再生水+帶給我們一個更加寬廣的世界：涵蓋了雨水;能源、物質;地表水、地下水、濕地;污泥及由其生產的各種材料和產品;地表和地下的生態儲存與循環利用;水體的生態補給與生態修復;飲用水;工業及農業過程;綜合的經濟、社會、環境和生態效益等等。

我們都在進行積極的探索和思考，在落實“水十條”，推進水文明的過程當中，應該考慮什么樣的問題?但有些事情始終處于非常迷茫的狀態，比如再生水+。

“水十條”明確，到2020年，地級及以上城市建成區黑臭水體均控制在10%以內;2030年，城市建成區黑臭水體總體得到消除。 而要治理黑臭，就必須要進行源頭減排，包括點源和面源的污染。究竟要減多少，怎么減是一個值得思考的問題。而減排的最終目是再利用，實現水體的生態安全。

目前，污水的主流去向仍然是排放。從2014年的數據可以看出，排放占90%，而回用不到10%。如果能夠實現有效回用，就有可能從負效應變為正效應，水質得到改善，生態得到修復。

近年來普遍提及的是，將污水和雨水經過適當處理和凈化以后，可以作為再生水使用，但這個概念存在局限性。將再生水的內涵進行延伸，給予水之外的效益、影響和效應更多的關注，把引入再生水提升更新的理念，例如水的回用、能量和物質的回收、生態功能的提升、生態風險的最小化、生態效益、生態綜合效益的整合等等，都是我們追求的目標。這個目標簡而言之就是：再生水+。

2013年1月，我們提出“建設面向未來的中國污水處理概念廠”，今年10月第四屆雙清論壇上，提出“保障水系統生態安全的再生水+”的概念。由此可以看出，從水廠到水環境，從工程水到生態水，從局部到系統，關注的對象、尺度、效應和內涵得到深化和拓展。

那么，什么是“再生水+”呢?

根據中國大百科全書，再生水+是指廢水或雨水經適當處理后，達到一定的水質指標，滿足某種使用要求，可以進行有益使用的水。和海水淡化、跨流域調水相比，再生水具有明顯的優勢。從經濟的角度看，再生水的成本最低，從環保的角度看，污水再生利用有助于改善生態環境，實現水生態的良性循環。

再生水+帶給我們一個更加寬廣的世界：涵蓋了雨水;能源、物質;地表水、地下水、濕地;污泥及由其生產的各種材料和產品;地表和地下的生態儲存與循環利用;水體的生態補給與生態修復;飲用水;工業及農業過程;綜合的經濟、社會、環境和生態效益等等。再生水+以生態為核心理念。

(1)再生水處理是城市水系統中物質流和能量流的一個節點，而生態媒體可能介入或延伸了這個節點的范圍與功能;

(2)再生處理的凈能量為正，所含物質以不同途徑得到最充分和經濟的利用，而再生的水具有滿足針對性資源性目標的分子、離子組成和微生物要求;

(3)經適當處理后污水和雨水可以在地表和地下進行穩定優質的生態儲存，是城市海綿中永遠也擠不干的水;

(4)它修復和提升了城市水生態系統的質量和功能，成為水生命體健康保障的新鮮血液;

(5)它是一種適度處理而非過度凈化水。

究其內涵，主要可以從以下幾方面進行理解：

內涵之一：再生水+能量和營養物質再生水生產過程的能量回收+節能處理。基于能量和物質回收的概念，再生水+具有清潔生產和循環經濟的屬性。例如，將水中有機質的能量進行轉化，污泥焚燒，可再生能源利用，生態工程等。

將水中有機質轉化成能量有很多成功的案例。例如，奧地利城市污水處理廠，維也納水廠等。如果按照這樣的方向來發展污水處理事業，有望將能耗減少1%。同時也面臨一些重要的問題，一是有機碳富集，這樣的一種分離方式給也我們一種機會。二是厭氧消化效率提升，首先是能不能把微生物的細胞破壞掉，讓其中的有機質流出來，在適當的厭氧菌的作用下，就有可能得到更多的沼氣，更容易實現能量的轉化，或者加入FOG。

再生水生產過程的物質回收+產品。當前，磷回收被認為是最可行的途徑之一。最近一篇文獻中記載，英國通過三步法實現了水廠每天可以回收550公斤的磷，并將此舉作為重大進步進行介紹。

此外，瑞典、德國、英國、荷蘭等歐洲國家，都實施了大量的關于磷回收的舉措。其中，瑞典的磷回收計劃重點是從污水中回收磷用于農業;德國的目標是從廢水和其他污染物中回收磷;英國將磷回收作為重要的環境戰略;荷蘭法規的變化是容許回收的磷作為商業性的磷肥。總結起來，歐洲磷回收的趨勢是多元化的磷回收技術，產品主要是MAP;磷回收的意義不僅在于磷的經濟價值，更重要的是提高污水處理廠的污泥脫水性能，降低污泥脫水的藥劑消耗，降低污泥處理成本。

美國科普作家阿西莫夫在《未來的抉擇——威脅人類的災難》一書當中提出一種觀點：如果沒有了電，我們可以通過核能;如果沒有了羊毛，我們可以用布料來加工;如果沒有了食品，我們可以發酵;如果沒有了友誼，我們可以通過孤獨來解決這個問題;但是，如果沒有磷，那么這個世界就走到了末日。這也反映出人類對于磷的依賴。磷回收的關鍵問題在于：是否具有經濟可行性?特別是低濃度磷的有效回收。如果1噸污水當中僅僅能夠回收3克磷，這顯然不可行。

那么，如何提高磷的回收效率呢? 最近,澳大利亞聯邦科學與工業研究(CSIRO)組織的研究小組開發了一項新技術，從低濃度廢水中回收磷，即強化生物除磷與回收磷(EBPR-r)，利用生物的獨特性從稀釋的廢水中去除磷并到達回收流里獲取磷的目的。

在回收磷的同時，還必須要面對氮的回收問題。這是因為，氨氮是導致水體黑臭的重要因素，在水體中存在氨離子，它會導致動物棲息地的影響，同時它也許會形成多介質的循環，產生復合污染的催化效應。同時，它可以通過地表徑流進入水體，導致水體黑臭。在污水的回收方面，要充分考慮清潔生產模式，優先進行能量回收，將農業、綠化等營養物質直接利用。我認為，未來的發展方向是要選擇最合適的方式，用最經濟的手段實現物質和能量的回收。

內涵之二：再生水+生態儲存污水和雨水作為間接或直接的水資源可以通過不同目標的直接利用和地表/地下儲存的間接利用，而實現其成為具有真正資源屬性的目的。具有以下特點：必須達到較高的水質標準;生態凈化是處理方式之一;地表、地下聯動儲存;水生態系統健康穩定;水質的健康風險可控;循環和利用方式經濟可行。

上世紀90年代，美國加利福尼亞州就有“水銀行”的概念。即實行水的儲存與利用的市場化分配，購買水權，特別是對干旱和缺水地區進行交易權的使用，提高水的利用效率和經濟價值，也提高了人們的節約用水意識。最終在這一地區實現了地表和地下的聯合儲存。

“水銀行”的處理和儲存過程是一個多介質的過程，地下水的儲存，一定要考慮地表特征、地質特征，以及地下水儲存以后和地表融合的特征。那么，采取何種方法來處理呢?如何避免地下儲存和地表儲存聯動時，污染物的積累問題?

面源污染、雨水收集中的污染物質、面源污染中的物質會給我們帶來新的風險。生態儲存中的重要問題是，我們必須考慮它的生態風險。進入生態系統的再生水水質及變化，物質流、動力學及形態轉化過程，以及生態系統及水質穩定要素和調控。

接下來，就需要建立起模型。比如建立系統水質的核算模型，如果把單元水質和系統水質作為多極來考慮，那么，污水廠處理是一級，污水收集是一級，分級精確計算，就會知道如何維持水質的穩定和生態系統的安全。再生水儲存會給我們帶來很多很多，不光是技術層面的，還有社會認可和經濟體制上的相應變革。

內涵之三：再生水+生態修復以前的觀點認為，污水的排放、雨水的排放、雨水的徑流，進入受納水體之后，需要控制的是污染。如今，需要一種理念和目的的深刻轉變。首先，進入受納水體的處理后再生水不再是不得已的排放，而是對環境和生態需水的必要補給;其次，水的排放不只是關注控制污染的簡單約束，而是更加強調對水環境、水生態的修復功能;同時，進入地表或地下的再生水不是陌生的外來者，而是可以與原有的水生態系統迅速融合。

在中國，城市化效應導致流域社會水系統強化，自然水系統弱化，很多地區是缺水的，比如京津冀地區。河道需要再生水進行補充，這種情況下，城市污水成為主要的非常規補給水源。以美國加利福尼亞州的一個海濱地區為例：每天4200立方的再生水補給小河。再生水經冷卻塔使用后排入，保證了河流許多生物所需水溫，水體里的生物多樣性大大增加。

再生水+的生態目標是水生態系統完整性。科學的河流水生態完整性標體系能很好地反映：①水生態系統的健康狀況;②何種人類活動會對水生態系統健康產生影響;③這些活動是如何影響水生態系統對人類的服務價值;④什么樣的政策和生態恢復措施有利于生態系統的健康。河流生態系統完整性評價是建河流生態系統維持、保育和恢復技術的基礎。

內涵之四：再生水+風險控制再生水的風險來自多個方面，例如微量有機物、微量無機物、復合污染物。再生水水質對受納水體生態系統的最直接的影響是，可能導致生物的多樣性，進而影響到生物種群和群落、生態系統功能。如何加以控制是我們需要面對的重大課題。

人們在研究不同的生物風險控制時，往往只考慮不同類型微量污染物對生物群落的直接影響。但再生水排入河道，再生水當中可能還存在一些有機污染物質，由此導致的生物損害性可能遠遠大于污染物的直接影響。那么，接下來應該引起足夠重視的是：多種微量污染物在生物個體水平上可能存在協同或加和毒性效應;在生態群落水平上可能存在累積放大毒性效應;同時非化學物質因素(如低氧、熱應力以及酸化等)同樣能與化學污染物產生相互作用;盡管已有大量關于單一類型微量污染物對水生生物影響的研究，但關于復合污染效應研究甚少;復合微量污染物對水體環境食物鏈的影響研究。

保障受納水體生態安全的再生水+，應該充分考慮水質、毒性、生態三要素，進行風險評估與系統控制，從再生水處理工藝到生態系統健康水平的全過程保障。

內涵之五：再生水+生態綜合體污水再生系統是生態系統中一個物質流、能量流的節點 ，更是再生水+則更具有關聯生態系統多要素的特征。再生水貫穿于水社會循環的各個方面，也關聯了城市生態系統中的諸多要素，是一個集質量、服務、功能、調節等多重意義的生態綜合體，也是社會城市代謝、低碳經濟與生態保育的綠色紐帶。以城市濕地為例，濕地是城市生態系統的重要組成部分，具有豐富的生物多樣性;可以凈化污水、雨水，但也可以導致生態質量下降;水質對濕地系統生物群落和功能有直接或間接影響;濕地質量會對整體生態質量及其要素(水、土、氣、生物)和功能產生影響。

(美國Easterly濕地，76,000 to 130,000 m3/d再生水流經濕地，之后流入St. Johns River，成為鳥類和動物重要棲息地。)2015年8月26日聯合國環境規劃署(UNEP)報告稱：廢水是一種被低估且不該被浪費的資源。詳細介紹了阿根廷、芬蘭和新加坡將廢水高效處理并取得經濟收益的案例，證明污水處理是可靠的投資項目，同時污水處理不僅有益于人類健康，而且已延伸到林業灌溉、工業、沼氣、家庭用水、熱能、電力以及肥料等各個領域。

內涵之延伸：再生水+……再生水+不是僅考慮再生水處理、循環和利用自身的問題，而是強調其對城市生態系統的綜合影響與作用功能。可以想象，再生水+還有很多事情可以做，比如+生產過程、+生活過程、+生態過程、+資源開發與利用、+水工業及產業、+政策、法規、標準、+風險評估、+人與生態健康、+智慧水務、+海綿城市等等。所以，再生水+是污水處理概念廠-理念與內涵的提升與豐富。

總結

再生水+是電子流和物質流引導了污水循環利用全生命周期的簡潔高速的軌跡;實時的活體生物響應及信息反饋，使水生態系統中敏感生物和生物群落的安全處于全天候的監護之下，再生水不僅可以成為治理城市“瘧疾”——黑臭的“青蒿素”，而且可以成為河流生態系統保育的多種“維生素”。在放大的尺度下，再生水不僅可以快速實現和修復的水體的自然性過渡，并且可以使水生態系統具有完整的服務功能。

(本文根據中國科學院生態環境研究中心曲久輝院士在第十屆中國城鎮水務發展大會開幕式暨綜合論壇上的報告整理，未經作者審閱，略有修改。)