“4个水龙头”浇灌发展之花——新加坡的水务故事

孤身万里游2014-05-08 09:59

  新加坡是全球城市高效用水及创新水循环科技的范例。然而,近半个世纪前新加坡立国时,“新加坡国父”李光耀面对电视镜头哭了:一个“水”字,挡住了所有发展前景,没有水就没有赖以生存的基础。新加坡如何从一个贫水国蜕变为水务强国?日前,笔者赴新加坡,走访了新加坡国家水务管理机构、水厂、大学研究中心等,探寻这一转变背后的故事。

  对于新加坡而言,水曾比军队更重要,摆脱先天水资源不足的生存挑战,实现水源本土化,取决于数个关键因素。

  1965年,新加坡有200多万人口,绝大部分供水依赖于1961年和1962年与马来西亚签订的两份长期供水合约。时任新加坡总理的李光耀说:“每一项政策都可能因为水资源问题让我们屈膝。”

  对于新加坡而言,水比军队更重要。在李光耀任总理的31年间,新加坡所有涉及水的政策都由总理办公室协调。为了加强水管理政策的落实,新加坡总理办公室于1971年设立了水规划小组,专门督促指导水务部门的工作。

  “治水”作为国家战略任务,经过近50年的创新发展,新加坡的水源由单一的邻国购水,发展到雨水收集、邻国购水、新生水和海水淡化4个水源并举,被新加坡人比喻为“4个水龙头”。 4个水龙头不仅保证了每一个居民都能享用自来水,而且新加坡的工业得到充分发展。2011年,新马的第一份供水合约到期,新加坡挺直腰杆表示“不需要续约”,并计划在2061年第二份供水合约到期前实现供水完全“自给”。

  今年春季,50年未遇的大旱威胁东南亚地区,马来西亚的许多地区被迫采取限水措施,新加坡反而显得从容:500多万居民每天有充足、干净、安全的自来水。政府号召居民“节约用水”而不需要限制用水。新加坡《联合早报》的社论说,建国初期,新加坡不时面临供水不足的窘境,那个年代的国人,都有打开水喉没有自来水的经验。而现在,面对50年未遇的持续干旱,新加坡却没有陷入类似的困境。“我们能摆脱先天供水不足的生存挑战,实现不再‘靠天喝水’的制约,取决于数个关键因素:首先是决策者的战略眼光;其次是政府的执行能力;然后是全民的危机意识;最后是朝野的政治共识。缺乏上述条件,我们非但不能在水供上自给自足,甚至连维护主权的独立和尊严,可能都未必有绝对的保障。”

  每年6月,国际水资源周都在新加坡举行,国际水务技术、水务管理的顶级专家风云际会,探讨水资源的解决方案。美国《国家地理杂志》称:“新加坡已成为城市高效用水及创新水循环科技的范例”。

  故事 1

  一滴雨水也是宝,人人都是卫生警察

  建国之初,由于地少人多和地形原因,新加坡只有3个面积不大的蓄水池(水库)。作为年均降雨量在2400毫米左右的雨水充沛的太平洋岛国,怎么让宝贵的雨水不白白流掉?这是新加坡实施水源本土化最关键的一步。60岁的出租车司机林师傅听说记者采访水故事,就绘声绘色地讲起来,“建国时李总理掉眼泪是着急啊,怎么能让200多万人生存下来,水肯定最重要。李光耀广罗人才,请回地质学家勘探地形,设计修建了第一批蓄水池。”

  老百姓都知道要收集雨水,必须保护环境卫生。林师傅又讲了一个烟头的故事:一个乘客在出租车停下后随手把烟蒂丢在下水道旁,警察命他捡起烟头并罚款200新元(约合1000元人民币)。警察对乘客说,“算你运气好,如果掉进下水道,罚款就是500新元。从这些下水道收集的雨水是大家的饮用水,丢垃圾就是污染我们要喝的水。”

  这个故事一传十,十传百,新加坡人人都自觉当起了卫生警察,监督环境卫生,保护雨水。记者了解到,今年4月1日生效的环境公共卫生(修正)法案,又进一步加大了对丢垃圾行为的处罚力度。初次违例,罚金维持在300新元,若初次被控上庭,最高罚款额从1000新元增至2000新元;第二次被控者最高罚款从2000新元增至4000新元;第三次或以上被控者的最高罚款从5000新元增至1万新元。

  林师傅随后带记者去看滨海堤坝。这是2010年建成的新加坡的第十五个水库,横跨滨海水道而建,隔开海水与滨海内湾的水,以自然冲淡的方式转变成淡水,水处理厂再以薄膜技术进行净化处理。据称,这是新加坡第一个处于中央商业区的水库,收集雨水的面积达1万公顷,相当于该国面积的1/6,能满足全国10%以上的供水需求。在它的集水区内、住宅、商业建筑及轻工业林立,尤显全民携手自觉维持集水区干净的重要。

  新加坡公共事业局官员乔治˙马特文告诉本报记者,为了确保能收集到干净的雨水,1977—1987年,新加坡用10年时间将污染严重的臭水沟渠全部清理干净。到2011年,新加坡已经建成了17座水库、7000多公里沟渠和一个能在暴雨时防洪的暴雨收集池系统。新加坡的集水区面积扩大到占全国面积的2/3。今后,公共事业局计划以现代科技处理靠近沿海、含不同盐分其余小溪流的水质,以增加水量,到2060年新加坡收集雨水的区域面积将增至国土面积的90%。

 

 

  进入21世纪以来,新加坡开始对原来简易的雨水收集系统进行“水优城市设计”的改造,通过精心设计的绿色建筑、生态沟渠、地下雨水存储、垃圾拦截以及湿地和植物净化空间的使用,促使雨水收集面增加,雨水进入水库之前进行自然系统地净化处理,更加干净。而且,各水库有管道相通,可将过剩的蓄水引入蓄水量较低的水库内,充分利用蓄水空间。

  故事 2

  海水淡化,成本虽高价不高,能满足新加坡25%的供水需求

  2005年9月,新加坡的首座海水淡化厂启用,这座位于大士的新泉海水淡化厂每天可生产13.6万立方米的淡水,标志着新加坡有了第四个水龙头。2013年,第二座海水淡化厂大泉海水淡化厂竣工,每天可生产淡水31.85万立方米。预计2060年,淡化海水将满足新加坡至少30%的供水需求。

  由于水的重要性,与其他国家不同,新加坡公共事业局统管国家与水务相关的策划、管理、维护,所有水务相关的工厂、设备都属于公共事业局。但新泉海水淡化厂是第一个公共机构与私人企业界合作的项目。新泉和大泉海水淡化厂由公共事业局立项、招标,新加坡凯发水务集团设计、建造、拥有和运营。公共事业局与凯发签订20年和25年协议,按双方协议价收购淡水。虽然海水淡化目前成本较高,但公共事业局在向用户收取水费时按综合平均价。

  新加坡有100多家水务公司,凯发水务是靠膜技术科研领先的佼佼者。在凯发集团总部,集团执行副总裁温仁德告诉本报记者,凯发集团是提供综合水务解决方案的公司,致力于生产清洁、安全以及人们能享用、并负担得起的水。凯发的主要市场包括东南亚、中国、印度、中东和北非,膜产品已安装于全球超过400个国家和地区的1000多家工厂,从研究到开发、膜制造、工艺工程、提供水务和可再生资源管理方面完善的综合服务。

  凭借着膜技术的优势,凯发为新加坡的第一个新生水厂供应和安装了超滤、反渗透以及紫外线消毒系统。当公共事业局为海水淡化厂项目招标时,该公司使用既节能又具成本效益的海水反渗透膜科技建造的新泉海水淡化厂,成为全球最节能的海水淡化厂之一,拥有世界最大的反渗透膜组之一和世界最大的浮滤床系统。2013年,投资10亿新元的大泉海水淡化厂投产后,新加坡的第四个水龙头有了每天45万立方米的淡水生产能力,达到新加坡水需求的25%。

  故事 3

  水务科研世界领先,得益于政府对企业研发的大力支持和鼓励

  2011年3月号的美国《国家地理杂志》说,“新加坡在5年间注资2.4亿美元发展水务科研。新加坡已成为城市高效用水及创新水循环科技的范例,吸引了西门子及通用电气等大型企业投入资金和人才。”

  新加坡水务发展走的是一条科技创新的路。污水处理、新生水生产和海水淡化所采用的膜技术,新加坡在几十年科研基础上已居世界领先地位。公用事业局内的水供科技、培训及网络中心(简称水务中心)为新加坡水务科研提供一个战略性平台,海内外水务企业都可以此为跳板。

  西门子的水务科技环球研发中心就设置在水务中心,公司在这里开发、测试超细滤料柱,这项技术可用来去除工业废水中的微量污染物。2009年,国际水协会的东亚与太平洋区域办事处迁入了水务中心,以便于扩展在新加坡的水务研究活动的策略。

  这里的水务研究分析实验室与技术测试场毗邻,不仅为公用事业局提供可靠水质数据,也为全国水务科研项目免费提供测试平台。凯发水务有自己覆盖新加坡、中国和荷兰研发中心网络的200位膜专家、研究员和科学家的支持,不断推陈出新、探索新的膜产品、系统和应用。温仁德告诉记者,凯发的研究得到了政府的大力支持和鼓励,他们的很多项目都免费在这里进行测试。

  温仁德说,新加坡水务技术的发展得益于公用事业局的成功导向。公用事业局的每一次水务项目招标都是专家在充分调研基础上做出的,非常专业、全面。新加坡南洋理工大学的纳阳科技公司是新加坡众多膜技术科研中心之一。在纳阳的实验室,记者对正在美国斯坦福大学讲学的实验室负责人孙德来教授视频连线采访。孙德来说,现在正在广泛应用的膜技术,虽然效果已经很好,但存在着两大未解决的难题,一是高耗能,二是膜本身清理造成二次污染。而新研制的纳米多功能膜采用正渗透(FO)原理,无需外部压力,在一个自然发生的过程中几乎完全截留去除污染物,“就像树叶通过树根汲取土壤中的水分,并不需要压力。”如此一来,在污水处理、海水淡化等方面具有更强的成本优势和节能、环保优势。

  马特文说,新加坡政府已经确认水和环境科技是3个主要增长的领域之一。新加坡政府设立了环境与水务发展理事会来推动这个行业的发展。在水务解决方案领域,新加坡已具备这方面的源头优势,可成为主导开发水务研究和发展基地。新加坡在亚洲的战略性位置,吸引了全球的主要水务业者以新加坡为跳板,向周边地区扩展业务,并将新加坡作为新的水务处理技术试验平台和试行地点。

  新加坡还设立了“李光耀水源荣誉大奖”,奖励那些应用革新技术或贯彻政策方案为人类做出杰出贡献的个人或组织。

 

  故事 4

  “中水”净化后,因超纯净而不被提倡饮用

  收回每滴用后水,经先进的膜技术及紫外线科技净化处理后生产出新生水。这是新加坡最具科技创新意义的工程,创造了新加坡的另一个水龙头:新生水。从2002年1月第一座新生水厂投产至今,新加坡已经有了4座新生水厂,新生水可基本满足全岛30%的用水总需求,当局争取在2030年将这一指标提高到50%。

  记者来到新加坡第一座新生水厂——位于东部的勿洛新生水厂。马特文带记者参观了新生水的生产过程。新加坡将全国的生活及工业废水通过与雨水完全隔离的系统收集到废水处理厂,经过净化处理达到国际标准的“用后水”(中水)作为新生水水源。新生水厂的净化处理主要分三个阶段:首先,透过微过滤膜去除杂质,包括病原体、悬浮物和小物质。过滤后的水只含溶解盐和有机水分子;然后,透过一种孔洞极小的反向渗透膜过滤,除了极微小分子如水分子透过,其他杂质如细菌、病毒、重金属和杀虫剂等都被阻隔在外。经过反向渗透后的水质量已经很高。最后,利用紫外线照射来消灭任何残存的微生物,再添加碱化学物来调整酸碱度以后,新生水就产生了。

  勿洛新生水厂车间里密布着一排排白色圆筒状的设备就是反渗透膜。公共事业局工业发展部经理毛颋梁说,如果把膜的微孔比作石子,细菌就相当于一座房子,病毒相当于一辆大卡车。所以过滤后的新生水是超纯净水。记者接过一瓶新生水,想到它来自包括下水道的水还有些心理障碍。毛颋梁解释说,它通过6.5万次以上的科学测试检验,超越了世界卫生组织的饮用水标准,从干净的角度饮用完全没有问题,不提倡饮用是因为太干净到没有任何矿物质。因此,新生水主要供应给工商业用户用于晶圆制造、电子业、电力发动、冷气冷却等。据称,工业界对新生水的需求从2003年的每天1.8万立方米激增到今天的每天27.3万立方米。这种超纯净、高质量的回收水,奠定了新加坡在创新水务管理方面的国际地位,在2007年荣获斯德哥尔摩水资源奖。

  回收污水的现代化深隧道系统是新加坡的又一创新工程,通过对新生水访客中心的模拟下水管道参观,记者了解到,深隧道阴沟系统是一项兼顾到下一个世纪百年大计的长期、有效、低成本的解决方案。2008年竣工的一期系统,包括一条从克兰芝到樟宜全长48公里的深隧道、一座设在樟宜的中央供水回收厂、两条5公里长的深海排水管及全长60公里的用后水连接管道。樟宜供水回收厂每天可处理80万立方米的用后水,相当于320个奥林匹克型游泳池的水量。由于采用密集及覆盖式设计,处理容量是目前最大设施的2倍,但占地仅一般水回收厂的1/3。二期工程预计在2030年之前完成,将包括一条南向隧道及管线,连通新加坡西南部的供水回收厂。

  世界水资源权威毕斯瓦教授说,新加坡每年的“水量流失”只有5%,流失率全球最低。

  故事 5

  推出“我们的水源”认养计划,每个人都成为水的守护者

  英国《经济学家》杂志说,“没有一个国家比新加坡更擅长管理水资源。”

  马特文介绍说,新加坡的“4个水龙头”战略,特别是新生水和海水淡化让新加坡摆脱了用水“靠天吃饭”。但水还是一种环境资产,必须“人人有水,节约、珍惜、享受。”新加坡近年推出“活跃、优美、清洁”全民共享水源的长期计划,集水区变得很漂亮,水道和蓄水池变成了美丽清洁的溪流、河流和湖泊,让人们可以更加亲近水,在享受水带来的愉快的同时,也学习到珍惜水资源的重要性。

  新加坡政府呼吁新加坡人在更大程度上将蓄水池和水道视为自己的产业,珍惜水源,保持蓄水池、沟渠及集水区的清洁。“我们的水源”认养计划是鼓励每个人都成为水的守护者,许多机构都参与两年的维护水源和水道活动,以培养珍贵水资源你我共有的精神。对于没有经历过新加坡缺水危机的青少年,勿洛新生水厂的访客中心,是普及新生水科技知识的园地,也是青少年爱水教育的基地。

  公用事业局负责公关官员林秀徽告诉笔者,他们经常请知名的歌星影星做节约用水的代言人,借助亲善大使“活力水”传达这些信息。拟人化的“活力水”以欢乐互动的幽默短剧和馈赠礼品甚至个性化的动画系列及网络互动游戏,走入人群中,提高年轻人的节水意识。据介绍,新加坡的目标是将该国人均家庭用水量从目前的每天153公升减到2030年的每天140公升的水平。

 

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