從龍須溝治理到生態(tài)文明建設(shè)——中國水污染防治67年
報告人：錢易
2016年6月5日“世界環(huán)境日”清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院水安全與生態(tài)文明學(xué)術(shù)報告會
各位老師，各位同事，非常榮幸、非常感謝很多朋友遠道而來，很多同志都非常忙，也來參加這個會議。我努力把我今天準(zhǔn)備的報告跟大家進行一個交流。首先要說明，這個報告不是屬于我一個人的，我們?yōu)榱藴?zhǔn)備這個報告，有十多個人一起努力，大家一起討論了一個提綱，然后分工收集材料、分工準(zhǔn)備PPT，每個人準(zhǔn)備幾張，湊到一塊就有90多張。再經(jīng)過反復(fù)幾次修改和補充，主要參加修改的是文湘華老師等，首先說明這是一個集體的報告。
報告題目是從龍須溝治理到生態(tài)文明建設(shè)，但是我相信在座可能有一半以上的人第一次聽到龍須溝。很多年輕人可能不知道怎么有一個龍須溝，我下面會給大家揭曉。
今天想講的六個方面的內(nèi)容：先講一下建國67年來的水污染防治歷程，然后分四個方面總結(jié)一下清華大學(xué)環(huán)境系，最早是給水排水專業(yè)，后來到了環(huán)境工程專業(yè)、環(huán)境工程系，最后是環(huán)境學(xué)院，所做過的一些工作，這些工作是全國工作的一部分。最后一個方面談一談對未來的想法，努力的方向和目標(biāo)。
一、建國67年來的水污染防治歷程。
建國初期，我國城市污水處理設(shè)施非常落后，據(jù)已有資料，1949年，全國只有103個城市有下水道，總長只有6000多公里。污水處理廠只有上海和南京兩個城市有，一共只有4座，處理能力只有4萬m3/d，還頂不上現(xiàn)在一個污水廠的處理能力。當(dāng)時能夠正常運行的只有上海西區(qū)污水處理廠，處理能力只有1.6萬m3。我在同濟大學(xué)學(xué)給水排水專業(yè)本科時，曾經(jīng)去西區(qū)污水處理廠進行過實習(xí)。
當(dāng)時因為排水設(shè)施嚴(yán)重不足，所以污水溝到處都有，當(dāng)時北京最著名的的污水溝就是龍須溝，上海最著名的污水溝叫趙家邦，夏天蚊蠅滋生，居住環(huán)境非常惡劣。
龍須溝工程是在解放以后的第一年即受到了政府的關(guān)注。，1950年1月北京市成立了衛(wèi)生工程局，開始負責(zé)整治龍須溝。如圖是解放初期的龍須溝。經(jīng)過整治以后，在龍須溝底部修了一個污水管道，收集所有的污水，當(dāng)時還沒有處理廠，排到下游去，上面建了花園，周邊建了房子。上海西區(qū)污水處理廠是1922年開始建，1926年建成，設(shè)計規(guī)模1363立方米/天，1987年停產(chǎn)，因為要擴建，1994年完全報廢。南京也有一座污水處理，但是不是很高級的處理廠，名字叫氧氣化糞廠，處理量很小，一天只處理1000 m3，現(xiàn)在已經(jīng)都停止運行了。
這張圖，統(tǒng)計了我國1985以來污水處理總量的增加和污水處理率，即有多少處理能力。到2014年，全國污水排放總量到達716億噸，其中生活污水排放量占510億噸，總處理率達到90%。1949年僅能夠處理幾萬m3污水，兩者相比較，可以看到我們的發(fā)展很快、很大。我在這里要離開這個講稿給大家講一個我的觀點，所謂的“總處理率”，準(zhǔn)確的應(yīng)該改成“總的處理能力”。我們建了這么多個廠，有能力處理這么多水，但實際上這些廠并沒有實際處理這么多水，為什么？因為我們存在一個很大的問題，重視污水處理廠開始了，但是不重視下水道的建設(shè)。所以往往處理廠建好了，有這個能力，但是沒有收集到這么多污水，這是我們現(xiàn)在存在的一大問題。
67年來，中國的經(jīng)濟增長出現(xiàn)了世界奇跡，特別是改革開放以來，從1950-2015年，中國人口增長了2.5倍，GDP增長了55.5倍，這是了不起的成績，也是世界的一個奇跡。這個時期美國的GDP增長了7.3倍。我們不要驕傲，它的7.3倍的基數(shù)和我們的55.5倍的基數(shù)差了上百倍�？傊�，可以說明我們經(jīng)濟發(fā)展的速度很快，取得的成績也不小。
但要看到我們GDP的增長是用資源消耗作為代價換來的，2012年GDP占世界GDP11.6%，但我們鋼鐵消耗占世界45%，能源消耗占世界21.3%，銅消耗占世界43%，水泥消耗占世界54%�？梢姡袊窃诟冻隽朔浅＞薮蟮馁Y源消耗的代價來換取到GDP的增長，這樣的經(jīng)濟發(fā)展模式是不可持續(xù)的。
我們在工業(yè)廢水污染防治上有成績，但是也有教訓(xùn)，我們在工業(yè)廢水防治技術(shù)領(lǐng)域的研究和在工廠里的處理設(shè)施，我印象中在50年代末期就開始做了，但是到60年代中期，文化大革命，就停了。再接著做就是70年代了。我們曾經(jīng)做過很多廢水處理，比如電鍍廢水的電解法處理，當(dāng)時在清華實驗室做；啤酒廢水厭氧生物處理我們做的也很早，還有焦化廢水處理，味精廢水，都做了很多。有相當(dāng)一段時間，特別是從80年代到90年代，我國環(huán)保工作加強以后，對于工業(yè)廢水污染的治理主要是通過關(guān)停并轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)哪個工廠在排污水超標(biāo)，造成危害，就關(guān)掉這個廠，停止生產(chǎn)，或者和別的規(guī)模大一點、技術(shù)好一點的廠合并起來，或者轉(zhuǎn)產(chǎn)，不許生產(chǎn)，曾經(jīng)用了很長時間，這個口號叫了很多年。我們80年代才開始接受西方一些理念，推行清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟，從源頭消減污染，節(jié)約資源的投入。
十七大開始，我們提出“要加強生態(tài)文明建設(shè)”，十八大“進一步加強”，在這個階段，已經(jīng)開始引入了清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟、生態(tài)工業(yè)園等理念與方法，在源頭控制工業(yè)污染，同時收到節(jié)約資源、減少污染的兩個效果，就是經(jīng)濟環(huán)境效益的雙贏。
水污染防治的理念的變化主要反映在工業(yè)廢水處理上，從治理淮河的零點行動到工業(yè)廢水的處理，到發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，到加強法治，這個“法治”很明顯取得了很多的作用，尤其是現(xiàn)在。
我介紹一下淮河治理零點行動的故事。1998年1月1日國家有關(guān)部門實施零點行動，就是到一年以后的零點，1999年1月1號零點必須要達到一些目標(biāo)。當(dāng)時的手段主要靠關(guān)停并轉(zhuǎn)，淮河流域四個省，河南、安徽、江蘇（主要蘇北）、山東，在1562個企業(yè)中停產(chǎn)治理的114，關(guān)停并轉(zhuǎn)企業(yè)總加起來208家，占了相當(dāng)比例。在零點行動到達目標(biāo)以后，做了很多宣傳，說淮河水質(zhì)的改善。然而零點過后不到一年，馬上就有淮河污染加重的報道，問題又退回到最早的水平。
推行清潔生產(chǎn)在水污染防治歷史上是很重要的一步，大體上分成四個階段，第一階段，20世紀(jì)70年代到1993年，這個階段西方清潔生產(chǎn)的概念傳來了，有很多人在研究，很多人寫文章，很多人提建議，也有一些工廠開始在做這個工作。后來成為一個政府行動，1993年以后開始進行清潔生產(chǎn)的示范、試點；1999年大力推行，2003年有了《清潔生產(chǎn)促進法》，進入法治階段。
清潔生產(chǎn)的定義是指在工業(yè)生產(chǎn)過程中，要通過改進設(shè)計，使用清潔的能源和原料、采用先進的生產(chǎn)工藝技術(shù)和設(shè)備，改善生產(chǎn)管理，綜合利用等措施，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或避免生產(chǎn)服務(wù)和產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生和排放，來減輕和消除對人類健康和環(huán)境的危害。
我特別欣賞西方最早期出清潔生產(chǎn)概念時，用了比較級的英文名詞，叫cleaner，告訴大家清潔生產(chǎn)沒有終點，只有進行時，沒有完成時。我今天要努力比昨天做得好，明天要努力比今天做得好，越來越清潔，生產(chǎn)與服務(wù)時效率越來越提高，污染物排放量要越來越減少，是沒有終點的行動�？上е形姆g時沒有辦法翻譯成比較清潔的生產(chǎn)，如果這樣翻譯就減弱了清潔生產(chǎn)的分量。
后來我們開始推行循環(huán)經(jīng)濟。世界上最早實施的是德國和日本，德國是第一個頒布環(huán)境循環(huán)經(jīng)濟法律的國家，第二個是日本。在他們的影響下，很多國家都在做，我們國家也開始做起來。主要是三個R，減量化、循環(huán)化、資源化。3個R中間，一定要把減量化放在首位，千萬不要前面資源開采時浪費，后面覺悟了來循環(huán)。第二個是要注意無毒化、無害化，凡是有毒、有害物質(zhì)都不能用，不能讓它再三循環(huán)，毒性越來越增加。
我順便要給大家報告一個好消息，持久性有機物的污染對我們來說是一個新的問題，持久性有機物恰恰不能總循環(huán)，一定要禁止使用。清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院以余剛老師為首的團隊在最近這些年一直在做持久性有機物污染控制的研究，最近他得了一個國際大獎，讓我們向余剛老師表示敬意。
環(huán)境保護和水污染防治進入法治體系也是一個非常值得我們關(guān)注的事情。環(huán)保部政策法規(guī)司李慶瑞司長總結(jié)：現(xiàn)在環(huán)境保護法治體系，包括各種環(huán)保法，各種自然資源保護法，還有相關(guān)一些法律，一些行政法規(guī)、規(guī)章制度、標(biāo)準(zhǔn)、國際公約、相關(guān)警示，都非常重要。目前，我們一共有10部環(huán)境保護法，總的環(huán)境保護法，大氣、水、固廢、海洋以及很多其他的保護法，進入21世紀(jì)以后有放射性污染防治法、環(huán)境影響評價法、清潔生產(chǎn)促進法、循環(huán)經(jīng)濟促進法，這些都是來促進環(huán)境保護的。
《水污染防治法》發(fā)揮了很大的作用，最早的《水污染防治法》頒布于1984年，2008年做了一次修訂，正式實施，水污染防治的原則在這個法律中講得很正確、很清楚，是：預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理。所謂綜合治理，有點源、面源，有各種部門等，都要綜合考慮。
去年公布了《水污染防治行動計劃》，簡稱“水十條”。其對于總目標(biāo)、主要考核的指標(biāo)等具體要求有了非常明確的規(guī)定。先看一個主要指標(biāo)，七大重點流域水質(zhì)達到I類、II類、II類，就是達到飲用水水源地標(biāo)準(zhǔn)的比例，到2020年應(yīng)該占到70%，2030年應(yīng)該占到75%。
在最近十年里，中央提出生態(tài)文明建設(shè)，習(xí)近平主席發(fā)表了多次講話，摘用一條習(xí)近平主席在2013年講的：“絕不能夠犧牲環(huán)境換取一時的經(jīng)濟增長。”“保護生態(tài)環(huán)境就是保護生產(chǎn)力，改善生態(tài)環(huán)境就是發(fā)展生產(chǎn)力。”我大膽地加一句：破壞生態(tài)環(huán)境就是破壞生產(chǎn)力。這兩個完全是連在一起的。在我的記憶中間，我們曾經(jīng)有過一些口號，跟習(xí)近平主席這個指示完全背道而馳。比如曾經(jīng)有過這樣的說法：“環(huán)境污染是資本主義制度的產(chǎn)物，我們中國不可能有環(huán)境污染。”這句話是不是我們自己說的錯話？肯定是錯的。另外一句話，我們還說過：“你們現(xiàn)在經(jīng)濟發(fā)展了，你們已經(jīng)GDP很高了，你們可以搞環(huán)境保護，我們GDP還很低，我們還很窮，所以我們不能夠像你們一樣現(xiàn)在來關(guān)注環(huán)境保護。”這話也是我們曾經(jīng)說過的，我們確實有很多歷史的教訓(xùn)要吸取。如果我們早一點開始重視環(huán)境保護的話，可能現(xiàn)在的情況要好一些。
十八大要求大力推進生態(tài)文明建設(shè)。非常非常令人鼓舞，是對我們的支持，也是對我們的要求。十八大說：“必須把生態(tài)文明建設(shè)放在突出地位，要把它融入經(jīng)濟建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會建設(shè)。”這五大建設(shè)并不是平等的，并不是劃等號的，生態(tài)文明建設(shè)應(yīng)該放在突出地位，經(jīng)濟建設(shè)、政治建設(shè)、文化建設(shè)、社會建設(shè)都要能夠融入生態(tài)文明建設(shè)的理念。
二、水污染控制技術(shù)研發(fā)。
以清華作為典型的例子，主要講講在水污染控制技術(shù)的研發(fā)方面我們國家做的工作，清華是中間的一部分，我們做的工作也反映了整個領(lǐng)域的進步。
水污染控制技術(shù)的研發(fā)得到了國家的高度重視，從六五、七五、八五，每個五年規(guī)劃中都有水污染治理項目，我們還有863、973等等各種各樣的項目，尤其是“十一五”以后，國家還把水污染防治列進了重大專項，當(dāng)時一共只有12個重大專項，就有水污染防治，政府的重視起了很大的作用。
支持的項目覆蓋面非常寬，針對性非常強，包括流域的污染問題，包括不同地區(qū)特殊的污染狀況治理，包括具體的技術(shù)，包括處理的工藝等等。參加的人有科研部門、高等學(xué)校、企業(yè)等等研究單位。全國取得了很多成果，既有理論意義，又有實用價值，這些成果對于中國的水污染防治都產(chǎn)生了積極的作用。
回憶一下清華水污染防治技術(shù)的研究和開發(fā)的歷程，我們從“六五”開始做一些國家的項目，“六五”到“十二五”我們沒有停止過，各種類型的項目。照片中的一些人現(xiàn)在已經(jīng)不在清華了，比如我們老校友，吳唯民，現(xiàn)在在美國斯坦福大學(xué)，他還在做科研，他的年齡相對比較大；還有大家都非常熟悉的黃霞，現(xiàn)在是領(lǐng)導(dǎo)水污染防治團隊的所長。還有很多企業(yè)家也在團隊里面。
1、厭氧生物處理工藝。
厭氧生物處理工藝本身有三大優(yōu)點：
第一，不需要氧氣，它討厭氧氣，符合我們現(xiàn)在的要求：減少CO2排放，又節(jié)約能源的消耗。最近在紀(jì)念活性污泥法一百周年時，國內(nèi)國外專家都在討論，活性污泥法過去一百年做了多大貢獻，取得了很大進步，未來一百年該怎么做？一個觀點是未來一百年，我們希望厭氧生物處理出來唱主角。因為活性污泥法最大的缺點就是要消耗氧，把污水中的有機物通過好氧微生物轉(zhuǎn)化為二氧化碳，所以它又消耗能源，又排放二氧化碳，這一點不符合現(xiàn)在我們應(yīng)對全球氣候變暖的需要。我們開會時至少有80%以上的人贊成要更好地發(fā)揮厭氧生物處理的作用。我們曾經(jīng)做過這方面的工作。
第二，可以用于多種對象。最早厭氧生物處理是用在污水處理廠的污泥消化，污泥濃度很高，含水率比較小，把它轉(zhuǎn)化成能源，把它穩(wěn)定化。后來我們發(fā)現(xiàn)它也可以于廢水。開始我們做的工作是高濃度有機廢水，取得很多成績。后來發(fā)現(xiàn)低濃度廢水也可以用厭氧生物處理，現(xiàn)在世界上也是這個潮流。巴西、印度，南半球一些國家已經(jīng)都有大型的城市污水處理廠，工藝以厭氧唱主角。斯坦福大學(xué)著名的污水處理大師McCarty教授在韓國做的研究也是厭氧生物處理唱主角，處理生活用水，把膜處理作為后處理，可節(jié)省很多能量。
第三，厭氧生物處理還有一個特別的作用，能夠處理很多難降解的有機物，即一些在好氧條件下很穩(wěn)定，難降解的有機物，但是在厭氧條件下可以降解。我們清華做了很多工作。還有垃圾、農(nóng)村的秸稈等等，都可以用厭氧方法處理，獲得能源。
在50年代的時候，黃銘榮老師領(lǐng)導(dǎo)我們做了農(nóng)村小型沼氣池的開發(fā)研究，當(dāng)時做這個研究不是在實驗室，就在農(nóng)村田間地頭，我們自己造出小型沼氣池，50年代全國很多人都在研究，并推廣應(yīng)用。最高潮時，中國有4500多萬座小型沼氣池。非常遺憾的是，后來由于種種原因，只有10%到現(xiàn)在還在運行，90%甚至于更多沒有運行了。但是最近我碰到過農(nóng)業(yè)部一位官員，他說農(nóng)業(yè)部已經(jīng)有了個計劃，要復(fù)活農(nóng)村小型沼氣池，要把它的作用發(fā)揮出來。“六五”計劃，清華承擔(dān)了一個攻關(guān)項目，厭氧反應(yīng)器和顆粒污泥的研究。厭氧顆粒污泥是荷蘭一位專家在巴西考察時發(fā)現(xiàn)的，我們在“六五”期間也開展了相關(guān)研究。“七五”我們做了一個很大的項目，叫高濃度有機廢水的厭氧生物處理，有14個單位參加。當(dāng)時的經(jīng)費跟今天不能同日而語，那時候大概只有30多萬，分到14個單位，一個單位只有3、4萬元，但是做得很好。“八五”我們又做了兩個方面的研究，一是把厭氧生物處理用來處理難降解的有機物；二是處理生活污水、城市污水。
我們?nèi)〉昧讼旅孢@樣一些成果，成功培養(yǎng)了厭氧顆粒污泥和構(gòu)建了厭氧生物處理反應(yīng)器。當(dāng)時的參加人，現(xiàn)在在校的還有胡紀(jì)萃老師，當(dāng)時的領(lǐng)軍人物是顧夏聲教授，現(xiàn)在他已經(jīng)離我們而去了；還有吳唯民、王凱軍，以及其他一些同志。
UASB反應(yīng)器是荷蘭發(fā)明的專利，這位專家非常好，不收任何產(chǎn)權(quán)的費用。我們那時候在它的基礎(chǔ)上做了一些改進，在很多地方都有應(yīng)用，但剛開始主要用在高濃度工業(yè)廢水上。 “七五”期間，14個單位合作，做了很多不同種類的反應(yīng)器，有UASB、厭氧生物濾池、厭氧流化床。
研究的廢水種類很多，啤酒廢水、制藥廢水、化工廢水、酒精廢水等，建了一批示范工程。這個項目當(dāng)時得到了國家教委科技進步獎與國家科技進步獎，參加的人非常多，今天在座的有當(dāng)時在河北科技大學(xué)，現(xiàn)在在南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院當(dāng)院長的任洪強老師，當(dāng)時他是研究生，現(xiàn)在他是學(xué)院的院長。人才是在這樣的項目當(dāng)中培養(yǎng)出來的，他后來做了很多厭氧方面的工作，他的成果在很多工廠里應(yīng)用。
我們在難降解有機物廢水處理上做了很多工作，如圖：挑出5種難降解有機物，沒有經(jīng)過厭氧預(yù)處理時，可生化性較低，經(jīng)過厭氧預(yù)處理可生化性明顯提高。凡是工業(yè)廢水中含有難降解有機物，我們認(rèn)為厭氧-好氧組合工藝絕對是值得采用的，可以提高處理效率，又可以節(jié)省能源的消耗，又可以減少污水的毒性。我們做過很多廢水，其中一個時間很長的是焦化廢水，因為焦化廢水中間除了高氨氮含量以外，還有很多難降解的有機物，COD很高，一般的好氧處理效果都不夠好。我們做了很多研究，在我的印象中至少有三屆的研究生做這個題目，我們曾經(jīng)跑過鞍鋼、寶鋼，首鋼也去過，在這些工廠做生產(chǎn)性試驗，研發(fā)了一種厭氧-缺氧-好氧處理工藝，該工藝由著名的桑德環(huán)保集團的文一波總裁應(yīng)用到邢臺焦化廠。文一波在研究生期間就做這個工作，作出了很大的貢獻。
厭氧生物處理用于城市污水，我們也做了一些小試和中試，試驗過程中我們還做到了UASB污泥顆�；�，可以簡單看一看處理效果，厭氧生物處理時間延長到6 -8小時，延長比好氧并不太多，但是BOD去除率可以達到60%-80%，COD去除率50%-70%。這樣的結(jié)果應(yīng)該說還是能夠令人滿意的。
2、生物穩(wěn)定塘（氧化塘）。
在“六五”、“七五”中間都做了，除了做它的去除效果以外，還做了一些機理的分析，比如氧化塘里水力條件的影響、對于不同類型、不同形狀的氧化塘的水流特征怎么表達等等。也研究了物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化的規(guī)律，建立了描述碳氮磷轉(zhuǎn)化規(guī)律的模型。當(dāng)時國內(nèi)污水處理率很低，氧化塘的建造與運行成本很低。90年代以后，發(fā)現(xiàn)全國有不少地區(qū)建成運行了一批氧化塘，我曾經(jīng)到新疆就看到過氧化塘，非常令人高興。因為新疆有很多土地，非常適合做。
3、氧化溝。
氧化溝最早的應(yīng)用在荷蘭，后來丹麥也用，有一些創(chuàng)新。我們看到荷蘭和丹麥的成果之后，努力把它引進中國，我們做了一些研究。引進中國的第一臺氧化溝污水處理廠是清華做的媒人牽線搭橋，給丹麥一家公司和邯鄲市政府牽線，最后成功了。我們也做了一些自主研究，比如把氧化溝形式進行改變。我們又在曝氣轉(zhuǎn)刷方面做了一些工作，當(dāng)時陳呂軍老師的研究題目就是這個。后來我們跟江蘇一環(huán)進行合作，轉(zhuǎn)刷采用什么鋼材他們有比較創(chuàng)新的想法。這個合作一直延續(xù)到現(xiàn)在，我們跟一環(huán)目前還有很多合作。這個項目也得了教育部、機械部科技進步獎，以及國家發(fā)明獎。
4、高效好氧生物流化反應(yīng)器。
最早發(fā)明權(quán)是荷蘭人，荷蘭是一個小國，出了很多聰明人，他們在水污染防治方面貢獻很大，生物流化床反應(yīng)器80年代末期我們學(xué)來了，覺得非常好，然后做實驗，也來改進。改進做得很好，然后推廣應(yīng)用，產(chǎn)業(yè)化。我們做的工程可以使能耗降低，可以使基礎(chǔ)壓力降低，可以提高容積效率，可以減少材料的消耗，還有各種各樣的優(yōu)點。
5、膜生物反應(yīng)器。
這項工作貢獻最大的是黃霞老師。我們從膜反應(yīng)器工作機理開始，特別是膜堵塞的機理等等，然后到開發(fā)一些關(guān)鍵的技術(shù)，到研發(fā)一些創(chuàng)新的工藝，然后到應(yīng)用。現(xiàn)在黃霞老師跟碧水源公司有很好的合作，有新型的膜生物反應(yīng)器的制造，是中國自己制造的膜，不需要從外國買了，在很多城市推廣應(yīng)用�，F(xiàn)在在水專項題目中也包括了這個應(yīng)用。我們獲得了很多發(fā)明專利，并獲得了教育部、北京市和國家科技的獎項。
膜生物反應(yīng)器方面做的很多工作，包括MBR脫氮除磷工藝、膜污染成因分析、膜污染控制關(guān)鍵技術(shù)等。
6、污水廠節(jié)能降耗技術(shù)——理論與方法。
這項工作有很多老師參與，主要核心人物是施漢昌教授，他在活性污泥法動力學(xué)模型方面做了很多開發(fā)利用，把動力學(xué)模型用在污水廠運行的優(yōu)化控制，而且把重點放在怎么樣根據(jù)實際運行的情況來減少能耗。因為實際運行中，污水的水質(zhì)是在變化的，氣溫也是在變化的，運行中的流量也有一定的變化，所以要隨時隨地根據(jù)運行的情況監(jiān)測很多數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)來分析應(yīng)該怎么樣供應(yīng)能源，怎么樣才能夠又滿足處理的要求，又能夠節(jié)約能耗。這項工作在我們國內(nèi)是很有創(chuàng)建的，而且現(xiàn)在用上了。我們經(jīng)常喜歡要求自己的科研要頂天立地，頂天就是能夠達到國際的先進水平，要有理論、有分析，比如現(xiàn)在要用信息化技術(shù)，數(shù)據(jù)模型還有監(jiān)測往往很起作用，但是要解決實際問題，要立地。施老師在數(shù)學(xué)模式的進步和應(yīng)用上，都具有非常非常高的水平，解決了很多難題。
要實施節(jié)能降耗系統(tǒng)的工作，一定要有非常好的在線的儀表，如果測出來的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)、不快，就沒有依據(jù)來做調(diào)整。現(xiàn)在清華有一批人在做支持節(jié)能降耗、支持科學(xué)管理的污水處理設(shè)備儀表的開發(fā)研究。我自己沒有做過這方面工作，所以講不太清楚，大家可以向他們請教，有一個很強的團隊，包括施老師、何苗老師等，他們的產(chǎn)品現(xiàn)在已經(jīng)在市場上有出售，在多座污水處理廠得到了應(yīng)用。他們研發(fā)的污水處理廠的優(yōu)化方案，在20座污水處理廠得到了應(yīng)用，效果顯著，節(jié)能10%，降耗20%。
7、水環(huán)境監(jiān)測生物傳感技術(shù)。
原來我們常用的水質(zhì)指標(biāo)就是COD、BOD、懸浮固體，不能直接反映生態(tài)毒理學(xué)性質(zhì)，現(xiàn)在我們已經(jīng)開始有很多專家在這方面做工作，作毒性監(jiān)測儀器，而且可以在線，可以手持，這些儀器設(shè)備對于水污染防治可以發(fā)揮很大的作用�，F(xiàn)在我還在提建議，希望在我們水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和排污標(biāo)準(zhǔn)里都要加一些這類項目。比如環(huán)科院、清華等都在研究綜合的生態(tài)毒理學(xué)指標(biāo)，這個指標(biāo)現(xiàn)在在我們環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)里面沒有，但是這些指標(biāo)比COD、BOD能更加準(zhǔn)確地反映水環(huán)境的質(zhì)量。這些研究成果已經(jīng)形成了產(chǎn)品，并得到應(yīng)用，比如我們研發(fā)的國際上第一臺藻毒素在線分析儀，，還第一臺多指標(biāo)微量有機污染物在線檢測儀，同時可以測4-8個指標(biāo)，可以在線用、便攜用、實驗室用，已經(jīng)在蘇州市環(huán)境監(jiān)測中心、長江流域水質(zhì)監(jiān)測中心等處應(yīng)用。
8、滇池流域水污染治理。
2000-2003年，這個項目當(dāng)時是由我們現(xiàn)任環(huán)保部部長陳吉寧教授領(lǐng)導(dǎo)的，做了村鎮(zhèn)污水的處理、水土流失控制、農(nóng)村固體廢棄物處理處置、精準(zhǔn)施肥，減少化肥與農(nóng)藥的使用量等等。遺憾的是現(xiàn)在滇池的污染沒有徹底治好，這個項目沒有得到獎，當(dāng)時評獎時，有一位評委說滇池的污染還很嚴(yán)重，我們不能給這個獎。實際上這肯定有一個滯后的過程。
未來的方向，我們一致認(rèn)為未來的方向第一要保證水的安全回用，水安全，不僅是保證水環(huán)境與飲用安全，還要保證水能夠安全回用。還要努力回收有用物質(zhì)，包括能源的回收、資源的回收。我們也要好好修復(fù)已經(jīng)受污染的水體，使得整個水環(huán)境成為一個友好的水環(huán)境。
三、源頭控制與推行清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟。
我們簡要回顧一下中國與世界的發(fā)展過程，主要是中國。20世紀(jì)70年代，我們就開始知道了清潔生產(chǎn)這個概念，就開始通過開會、寫文章等等宣傳與推廣這個概念。
1997年開始，我們有幸參加了中國環(huán)境與發(fā)展國際合作委員會，是由加拿大政府建議，由加拿大政府出錢，由中國環(huán)保部（原環(huán)�？偩郑┴撠�(zé)操作，由國務(wù)院總領(lǐng)導(dǎo)，有一半委員是外國人，一半委員是中國人，大家一起針對中國的情況討論中國的環(huán)境與發(fā)展中間存在的問題，應(yīng)該做什么。在這個大的委員會中間設(shè)了很多工作組，我記得第一屆工作組沒有清潔生產(chǎn)，沒有環(huán)境保護。第一屆是1992年下半年成立的，1993年開的第一次會，在第一屆工作過程中，我參加了科技教育工作組，在這個工作組里，我們提出清潔生產(chǎn)的重要性，所以1997年第二屆時成立了清潔生產(chǎn)工作組。在清潔生產(chǎn)工作組工作的基礎(chǔ)上，后來更名為循環(huán)經(jīng)濟工作組，仍包括清潔生產(chǎn)。
21世紀(jì)，國家開始重視循環(huán)經(jīng)濟工作，所以發(fā)改委、環(huán)保部、科技部、工信部、商務(wù)部都在抓清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟。我們在這些部的領(lǐng)導(dǎo)下，參加了很多研究項目、討論項目、政策制定等工作。
如圖：比較生動表現(xiàn)了工業(yè)廢水防治的過程，世界各國都是一樣，開始只注意末端治理，后來才注意清潔生產(chǎn)、生態(tài)工業(yè)、循環(huán)經(jīng)濟，然后做到生態(tài)文明。
中國的歷程，從1990年開始，一步一步走到現(xiàn)在，我們搞生態(tài)文明，我們要把可持續(xù)發(fā)展貫徹到各個地方。
第二屆清潔生產(chǎn)工作組，中國成員六位中，清華大學(xué)有三位，日本是我們的出資單位，日本專家來了幾位，還有聯(lián)合國環(huán)境署專家，以及美國、加拿大、泰國等幾個國家的專家。我們到各個地方去調(diào)查，在太原搞了示范項目，搞了很多培訓(xùn)，對國家提了很多戰(zhàn)略建議，開了國際研討會、全國研討會等等。取得了很多成果，建議了很多政策，政策都被政府接受，所以下面我們列舉的幾項政府的行動，都是對應(yīng)上的，如《清潔生產(chǎn)促進法》、《清潔生產(chǎn)審核暫行辦法》的制訂與頒布實施等。
第三屆國合會循環(huán)經(jīng)濟課題組。中外成員志同道合，大家合作的非常非常緊密，觀點很一致。到現(xiàn)在還是好朋友，比如聯(lián)合國這位官員大概兩年以前有機會到北京來，他跟我差不多大，當(dāng)時環(huán)保部邀請他，他提出來一定要見我，所以把我請去吃了一頓飯。大家觀點一致、目標(biāo)一致，覺得在一起努力非常高興。
我們循環(huán)經(jīng)濟組也做了很多調(diào)研，在座有席德立教授，當(dāng)時做了大量的工作，施漢昌教授也做了大量的工作，借此機會向他們表示感謝。我們也做了很多調(diào)查，還幫貴陽、江蘇省搞了循環(huán)經(jīng)濟的規(guī)劃，召開了五次循環(huán)經(jīng)濟研討會，把國外的經(jīng)驗吸收進來。曾經(jīng)訪問日本。
我們得帶了很多主要結(jié)論，比如我們說現(xiàn)有的經(jīng)濟發(fā)展模式不可持續(xù)，亟待改變，一定要改變成循環(huán)經(jīng)濟的模式；一定要推行循環(huán)經(jīng)濟，符合中國國情，是走新型工業(yè)化道路的具體行動；循環(huán)經(jīng)濟是一個綜合性非常強的事業(yè)，所以一定要有各部門、各行業(yè)的參加。當(dāng)時我們還提了一個建議，我們提出循環(huán)經(jīng)濟工作要由發(fā)改委來領(lǐng)導(dǎo)，這些意見最后都被接受了，我們非常高興。所以政府有很多行動，比如循環(huán)經(jīng)濟歸發(fā)改委領(lǐng)導(dǎo)，而且發(fā)改委把循環(huán)經(jīng)濟納入了國家中長期科技規(guī)劃，做了很多工作�！堆h(huán)經(jīng)濟促進法》也出臺了，這個法是世界上第三部關(guān)于循環(huán)經(jīng)濟的法，第一部是德國、第二部是日本，第三部就是中國。
四、水資源可持續(xù)管理戰(zhàn)略研究。
因為水的問題不完全是水污染問題，還有水資源短缺的問題。1999年，中國工程院開始進行“中國可持續(xù)發(fā)展水資源戰(zhàn)略研究”，這個工作是由老的水利部部長、老的政協(xié)副主席錢正英領(lǐng)導(dǎo)的，清華一直參加，一共7個項目，我們參加了6個。這中間我們主要負責(zé)水污染防治方面的研究。這項工作非常有意義，而且我們從中學(xué)習(xí)到很多，因為我們跟水利、搞工業(yè)、搞地質(zhì)、搞氣象的各方面專家在一起合作，所以可以學(xué)到很多的東西。
我們一共做了六個題目，包括全國的水資源可持續(xù)管理，包括西北地區(qū)、東北地區(qū)、新疆自治區(qū)、浙江沿海和海島地區(qū)、淮河流域等。參加這個項目受益匪淺。我們第一個項目主要是做全國，把水的問題在全國的可持續(xù)發(fā)展中間發(fā)揮的作用與存在的問題，和我們應(yīng)該怎么做進行了分析。
取得的成果中，當(dāng)時我們提出了水污染防治基本原則：節(jié)水優(yōu)先、治污為本、多渠道開發(fā)水資源，絕對不要忽視非傳統(tǒng)的水資源。我們當(dāng)時還做了一些情景分析，試著把一些數(shù)學(xué)模式的方法拿來，假設(shè)如果能夠推行清潔生產(chǎn)，到1997年能夠減少多少污染排放，如果我們多建設(shè)污水處理廠，我們到1997年可以處理掉多少污水，然后我們的城市水環(huán)境可以維持到什么狀況等等，都進行了分析。
我們也提了一些戰(zhàn)略性的建議，對于國家水污染防治的戰(zhàn)略的制訂產(chǎn)生了積極的影響，政府部門還是很重視我們這些建議的。
我們跑了西北地區(qū)很多城市，對于西北地區(qū)的水資源、水污染狀況都做了分析。如圖：把西北地區(qū)水污染特征分了區(qū)，西北地區(qū)整體是屬于水污染比較輕的，集中的污染靠近東邊一點，但是也有一些嚴(yán)重污染區(qū)。我們也做了情景分析，預(yù)測未來城市污水處理的量會達到多少，BOD排放量會達到多少。這些給政府部門的官員一個參考，知道如果這樣做會怎么樣，如果加一個措施，清潔生產(chǎn)會怎么樣，如果加一個其他措施又怎么樣，GDP增長的比例，8%怎么樣，7%怎么樣，我們都有不同的分析。對于防治的對策，包括西北地區(qū)的渭河、黃河、內(nèi)陸河的保護都有具體建議。
東北地區(qū)。東北老工業(yè)地區(qū)，主要兩條河：遼河、松花江。松遼流域我們都做了很深入的工作。我印象非常深的是，我們在考察時，有一次走到淘汰礦產(chǎn)資源附近的居住區(qū)，老的職工已經(jīng)退休了，住的條件很差很差。錢正英副主席看到了，就帶領(lǐng)大家進去，看到老的礦工生活條件這么差，她心系祖國、心系人民，回來以后專門寫報告給國家提建議，聽說不久以后就開始了一個項目，改造老的礦工居住區(qū)條件，這讓我們受到很大的教育。我們也做了情景分析，看采用各種不同的措施，最后的結(jié)果如何，告訴大家應(yīng)該采用什么措施。提出了八項重點任務(wù)，出版了書籍
新疆地區(qū)。對我們來說也是大開眼界，因為新疆地區(qū)有特色，當(dāng)時印象最深的是新疆地區(qū)的節(jié)水灌溉，新疆地區(qū)屬于人均水資源量很豐富，但單位土地面積的水資源量很貧乏，它的農(nóng)田很多，要用這個土地，所以用水量一定要節(jié)約，而在新疆我們看到了大量的節(jié)水灌溉設(shè)備，滴灌、噴灌等等做得很好。我印象深的還有一件事，這個題目剛做完不久，就有兩個公司在炒作，說：新疆缺水，我們可以做一個項目，把渤海的水引到新疆，如果海水淡化，就可以增加新疆的用水量。如果海水淡化太貴，我們可以修一些水塘，可以在一些低洼地方把海水放在里面，增加新疆地區(qū)的增發(fā)量，因此增加新疆地區(qū)的降雨量。這個項目可想而知，花的錢多極了。有人馬上把這個網(wǎng)上的消息告訴我，我一聽就著急了，馬上告訴錢正英主席，錢正英主席聽了也著急了，馬上召集項目組開會，當(dāng)時項目已經(jīng)完成了，我們項目組開會時，大家志同道合，沒有一個贊成這個荒唐的治法。錢正英主席馬上就召集記者招待會，讓不同領(lǐng)域的專家都發(fā)言，最后把這個項目消滅在搖籃中。要不然是大大的浪費，而且是一個大大的笑話。北京和渤海這么近，我們沒有因為渤海在我們旁邊，降雨量就增加，這是根本不可能的。而且要把渤海的水運這么遠，是不可能的事。海水要利用，但不是這樣利用的方法。香港給我們樹立了非常好的利用海水的榜樣，拿來沖廁所，可以降低很多用水量指標(biāo)。
我們在浙江做了一個項目，也談到海島的開發(fā)，這個做得非常好。我們做了一個情景分析，當(dāng)時有兩點受到大家的注意，這個情景分析正好是我們組做的。第一是設(shè)定浙江沿海地區(qū)GDP增長率的不同情景，增長率那時候最熱，但是我們設(shè)了兩個不同的指標(biāo)，一個指標(biāo)是9%，還有一個指標(biāo)降到7%，兩個指標(biāo)GDP增長不同，污染物產(chǎn)生量肯定就不同，最后環(huán)境的質(zhì)量肯定不一樣。最后我們的結(jié)論是推薦7%。當(dāng)時很多人不贊成我們，說你們怎么敢要把GDP降下來？但是過了一年還是兩年，中央提倡的是未來增長目標(biāo)也是7%。第二是我們提的各種措施，有推廣清潔生產(chǎn)，有調(diào)整二、三產(chǎn)業(yè)，把二產(chǎn)降低，三產(chǎn)提高，最后總的得到一個可持續(xù)發(fā)展的情景，這個情景是可以把水環(huán)境改善的，而且可以把舟山群島開發(fā)的很好。
后來根據(jù)大課題的建議，舟山群島被國務(wù)院正式批準(zhǔn)“舟山群島新區(qū)”，而且把它的開發(fā)寫進了國家“十二五”規(guī)劃，所以浙江省的人非常感謝錢主席。
淮河流域零點行動以后經(jīng)過很多變化，但總的看來淮河流域還是在改善。跟1995年比，劣V類水體已經(jīng)降到了20%左右，如果加上V類的話就是30%多一點，如果跟原來60%、70%相比的話，這是很大的進步。現(xiàn)在V類和劣V類還有30%的水體，能夠讓我們安心嗎？我要強調(diào)的是，作為一個搞水污染防治的人，我還是不滿意，我希望它還能夠減少，因為V類和劣V類水既沒有用，而且有害，而且淮河流域已經(jīng)出現(xiàn)了癌癥村，已經(jīng)出現(xiàn)了汞中毒、鉛中毒、鉻中毒等等病例，所以我們還是不能夠滿意。但是應(yīng)該說還是有成績的。I類水體增加了，劣V類、V類減少了，但是還需要努力。
總結(jié)了一些經(jīng)驗教訓(xùn)和啟示，我們認(rèn)為零點行動所提出的要求剛性過強。當(dāng)時很好，過半年、一年，又有反彈；城鎮(zhèn)污染源治理就注意污水廠，連污水管道的投資都沒有，最后出現(xiàn)污水處理能力很高，但處理量很少；淮河流域水污染防治還應(yīng)該把經(jīng)濟發(fā)展跟環(huán)境治理一塊做，不要要搞污水治理就不搞經(jīng)濟發(fā)展，一定要科學(xué)發(fā)展；加強點源治理，也要加強面源污染，一定要保障安全的飲用水，要加強重金屬污染防治，這個問題到現(xiàn)在還很嚴(yán)重。長沙的人就很著急，他們就有鉻的問題、鉛的問題；南水北調(diào)，很多都是在海河?xùn)|線經(jīng)過，一定要把管理機構(gòu)弄好，因為牽涉到很多省。
五、生態(tài)文明建設(shè)理論與實踐的研究。
主要參加的工作：
工程院已經(jīng)搞了一期項目，我們參加的是生態(tài)文明建設(shè)若干戰(zhàn)略問題研究中的生態(tài)文明建設(shè)與新型城鎮(zhèn)化，這個工作已經(jīng)完成了，是周濟院長領(lǐng)導(dǎo)的。
我們現(xiàn)在正在進行的是第二期項目，我們主持的工作是城市礦山的開發(fā)利用，不是搞水，搞垃圾，但也非常有意義。
在環(huán)境學(xué)院中有一個團隊，都在搞清潔生產(chǎn)、生態(tài)工業(yè)、生態(tài)工業(yè)園區(qū)，他們分別參加了很多不同部門的項目，包括工信部、商業(yè)部、環(huán)保部的項目做了很多。
生態(tài)文明建設(shè)的教育培訓(xùn)工作，分別和統(tǒng)一的，統(tǒng)一的就是在清華和人文學(xué)院、低碳生物中心一起合作，在4月份正式成立了生態(tài)文明研究中心，開了一門課——生態(tài)文明建設(shè)15講，生態(tài)文明15講的教材出版了。
城鎮(zhèn)化項目中分析了中國城鎮(zhèn)化的一些問題，提出了很多建議。
城鎮(zhèn)化與生態(tài)文明建設(shè)提了很多觀點，總的觀點是認(rèn)為城鎮(zhèn)化的方向一定要把生態(tài)文明建設(shè)納進去，要不然像現(xiàn)在這樣追求大、洋、闊，又是標(biāo)志工程、又是形象工程，又是砍樹填河填湖，都不符合生態(tài)文明，而且城鎮(zhèn)化中包括生產(chǎn)、消費、基礎(chǔ)設(shè)施都要做生態(tài)規(guī)劃。
清華2016年4月16號成立了清華大學(xué)生態(tài)文明研究中心，至少有10個院系的教授們聚合在一起，包括人文學(xué)院、工學(xué)院、理學(xué)院、法學(xué)院、管理學(xué)院，還有藝術(shù)學(xué)院的藝術(shù)家周浩明老師，他專門以做可持續(xù)設(shè)計為專長，他最近得了一個國際大獎——可持續(xù)設(shè)計國際大獎。我們還希望今后能夠在生態(tài)文明的理論和生態(tài)文明的實踐兩大方面交叉學(xué)科來做一些工作，幫助我們國家的生態(tài)文明建設(shè)。
六、努力方向及目標(biāo)。
中國七大水系水質(zhì)有很大進步，從2001年-2014年，劣V類水體跟IV類到V類水體的總和是28.8%，I類到III類是72.2%，建國67年來取得了很大的成績，但是我認(rèn)為不能滿足于現(xiàn)在這個成果，我們還要努力。
我們的結(jié)論是：雖然經(jīng)過不少努力，我們重點污染水體的水質(zhì)有了一定改善，但是水污染形勢還是十分嚴(yán)峻，表現(xiàn)在還有黑臭水體、藍藻水華的爆發(fā)還沒有完全消除、重金屬污染威脅著安全、癌癥村還在水邊。
水污染防治任重道遠，還需要做出堅持不懈的努力，我們認(rèn)為這個努力的方向就應(yīng)該有調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、推行清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟，實行水污染防治的生命周期管理，從頭到尾都要注意，實現(xiàn)廢水的資源化、能源化，來達到全面建設(shè)小康社會的要求。我們認(rèn)為應(yīng)該努力的做到加快生態(tài)文明建設(shè)、全面建成小康社會。
我附帶再說一下我們的雜志工作，中國工程院已經(jīng)開始出版一本新的雜志，中英文同時發(fā)表，叫《工程》。我們的院長有一個愿景，他說世界上有兩本著名的雜志，一本是《科學(xué)》，一本是《自然》，但是工程的作用這么大，居然沒有工程的雜志，所以他說中國要牽這個頭，我們出版一本《工程》，把它辦成跟《自然》、《科學(xué)》一樣水平的國際刊物，他的創(chuàng)意太精彩了。
我們早在幾年以前就辦了一本《環(huán)境科學(xué)與工程前言》，這本雜志現(xiàn)在已經(jīng)被中國工程院《工程》雜志收納進去，作為一本子刊。現(xiàn)在工程院院長、副院長一談到所有這些子刊，現(xiàn)在有九本子刊，但是夸獎最多的，把我們這本子刊排在前面，表揚的很多。這個子刊的主編是郝吉明院士，執(zhí)行主編是黃霞老師。在這里做一個匯報，呼吁大家多給這本雜志投稿，多來引用這個雜志上的文章，我們希望這樣可以讓我們的影響因子提高。
衷心感謝我自己在清華59年的時光，衷心感謝清華大學(xué)的老師們、同學(xué)們、我的同事們數(shù)十年來給我的幫助、給我的教育，我也要特別感謝為了準(zhǔn)備今天的這個匯報，有這么多人幫助我，幫我起草、幫我查資料、幫我修飾這個PPT，所以說不盡的感謝。剛才所有匯報的工作都是數(shù)十年來，數(shù)百位學(xué)生做的工作。衷心感謝大家。
我一直搞水，所以非常敬仰老子說的一句話，“上善若水”，就是告訴我們水滋潤萬物，專門做善事。要求我要像水一樣，水從來不跟別人爭名爭利，默默無聞陪著所有的人在過日子，它貢獻給所有的產(chǎn)品和工作，但是它不跟人家爭名位高低，我們要像水一樣做人。但遺憾的是工業(yè)革命給我們的水帶來了污染，所以我們現(xiàn)在比老子教育我們的話還要多做一步，我們要化腐朽為神奇，我們要把污泥濁水變成青山綠水，我們要造福子孫萬代、千秋萬代，我們要貢獻我們自己。我相信搞水的人都會同意我的這個信念。
歡迎大家批評指正。
