綠色生態降碳農村污水治理考察報告
2022-12-08 16:00:49
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“黑臭水體變氧吧，生長美味魚和蝦”
——中國太平洋學會產業發展投融資專委會考察報告
目 錄
引言
第一部分 生態治理污水項目基本概況
工藝技術
處理效果
成本和效益
家國情懷
專家指導
項目案例
第二部分 生態治理污水工藝技術的優勢和特點
一、農村方式治理農村污水，發力鄉村振興
二、人與自然和諧共生，還原綠水青山
三、資源利用循環經濟，污水變成金山銀山
四、減污與提升碳匯能力結合，踐行綠色發展
第三部分 思考和建議
一、優化綠色低碳發展區域布局，做好統籌規劃
二、推動產業生態化升級，大力發展綠色低碳產業
三、積極推動碳匯開發利用，將碳達峰碳中和行動落到實處
四、抓住時機爭取政策支持，助力鄉村振興項目發展
五、探討市場化經營模式，生態產品價值轉化為經濟效益
六、美化環境振興鄉村，創建高陽模式新樣板
注釋
專欄
綠色生態降碳農村污水治理考察報告
“黑臭水體變氧吧，生長美味魚和蝦”
——中國太平洋學會產業發展投融資專委會考察報告
引 言
高陽縣地處河北省保定市東部，屬京津冀一體化的范圍，是雄安新區白洋淀的衛星城。高陽縣是一座英雄的城市，留法勤工儉學之搖籃，高蠡暴動的星星之火，保定外圍神八路，紅色歷史的積淀雄厚，有著獨特的發展潛力。
河北藍荷水務公司和雄安德蔭源科技公司合作，潛心研發多年，開發出一套專門針對農村污水的便捷高效處理方法，不需大型設備，不用膜，不加化學藥劑，不需雨污分流，僅通過微生物、藻類和水生動、植物吸收處理污水中的有機質的作用凈化水質。水藻吸收二氧化碳釋放大量富氧離子和氧氣，坑塘變成氧吧，再種植蓮藕養殖魚，展現一派“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上頭”的田園美景。鄉親們稱贊，農村生活污水生態處理“黑臭水體變氧吧，生長美味魚和蝦”。
考察位于雄安劉李莊的試點項目。沿著白洋淀淀邊彎彎曲曲的農村路，路邊綠樹成蔭，下車進入劉李莊池塘，眼見滿塘荷花飄香，塘里的魚兒歡快地游動。這是休閑娛樂的白洋淀邊農家樂鄉村旅游點兒吧？專家們眼前一亮。在項目創始老總的引領下，我們參觀了溝渠、沉淀池、自然生態塘。大家拿起手機啪啪照個不停。主任和專家們進入荷塘深處，走過小橋，對焦荷花，留下了一張張看似游玩實是考察的工作照，留下了鄉土科學家培育創造的良性循環生態美景。聽了老總的介紹，知道了這是什么池，那是什么塘？接著，老總挺神秘也挺自豪地把我們領到了實驗室。在比較簡陋的實驗室里，看到了為清潔污水做出貢獻的培養皿中的藻類植物、蚤類水生昆蟲等家族，還在計算機里看到了放大的細胞圖像。給專家們留下了深刻的印象。
實地考察和座談后，專委會專家進一步市場調研、查閱資料、請教行業專家，進行了比較深入的研究。專家們認為，推廣這一生態環保、因地致宜、循環經濟、減排固碳的農村污水治理模式，有利于實現碳中和和鄉村振興，很有意義，很有發展前景。目前，高陽縣已經開展了若干個農村污水生態治理項目。
第一部分 生態治理污水工藝技術的基本情況
工藝技術
生態污水處理技術依托生物處理和生態重建的組合工藝，采用食藻蟲引導的水體生態修復技術，利用沉水植物，人工水草及濕地，結合村莊實際情況，把村里的坑塘、溝渠利用起來，打造花園式低耗能的農村污水處理系統。主要工藝流程包括蓄水分解池、多功能濾渠和多功能自然生態塘，系統出水進入魚塘。三級處理系統通過土壤、微生物、藻類、水生植物和水生動物的不同功能，吸收和處理污水中的主要污染物，提高農村生活污水水質，并且改善農村坑塘和河流的富營養化現象，形成良好的生態環境，打造花園式景觀。該技術具有凈化效率高，景觀優美，運營簡單，成本低廉，可持續發展，兼具抗旱防洪等優點。該工藝技術已經取得了坑塘污水處理生態系統、凈化系統、輸送富含富氧離子的空氣輸送系統等6項專利。
多功能自然生態塘作為污水處理系統中的主體部分，不僅能夠極大的降低污染物的濃度，有極高的觀賞價值，并且有很多副產物，有較高的經濟價值，使整個工藝的運行成本進一步降低。多功能自然生態塘種植豐富的水生植物，包括沉水植物、挺水植物和浮水植物，浮水植物通過光合作用產生大量氧氣，吸收污水中游離態營養物質，凈化污水的同時提供系統內不可或缺的氧氣。其他水生植物以及水蚤等水生動物共同構造生態塘中的生態系統，對污水中的污染物質進一步處理。
生態治理工藝技術是關鍵是打造菌—藻—蚤食物鏈，控制生態平衡，維持生態穩定。同時保持菌、藻、蚤的年輕化，打造菌—藻—蚤強化食物鏈，加速有機質的分解、消化。系統運行的效率越高，污水處理的效果越佳。
處理效果
該工藝在實際運行過程中處理效果明顯，經過三至五周的穩定運行，出水中主要污染物氨氮、總氮、總磷和有機物的含量均低于城鎮污水處理廠，其中氨氮平均去除率為88%，有機物平均去除率為76%，出水總磷幾乎為0，出水水質滿足《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）一級A標準，達到了《農村生活污水排放標準》（DB 13/ 2171-2020）規定的的白洋淀及其上游允許排放的直接入淀的最高標準[注1]。這是農村污水排放的最高標準。這個項目作為水資源給與了充分利用。污水的濁度從400左右降至10左右，水質清澈透明無異味。
該工藝在運行過程中產生大量經濟副產物，凈化污水的同時取得顯著的經濟效益，使農村居民居住的生態環境和生活水平均有了明顯的提高。對出水中所含金屬元素進行檢測，其水質結果滿足漁業用水標準，出水直接排入魚塘，大大降低了魚塘的運行費用。經檢測，養殖的魚也符合食用標準，且口感好，頗受歡迎。試點的劉李塘項目種植了大片荷花，能夠大量吸收污水中的金屬離子和其他污染物質。荷花能夠在惡劣環境下生長，具有極高的觀賞價值。荷花的葉子可以做成特色產品荷花茶，蓮子和蓮藕具有藥用價值和實用價值。具有相當的市場價值。
成本和效益
項目生態建設、運行成本、財務效益和社會效益性價比較高。綜合測算，一般1-2年即可收回建設資金。采用該工藝建造的項目，整個成本約于比傳統污水廠節約成本50%左右。從經濟效益看該工藝具有相當的可持續發展的潛力。
以劉李莊項目為例。該項目利用劉李莊原有的廢棄水塘和河流，建造成本主要包括水塘之間的溝渠、鋪設的砂石和黏土以及對原有水塘進行修復等費用，節省大量基建費用，加上購置荷花等挺水植物以及其他水生植物的費用，維持生態系統平衡接種培養的水蚤、田螺等水生動物的費用共約300萬元。由于該工藝運行簡單，具體操作簡明快捷，農村身體健康的村民就可勝任，人工費成本不高。
該工藝在處理生活污水的同時還能產生相應的經濟效益，水生觀賞植物荷花帶來的副產物荷葉茶、蓮子和蓮藕，處理污水過程中產生的大量藻類和微型水生動物為天然優質飼料養殖魚。水生觀賞植物荷花帶來的副產物荷葉茶， 2.5畝荷花，每年大約能夠生產325kg荷葉茶，價值約為97500元。蓮子產量約112kg，蓮藕產量約5000kg，可獲收益約為47000元。治理后出水進入魚塘，解決了魚塘用水的問題，并能夠保持魚塘中水質正常。魚塘占地面積約14300㎡，處理污水過程中產生的大量藻類和微型水生動物成為魚類天然優質飼料，每年可為魚塘節省運行和管理費用約為40萬元，魚塘中養殖魚類每年可獲利約為240萬元。
家國情懷
失去的東西總是讓人懷念的。有志于治理污水的建設者回憶，他們小時候，小白河水如其名，白洋淀一清見底。環境好水好，白洋淀及附近人形成一種好聽的嗓音“水音兒”，嗓子沒有雜音，純真甜美又有水流的聲音伴奏似的，好聽，牙白。淀水、井水洗衣服不加堿或肥皂，下泥，因是“水軟”所至。后來環境污染了，淀邊人嗓子差了……何時恢復綠色美好家園？希望的種子在老鄉們的心里慢慢發芽。
鄉村振興，為農民而興，鄉村建設為農民而建。人與自然和諧共生，這是老百姓的福祉，人民的期盼，也是建設美麗鄉村的自覺動力。
初見成果 雄安德蔭源環境科技公司的董事長楊總的家鄉在白洋淀淀邊，當地存在不少廢棄的坑塘和溝渠，經過認真研究和前期實驗準備，他帶領團隊提出生態塘的創新思路，通過自然生態凈化生活污水工藝技術來改善生態環境。農村生活污水的生態治理，圍繞“兩圈一效應”的理念，即生活污水極易引起富營養化現象，通過新型工藝控制其富營養化的程度，并充分利用富營養化培養大量藻類，創造“水資源生態循環使用圈”；生活污水中的有機質充分用于漁業和農業，創造觀賞性景觀，發展鄉村綠色旅游，形成為農民實現創收的“旅游經濟圈”，經多次試驗，劉李莊試點項目獲得成功。
發展壯大 河北藍荷水務公司是科創版上市的金科水務集團的子公司，注冊在高陽。金科水務集團的項目曾獲全球水獎：最佳水處理項目【注2】，技術背景比較雄厚。在德蔭源公司初步實驗基礎上，藍荷水務公司加持，兩公司形成緊密的戰略合作。根據更廣泛市場需求，測試數據，找出問題，共同深入研究、實驗，使這一工藝技術進一步完善、成熟。藍荷水務引入碳權和水權模式，提出解決辦法，形成產業化發展的新路徑，在高陽縣大力推廣，開拓市場，讓更多環保同行認識了這一綠色理念和創新工藝。在縣、鎮領導的支持下，建設了高陽的試點魏家佐坑塘項目，得到了河北環保督查組的表揚，縣里召開現場會推廣。近期正制定規劃，將逐步在高陽和白洋淀周邊鄉鎮建設多個項目，已中標龐佐坑塘項目，邢南和龐口項目正在推動。
綠水青山就是金山銀山?；@荷和德蔭源老總做生態治理污水，努力恢復附近昔日的自然風景的環保之夢，也是一種樸素的家國情懷。
專家指導
在生態污水坑塘治理試驗中，聘請了科學院、工業大學幾位專家、博士兼職研究指導，隨著技術研究的深入，必須增加技術力量。藍河水務公司與德蔭源公司合作以來，更加注重提高技術水平。特別請清華大學環境學院的專家多次來高陽指導。
生態污水治理研發團隊與清華大學生態環境學院、國家水質研究中心、河北大學等高校和科研機構加強合作，對高陽及雄安新區周邊水域進行深入研究。研究提高農村污水、雨水、河流氧化塘治理工藝水平，農村污水氧化塘冬季水質穩定措施，藻類、蚤類在生態水系中的生長規律，藻類對周圍空氣的改善，特別是溶解氧釋放的監測數據和測量辦法，生態治理過程吸收污泥中的甲烷等有機質，釋放氧氣，納入碳匯，研究制定方法論和生態治理模式的適應范圍等問題。
通過調研和分析，2022年2月，清華大學環境學院專家提出《保定市高陽縣坑塘生態環境導向開發模式及效益和生態修復項目工作方案》【注3】，提出“生態循環綠色農業產業創新模式構建”，充分考慮高陽縣生活污水排放規模及波動幅度等特征，統籌考慮山水林田沙湖草沙、生態保護與發展相互關系，兼顧生態保護技術措施和可持續發展，將納污池塘治理與農村生活污水處理，鄉村濕地公園及海綿設施建設，生態旅游，綠色農業發展，多效協同推進。將生態治理污水工藝技術推廣應用，在美麗鄉村建設中，使之從污染源變成造福農業的生態濕地。通過建設藻類塘，打造菌藻造食物鏈，在治理污水、修復生態的同時，通過藻類釋放負氧離子，實現減污固碳協同。
項目案例
藍荷水務公司和雄安德蔭源科技公司建設了高陽縣西演鎮魏家佐村黑臭水體治理、雄安新區安新縣劉李莊鎮坑塘治理、高陽縣織女驛站污水治理、高陽縣龐口鎮生態農業產業觀光園等五個項目。以兩個項目為例。
1、高陽縣西演鎮魏家左村黑臭水體治理。
坑塘面積約6000平米，經過15天連續的物理、生物調節，池塘原有浮萍數量明顯減少，水藻繁殖迅速，明顯看到一些區域水藻成團。經過初期人工充氧，至今僅靠生態系統的自凈功能和簡單維護即保持良好水質。將打造成垂釣園，由臭水塘變為“聚寶盆”，真正實現“綠色環?！?。 這一項目初步治理后，縣環保局就地召開了現場會，號召各鄉鎮學習。由于此法投入低，見效快，收益高，受到附近鄉鎮青睞。河北環保督查組贊揚了魏家佐項目。
水質檢測結果如下：
檢測項 COD 總磷 總氮 氨氮 PH 溶解氧
治理前 135 0.98 9.46 17.5 7.5 0.1
15天后 15 0.84 5.88 3.77 7.5 4.1
30天后 11 0.16 3.65 0.68 8.1 7.2
2、雄安新區安新縣劉李莊鎮坑塘治理
坑塘面積約20000平方米，為死水坑塘。治理前表面布滿黑、灰、白相間的油膜狀污染物，水體惡臭發黑。治理結果：在注入消化池水5天后，由原本的黑臭水體，經過三天左右的發白現象后，逐漸轉為土黃色，溶解氧開始增加，經過大約半個月的治理，水面呈現嫩綠的鮮活水色，溶解氧達到6mg/L以上。凈化的坑塘，種荷養魚，一派田園風光。
雄安新區對環境高要求，高陽縣緊鄰雄安新區，建設“雄安衛星城，美麗新高陽”農村污水治理的任務更加重要。在白洋淀周邊區域的氣候、溫度、自然水體情況也非常適合該工藝技術的推廣。河道治理及雄安新區周邊進行生態修復，農村振興，美化人居環境，改善空氣質量，保持生物多樣性，任重道遠。
第二部分 生態治理污水工藝技術的優勢和特點
黨的二十大報告指出，要推動綠色發展，促進人與自然和諧共生。大自然是人類賴以生存發展的基本條件。尊重自然、順應自然、保護自然，是全面建設社會主義現代化國家的內在要求。
實踐證明，農村污水生態治理工藝技術有特別的優勢，是以農村方式治農村污水，發力鄉村振興；人與自然和諧共生，還原綠水青山；循環經濟資源利用，污水變成金山銀山。特別是減排與碳匯生態結合，踐行低碳發展。生態治理污水工藝技術，值得進一步推廣和發展。
一、農村方式治理農村污水，發力鄉村振興
隨著全面小康社會的全面建成，國民生活水平有了顯著的提高，農村地區用水問題得到了有效解決，但由于農村地區缺乏完善的管網系統，加上會有少量的養殖廢水和農業污水隨雨水排水地表水體中，造成地表水體富營養化嚴重，農村廢棄塘體和周邊小河流環境較差，嚴重影響居民生活，找到合適的方法處理農村污水迫在眉睫。
目前，農村污水處理一般用傳統的城市污水處理工藝技術，需建設污水處理廠，通常需要大規模的前期基建投入，廠區占地面積大，影響周邊原有的生態環境和居民生活質量，需要專業的技術人員進行運行和管理。在運行過程中，為維持較好生化反應效果需要提供持續的曝氣，從而消耗大量能源，有時還會投加化學藥劑，增加了污水處理的成本以及技術門檻，不能較好地應用于農村的污水處理中。
農村污水治理的難點，一是農村沒有成熟的污水排放管網體系，生活污水分布區域分散、水量小，污染物指標不穩定，土壤貧營養、水體富營養，形成污染難治理的黑臭水體。二是農村污水廠存在建得好、用不好、“曬太陽”現象，生活污水不穩定等特點導致處理難和效率低。三是農村治理污水面臨著資金難的問題。農村地區經濟不夠發達，在污水處理方面的經濟投入相對較低，承擔不了投資額度高的污水處理成本，為農村污水項目有效持續運營帶來了較大困難。因此，不適合用城市規模的污水處理廠進行處理，亟待強化技術創新，統籌污水處理設施建設和運行維護成本，破解頑疾。
農村地區有閑置不宜耕種的土地，有廢棄的塘體和小河流，這樣的先天優勢有利于構建自然生態污水處理方式。因此，要因地制宜，充分發揮農村現有塘體、河流、閑置土地和污水總量小等突出特點，更要考慮農村財政實際狀況，選用投資少、回報高的方式處理污水。
對此，科學家們說，農村污水市場很龐大，有著不同的場景模式和價費機制，不能參照城市的做法。農村污水治理應因地制宜，采用不同的技術路線，找到屬于自己的場景【注4】?，F有供排水系統存在導致“土壤貧營養、水體富營養、處理高排碳和用水難保障”等問題。農村不適宜照搬城市現有的“城市用水-排水-處理排放-形成污染-治理黑臭水體”模式，如果不顧實地情況照搬照抄，到時候再糾偏就為時已晚【注5】。農村生活污水的處理更應結合地區實際，因地制宜，利用廢棄塘體、周邊河流、可利用土地面積大等特點，研發經濟投入低、處理效果好的新型工藝。多途徑反哺生態環境投入。生態化治理模式已經發展到5.0版，可以有效緩解資金難，充分發揮農村特有的生態資源稟賦，以農村的方式治理農村污水，實現左手省錢，右手掙錢【注6】。
我們考察的白洋淀、高陽生態治理工藝技術相當于農村污水生態化微循環治理模式的5.0版，是生態治理與生態農業結合的創新模式。清華大學環境專家稱，該工藝技術結合農村排水特征，采用生態強化治理工藝技術這一技術亮點，農村納污坑塘高品質水體生態保障，實現農村黑臭水體的快速脫黑脫臭，同時顯著提高農村納污坑塘的生態景觀效果，將農村一丑變為一景，實踐了美麗鄉村建設。
推廣創新資源化利用的新型污水處理工藝。自然生態凈化生活污水工藝技術投入成本較低，污染物負荷較高，在有效處理生活污水的同時進一步加強農村地區生態建設，在凈化污水的同時有效改善周邊地區生態環境，將帶來進一步的經濟效農村益，為居民收入帶來新的增長點，落實全面鄉村振興發展要求。
綠色生態污水治理模式探索與實踐，成為農村污水未來重要的發展方向。在鄉村振興和碳中和背景下，農村污水治理行業進入了新紀元。
二、人與自然和諧共生，還原綠水青山
隨著居民生活水平的提高，社會的發展，空氣質量提高、生活污水治理是人居生存環境的重要因素。綠色低碳循環發展的經濟體系，加快形成綠色生產生活方式，開創人與自然和諧共生新境界，還原青山綠水，創造金山銀山。
健康的身體來源于健康的生活方式。一個優化的水生態系統從消碳、產氧、降塵等方面具有更多的優勢，也是更適宜的居住環境。生活污水中含有豐富的氮、磷等元素，若將其直接排放到地表水體中極易造成富營養化現象，進而形成黑臭水體，嚴重地危害生態環境和人類健康。
通過生態污水工藝技術，多功能自然生態塘以生活污水為營養源，優化藻類生成系統，產生良好的藻類工作狀態，形成一個制氧機器。處理生活污水的同時創造觀賞性景觀，在有魚有草、人水和諧上實現突破，逐步提升河湖自凈能力和生物多樣性。包括大片荷花塘以及其他觀賞性水生植物，魚塘也可以作為度假垂釣的開發娛樂項目，在青山綠水中一系列景觀設計進一步衍生出具有特色的農家游，發展集休閑、垂釣、養生和健康于一體的新農村發展模式。
順應公眾對美麗河湖的向往，有針對性的改善水生態環境。不僅有利于節約水資源、降低碳排放、改善水生態，還可以在缺水地區形成一個個水面，通過生態修復，有效提高周邊人氣，甚至帶動低價低價值空間，形成新的經濟隆起帶，顯著提升周邊群眾的獲得感、幸福感、安全感【注7】。在取得經濟效益的同時帶動農村地區周邊產業發展，在農村創造新的就業機會，為鄉村建設貢獻力量。
自然生態凈化生活污水工藝技術，“景觀、生態、凈化”讓您能夠在北方見到“日出江花紅勝火，春來江水綠如藍”的江南水鄉風光，人和自然和諧之美景。
三、資源利用循環經濟，污水變成金山銀山
污染治理、循環利用、生態保護有機結合的工作體系，是水生態環境保護領域落實綠色、循環、低碳協同推進的有效路徑，加快發展循環經濟，加強資源綜合利用，不斷提升綠色經濟發展水平。
污水資源化利用是指污水經無害化處理達到特定水質標準，作為再生水替代常規水資源，用于工業生產、市政雜用、居民生活、生態補水、農業灌溉、回灌地下水等，以及從污水中提取其他資源和能源，對優化供水結構、增加水資源供給、緩解供需矛盾和減少水污染、保障水生態安全具有重要意義【注8】。
2021年1月，國家發改委等十部委發布《關于推進污水資源化利用的指導意見》，標志著污水資源化利用上升為國家行動計劃，污水處理進入資源化利用階段。意見指出，要加快推進污水資源化利用，促進解決水資源短缺、水環境污染、水生態損害問題，推動高質量發展、可持續發展。穩妥推進農業農村污水資源化利用，積極探索符合農村實際、低成本的農村生活污水治理技術和模式。
目前我國大多數污水處理廠主要將氮元素通過生化反應轉化為氮氣從水中脫除，磷元素則被固定在活性污泥中從而實現水中磷的去除，污水中含量更高的有機物則直接被大量曝氣消耗掉。這種處理方式污水中有價值的污染物質沒有進一步開發利用。
生活污水中的氮、磷等元素會引起河流和湖泊的富營養化現象，破壞生態平衡，但是其也是一種潛在的自然資源。藻類是一些魚類的優質飼料，所以相比于直接將其轉化為氨氮去除，不如用藻類和其他水生植物對其中污染物進行吸收和降解，在實現污水凈化的同時改善環境，獲取較高的經濟效益。
2022年10月20日，生態環境部總工程師、水司司長張波指出，要統籌水資源、水生態、水環境，推進美麗河湖建設。生態環境部會同國家發改委，住建部，水利部正在推進的區域再生水循環利用試點，是將達標排放的尾水經人工濕地，水質量，水質凈化工程等生態措施進一步改善后，在一定區域統籌用于生產，生態，生活的污水資源化利用模式。建設水區域生態循環系統，是水務行業中長期高質量發展的有效路徑【注9】。在農業農村等領域系統開展污水資源化利用，以城鎮生活污水資源化利用為突破口，開展試點示范，推動我國污水資源化利用實現高質量發展。
生態凈化生活污水工藝技術，利用建設自然生態，通過藻類、微生物、水生植物和水生動物吸收利用污水中的有機質和營養物質，實現污水的資源化利用[11]。污水不是廢水，只是被閑置的資源。污水在經過自然生態凈化生活污水工藝的洗禮后，其中污垢被去除，回歸水原本潔凈清澈的本顏，再次投入美好生態環境的懷抱，為魚兒、為花草注入生命的源泉，也帶給人民健康的身體和美好的家園。
四、減污與提升碳匯能力結合，踐行綠色發展
氣候變化是人類面臨的全球性問題，隨著各國二氧化碳排放，溫室氣體猛增，對生命系統形成威脅，世界各國以全球協約的方式減排溫室氣體，我國由此提出碳達峰和碳中和目標。藻類在碳吸收方面的各種優勢，對于雙碳目標的實現具有重要的意義。
根據《聯合國氣候變化框架公約》定義，碳匯是從大氣中清除二氧化碳等溫室氣體的過程、活動或機制。生態污水處理工藝技術的關鍵是藻類。藻類在生長、繁殖、利用上，與其他植物相比具有得天獨厚的優勢，藻類的葉綠體占整體比重最大，對二氧化碳的吸收和氧氣釋放的高效率。藻類在碳吸收方面的優勢，對于雙碳目標的實現具有重要的意義。
藻類提供了地球上將近70%的氧氣【注10】，其光合作用速率高于樹木，藻類兼具生物固碳和生物固氮兩種功能，是最具有碳中和潛力的生物合成器。 藻類也是更優的碳吸收源和營養載體，用藻類和其他水生植物對其中有機物質進行吸收和降解，有效提高碳轉化速度，能夠吸收大量二氧化碳，產生大量氧氣和負氧離子，以生活污水為營養源，優化藻類生成系統，產生良好的藻類工作狀態，形成一個制氧機器，優化自然生態環境。在實現污水凈化的同時減少二氧化碳，收獲碳匯。
該生態污水治理工藝技術中藻類固碳的作用，其一，體現在對二氧化碳的高效吸收和對氧氣的釋放。藻類的單細胞結構和單位面積葉綠體數量，決定了對二氧化碳和氧氣的吸收釋放任何植物都不能比擬。其次，藻類生存的環境能極大的促進負氧離子（NAI）的產生。NAI作為活性氧的重要成員之一，由于其帶負電荷在結構上與超氧化物自由基相似，其氧化還原作用強，能夠破壞細菌病毒電荷的屏障及細菌細胞活性酶的活性，氧化空氣中硫化氫等還原性氣體，有助于溫室氣體減少；另外，NAI可以沉降空氣中的懸浮顆粒物 。第三，藻類產生高濃度氧，減少消除水體厭氧環境產生的甲烷、硫化氫等溫室氣體。水體很難避免產生厭氧環境，但在藻類作用下，溫室氣體在散發到空氣之前就被無害化處理。第四，富營養污水使藻類作用的最大化。富營養污水是藻類實現最大價值的基礎。豐富的細菌也是碳、氮、磷的聚集體。利用藻類的氧氣高輸出，打造污水供氧系統，消除厭氧環境，維持生態穩定。在富營養污水條件下，藻類的繁殖速度極快，保持藻類年輕化，溶解氧濃度可以超過飽和溶解氧的2倍以上，效率遠超物理供氧。同時高濃度氧增加各種生物的代謝速度，兩者相互促進，效率更高。
微藻能產生很多功能獨特的生物活性物質，是一個資源寶庫，在醫藥、食品、水產、化工、能源、環保、農業及航天領域有著重要的開發價值。2002年8月，微藻合成工廠德莫特公司得到了近億元Pre-A輪融資，藻類產品行業或將迎來蓬勃發展期【注11】。
中國科學院院士、清華大學碳中和研究院院長賀克斌認為，雙碳行動在未來40年對中國發展影響深遠。實現碳中和目標下的碳減排路徑主要為五個板塊，即資源增效減碳、能源結構降碳、地質空間存碳、生態系統固碳和市場機制融碳，五碳并舉【注12】。生態系統固碳就是其中重要途徑。
碳匯交易市場機制已經建立。2012年，國家應對氣候變化主管部門發布了《溫室氣體自愿減排交易管理暫行辦法》，建立了國家溫室氣體自愿減排交易機制。2020年12月，生態環境部發布了《碳排放權交易管理辦法（試行）》，在應對氣候變化和促進綠色低碳發展中充分發揮市場機制作用，推動溫室氣體減排，規范全國碳排放權交易及相關活動。明確“國家核證自愿減排量（CCER）”是指對我國境內可再生能源、林業碳匯、甲烷利用等項目的溫室氣體減排效果進行量化核證，并在國家溫室氣體自愿減排交易注冊登記系統中登記的溫室氣體減排量。納入國家配額發放的重點排放單位每年可使用不超過其配額5%的CCER進行履約。以相關的林業碳匯項目為例，目前獲得國家主管部門備案的CCER項目中共有15個CCER林業碳匯項目，其中3個項目已簽發首期減排量【注13】。
碳匯項目開發和審核的標準與依據是“方法學”。目前我國有碳匯造林、竹子造林、森林經營、竹林經營4個CCER林業碳匯項目方法學。2022年，開發了城市綠地碳匯項目方法學、經濟林碳匯項目方法學和礦區生態修復碳匯項目方法學【注14】。
藻類碳匯交易開始起步。2017年組織開展了藍碳相關標準的立項編制工作，已出臺《養殖大型藻類和雙殼貝類碳匯計量方法 碳儲量變化法》行業標準。2021年自然資源部第三海洋研究所與廣東湛江紅樹林國家級自然保護區管理局合作，開發了國內首個藍碳交易項目【注15】。
目前，坑塘藻類碳匯的方法學尚待研究制定，納入國家溫室氣體自愿減排交易系統中進行交易還需要做大量工作，但前景廣闊。生態系統固碳與生態文明建設、美麗中國建設所涉及的山河林田湖草沙系統治理是目標一致的，隨著生態系統的修復、鞏固和建設，固碳增匯的收益來支持污水生態治理的成效也將更加顯著。
河北藍荷和雄安德蔭源公司的項目建設者們在生態治污和保護自然環境中逐漸發現藻類碳匯的作用，不斷學習請教專家，實踐中總結提高，從直覺到自覺，決心積極推動碳匯開發利用，為實現我國的碳達峰碳中和做出貢獻。高陽農村污水生態治理項目計劃將生態治理產生的碳匯轉讓給附近的排放大戶，如高陽的印染企業，以后碳匯規模大了，還可以賣到國外。爭取做首個農村坑塘藻類碳匯試范試點。
第三部分 思考和建議
過去十年，我國水環境發生了轉折性變化。2021年，全國地表水Ⅰ-Ⅲ類水質國控斷面比例為84.9%，比2012年提高了23.3個百分點，劣Ⅴ型水質斷面比例為1.2%，比2012年降低了9.7個百分點，初步交出了令人振奮的成績單，但治水任重道遠，面源污染、水生態失衡、生態用水不足等一系列深層次的問題亟待解決【注16】。
我國目前仍有5億多人口居住在農村，農村土地、農村地區占全國土地總面積90%以上，而農村污水仍然是環境保護的頑癥痼疾。目前，全國農村污水率已經從2016年的22%逐漸穩步提升。國家要求2025年農村生活污水治理率達到40%，2020年的農村生活污水治理率僅為25.5%，我國農村污水治理領域技術高難度，行業不成熟，產業高門檻。國家出臺了多項政策推動農村污水治理市場的發展，十四五時期，農村污水市場理論上至少還有700萬噸以上的新建規模。農村污水治理缺口很大【注17】。
新時期水生態保護將由過去以污染治理為主向水資源、水生態、水環境等流域要素協同治理，“三水統籌”推進轉變。力爭在“有河有水”、“有魚有草”、“人水和諧”上實現突破。
經過實地調研考察，認真分析、研究、思考，從一個項目、一項工藝技術看保定高陽、京津冀地區生態發展，到綠色、生態、降碳、農村污水治理產業的發展，提出如下建議。
一、優化綠色低碳發展區域布局，做好統籌規劃
黨的二十大報告中指出，必須牢固樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，站在人與自然的和諧共生的高度謀劃發展。2021年9月22日《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》中強調，要強化綠色低碳發展規劃引領，優化綠色低碳發展區域布局。高陽地處白洋淀周邊，是雄安的衛星城，持續優化重大基礎設施、重大生產力和公共資源布局，在京津冀協同發展的區域重大戰略實施中，按照綠色低碳發展導向和任務要求，將碳達峰、碳中和目標要求全面融入高陽縣經濟社會發展中長期規劃中。與發展規劃、國土空間規劃、專項規劃、區域規劃和地方各級規劃銜接協協同，構建有利于碳達峰、碳中和的國土空間開發保護新格局。
生態環境部等五部門聯合印發《農村污水污染治理攻堅戰行動方案（2021至2025年）》明確指出，將農村黑臭水體整治與生態生活污水垃圾，種植養殖等污染統籌治理，將治理對象目標持續協同一致，確保治理成效。高陽縣作為雄安南部三區一屏障重要戰略定位，面臨著京津冀協同發展帶來的承接疏解機遇，雄安新區大規模建設帶來的輻射帶動機遇，以及保定市推動京雄保一體化發展帶來的城市經濟融合發展機遇。三大區域性機遇，自身水系生態優勢，文化底蘊優勢明顯，清華大學環境學院生態中心專家建議，在高陽縣創新傳統農村閑置坑塘治水模式，將坑塘治理與農村生活污水處理，鄉村振興，生態旅游等相關工作統籌考慮，將村莊坑塘水系治理及利用統籌規劃，協同推進高陽縣農村生態環境保護與生態產業協同高質量發展新路徑。
二、推動產業生態化升級，大力發展綠色低碳產業
我們要推進美麗中國建設，堅持山水林田湖草沙一體化保護和系統治理，統籌產業結構調整，深入推進環境污染防治。統籌水資源、水環境、水生態治理。
治理坑塘水系作為農村生態環境的重要組成部分，具有承擔村莊排水、提供水源和生物棲息地、防汛抗旱、調節小氣候、美化環境等重要功能，是鄉村振興基礎設施建設中的重要生態基礎設施，也是鄉村生態環境提升與鄉村文化體現的重要切入點和重要空間載體。
生態化治理農村污水產業不是單一的以污水治污水，更多的是和人居環境、生態農業、鄉村旅游等各方面相結合，通過將污水治理和產業相結合，探索綠水青山就是金山銀山的生態路徑。聚焦坑塘黑臭等突出短板，強化源頭減量、資源利用、減污降碳和生態修復。以農村為單元，堅持問題導向，因地制宜，制定一村一策、一塘一策實施方案，結合美麗鄉村建設，將高陽縣農村坑塘、黑臭水體綜合治理與鄉村振興、產業發展、生態文化、旅游發展、防洪減災相結合，通過農村生活污水收集及處理、坑塘黑臭水體治理與生態修復，生態產業發展，打造良性循環。
由農村污水坑塘治理形成產業，推動產業結構優化升級。加快推進農業綠色發展，促進農業固碳增效。生態強化農村污水治理工藝技術由試點項目，推廣形成綠色低碳產業，推動新興技術與綠色低碳產業深度融合。
三、積極推動碳匯開發利用，將碳達峰碳中和行動落到實處
黨的二十大報告提出，積極穩妥推進碳達峰碳中和，實現碳達峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經濟社會系統性變革，要有計劃、分步驟地實施碳達峰行動。綠色低碳發展，降碳、減污、擴綠、增長。
將藻類碳匯納入溫室氣體自愿減排交易體系。依托國家統一碳交易市場，研究開發陸上藻類碳匯項目核算方法，將減排與碳匯生態服務有機結合，使這一綠色低碳的生態治污技術實現碳匯可持續發展，助力實現碳中和目標。
2022年9月21日保定市氣候投融資試點啟動大會，宣布保定市作為全國首批氣候投融資試點城市，意義重大。保定是服務首都北京和雄安新區的重要生態屏障，是地市級城市中全國唯一一個低碳試點城市，京津冀區域唯一的氣候投融資試點。要加快建設氣候、投資、氣候、投融資項目庫，挖掘具有保定特色的低碳創新技術和項目，培育具有創新精神的氣候氣候友好型企業。保定市市委書記說，以綠色低碳的底色聚力培育一批氣候友好型市場主體，以綠水青山的顏值聚力，打通綠色生態價值向經濟價值轉化通道，以先行試點的勇氣，聚力探索一批氣候投融資發展新模式【注18】。
高陽農村污水生態治理企業應抓住這個利好機會，培養和支持具有創新精神的氣候友好型企業，爭取列入低碳創新技術項目庫，創立氣候投融資發展新模式。
2022年10月，保定市水污染防治工作領導小組印發《保定市農村黑臭水體排查整治量化問責管理辦法》規定，由生態環境部門、水利部門、住建部門、農業農村部門等各部門和市縣鄉村分工負責，形成嚴格的量化問責機制，將農村黑臭水體納入問責范圍和追究相應的責任，對相關責任人和負責人依規依法追責問責，有力推動治理農村黑臭水體排查整治工作。
積極參與我國碳市場交易。全國碳排放權交易市場是落實中國碳達峰目標與碳中和愿景的重要政策工具。中國溫室氣體自愿減排交易機制自2012年開始運行，國家核證自愿減排量（CCER）已被用于碳排放權交易試點市場配額清繳抵銷或公益性注銷，有效促進了能源結構優化和生態保護補償。2021年7月16日，全國碳市場上線交易正式啟動，是全球規模最大的碳市場【注19】。
2022年8月19日，國家發改委、國家統計局、生態環境部印發《關于加快建立統一規范的碳排放統計核算體系實施方案的通知，提出，到2023年，初步建成、到2025年進一步完善統一規范的碳排放統計核算體系。
建議支持試點企業牽頭，在林業碳匯方法論和海洋藍藻方法論的基礎上，盡快開展坑塘藻類碳匯項目核算方法研究，為開展藻類碳匯交易提供方法遵循。依托國家統一碳交易市場，開展碳匯交易實踐，溫室氣體自愿減排交易體系，進一步發揮市場機制作用，在鼓勵高碳行業積極減排的同時，支持碳匯等低碳零碳項目發展。使用碳匯項目產生的減排量抵銷碳排放配額清繳，爭取多元化渠道融入藻類碳匯發展的投融資機制。
四、抓住時機爭取政策支持，助力鄉村振興項目發展
國家發展戰略要求堅持農業農村優先發展，把提高農業綜合生產能力放在更加突出的位置上，財政投入聚焦農業農村基礎設施重點領域，強化區域資金、資產、資源全要素整合，強化地方政府、部門、金融機構，實施企業多主體協同，引導政策性、開發性金融支持。適度超前開展農業農村基礎設施投資，撬動更多中長期信貸資金高效率低成本傾斜，流入農業農村，助力全面推進鄉村振興，加快農業農村現代化。國家有關部門出臺了一系列支持政策。
近期國家出臺的政策有，2022年9月年國家發展改革委《農村產業融合發展示范園建設中央預算內投資管理辦法》的通知，中央預算內投資采取定額方式，分兩年安排農村產業融合發展示范園項目。2022年7月27日，國家發展改革委下達2022年污染治理和節能減碳專項資金，中央預算內投資24億元，支持節能減碳技術創新示范項目。2022年8月16日，農業農村部、國家鄉村振興局《關于開展2022年百縣千鄉萬村鄉村振興示范創建的通知》，組織創建100個左右國家鄉村振興示范縣，省級農業農村部門鄉村振興局組織創建1000個左右鄉村振興示范鄉鎮，1萬個左右鄉村振興示范村。分層級推進示范創建，力爭用五年時間開展創建工作的國家鄉村振興示范縣，基本覆蓋全國各地。2022年7月15日，農業農村部、國家鄉村振興局、國家開發銀行辦公室、中國農業發展銀行《關于推進政策性開發金融機構支持農業農村基礎設施建設的通知》，鼓勵用好政策性、開發性金融工具，及時補充符合條件的農業、農村、新型基礎設施等重大項目資本金，或作為專項債項目資本金搭橋，引導金融機構加大配套融資支持，吸引民間資本參與，創新投融資體制機制，撬動金融社會資本，強化信貸資金保障。
這些政策有力地支持發展農村環境治理產業發展，應抓住時機組織項目申請優惠政策和資金，助力鄉村振興項目發展。
申請政策支持資金，一是要及時了解政策，學深學透。二是做好項目儲備、項目庫和項目的優化工作。三是地方政府大力支持和引導，專業廳局組織和推動，企業創造條件積極申請和實施。四是提高效率，抓住時機。
五、探討市場化經營模式，生態產品價值轉化為經濟效益
農村污水處理新產業生態中的三要素渠道、技術、資本，需要各方協同共生發展，推進產業生態化。需要優化項目模式和相應的管理模式。
近年來，生態環境治理任務重，地方政府支出壓力大，單純依靠政府財政投入難以維持，將生態環境治理，由公益性項目轉變為具有開發價值的經營性項目，解決生態產品抵押難、交易難、變現難的問題，實現生態產品價值轉化為經濟效益。打造良好的生態環境基底，通過坑塘生態，水產養殖，鄉村生態旅游等多渠道、多途徑反哺生態環境治理投入，減少政府財政成本。
實施生態化EOD模式。生態化EOD模式即生產環境導向的開發模式，是生態化治理未來發展階段的重要業務模式，其核心模式就是治理加開發，通過碳金融、新農村建設、農村土地綜合治理等助力鄉村環境治理和生態產業運營。EOD項目開發，解決融資的問題，減少政府資金負擔。
管理模式向低碳轉型，推進縣城和農村綠色低碳發展。2021年9月《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》要求推進城鄉建設和管理模式低碳轉型。加快推進綠色社區建設。結合實施鄉村建設行動，推進縣城和農村綠色低碳發展。
項目商務模式必須有可行性和可持續性。在在污水治理過程中，要有交通、電力及土地使用、水容量保證等為基本條件。要做好和當地村民、村委會的合作和協調，要合作共贏，制定好互利共贏的項目合作協議。完善項目，合法合規。確定明確的責任和義務以及合適的技術服務。依法收取排污費，制定合理的運營費用，運營收益雙方共享。
提高企業自身技術和管理水平。作為實施主體的企業，推廣應用新技術、新工藝處理農村生活污水，不斷提高管理水平、技術水平和運行水平，企業的工程化、裝備化能力，標準化可復制，爭取做有特色、有水平的專精特新企業。努力打造高標準鄉村振興實踐案例、高質量共同富裕示范樣板項目。
生態污水治理工藝技術目標應達到清華大學環境專家提出的，一是農村納污坑塘高品質水體生態保障模式創新，二是生態循環綠色農業產業創新模式構建，三是城市水系生態修復與穩定性提升，四是生態治理與高質量協同發展模式打造。納污坑塘水質量提升與生態修復，按照有河、有水、有魚、有草人水和諧的治水目標和產業興旺、生態宜居的鄉村振興戰略目標要求，以智慧高效為目標，全面提升坑塘水系管控標準化和智慧化水平，分村分級精準操作【注18】。
酒香也怕巷子深，生態環保農村污水處理工藝技術還需要大力開拓市場，擴大項目數量，上規模、上效益。探討市場化經營模式，生態產品價值轉化為經濟效益，可持續發展。
六、美化環境振興鄉村，創建高陽模式新樣板
“努力在創新驅動發展和實施鄉村振興戰略上打造新樣板”，2022年11月，保定高陽縣委書記談學習黨的二十大報告體會時這樣說。
高陽縣地處華北平原，位于保定市東南部，北靠華北明珠白洋淀與雄安新區安新縣交界，總面積441平方千米。下轄1個街道、7個鄉鎮和1個開發區，156個自然村。境內有潴龍河、孝義河、小白河3條匯入白洋淀的季節性河流，屬海河流域大清河水系【注20】。全縣共有大小坑塘750多個。
近年來，高陽縣把農村坑塘水系治理，作為白洋淀上游生態環境治理和保護的一項重要任務來抓，全縣農村人居環境不斷優化。由于歷史原因和相關因素，現有農村污水收集率低于5%，大部分坑塘通過自然蒸發和滲井消耗，已安裝一體化污水處理設備的十幾個村莊設備運行效果也有待改善，其余150個自然村亟待完善污水收集及處理設施，導致全縣的250個坑塘存在雨季因污水流入而黑臭現象，其中常年有水且且容積大的約70多個，黑臭現象嚴重。當前，坑塘水系污染問題量大面廣，情況復雜，污染反復治理難度大，已成為高陽縣生態環境保護和鄉村振興工作的難啃的硬骨頭，亟待尋找新的治理模式破解現有治理難題。農村污水生態治理工藝技術具有非常大的需求。
治理農村污水將保障白洋淀流域生態環境安全，促進區域再循環再生水循環利用，助力高陽縣鄉村振興，同時打通產業生態化與生態產業化路徑，實現農村生產、生活、生態的三生和諧，環境美、生活美、產業美、人文美四美共生，協同推進高陽縣鄉村高質量發展和生態環境高水平保護【注21】。
具體建議。2022年2月9日，清華大學環境學院專家提出《保定市高陽縣坑塘生態環境導向開發模式及效益和生態修復項目工作方案》，對坑塘生活污水生態治理，結合建設生態坑塘濕地生態漁業景觀，打造文化設施、科普、宣教、科研、監測等多管理設施建設和農業循環經濟發展，形成高陽縣村級生態濕地公園、生態垂釣園、生態游憩園、生態科普園、生態棲息地等各具獨有的特色景觀，通過發展生態旅游等方式，多途徑、多渠道反哺到高陽縣農村生態環境治理中去，實現農村納污坑塘與生態農業結合，構建生態循環綠色農業產業創新模式。
建議由高陽縣政府主導，清華大學水質與生態研究中心負責整體頂層方案設計，國內有實力的企業負責項目的建設與運維，整個項目采用生態環境導向的開發EOD模式。根據項目類型、資金來源、融資方式、回報機制等因素確定具體方案。高陽縣可依托其方案申請國家生態環境導向的開發模式試點項目。龐口鎮前期生態坑塘已有一定的工作基礎，可將其作為高陽縣生態環境導向開發EOD模式試點。
藍荷水務公司也具體提出《關于高陽縣農村生活污水生態治理運營模式建議》，提出污水生態化處理和相應的污水資源化運營模式。污水處理的中水應用于農田灌溉，建設生態農業產業基地或體驗農業示范園，節約地下水開采，通過銷售水（水肥一體化）實現治理污水資源化收益，一部分灌溉農田，增加農作物產量，提升農作物品質。一部分水銷售給用水企業，一部分開發新型農業、漁業養殖、旅游業，以及獲取碳權、水權收益。
通過先行先試，形成可復制、可推廣的樣板優選碳匯試點的“高陽模式”，發揮示范引領作用，在高陽縣及保定市區域推廣，拓展至全國農村，生態保護與生態產業高質量發展協同治理。
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注釋
注1、《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）?！掇r村生活污水排放標準》DB 13/ 2171-2020，2021年3月1日實施。白洋淀及其上游流域最高允許排放濃度，
注2、金科環境入圍GWI“2019全球水獎提名。唐山再生水項目是“藍色生態園”模式的示范應用，入圍全球水業知名機構——國際水務智庫（GWI）“2019全球水獎-2019年度最佳工業水處理項目”，是中國大陸地區唯一入圍項目。摘自《中國科技投資》2019年4月刊。
注3、注21、清華大學環境學院《保定市高陽縣坑塘生態環境導向開發模式及效益和生態修復項目工作方案》2022年2月9日。
注4、E20研究院院長，北京大學環境學院產學研中心主任付濤，在2022年9月23日E20環境產業領跑者主題沙龍的發言。
注5、注9、清華大學環境學院教授、國際標準化組織城鎮水回用技術分委員會主席胡洪營，在“2022年二十屆水業戰略論壇”上的發言。
注6、浙江農林大學農村環境研究所所長、浙江省環境科學學會農村環境專業委員會主任鄭展望教授，在2022年第20屆水業戰略論壇上的發言。
注7、注16、生態環境部總工程師、水司司長張波，2022年10月20日， “統籌水資源、水生態、水環境，推進美麗河湖建設”。
注8、《關于推進污水資源化利用的指導意見（發改環資〔2021〕13號》，
注10、注11、據2022年8月36氪Pro海若鏡報道，德默特創始人韓丹翔和紅杉中國合伙人張涵發言。
注12、中國科學院院士、清華大學碳中和研究院院長賀克斌，在2022年新京報貝殼財經夏季峰會“先立后破，雙碳助力美麗中國”主題論壇上，“碳中和與綠色高質量發展”的講演。
注13、注19、國家發改委原農經司原副司長，中國林業協會首席專家吳曉松“碳達峰碳中和是林業發展的重要機遇”中國林草資訊，2021年12月30日。
注14、北青網，2022年8月18日。岳陽日報2020年7月15日。
注15、關于政協十三屆全國委員會第四次會議第1162號（資源環境類125號）提案答復的函。
注17、G20環境平臺水業研究中心首席行業研究員景媛媛
注18、北京綠色交易所，2022年9月26日。
注20、河北高陽縣官網
參考論文
1、“污水處理、能源綜合與碳綜合案例分析”，作者郝曉地等，2021年8月20日，《中國給水排水》網絡首發論文。
2、“貝藻類養殖碳匯核算與綜合溫室潛力評估研究進展”，作者葉旺旺等，《應用海洋學學報》網絡首發論文，2021年9月8日。
