逼上梁山

從眼淚中開(kāi)啟的新水源探索之路

1965年的一個(gè)清晨，新加坡政府被馬來(lái)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80%以上人口、自然資源極度缺乏的新加坡，此時(shí)如風(fēng)浪中一葉孤舟，飄搖不定，危機四伏。

作為經(jīng)濟社會(huì )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(lái)西亞進(jìn)口。“二戰”期間，日軍在占領(lǐng)馬來(lái)西亞后切斷水源，令新加坡無(wú)法支撐、不戰而降的陰影曾長(cháng)久籠罩在國民心頭。

“在水資源上的任何一項政策，都會(huì )讓我們屈膝”。在獨立后的首次記者招待會(huì )上，新加坡時(shí)任首相李光耀難以自已，傷心落淚。而接下來(lái)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(kāi)始就被賦予了悲情的色彩。

屢敗屢戰

制定基于20年的總體規劃

1971年，新加坡在聯(lián)合國的協(xié)助下，邀請以色列專(zhuān)家為新加坡水資源進(jìn)行調研規劃，結果卻令人失望：以色列專(zhuān)家根據本國經(jīng)驗為新加坡設計的以減少蒸發(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，總理辦公室下設了水規劃機構，研究新常規水源的范疇和可行性。

1972年，基于未來(lái)20年的新加坡水質(zhì)總體規劃編制完成，明確指出了減少進(jìn)口水源依賴(lài)的重要性，引入非常規水源(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(lái)的時(shí)間，污水的合理回用將成為非常經(jīng)濟和必要的手段，同時(shí)建議回用水在一個(gè)大型蓄水池通過(guò)長(cháng)時(shí)間的停置自?xún)暨^(guò)程進(jìn)行稀釋。

當時(shí)簡(jiǎn)單的兩句，事實(shí)上勾勒了三十年后聞名世界的新加坡NEWater的雛形，成為系統的核心內容。

1974年， 新加坡環(huán)境部(ENV)下屬的污水處理局建設了水再生試點(diǎn)工廠(chǎng)，應用反滲透，離子交換，電滲析和氨吹脫等先進(jìn)工藝，水質(zhì)達到WHO的飲水標準，但因為成本過(guò)高，膜污染處理復雜，運行14個(gè)月之后關(guān)閉。

1986年，新加坡公用事業(yè)局重點(diǎn)建設濱海等城市集水區，同時(shí)開(kāi)始研究降低海淡和再生水的技術(shù)。當時(shí)海淡成本是河水和水庫水處理成本的10倍。此時(shí)，新加坡領(lǐng)導人開(kāi)始放出信號，“如果人們如此糟蹋用水，他們就得準備支付10倍以上的水費——李顯龍”，并開(kāi)始在全社會(huì )大力推廣節水方案和措施。

自上而下的認知逐步形成，但出于規模、質(zhì)量、成本、可靠性和安全性等問(wèn)題的綜合考慮，在1985年以前，新加坡仍然圍繞進(jìn)口水源進(jìn)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，當時(shí)的取水量可達到100億加侖每天。但受制于政治問(wèn)題，進(jìn)展緩慢，尤其是在2008年金融危機后，因為政治問(wèn)題而叫停。

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

總理帶頭飲用

全面轉向再生水生產(chǎn)使用 NEWater誕生

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

1996年 新加波相關(guān)部門(mén)開(kāi)展了海水淡化的實(shí)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(jìn)展順利，決定建設海水淡化工廠(chǎng)。

受到海水淡化項目進(jìn)展的激勵，新加坡公用事業(yè)局和環(huán)境部還聯(lián)合開(kāi)展了如何利用二級污水處理進(jìn)行水回收利用可行性的評估。派遣團隊赴美國加州的21世紀水廠(chǎng)進(jìn)行長(cháng)期的調研學(xué)習，并撥付經(jīng)費1400萬(wàn)美元，進(jìn)行研究并建設勿洛示范廠(chǎng)(10000噸/天)。

1999年 ，PUB決定海水淡化廠(chǎng)可以由私營(yíng)部門(mén)興建，處理后的水將由PUB購買(mǎi)。第一個(gè)海水淡化項目由新加坡的凱發(fā)公司中標，采取DBOO(設計-建設-擁有-運營(yíng))模式，這也成為新加坡以PPP開(kāi)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(chǎng)建成投產(chǎn)。在后續兩年中，根據美國環(huán)保署和世界衛生組織的飲用水標準，加上對接近190項參數進(jìn)行了超過(guò)25000次的測試分析，PUB和國際專(zhuān)家小組得出了再生水水質(zhì)安全性?xún)?yōu)于常規飲用水的結論。

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

新的PUB組建完成之后，呈報國會(huì )的第一份議案就指出：水資源總體規劃還沒(méi)被審核，而且水資源協(xié)議到期后新加坡將如何規劃尚未納入議程。在后續新的規劃中，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(shí)，新加坡的水資源政策，終于從認識和行動(dòng)全面堅決地轉向再生水的生產(chǎn)和利用。

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

NEWater是指城市污水經(jīng)過(guò)常規二級處理后，再經(jīng)過(guò)反滲透處理等工藝所獲得的達到飲用水標準的新生水。

NEWater的生產(chǎn)流程如下：傳統污水處理廠(chǎng)二級處理的出水將作為NEWater水廠(chǎng)的進(jìn)水，首先經(jīng)過(guò)精細格柵過(guò)濾，在進(jìn)入微濾或者超濾工藝單元，主要去除細顆粒物，出水進(jìn)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(jìn)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)規劃——“四個(gè)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(shí)現水資源的自給自足，在新加坡的總人口已達到目前的3倍的前提下，海水淡化和NEWater能夠滿(mǎn)足水資源需求量的80%，其中NEWater占55%。

從出路到商路

NEWater產(chǎn)品復制擴張

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

通過(guò)前期試驗示范廠(chǎng)的實(shí)驗數據和后續水廠(chǎng)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(jìn)技術(shù)的引進(jìn)和整合，孕育了良好的產(chǎn)業(yè)基礎。同時(shí)NEWater的供水產(chǎn)量也穩步上升，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(jìn)入新世紀，可持續淡水供應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成熟穩定的工藝路線(xiàn)和大規模的推廣應用，使之具有極大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間。新加坡當局決定將NEWater作為未來(lái)水資源危機解決方案進(jìn)行推廣和不斷研發(fā)。

2006年，新加坡政府宣布將于五年內投入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(shí)專(zhuān)門(mén)成立了環(huán)境與水務(wù)行業(yè)發(fā)展委員會(huì )(EWI，Environment and water industry program)來(lái)承擔此歷史使命。

2007年， PUB獲得斯德哥爾摩水工業(yè)資源獎，組委會(huì )對PUB的工作給予了極高評價(jià)：“新加坡所采用的一些水科技，其他國家也有，但是通過(guò)先進(jìn)科技加上完善管理，使新加坡的系統變得獨一無(wú)二，可供其他城市參考和借鑒。”

利用獨特的區域經(jīng)濟優(yōu)勢和NEWater產(chǎn)生的品牌效應，新加坡籌劃設立了新加坡國際水周活動(dòng)(Singapore International Water Week)。2008年，首屆水周隆重召開(kāi)，吸引了各國政要、眾多專(zhuān)家學(xué)者、技術(shù)骨干和商務(wù)人士的參與。為期五天的水周內容涵蓋政府高峰論壇、國際學(xué)術(shù)會(huì )議、設備博覽會(huì )和商務(wù)論壇等等。此外，新加坡還設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(yù)的獎項之一。通過(guò)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(guò)180家水行業(yè)公司和26家私營(yíng)水研究中心安家落戶(hù)。環(huán)境及水務(wù)業(yè)為新加坡國內生產(chǎn)總值貢獻了大概17億新元的產(chǎn)值，創(chuàng )造了1.1萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位。同時(shí)，新加坡繼續追加在水務(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)，預計到了2020年，該產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達28.5億元，就業(yè)人數也將增至15000名。

精進(jìn)不休

在技術(shù)與節能指標上追求持續領(lǐng)先

近年來(lái)，在氣候變化和能源與水資源制約的前提下，為適用于未來(lái)再生水廠(chǎng)的應用需要，新加坡公用事業(yè)局(PUB)開(kāi)始著(zhù)眼于技術(shù)升級和設備改造。PUB制定了“出水水質(zhì)、能源可持續性、環(huán)境可持續性”3個(gè)關(guān)鍵評價(jià)標準，用以上述工作是否取得預期階段性控制目標。

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

近期目標(2017年)——改造棕色水廠(chǎng)(Brownfield)。利用已經(jīng)成熟以及正在試驗中的技術(shù)升級現有再生水廠(chǎng)，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(2022年)——關(guān)閉部分棕色水廠(chǎng)，新建綠色水廠(chǎng)(Greenfield)。

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

長(cháng)期目標——未來(lái)綠色水廠(chǎng)(Greenfield)。

其目標是，2030年后達到能源自給自足、實(shí)現碳中和運行目標。這一目標已經(jīng)與世界先進(jìn)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(gè)再生水廠(chǎng)工藝方案進(jìn)行實(shí)驗室測試。其中，主流ANAMMOX工藝以及厭氧膜生物反應器(AnMBR)，將在大約10年內得到實(shí)驗與中試驗證。而主流ANAMMOX工藝是世界上目前所知最為節能的工藝。

一個(gè)水行業(yè)世界名牌背后的秘密

新加坡水故事的起點(diǎn)，是這個(gè)國家為克服水資源匱乏問(wèn)題而進(jìn)行的努力和探索。經(jīng)過(guò)五十多年的持續工作，他們的收獲是本國水資源問(wèn)題的解決方案，一個(gè)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)大大超乎當初的預料。

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(huì )如此高效，吸引了很多國內專(zhuān)家和同行研究，歸因各有不同，比如領(lǐng)導人的遠見(jiàn)卓識，最嚴格的水資源管理制度，先進(jìn)的商業(yè)運作系統等等。

技術(shù)路線(xiàn)明確

戰略上堅定不糾結，戰術(shù)上持續學(xué)習優(yōu)化

在我個(gè)人看來(lái)，新加坡的國土面積，社會(huì )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(gè)相對好治理的空間尺度(畢竟新加坡和1.6個(gè)北京海淀區的面積差不多)，很早實(shí)現了階梯水價(jià)、雨污分流、工業(yè)污水和生活污水的分質(zhì)排放等一系列執行良好的政策價(jià)值機制，這是NEWater能夠得以實(shí)現的社會(huì )基礎。

而對技術(shù)路線(xiàn)的堅定以及務(wù)實(shí)的工作方式，也是他們取得成功的重要因素。

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(kāi)展了為期一周的調研，調研期間，來(lái)自各個(gè)機構的被訪(fǎng)問(wèn)者都提到了新加坡提倡的思考方式——長(cháng)遠思考，跨界思考和再思考。也就是在戰略目標上堅定決心不糾結，在戰術(shù)細節上持續學(xué)習，優(yōu)化和改進(jìn)。

在NEWater的案例中，新加坡其實(shí)很早確定了污水回用的戰略，并堅定選擇了膜技術(shù)為其主導工藝，這在當時(shí)是比較超前和具有冒險精神的，新加坡的嘗試也從學(xué)習，嘗試，失敗，到再?lài)L試，成功，這一時(shí)間跨度長(cháng)達30年，但對于這一技術(shù)路線(xiàn)的選擇從未動(dòng)搖過(guò)。

最終在上世紀末抓住技術(shù)進(jìn)步和成本降低的機遇，實(shí)現工程應用，解決本國問(wèn)題，然后抓住全世界范圍內水資源匱乏的機遇，積極擴張海外市場(chǎng)，帶動(dòng)本國行業(yè)起飛?？梢哉f(shuō)，NEWater不是規劃出來(lái)的，而是隨著(zhù)時(shí)間，用耐心，一點(diǎn)點(diǎn)“長(cháng)”出來(lái)的。

法定機構主導

良好的“操作系統”

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

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

中國國內的研究文章對PUB的認識也沒(méi)有統一，政府機構，事業(yè)單位，國有企業(yè)，各種表述都曾出現過(guò)。因為這種操作模式確實(shí)在國內少見(jiàn)。

在新加坡的社會(huì )治理結構中，PUB是作為法定機構而設立的，它確實(shí)身兼政府部門(mén)，事業(yè)單位和國有企業(yè)的各種職能為一身，通過(guò)一套復雜的機制設計來(lái)保障公平與效率的平衡。

關(guān)于新加坡法定機構的描述，感興趣的讀者可以在網(wǎng)上查閱更多的資料，簡(jiǎn)言之，就是通過(guò)國會(huì )立法來(lái)保障其法律地位，聘請社會(huì )賢達成立董事會(huì )并保持戰略眼光，全球招聘職業(yè)經(jīng)理人來(lái)保持高效管理，經(jīng)費來(lái)源有國家撥款和商業(yè)經(jīng)營(yíng)兩部分，收入可以?xún)炔糠峙?，但須向全社?huì )公開(kāi)。各個(gè)措施相互支撐也相互制約，促進(jìn)這個(gè)體系高效廉潔的運轉。

新加坡的各項公用事業(yè)就是由各類(lèi)法定機構來(lái)運行的，是新加坡在英國法定機構繼承基礎上的一次創(chuàng )新，到今天為止，新加坡23個(gè)法定機構全部實(shí)現資產(chǎn)的良好管理，并都保持盈利。

生產(chǎn)型研發(fā)

高效的科技成果轉化機制

NEWater具有長(cháng)期穩定的擴張計劃和清晰的創(chuàng )新愿景，開(kāi)放的合作體系，大規模的科研投入，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(shí)間內成為先進(jìn)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(shí)實(shí)在在地轉為產(chǎn)業(yè)推動(dòng)力，新加坡的實(shí)證研發(fā)和示范研發(fā)機制功不可沒(méi)。水處理技術(shù)從實(shí)驗室到中試再到生產(chǎn)規模使用，須經(jīng)歷一個(gè)長(cháng)期過(guò)程，而新技術(shù)的應用，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(wèn)題所在。

新加坡通過(guò)技術(shù)路線(xiàn)圖，創(chuàng )新扶持計劃和生產(chǎn)型研發(fā)體系，將這個(gè)過(guò)程在時(shí)空尺度最大程度的縮短。通過(guò)向全球發(fā)布技術(shù)指南，征集先進(jìn)技術(shù)，優(yōu)秀的技術(shù)成果即可在水廠(chǎng)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)驗，政府在資金，現場(chǎng)服務(wù)和水質(zhì)監測方面提供服務(wù)和監督，并組織行業(yè)專(zhuān)家，企業(yè)家，投資人做過(guò)程的優(yōu)化指導。被驗證的合格技術(shù)，進(jìn)入NEWater的技術(shù)采購目錄，也會(huì )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)大量涌現的主要原因。

公共事業(yè)品牌化

為社會(huì )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，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(dòng)功勞，但新加坡為塑造品牌進(jìn)行的一系列卓有成效的努力，也居功至偉。

比如NEWater這個(gè)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(jìn)公眾認知和接受方面，新加坡還同步還啟動(dòng)了針對NEWater的社會(huì )溝通計劃，包括新生水NEWater的命名，水質(zhì)檢測數據的全面公開(kāi)，NEWater的市民接待中心建設等。

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

第三，通過(guò)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的推廣和認可。

后記

NEWater可以說(shuō)是水處理行業(yè)的一個(gè)傳奇。因為它將國家意志、科技、產(chǎn)業(yè)、品牌結合起來(lái)，凝聚于一個(gè)產(chǎn)品上，在特定的時(shí)間，結合國內外廣泛的需求，實(shí)現了令人炫目的成就。相比之下，NEWater的鼻祖，美國的21水廠(chǎng)雖然在時(shí)間上領(lǐng)先數十年，但在知名度和行業(yè)推廣上就相形見(jiàn)絀了。

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

受限于本身市場(chǎng)和國際競爭，尤其是面對來(lái)自歐美和中國同行的競爭，可能新加坡要延續21世紀前十年取得的成就會(huì )更加困難，這方面PUB的官員在接受我們采訪(fǎng)的時(shí)候也有很強的危機意識。我們仍然相信并期待這種危機意識會(huì )推動(dòng)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(guò)的應時(shí)應季調節污水廠(chǎng)以及垃圾場(chǎng)和污水廠(chǎng)合建的模式，都是他們不斷應對挑戰而產(chǎn)生的優(yōu)秀創(chuàng )新成果。