可持续发展。

记得在北京建肖家河污水处理厂时，由于邻避问题，很多周边居民反对，特别是一墙之隔的圆明园花园，有很多投诉。当时，没有人敢接这个厂的环评，桑德老总文一波打电话找到我,我安排人做了这个项目的环评。

肖家河污水处理厂建成后，十余年时间里，周边的土地也没有开发。污水处理厂占地50亩，却影响了周边将近1000亩地的价值。我的博士宫徽采用网络爬虫工具，从某网站抓取了北京市2016年某日和2017年某日的所有房价信息，构建双重差分模型，分析其对周边经济社会影响。结果表明，处理规模为4万m³/d的某污水厂，直接投资2亿元（5%），直接占地73亩，土地价值7.5亿（15%），对周边3.2平方公里房价抑制金额为45.8亿元（80%）。

可见，传统地上式污水处理厂会严重影响周边地区的土地价值，与此形成鲜明对比的则是城市公园的存在，紫竹院、龙潭湖、陶然亭等城市公园对周边房价有大幅度的正面提升功能。从整个城市发展角度考虑，发人深思。

进入“十二五”以来，地下式污水处理厂探索成为行业热点领域。一方面，它颠覆性地改变了原有污水厂的功能形态，更好兼顾了社区、环境和土地等要素，获得了城市管理者的青睐；另一方面，其建设方式引发了行业针对投资、安全和运行问题的否定和争议。在我看来，这种“一边争议，一边落地”的场景让人非常有紧迫感，迫使身临其境的人们去主动深入思考。

地下污水处理厂的早期建设，考虑要素主要是异地搬迁所引起的污水厂重建和管道等投资问题。比如，中国水环境集团建设贵阳某污水处理厂方案，建设地下污水处理厂可节省管网投资约11亿元，调水补水的电费每年节约大约3000万元，节约土地1000余亩。原地建设地下污水处理厂出水要求更高，达到地表水IV类，实现了南明河生态补水1.6亿m³/年，使得其成为水资源100%回用的成功案例。

在这样的大背景下，“十二五”期间出现了一系列的地下污水处理厂，数据统计显示其所占比重仍然较低（＜2%），但增长趋势明显，处理水量和投资总额增量部分分别占污水处理厂处理水量和总投资的6%和12%左右。我把这一阶段称为“发展初期”，期间，关于地下式污水厂发展的争论不断，引发了媒体及国际专家的广泛关注。

中国水环境董事长侯锋曾任北控水务副总经理，在北控期间他负责过马来西亚潘岱地下污水处理厂建设。离开北控之后，他建立了中国水环境公司，以地下污水处理厂建设作为公司的重要技术方向，他是第一批清华大学工程博士，我们一起讨论将他的博士论文选题定为地下污水处理厂相关问题研究。

在聚焦地下污水处理厂的工程博士论坛上

配合国家为重大专项设立的工程博士制度，我和左剑恶教授从培养行业领军人物这一基本要求出发，给前几批的文一波、侯峰、许国栋、李力等工程博士量身定制村镇污水处理、地下污水处理厂、生态综合体和流域治理等高峰论坛的题目，引起行业较大关注，确实达到了推动行业发展的初衷。

2015年，我们以清华大学工程博士高峰论坛的名义，为侯锋适时组织了“聚焦地下污水处理厂”的国际研讨会，邀请国内同行、荷兰与日本专家与会研讨。工程博士高峰论坛是我和左剑恶为第一届工程博士生量身打造，第一发言人一定是工程博士本人，目标定为能在一个细分行业引领技术发展趋势，从而体现行业领军人才的培养目标。当时地下污水处理厂仍然是一个有争议的话题，但我认为有争议的课题才有挑战性，同时才可能具有引领性。

污水处理厂无论是采用排放标准的一级A，还是一级B，在生态上都是负的。如何把负资产变成正资产，不光排放要达标，还要生态友好、环境友好、社区友好。正是在此次论坛中，首次提出将污水处理厂“负资产”变为生态“正资产”理念，也成为一个时期内我们推动地下污水处理厂建设的主导思想，将被动建设转化为主动追求。国外同行，荷兰与日本专家的案例，也给了我们信心。

如我所预料，高峰论坛上有不同意见，我的态度是趋利避害，引导这一趋势走向健康发展的轨道。我们应当站在时代的角度，宏观审视地下污水厂的现象，发挥和利用其优势，顺势而为。

会议之后，媒体详细报道了会议宗旨和内容。王洪臣教授打电话给我，提醒我说，你们搞的这个会议不太妥当。他认为，现在的建设方式是原封不动将地上污水处理厂工艺和流程搬到地下，没有创新意义，这种说法应该代表了当时行业相当一部分人的主流意见。

电话里我随口引用了恩格斯的名言，“猿从树上到地下，是完成猿变成人的关键性一步”，我进一步解释：只有到了地下之后，才会引发一系列技术进步和变革的需求，比如，除臭需求、改变二沉池的需求，最后会导致对高效、节地等工艺变革的根本性需求。

02地下污水处理厂需要修炼内功

Underground sewage treatment plant needs to cultivate internal skills

地下污水厂建设之所以负面声音不断，是因为其确实面临着一定的问题和挑战，比如：单位建设投资高（高于地上厂2-3倍）；通风、除臭能耗高（地下封闭空间）；占地靠池深建设困难（生化池和二沉池占地比例超过70%）；提标升级改造难等。

我们的态度是正视这些由于地下污水处理厂的出现而产生的新问题，重新审视有别于地上污水处理厂建设的工艺，研究了适合地下污水处理厂建设的一系列减少占地、降低投资、提高效率的新技术、新途径，具体思路有下面几条：

减少二次沉淀池占地是降低投资的途径之一。

二沉池非常占地方，也是地下厂建设的主要难点，需要改进现有沉淀池形式。在地上采用的是平流式沉淀池，结构复杂，运行难度大，占地面积大，圆形辐流式结构也无法在地下箱体中采用。所以，最初二沉池是大家的主要攻关对象，有的采用双层沉淀池。最终，矩形周进周出沉淀池被大家接受为下沉式污水处理厂的优选池型，其水力负荷可达1.5m³/平方米·h，出水SS可以稳定达标。

生化处理工艺是污水处理厂主要占地的单元，从生物处理方面，膜生物反应器(MBR)具有优势，污泥浓度高(8~10g/L)、没有二沉池、出水效果好、反应高效，节省占地，能够避免二沉池建设，现阶段工艺成熟可直接应用，是地下式污水处理厂可选的主体工艺之一。

另外，好氧颗粒污泥技术在国际上比较热门，沉降速度快（30-70 m/h），省去二沉池，节省占地，出水水质良好，其出水TN可低于4mg/L，TP仅为0.3mg/L。若成功推广应用至地下式污水处理厂，可节约75%以上占地面积和30%能耗。

我反复建议中国水环境在地下污水处理厂采用好氧颗粒污泥技术，为此我跟中国水环境庞洪涛等人到荷兰两三次，并且邀请代尔夫特大学我的师兄van Lier教授来中国交流。

后来，中国水环境、代尔夫特以及清华一起签订了建立研究中心的三方协议，但是由于新冠疫情原因，中心还没有开展实质性工作，这也是挺遗憾的。

国际技术交流中的小插曲

这里有非常意思的两个事情，荷兰DHV公司前期在中国的公司闹得很不愉快，所以，他们对中国人比较防备，不允许中国人参观他们的好氧颗粒污泥示范工程。

有一年，在葡萄牙布里斯班开IWA水大会，我们提出来请曲久辉院士去看看好氧颗粒污泥，与代尔夫特的Mark当面协商，他同意安排。但是，到了布里斯班，曲久辉院士却没有访问成，因为DHV不同意。

说起来我还是十分幸运的，有一次，我在西班牙开完厌氧大会后顺访荷兰，直接找到van Lier教授，正好Mark的学生，做好氧颗粒污泥的女博士Merle毕业后，到van Lier组里作助教。他俩带着我还有我的几个学生，参观了好氧颗粒污泥的示范工程，这已经是他们的第二代产品。从圆形钢结构反应器改为方形混凝土结构反应器，这种改变对于放大是非常有益的。城市污水领域，圆形反应器适合小规模情况，一旦要到大规模还是要方形混凝土结构。

还有一件事让我有些感慨。谈到合作研究，荷兰有很好的社会分工系统，大家都非常自觉地遵守，van Lier和Mark都在一个学校，他说：我们约定了好氧颗粒污泥的研究由Mark负责，能不能跟你们合作研究，得听Mark的意见。可见人家互相尊重对方的研究领域和对方的知识产权，对在研究中主动避免重复研究非常重视，这些观念根深蒂固。

技术路线上，中国水环境第二代地下污水处理厂技术是通过水专项支持研究MBBR技术方向，开发了固定床节地型生化处理（HBR）工艺。它无需二沉池，处理负荷高，采用的是高填充比的固定床，大幅节省占地75%以上，实现了污水生物处理的高效节地目标。

应用中面临一些与标准相关的实际问题，比如，地下污水处理厂环评要求，仍然要按照地上污水处理厂设置隔离距离；地下污水处理厂设计的消防要求，即使是敞口的水池也要严格按照消防规范1000平米分室，增加了许多投资。这一系列问题也阻碍了地下污水处理厂的发展。

我安排中国水环境公司申报生态环保部标准的编制，当时我不好直接出面。第一次答辩时，专家就没有认可这一方向，认为对于地下污水处理厂有不同意见，不宜制定标准，可见当时舆论不利于地下污水处理厂技术发展。后来，我们一起申报了中国环保协会的团体标准，这是第一个地下污水处理厂标准，受到中国水环境公司的重视。

我组织出版了《地下再生水厂览胜》一书，2022年4月经由清华大学出版社出版

03逐渐影响产业界的选择

Influence the industry

安徽国祯由于感谢我对他们公司发展的一些建议，请我去讲过两次课，其中一次讲的是生态文明、建设下地下污水处理厂，他们很感兴趣，我们给他们做过一个咨询报告，提出了地下污水处理厂建设的一些模式。

后来，我们编撰地下污水处理厂画册，把他们的几个案例也收入了，从案例上来看，他们最初的地下污水处理厂建设形式比较单一，后期建设形式有了很大变化，主要体现在要素的增加和内容的丰富，也就是我们提到的生态综合体理念，被他们所接受。

影响地下污水处理厂的投资的主要因素是池体结构，一般地下污水处理厂结构设计采用三层或三层以上结构。在地上层布置绿化景观，营造主题公园；地下负一层为设备层，布置预处理设备、鼓风机、变电间、除臭、加药和污泥处理等设备；地下负二层（-15m）是构筑物，包括：预处理池、曝气池、二沉池等二级处理构筑物、三级处理装置和污泥浓缩池等。这种超深结构在很大程度影响了污水处理厂的投资。

在北京东坝地下污水处理厂的竖向布置上，我们进行了创新探索，采用地上与地下相结合的方式。这种建设方式有以下几点考虑：第一改进了地下污水处理厂地下多层结构，降低投资费用；另外，操作层主要是在地面之上，避免消防的一些硬性要求，采光好使得运行环境更加明快；最后，实际上也解决了地下污水处理厂建设过程中的企业效益问题。

地下三层结构的地下污水厂，在地面上建设花园、绿地和湿地具有良好的社会效益，但是，企业很难获得经济效益。把地上的构筑物检修和地上空间省出来以后，作为企业的研发中心和实验基地，甚至今后可作为企业进一步发展的办公场所。起码在这样一个两万吨的污水处理厂，通过结构设计，企业增加了几千平米的用房。

东坝未来污水处理厂值得一提，在技术上有突破，首先是关于地下污水处理厂探索的新实践，提出了针对城市中心区地下厂的一种建设方式。工艺采用磁分离方法的碳源浓缩、部分厌氧氧化以及水解液的利用方式都是新的实践。

04生态综合体的超越

Beyond the boundary

2016年10月，我们又召开关于污水处理厂生态综合体建设的工程博士高峰论坛，提出将城乡生态综合体建设与地下污水厂相结合。

城乡生态综合体建设为主题的工程博士论坛

生态文明建设是中国在社会发展方面的一次创举。所谓“生态文明”，是以人与自然、人与人、人与社会和谐共生、良性循环、全面发展、持续繁荣为基本宗旨的社会形态。美国国家人文科学院院士小约翰·柯布（John B. Cobb, Jr.）曾撰文指出“直接进入生态文明的发展抉择带给中国一个千载难逢的伟大机会，这个机会是中国独有的领导世界的机会……中国应该抓住直接进入生态文明这一千载难逢的伟大历史机遇。”

生态综合体概念的提出，可以说是污水处理的行业践行生态文明理念的一次社会实践。几年前，我去参加欧洲水科技周交流会议，做了相关报告，国外学者马上表示：公共基础设施就应该这样建设，我们欧洲说得多，没有机会实践。污水处理厂可成为良好的载体，与周边社区融合，为居民提供各类服务，是未来引领世界技术进步的方向之一。

在生态文明大背景下，特别是进入“十三五”时期以来，地下式污水处理厂的总处理规模和总投资增量明显，分别占同期污水处理厂处理水量和总投资的18%和30%左右。众所周知，发展趋势要看增量，而不是看存量，因此，地下污水处理厂的建设趋势已经很明显。

05地下污水处理厂的历史机遇

Historical opportunities

为明确未来的发展趋势，首先要明确一个基本问题，就是地下污水处理厂为什么在中国蓬勃发展？

九十年代，我刚回国，在DHV公司第一个中国项目——成都市三瓦窑污水处理厂工作过一段时间。后来听说由于城市发展问题，这个污水处理厂于2013年被炸掉，随后跨江新建。几年后，该厂再次被城市包围，再次面临重建问题。

环境学院在苏州建立清华大学苏州环境创新研究院时，我曾经提议，苏州环境院建在改造的地下污水处理厂内，研究院大楼在污水处理厂之上，这个方案曾经被列入考虑范围。我们在苏州调研分析苏州市现有城市污水厂与城市公园的分布情况。其中，姑苏区城东污水厂毗邻古护城河和苏州大学，周边居民区环绕，距古城相门700米（直线）；高新区新区污水厂，毗邻京杭运河，距离苏州市政府1.3公里（直线），目前为重点发展区；高新区镇湖污水厂规模4万吨，距离虎丘区政府2公里（直线），面临居民投诉问题。

污水厂被城市包围这一现象的出现，与我国的城市化率有关系。美国及欧洲从十九世纪末到上世纪中期，用了近70年时间从30%的城市化率发展到60%，而污水处理厂是在城市化后期开始建设，而我国从本世纪初到目前，只用了20年时间达到了同样的城镇化率水平，污水处理厂大规模建设也同期建设完成。因此，污水处理厂的建设跟城市发展同步进行，所以，大部分早期污水处理厂被城市逐步包围。

就是这种种现实问题，催生了地下污水处理厂在中国的蓬勃开展。

值得注意的是，我国在快速的城市建设过程中，忽略了很多问题，城市绿地公园就是其中之一。联合国最佳标准是人均60平方米绿地面积，而我国在2019年人均绿地面积仅为14.4 平方米，有较大差距。

再以北京方庄污水处理厂为例，占地4.9公顷，远大于或接近于北京许多重要的街心公园，如会城门公园（2.5公顷）、南馆公园（2.62公顷）、团结湖公园（4.6公顷）。由此可见，污水厂若将地面部分建成公园，对城市绿地的增加是至关重要的。

除城市绿地外，快速城镇化也导致了城市公共服务体系的缺失。从数据调研可以看到，我国现阶段人均体育场面积是日本1/13；美国博物馆超过35000家，平均8500人拥有一座博物馆，而在我国，平均250000人拥有一座博物馆，美国是我国人均占有量的30倍。

“十九大”对国家治理体系和治理能力现代化提出要求，新时代大国治理需要转向公共服务。在城市更新进程中，在补齐城市基础设施和公共服务设施的短板方面，地下污水处理厂应该起到主导作用。这些都为地下污水处理厂的建设提供了良好的契机。

我认为地下污水处理厂是我国社会发展到一定阶段的重要选择之一，不能说是唯一选择，但是，如果能够结合城市更新和城市发展，这就应该是一个正确选择，也给污水处理行业发展提供了更大的空间。通过地下污水处理厂产生的技术需求，可以推动与促进污水处理技术进步，新的、更高的需求的提出，带来研发动力。

仍然还会有很多人讨论应该不应该建地下污水处理厂，我想我们争论的内容不在一个起点上。我们考虑的问题是污水处理的发展如何符合生态文明的要求，如何不仅满足自然需求，如何与社区的发展相融合，是不是应该让我们的孩子享受到我们儿时的快乐，而不仅仅是地下污水处理厂投资和相关技术问题。

成都天府新区第一再生水厂是四川省最大的下沉式再生水厂，处理规模为10万吨/天

历史给予了我国赋予污水处理新内涵、创新污水处理模式的机会，我们能不能抓住这次历史机遇？地下污水处理厂的出现使得污水处理厂建设不仅仅是建厂本身，而是城市生态文明建设的抓手，是行业实践生态文明的一种体现，政府和社会应该积极倡导，建设以污水处理厂为核心载体的城市生态综合体。