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随着人口扩张以及城市化、气候变化的加剧，城市内涝、水资源短缺和水污染等城市发展问题面临着严峻挑战。我们需要在实践中重新思考和优化供水系统，用更具整体性的理念打造一个“城市水循环圈”，整合供水和污水系统，挖掘传统水资源潜力，提高资源回收利用，并考虑采用基于自然的解决方案进行城市水管理。 今年5月份在南京举办的第15届IWA 水与污水前沿技术大会（IWA Leading Edge Conference on Water and Wastewater Technologies, 简称LET）上，国际水协会执行主席Kala Vairavamoorthy 教授指出，当今水与污水的前沿技术应该具有三个关键特质：第一个关键要素是灵活性，让处理系统能更好地应对各种变化。第二是资源回收与回用；第三则是数字化建设。对于城市化发展产生的各种新兴问题，需要采取循序渐进式的创新模式。全球有85% 的污水仍没得到妥善处理，而一项技术从发布论文到投入实践，一般需要历经35 年，这是一个漫长的过程。在下一个黄金十年里，他希望国际水协会可以为业界打造一个沟通科学研究和工程应用的桥梁，一个可以加速水处理前沿新技术投入应用的平台。 技术的进步我们感到振奋鼓舞，但同时我们也意识到水处理工艺正变得愈加细化复杂，而且人们又对水质提出了愈加严格的要求，检测指标也越加繁多。应该如何应对水处理日渐复杂的发展趋势呢？为此，中国工程院院士曲久辉教授在南京LET 大会上提出了“大道至简”的理念，他提出了三点关键技术，包括毒性效应评估和风险识别、特定污染物降解和健康风险控制以及开发基于水质标准和健康影响的水处理工艺，以此解开简化水处理工艺、优化污染物指标和提高管理和保护水平的难题。 近年来，海绵城市是中国城市规划与发展的热门话题，它起源于国外低影响开发的城市雨水管理理念，但由于中国城市独特的发展历程，海绵城市的内涵已远远超出了这一范围——顾名思义，海绵城市指城市能像海绵一样具有良好的“弹性”，适应环境变化和应对自然灾害。其本质是对传统城镇化建设的转型升级，实现城市经济与资源环境的协调发展。这是一项涵盖了与水环境相关的各方面的跨领域跨专业的综合型建设理念。 中国的海绵城市的含义也逐渐演变为城市可持续发展的倡议，旨在将绿色基建（如透水铺装，人工湿地和生物滞留设施等）与灰色雨洪基础设施（如污水处理厂、地下管网、深层隧道等）相结合，并融入城市设计，将城市从钢筋混凝土转变为宜居、绿色和健康的生态环境。 蓝绿基础设施和系统（Blue-Green Infrastructure）是一系列新兴技术的总称（蓝色指水文，绿色指植被）——它用大自然的方式处理水的同时，还为城市环境带来多重利益。在美国它常被称为低影响开发技术（Low Impac Development, LID），在欧洲称作基于自然的解决方案（Nature-Based Solution,NBS），在澳大利亚称为水敏城市设计（Water Sensitive Urban Design, WSUD）技术，而在中国它更为人熟知的名字是海绵城市(Sponge City)。它们包括了广泛使用的雨水处理系统（如人工湿地，生物调蓄或雨水花园），以及新型蓝绿植物墙，不仅用于雨水处理与管理，还可以处理轻度污染的城市污水，例如灰水（浴缸、淋浴间和洗手盆产生的污水）。 澳大利亚工程院院士、新南威尔士大学Ana Deletic教授专门从事水敏城市的研究，她指出城市化正以前所未有的速度在全球迅猛发展，而她认为蓝绿基础建设能为城市水务提供稳健可靠的保证。 在澳大利亚，以湿地、雨水罐和雨水花园为代表的LID 技术既可蓄水又能脱氮，具有多功能性，甚至还能提高当地的土地价值。 Deletic 教授重点介绍了新兴的垂直技术——蓝绿植物墙，包括其设计、优点以及实施方面的挑战。她说蓝绿植物墙是低能耗和低成本的水处理技术，同时也以充当调节当地气温的城市绿色基础设施系统，还可以提高城市的生物多样性和舒适性。其设计理念是利用自然过程来降低轻度灰水和雨水径流中的磷浓度。实质上，它们是用植物作的水过滤器，主要有两种不同的形状; (1) 生命墙(living walls) - 攀爬植物和花卉生长在有过滤介质填充的沟槽中，形成垂直绿色屏幕（建筑外墙可以用作支撑，也可以用作独立结构） (2) 绿墙(green walls) – 将长有观赏植物的盒子装在墙面上，创造出生动的外观。 由于进水通过重力作用渗入到人造介质和植物根部，磷得以留在系统内，处理后的水或者排入接收水体或者重新用于城市花园灌溉或厕所冲洗。这种系统担当着保护水生生态系统的作用，而捕获的营养物质被绿墙植物吸收用于其生长。通过这种方式，这些系统促进城市绿化，为城市提供多重效益。Deletic 教授强调，植物类型对脱氮除磷效果很重要，她的研究显示苔属植物（Carex）是理想的植物类型，而平行和串联式的栽种方式效果则相当。 在总结中她表示，用于灰水和雨水处理和管理的蓝绿墙既增加城市舒适度和生物多样性，又有效调节周围环境的温度，还净化了部分城市污水，是实际可行的绿色基础设施系统。但Deletic 教授指出，具体技术和方案的选择必须根据项目当地情况度身定做。她的团队已经和国内开展了合作，将她的蓝绿基建理念应用到中国海绵城市的实践中。 智慧水务也是当今的重点话题之一。海绵城市的建设将为智慧水务的推广与实践提供了极佳的平台，而智慧水务反过来为海绵城市的建设提供了强有力的工具——两者相辅相成，它们的结合是未来水智慧城市发展的必然趋势。物联网（IoT）的发展，使电子仪表和无线网络等实时在线监测设备技术在水务行业逐渐普及，动态捕捉城市给排水系统的运行状态，使水务管理部门与供排水设施实现可视化的有机整合，形成“城市水务物联网”。运用大数据和人工技术可对海量水务信息进行及时分析与处理，并做出日常运行提供辅助决策建议，以更精细和动态的方式管理整个水务系统的生产、管理和服务流程。 威立雅水务的水处理专家Herve Buisson 先生在2018LET大会上形象介绍了数字信息技术的演化历史，总结了数据的来源（主要包括了客户数据、内部数据、公开市场的数据以及现场传感器收集的数据），强调数据不一定要线性，也不需要能直接测量到某个物理参数，但数据需要具有可复制性、精确、安全、成本低，并与系统表现高度相关。 Herve Buisson 先生综合介绍了现有的数字化综合水务管理平台发展情况，分析其应具备的关键要素，指出它们应该如何与水处理行业相结合。这些关键要素包括了数据、信息、绩效指标、智能汇报、高级工艺控制、数字化运行辅助工具、自动诊断和自动调教。通过威立雅的AQUAVISTA（ 设备或水厂监控系统） 和WATERNAMICS（综合系统的监测管理）系统的案例介绍，他解释了水处理行业的数字信息化技术如何在减少运行费用，提高处理水力负荷和提高运行可靠性三大方面为水厂创造价值。
对于未来的展望，Buisson先生则表示要以更开放的态度借助数字技术加深我们对微生物未知世界的认识，因为人类现有的知识已经告诉我们，世界的未来真的难以预测。 摘录自《全球水与污水前沿技术趋势白皮书--国际水协会2018前沿技术大会热点话题及精华合集》，未完待续。
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