逼上梁山

從眼淚中開啟的新水源探索之路

1965年的一個清晨，新加坡政府被馬來西亞政府單方面宣布“獨立”。周邊伊斯蘭國家環(huán)繞，華人占據(jù)80%以上人口、自然資源極度缺乏的新加坡，此時如風(fēng)浪中一葉孤舟，飄搖不定，危機四伏。

作為經(jīng)濟社會生存發(fā)展的命脈之一，水資源就是新加坡政府要化解的頭號危機。新加坡是全世界水資源最為匱乏的國家之一，80%以上的淡水資源都要依靠從馬來西亞進口。“二戰(zhàn)”期間，日軍在占領(lǐng)馬來西亞后切斷水源，令新加坡無法支撐、不戰(zhàn)而降的陰影曾長久籠罩在國民心頭。

“在水資源上的任何一項政策，都會讓我們屈膝”。在獨立后的首次記者招待會上，新加坡時任首相李光耀難以自已，傷心落淚。而接下來新加坡50多年不斷探索、尋求并最終解決水資源的傳奇故事，一開始就被賦予了悲情的色彩。

屢敗屢戰(zhàn)

制定基于20年的總體規(guī)劃

1971年，新加坡在聯(lián)合國的協(xié)助下，邀請以色列專家為新加坡水資源進行調(diào)研規(guī)劃，結(jié)果卻令人失望：以色列專家根據(jù)本國經(jīng)驗為新加坡設(shè)計的以減少蒸發(fā)量為核心的保水方案，因不符合新加坡國情而被舍棄。沮喪之余，新加坡決心自己尋找解決之道。同年，總理辦公室下設(shè)了水規(guī)劃機構(gòu)，研究新常規(guī)水源的范疇和可行性。

1972年，基于未來20年的新加坡水質(zhì)總體規(guī)劃編制完成，明確指出了減少進口水源依賴的重要性，引入非常規(guī)水源(污水回用和海水淡化)的概念。新加坡公用事業(yè)管理局(PUB)一名普通的工程師在報告中提到，接下來的時間，污水的合理回用將成為非常經(jīng)濟和必要的手段，同時建議回用水在一個大型蓄水池通過長時間的停置自凈過程進行稀釋。

當(dāng)時簡單的兩句，事實上勾勒了三十年后聞名世界的新加坡NEWater的雛形，成為系統(tǒng)的核心內(nèi)容。

1974年， 新加坡環(huán)境部(ENV)下屬的污水處理局建設(shè)了水再生試點工廠，應(yīng)用反滲透，離子交換，電滲析和氨吹脫等先進工藝，水質(zhì)達到WHO的飲水標(biāo)準(zhǔn)，但因為成本過高，膜污染處理復(fù)雜，運行14個月之后關(guān)閉。

1986年，新加坡公用事業(yè)局重點建設(shè)濱海等城市集水區(qū)，同時開始研究降低海淡和再生水的技術(shù)。當(dāng)時海淡成本是河水和水庫水處理成本的10倍。此時，新加坡領(lǐng)導(dǎo)人開始放出信號，“如果人們?nèi)绱嗽闾Ｓ盟?，他們就得?zhǔn)備支付10倍以上的水費——李顯龍”，并開始在全社會大力推廣節(jié)水方案和措施。

自上而下的認知逐步形成，但出于規(guī)模、質(zhì)量、成本、可靠性和安全性等問題的綜合考慮，在1985年以前，新加坡仍然圍繞進口水源進行努力。

1987年 李光耀宣布，新加坡考慮從印度尼西亞取水的可能性，當(dāng)時的取水量可達到100億加侖每天。但受制于政治問題，進展緩慢，尤其是在2008年金融危機后，因為政治問題而叫停。

1990年，新加坡同馬來西亞簽訂補充協(xié)議，允許柔佛上游建壩調(diào)節(jié)水量。將取水量從1.2億上調(diào)至2.5億，這終于暫時性緩解了新加坡的水資源危機。

總理帶頭飲用

全面轉(zhuǎn)向再生水生產(chǎn)使用 NEWater誕生

1990年代開始，反滲透膜技術(shù)的成本開始逐步降低到可接受程度，新加坡開始系統(tǒng)探索非常規(guī)水資源。

1996年 新加波相關(guān)部門開展了海水淡化的實地可行性和工程研究;1998年海水淡化的技術(shù)驗證和工程示范進展順利，決定建設(shè)海水淡化工廠。

受到海水淡化項目進展的激勵，新加坡公用事業(yè)局和環(huán)境部還聯(lián)合開展了如何利用二級污水處理進行水回收利用可行性的評估。派遣團隊赴美國加州的21世紀(jì)水廠進行長期的調(diào)研學(xué)習(xí)，并撥付經(jīng)費1400萬美元，進行研究并建設(shè)勿洛示范廠(10000噸/天)。

1999年 ，PUB決定海水淡化廠可以由私營部門興建，處理后的水將由PUB購買。第一個海水淡化項目由新加坡的凱發(fā)公司中標(biāo)，采取DBOO(設(shè)計-建設(shè)-擁有-運營)模式，這也成為新加坡以PPP開展水處理相關(guān)工作的通行商業(yè)模式。

2000年5月，勿洛水回用示范廠建成投產(chǎn)。在后續(xù)兩年中，根據(jù)美國環(huán)保署和世界衛(wèi)生組織的飲用水標(biāo)準(zhǔn)，加上對接近190項參數(shù)進行了超過25000次的測試分析，PUB和國際專家小組得出了再生水水質(zhì)安全性優(yōu)于常規(guī)飲用水的結(jié)論。

2001年， 連同合并的排水、污水部門，新加坡公用事業(yè)局并入環(huán)境部，開始著手為國家建立一個新的水資源發(fā)展計劃。

新的PUB組建完成之后，呈報國會的第一份議案就指出：水資源總體規(guī)劃還沒被審核，而且水資源協(xié)議到期后新加坡將如何規(guī)劃尚未納入議程。在后續(xù)新的規(guī)劃中，替代方案被提出，并指出可能收集到的雨水量，可再生和可淡化的水量。此時，新加坡的水資源政策，終于從認識和行動全面堅決地轉(zhuǎn)向再生水的生產(chǎn)和利用。

2002年，作為37周年國慶活動的序幕，吳作棟總理第一個飲用了新生水(NEWater)，并同時宣布，今后新加坡人的飲用水將是新生水和自來水的混合水，此舉產(chǎn)生了巨大的轟動效應(yīng)，NEWater之名在國際上被廣泛傳播。

NEWater是指城市污水經(jīng)過常規(guī)二級處理后，再經(jīng)過反滲透處理等工藝所獲得的達到飲用水標(biāo)準(zhǔn)的新生水。

NEWater的生產(chǎn)流程如下：傳統(tǒng)污水處理廠二級處理的出水將作為NEWater水廠的進水，首先經(jīng)過精細格柵過濾，在進入微濾或者超濾工藝單元，主要去除細顆粒物，出水進入反滲透工藝單元，去除細菌、病毒以及大部分溶解鹽。反滲透出水進行紫外消毒，最終凈化為“NEWater”。

也在同一年，受到NEWater示范項目成功的鼓舞，PUB提出重新制定新加坡的供水水質(zhì)規(guī)劃——“四個國家水龍頭”計劃，計劃到2060年，即與馬拉西亞供水協(xié)議到期前一年，新加坡將完全實現(xiàn)水資源的自給自足，在新加坡的總?cè)丝谝堰_到目前的3倍的前提下，海水淡化和NEWater能夠滿足水資源需求量的80%，其中NEWater占55%。

 

 

從出路到商路

NEWater產(chǎn)品復(fù)制擴張

2003年，新加坡以DBOO模式(Design-Build-Own-Operate,即設(shè)計-建設(shè)-擁有-經(jīng)營模式)相繼建設(shè)了三座規(guī)模適中的NEwater水廠，并采用PUB推薦的技術(shù)路線。三座水廠全部由新加坡本土企業(yè)建設(shè)(凱發(fā)、勝科、吉寶)，由世界一流的環(huán)境工程咨詢公司——西圖公司進行工程技術(shù)管理。

通過前期試驗示范廠的實驗數(shù)據(jù)和后續(xù)水廠的工程集成，新加坡本土水務(wù)公司獲取了工藝運行的第一手資料，并在工程設(shè)計和管理運行上積累了寶貴的經(jīng)驗，完成了基于NEWater工藝對國外先進技術(shù)的引進和整合，孕育了良好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。同時NEWater的供水產(chǎn)量也穩(wěn)步上升，于2006年達到新加坡總供水量的10%。

志在千里

打造環(huán)境及水務(wù)方案研發(fā)中心乃至世界水務(wù)樞紐

進入新世紀(jì)，可持續(xù)淡水供應(yīng)及廢水管理的需求已成為重要的國際課題，許多國家、城市及企業(yè)都在積極尋求創(chuàng)新的解決方案及水務(wù)技術(shù)。NEWater成熟穩(wěn)定的工藝路線和大規(guī)模的推廣應(yīng)用，使之具有極大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間。新加坡當(dāng)局決定將NEWater作為未來水資源危機解決方案進行推廣和不斷研發(fā)。

2006年，新加坡政府宣布將于五年內(nèi)投入3.3億新元(4.7億美元)，立志將新加坡打造為環(huán)境及水務(wù)方案的研發(fā)中心，乃至世界水務(wù)樞紐。同時專門成立了環(huán)境與水務(wù)行業(yè)發(fā)展委員會(EWI，Environment and water industry program)來承擔(dān)此歷史使命。

2007年， PUB獲得斯德哥爾摩水工業(yè)資源獎，組委會對PUB的工作給予了極高評價：“新加坡所采用的一些水科技，其他國家也有，但是通過先進科技加上完善管理，使新加坡的系統(tǒng)變得獨一無二，可供其他城市參考和借鑒。”

利用獨特的區(qū)域經(jīng)濟優(yōu)勢和NEWater產(chǎn)生的品牌效應(yīng)，新加坡籌劃設(shè)立了新加坡國際水周活動(Singapore International Water Week)。2008年，首屆水周隆重召開，吸引了各國政要、眾多專家學(xué)者、技術(shù)骨干和商務(wù)人士的參與。為期五天的水周內(nèi)容涵蓋政府高峰論壇、國際學(xué)術(shù)會議、設(shè)備博覽會和商務(wù)論壇等等。此外，新加坡還設(shè)立了以首任總理李光耀命名的新加坡水獎(Lee Kuan Yew Water Prize)。

目前，新加坡水周也成為世界上最具影響力的水業(yè)盛典，李光耀水獎已經(jīng)成為代表水界最高榮譽的獎項之一。通過國際一流的智力資源的集聚，不但使新加坡不斷汲取新的水處理知識，還吸引了更多的優(yōu)秀人才。

2015年，新加坡已經(jīng)吸引了全世界超過180家水行業(yè)公司和26家私營水研究中心安家落戶。環(huán)境及水務(wù)業(yè)為新加坡國內(nèi)生產(chǎn)總值貢獻了大概17億新元的產(chǎn)值，創(chuàng)造了1.1萬個就業(yè)崗位。同時，新加坡繼續(xù)追加在水務(wù)方面的科研和產(chǎn)業(yè)發(fā)展資金?？偫砝铒@龍宣布政府將撥款2億元發(fā)展水務(wù)業(yè)，預(yù)計到了2020年，該產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達28.5億元，就業(yè)人數(shù)也將增至15000名。

精進不休

在技術(shù)與節(jié)能指標(biāo)上追求持續(xù)領(lǐng)先

近年來，在氣候變化和能源與水資源制約的前提下，為適用于未來再生水廠的應(yīng)用需要，新加坡公用事業(yè)局(PUB)開始著眼于技術(shù)升級和設(shè)備改造。PUB制定了“出水水質(zhì)、能源可持續(xù)性、環(huán)境可持續(xù)性”3個關(guān)鍵評價標(biāo)準(zhǔn)，用以上述工作是否取得預(yù)期階段性控制目標(biāo)。

而基于此標(biāo)準(zhǔn)，PUB根據(jù)相關(guān)污水處理技術(shù)水平和節(jié)能降耗效果的分析，制定出污水處理工藝能源自給率三階段目標(biāo)。

近期目標(biāo)(2017年)——改造棕色水廠(Brownfield)。利用已經(jīng)成熟以及正在試驗中的技術(shù)升級現(xiàn)有再生水廠，使能源自給率不低于40%，并降低10%的剩余污泥產(chǎn)量。

短期目標(biāo)(2022年)——關(guān)閉部分棕色水廠，新建綠色水廠(Greenfield)。

在約5年時間內(nèi)設(shè)計新的再生水廠;利用目前實驗室研發(fā)技術(shù)，使能源自給率超過80%，并降低25%的剩余污泥產(chǎn)量。

長期目標(biāo)——未來綠色水廠(Greenfield)。

其目標(biāo)是，2030年后達到能源自給自足、實現(xiàn)碳中和運行目標(biāo)。這一目標(biāo)已經(jīng)與世界先進國家保持同步，并在一定程度有所超越。

目前，新加坡正在就兩個再生水廠工藝方案進行實驗室測試。其中，主流ANAMMOX工藝以及厭氧膜生物反應(yīng)器(AnMBR)，將在大約10年內(nèi)得到實驗與中試驗證。而主流ANAMMOX工藝是世界上目前所知最為節(jié)能的工藝。

一個水行業(yè)世界名牌背后的秘密

新加坡水故事的起點，是這個國家為克服水資源匱乏問題而進行的努力和探索。經(jīng)過五十多年的持續(xù)工作，他們的收獲是本國水資源問題的解決方案，一個響亮的國際品牌，一套完備的水工業(yè)體系和科技創(chuàng)新體系。這樣的成果，相信已經(jīng)大大超乎當(dāng)初的預(yù)料。

以NEWater的成功為例，為什么新加坡在水資源管理、創(chuàng)新方面會如此高效，吸引了很多國內(nèi)專家和同行研究，歸因各有不同，比如領(lǐng)導(dǎo)人的遠見卓識，最嚴(yán)格的水資源管理制度，先進的商業(yè)運作系統(tǒng)等等。

技術(shù)路線明確

戰(zhàn)略上堅定不糾結(jié)，戰(zhàn)術(shù)上持續(xù)學(xué)習(xí)優(yōu)化

在我個人看來，新加坡的國土面積，社會治理體系和水資源的極端匱乏，自然形成了新加坡舉國對水資源保護和利用的高度重視，也是一個相對好治理的空間尺度(畢竟新加坡和1.6個北京海淀區(qū)的面積差不多)，很早實現(xiàn)了階梯水價、雨污分流、工業(yè)污水和生活污水的分質(zhì)排放等一系列執(zhí)行良好的政策價值機制，這是NEWater能夠得以實現(xiàn)的社會基礎(chǔ)。

而對技術(shù)路線的堅定以及務(wù)實的工作方式，也是他們?nèi)〉贸晒Φ闹匾蛩亍?/p>

筆者在2015年為了研究新加坡的水處理創(chuàng)新體系，曾在新加坡開展了為期一周的調(diào)研，調(diào)研期間，來自各個機構(gòu)的被訪問者都提到了新加坡提倡的思考方式——長遠思考，跨界思考和再思考。也就是在戰(zhàn)略目標(biāo)上堅定決心不糾結(jié)，在戰(zhàn)術(shù)細節(jié)上持續(xù)學(xué)習(xí)，優(yōu)化和改進。

在NEWater的案例中，新加坡其實很早確定了污水回用的戰(zhàn)略，并堅定選擇了膜技術(shù)為其主導(dǎo)工藝，這在當(dāng)時是比較超前和具有冒險精神的，新加坡的嘗試也從學(xué)習(xí)，嘗試，失敗，到再嘗試，成功，這一時間跨度長達30年，但對于這一技術(shù)路線的選擇從未動搖過。

最終在上世紀(jì)末抓住技術(shù)進步和成本降低的機遇，實現(xiàn)工程應(yīng)用，解決本國問題，然后抓住全世界范圍內(nèi)水資源匱乏的機遇，積極擴張海外市場，帶動本國行業(yè)起飛。可以說，NEWater不是規(guī)劃出來的，而是隨著時間，用耐心，一點點“長”出來的。

法定機構(gòu)主導(dǎo)

良好的“操作系統(tǒng)”

新加坡的公用事業(yè)管理局是整個新加坡水資源管理的“中樞”。新加坡NEWater是在公用事業(yè)的復(fù)雜體系中誕生的。參與主體繁多，推動公用事業(yè)，并不斷優(yōu)化迭代，同時還能實現(xiàn)優(yōu)秀的產(chǎn)業(yè)競爭力、為社會接受則是一個世界級難題。

他們設(shè)計出一個將重大工程，將商業(yè)推廣，公民教育，科技創(chuàng)新和企業(yè)孵化不同節(jié)點環(huán)環(huán)相扣，合二為一的運作系統(tǒng)，這就必須要提到PUB的機構(gòu)性質(zhì)。

中國國內(nèi)的研究文章對PUB的認識也沒有統(tǒng)一，政府機構(gòu)，事業(yè)單位，國有企業(yè)，各種表述都曾出現(xiàn)過。因為這種操作模式確實在國內(nèi)少見。

在新加坡的社會治理結(jié)構(gòu)中，PUB是作為法定機構(gòu)而設(shè)立的，它確實身兼政府部門，事業(yè)單位和國有企業(yè)的各種職能為一身，通過一套復(fù)雜的機制設(shè)計來保障公平與效率的平衡。

關(guān)于新加坡法定機構(gòu)的描述，感興趣的讀者可以在網(wǎng)上查閱更多的資料，簡言之，就是通過國會立法來保障其法律地位，聘請社會賢達成立董事會并保持戰(zhàn)略眼光，全球招聘職業(yè)經(jīng)理人來保持高效管理，經(jīng)費來源有國家撥款和商業(yè)經(jīng)營兩部分，收入可以內(nèi)部分配，但須向全社會公開。各個措施相互支撐也相互制約，促進這個體系高效廉潔的運轉(zhuǎn)。

新加坡的各項公用事業(yè)就是由各類法定機構(gòu)來運行的，是新加坡在英國法定機構(gòu)繼承基礎(chǔ)上的一次創(chuàng)新，到今天為止，新加坡23個法定機構(gòu)全部實現(xiàn)資產(chǎn)的良好管理，并都保持盈利。

生產(chǎn)型研發(fā)

高效的科技成果轉(zhuǎn)化機制

NEWater具有長期穩(wěn)定的擴張計劃和清晰的創(chuàng)新愿景，開放的合作體系，大規(guī)模的科研投入，再加上新加坡亞洲商業(yè)中心的地理位置，促成新加坡逐漸在一段時間內(nèi)成為先進技術(shù)和產(chǎn)業(yè)模式的“水樞紐”。

而如何將重大工程和科研投入，實實在在地轉(zhuǎn)為產(chǎn)業(yè)推動力，新加坡的實證研發(fā)和示范研發(fā)機制功不可沒。水處理技術(shù)從實驗室到中試再到生產(chǎn)規(guī)模使用，須經(jīng)歷一個長期過程，而新技術(shù)的應(yīng)用，獲得業(yè)主的信任和試用的成本也很高，這也是水處理技術(shù)推廣難和推廣慢的問題所在。

新加坡通過技術(shù)路線圖，創(chuàng)新扶持計劃和生產(chǎn)型研發(fā)體系，將這個過程在時空尺度最大程度的縮短。通過向全球發(fā)布技術(shù)指南，征集先進技術(shù)，優(yōu)秀的技術(shù)成果即可在水廠進行生產(chǎn)實驗，政府在資金，現(xiàn)場服務(wù)和水質(zhì)監(jiān)測方面提供服務(wù)和監(jiān)督，并組織行業(yè)專家，企業(yè)家，投資人做過程的優(yōu)化指導(dǎo)。被驗證的合格技術(shù)，進入NEWater的技術(shù)采購目錄，也會很快獲得投資人的青睞，這樣的操作體系，也是新加坡創(chuàng)新性企業(yè)大量涌現(xiàn)的主要原因。

公共事業(yè)品牌化

為社會認知和產(chǎn)業(yè)推廣創(chuàng)造良好條件

污水——再生水——飲用水的推廣在全世界都遭遇了很大的挑戰(zhàn)，而在新加坡率先取得了成功，這其中有新加坡強力政府的推動功勞，但新加坡為塑造品牌進行的一系列卓有成效的努力，也居功至偉。

比如NEWater這個名字就比再生水要高明太多。將wastewater改為usedwater，就是典型的商業(yè)領(lǐng)域改變認知、占領(lǐng)認知的范例。

在促進公眾認知和接受方面，新加坡還同步還啟動了針對NEWater的社會溝通計劃，包括新生水NEWater的命名，水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)的全面公開，NEWater的市民接待中心建設(shè)等。

同時，NEWater的工藝相對簡單，二級出水后的單元全部可以裝備化、模塊化進行提供，便于商業(yè)推廣。

第三，通過新加坡水周這一水務(wù)行業(yè)IP的塑造，NEWater的形象更是得到了世界范圍內(nèi)的推廣和認可。

后記

NEWater可以說是水處理行業(yè)的一個傳奇。因為它將國家意志、科技、產(chǎn)業(yè)、品牌結(jié)合起來，凝聚于一個產(chǎn)品上，在特定的時間，結(jié)合國內(nèi)外廣泛的需求，實現(xiàn)了令人炫目的成就。相比之下，NEWater的鼻祖，美國的21水廠雖然在時間上領(lǐng)先數(shù)十年，但在知名度和行業(yè)推廣上就相形見絀了。

如果我們將污水廠當(dāng)成產(chǎn)品的話。新加坡的“產(chǎn)品經(jīng)理”，更善用運用更多的資源，在一個大趨勢的面上進行產(chǎn)品的創(chuàng)新和推廣，美國的同行則更多停留在一個點上來進行工作。不過這些方面，美國人已經(jīng)意識到并開始彌補，2016年研究院和IWA共同組織的美國考察團參觀了21水廠，得知他們現(xiàn)在也在塑造和品牌推廣方面開始加大投入。

受限于本身市場和國際競爭，尤其是面對來自歐美和中國同行的競爭，可能新加坡要延續(xù)21世紀(jì)前十年取得的成就會更加困難，這方面PUB的官員在接受我們采訪的時候也有很強的危機意識。我們?nèi)匀幌嘈挪⑵诖@種危機意識會推動新加坡推出更多的創(chuàng)新公共服務(wù)產(chǎn)品。比如去年，我們就曾多次介紹過的應(yīng)時應(yīng)季調(diào)節(jié)污水廠以及垃圾場和污水廠合建的模式，都是他們不斷應(yīng)對挑戰(zhàn)而產(chǎn)生的優(yōu)秀創(chuàng)新成果。

來源:中宜環(huán)科環(huán)保產(chǎn)業(yè)研究  作者:高嵩 

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