當今,一個城市每天可以產生十幾萬噸乃至幾十萬噸污水,大自然原本強大的自我凈化能力早已力不從心。污水處理已不是一個新行當,其過程一般為三道工序:首先在沉淀池分離出油脂及其他雜質;然后分解有機物,去除營養物等化合物;最后進一步過濾掉有機體和寄生蟲等并經紫外線消毒達到規定的排放標準。這通常是一個只有投入沒有產出的浩大工程,更令人頭痛的是所謂達標僅是相對而言,達標廢水還得仰仗城市附近有大江大湖進一步稀釋凈化,否則,生態環境還有可能受到影響。
圣羅莎和克萊縣污水發電的成功實踐
位于美國加利福尼亞州的圣羅莎,1993年因排污問題被有關部門勒令暫停城市擴建。該鎮排出的污水影響了俄羅斯河的生態系統,那里是瀕危的銀鮭鱒魚及虹鱒的產卵地。與其一山之隔的克萊縣也收到了同樣的勒令:停止向加利福尼亞最大的湖泊——明湖,排放廢水。雖然這些城市污水已經處理并達到法定排放標準,但在相對靜止的湖水中,高濃度廢水中的有害營養物仍對水生生物構成威脅。
與兩座城市有水無處排正好相反,他們的鄰居——卡爾平公司的兩座地熱電站正面臨著嚴重的水荒。由于長期過度開采,地熱蒸汽自然的恢復能力已遠遠低于消耗量,他們必須找到足夠的水資源注入蒸汽田方能保持壓力,維持正常生產。就近取用俄羅斯河河水雖然簡單可行,但不是什么好主意,正像圣羅莎每年都要交巨額排污罰金一樣,取水要付環保費,這不僅是不經濟的,更與公司的環保理念相悖。同樣,明湖的水當然也不是好“喝”的。
水的憂思讓三方坐到了一起。經過科學家的實驗和技術專家的考察論證,得到的方案令三方皆大歡喜——將無法應付的城市污水送到急迫需要它的地方,即兩個城鎮的污水經處理后輸送至各自附近的地熱蒸汽田以恢復供汽壓力。方案是簡單的,在平面圖上幾筆就可以勾出,而工程是浩大復雜的。
這是一個體現綠色環保理念的工程,管道的布線以不破壞地形地貌為要旨。從廢水處理廠出發的管道穿越整個城市及近郊開闊地地下,即使到了美亞卡瑪斯山區,為了不引人注意,也不惜大繞其彎。為此,僅爬升了900米的圣羅莎管線總長達到驚人的64公里。由于這里是加利福尼亞州的野生動物保護區,各方認為這些付出是值得的,經得起子孫后代的拷問。在層巒疊嶂的山頂綠色松濤中,隱蔽著足有數層樓高的深綠色水箱,兩座城鎮每天產生的近8W噸污水,經過比“明排”簡單得多的處理,達標后通過水箱源源不斷注入2400米深處的蓄水層,地下熱巖將其變成超高溫蒸汽,再經管道引至地面推動渦輪發電機組發電。而發電后的尾氣經冷卻變成尾水再次注入地下,循環利用。這樣做不僅是為了節約水資源,也是為了降低熱能及微量有害物質對環境的影響。
目前卡爾平公司位于克萊縣和圣羅莎的這兩座電站,分別贏得世界上第一座和世界最大的利用污水發電地熱電站的頭銜,總計擁有200兆瓦,相當于一個中等規模火電廠的發電能力。這些電力除供應當地外,還被輸送到110公里外的舊金山。可喜的是,地熱田恢復了昔日的活力,蒸汽產量與日俱增,兩座電站現已準備大規模擴建。為防止污水短缺,圣羅莎在2008年就與附近的溫莎鎮簽署了一項為期30年的協議,允許該鎮每天向圣羅莎的管道定量排放污水,不僅不收排污費,溫莎鎮的居民還享受到了與圣羅莎居民一樣的待遇:每次刷碗洗衣)中馬桶,只要產生污水,電力公司都將提供一定的用電補貼。真讓人感到不可思議——人們通過制造污水在參與發電!事實卻是如此。萊克縣也不甘人后,一個將集污管道延伸至明湖地區以外便于收集來自拉克波特和其他地區污水的宏大計劃已經形成。
圣羅莎三方成功實踐帶來的啟示
城市污水也是水,應該有更好的出路。在我國,城市污水的治理日益受到重視。東北的大連市建成投產了全國最大的污水處理廠,日處理污水60萬噸。這個記錄不久即將被打破,設計日處理90萬噸的沈陽污水處理廠已于2010年秋開工建設??梢韵胍姡痪玫膶?,全國每天產生的經過無害化處理的城市廢水將是一個天文數字。目前這些經過千辛萬苦凈化的“廢水”一般都是一排了之,這無疑是巨大的資源浪費。我國一直都在進行工業及城市廢水合理利用的課題研究。將廢水處理成“中水”——介于自來水和廢水之間可二次利用的水,可以用于工業生產(如冷卻用水)和居民沖廁用水,這方面的技術是成熟的,實踐中卻難題諸多。試想一個城市若大規模實施“中水戰略”,勢必全城開挖嚴重擾民,經濟上也可能得不償失。而在新城區的規劃建設時則可以在上水敷設的同時并聯安裝中水管線,較低的建設費用可以為各方承受,長久效益更是不可估量,特別是在缺水地區值得大力推廣。對更多的已經建成的城市來說,我們應該向圣羅莎三方學習,創造性地思考問題解決問題,尋找到適合自己城市的最經濟合理的方案及商業模式。如利用廢水回灌技術換取地熱(采暖或發電)、置換石油燃氣、防止地面沉降、預防局部小型地震等,都可收到可觀的經濟和社會效益。城市污水就像是一只老虎,在高手的調教下老虎也可以拉車,而放虎歸山不僅浪費資源,更是遺患無窮。
開發利用地熱能,是我國“十二五”期間的新能源戰略組成部分。我國地處全球兩條主要地熱帶上,地熱資源十分豐富。地熱資源的直接利用我國開展得很好,在78個直接利用地熱的國家中我國名列前茅。這主要是用于居民采暖、農業干燥灌溉、工業加熱及化工提煉和溫泉療養等。而在27個利用地熱發電的國家中,中國僅排名第18位,裝機容量只有24.18兆瓦,不足排名第一的美國的百分之一,是同為發展中國家的菲律賓的七十分之一、印尼的四十分之一。我國早在上世紀70年代就開展了地熱發電應用,但這些電站在運行了或長或短一段時間后大部分關閉了。探其原因,主要存在兩大致命因素:其一是地熱電站的初期建設成本很高,電價難以降下來,有國家價格補貼的國家電網電價更便宜,地熱發了電沒人買賬,長此以往,難以為繼。另一原因是電站的設計和運行管理粗放落后,如西藏羊八井是一座采用地熱蒸汽發電的高溫地熱電站,經濟效益較高,已運行了30多年。但其第一臺投入運行的機組因地下蒸汽耗盡現已退役,自1992年羊八井三期擴建工程完工后,我國沒有再新上地熱發電開發項目,其主要原因就是地熱源的可持續性令人擔憂,令投資者卻步。發達國家的地熱開采,基本都是循環式開采,即將用過的尾水冷卻回灌。我國也曾在羊八井開展過工業廢水回灌實驗,最后因成本、政策等諸多原因不了了之。與同為可再生能源的太陽能、風能、水能相比,地熱能是最穩定的,也是高效的,地熱的儲量遠比人們估計的豐富。有人推測,如果將美國深層地熱能的2%開采出來,就相當于2005年美國全國耗能的2000倍。我國深層地質構造與美國接近,地熱能的儲量同樣豐富。解決好循環利用技術,我國的地熱能可以說是用之不竭的,這確實需要全社會的關注支持。
由圣羅莎和克萊縣引發的有關城市廢水及地熱利用的話題,在環保理念深入人心和能源危機日益凸顯的今天,,別有一番深意。期待著有一天,中國居民也能通過制造污水獲得“獎勵