循环城市 X 生物多样性 ④ | 深度案例:图尔库的循环水系统 最大化对生物多样性的影响
宜可城循环圈平台(ICLEI Circulars)日前出版的《城市循环经济干预措施保护和增强生物多样性》(City-level Circular Economy Interventions to Protect and Enhance Biodiversity),概述了当前城市对生态系统造成的影响,并展示了循环经济举措可如何协助城市保护当地和周围地区的生物多样性。本系列专文特别节录了该手册中的重点和杰出实践,分享给中国的政策制定者和实践者。
图尔库的循环水系统
在图尔库市议会的牵头领导下,图尔库都市区内的数个市政当局,一同设计了系统性解决方案,以管理该地区的水资源。从地下水保护,到积极的能源处理和养分回收,图尔库地区开发的水概念,提供了得以在地方层级有效管理水资源、养分和能源的系统性循环经济解决方案,并将对生物多样性的影响最大化。
该项目还展示了基于生态系统的方法和循环方法,可如何沿着《循环城市行动框架》(Circular City Actions Framework)中的 5Rs ——再思考(Rethink)、再生(Regenerate)、再利用(Reuse)、减量(Reduce)和恢复(Recover)——策略,形成协同效益的潜力。
背景概述
截至 2009 年,图尔库都市区内的 14 个市镇仍各自分头进行废水收集的工作。在营养物质未尽可能被捕获的情况下,图尔库海域一度面临了严重的磷和氮污染。而当地的饮用水,过去则是由不同水生产设施生产提供。其来源主要为地下水,或是从周边河流水域获得的地表水。但河水的质和量皆不甚理想。为应对这些挑战,图尔库市实施了一项系统性循环经济解决方案,旨在将生物多样性的影响最大化。
再思考:改变水管理的治理结构
图尔库认知到,为改善水质和保护当地的生态系统,必须重新思考当地水资源管理的方式。而为支付推进区域水务基础设施根本性变革的投资成本,图尔库市携手 9 个邻近市镇,共同成立了图尔库地区水务有限公司(Turku Region Water Ltd.),并促进了污水处理厂与区域水务和市政能源公司间的密切合作,从而实现跨部门的协同效应。
再生:确保地下水保护
为保护地下水储存的状态,并确保水的可用性,图尔库地区水务有限公司采用了创新技术“Managed Aquifer Recharge, MAR”(直译为‘管理含水层补给’)。该提供了一种自然方法,通过利用地表或地下水补给技术,生产高质量水和增加含水层产量。
MAR 技术使图尔库地区水务有限公司得以从含水层中抽取相比自然补给的地下水多出 10 倍以上的人工渗透水。此外,含水层的地下水位也已恢复至自然水位,未受无渗透抽取地下水引起的水位下降影响。该系统仅需使用传统饮用水设施中使用的少部分化学品。图尔库地区水务有限公司还在饮用水生产过程中投资了无碳排放能源生产。用于河水反渗透预处理所需要的部分电力,则由 1,350 块太阳能电池板产生供应。
减量:确保资源高效的废水处理
污水处理厂采用了机械、化学和生物处理工艺。这个组合使污水净化过程极为高效:工厂从可去处废水中高达 99% 的有机物和磷,以及超过 80% 的氮——远远超过规范标准。图尔库地区水务有限公司还在大直径供水管道的末端安装了一台涡轮机,利用水的重力流动生产清洁能源。这些能量足以运行可为 23 万用户提供水压的水泵。
再利用:在地方层面再利用热量
污水处理厂还设有一个热泵站。市政能源公司利用该电站从废水中提取部分热能,为 1.5 万户家庭提供区域供热所需的热量(160 GWh/年)。而在泵站冷却的水,也用被于为图尔库市提供区域供冷(30 GWh/年,几乎等同于当地的总需求量)。
恢复:污泥回收
废水处理厂的污泥,经回收和厌氧消化处理后,每年可为各种区域运输需求产生供应 30GWh 的能量。废水处理过程产生的营养物质约 1/3 被用作农业肥料,而其余的 2/3 则用于景观美化。最后,从污泥中生产的氮产品则贩售给化学工业。
对生物多样性的潜在助益
减少营养物质污染:将全市污水集中处理,并实施营养物质回收的作法,减少了使图尔库海域磷负荷的83%,并助力提升了波罗的海的水质。
节碳:与废水处理厂相关的各种处理工作所产生的能量,是其消耗的能量 10 倍。据估计,热泵站的使用每年为图尔库都市区减少了 8 万吨的碳排放量。
水质:管理含水层补给技术和高效废水处理的使用,使得水质和供水极为稳定。图尔库的 MAR 技术在 2021 年获得了联合国教科文组织可持续发展指数的最高评级。
本系列的最后一篇专文,将梳理城市可即刻采取的行动。