逼上梁山

從眼淚中開啟的新水源探索之路

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

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

“在水資源上的任何一項政策，都會讓我們屈膝”。在獨立后的首次記者招待會上，新加坡時任首相李光耀難以自已，傷心落淚。而接下來新加坡50多年不斷探索、尋求并最終解決水資源的傳奇故事，一開始就被賦予了悲情的色彩。

屢敗屢戰(zhàn)

制定基于20年的總體規(guī)劃

1971年，新加坡在聯(lián)合國的協(xié)助下，邀請以色列專家為新加坡水資源進(jìn)行調(diào)研規(guī)劃，結(jié)果卻令人失望：以色列專家根據(jù)本國經(jīng)驗為新加坡設(shè)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(shè)了水規(guī)劃機構(gòu)，研究新常規(guī)水源的范疇和可行性。

1972年，基于未來20年的新加坡水質(zhì)總體規(guī)劃編制完成，明確指出了減少進(jìn)口水源依賴的重要性，引入非常規(guī)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，接下來的時間，污水的合理回用將成為非常經(jīng)濟和必要的手段，同時建議回用水在一個大型蓄水池通過長時間的停置自凈過程進(jìn)行稀釋。

當(dāng)時簡單的兩句，事實上勾勒了三十年后聞名世界的新加坡NEWater的雛形，成為系統(tǒng)的核心內(nèi)容。

1974年， 新加坡環(huán)境部(ENV)下屬的污水處理局建設(shè)了水再生試點工廠，應(yīng)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(dá)到WHO的飲水標(biāo)準(zhǔn)，但因為成本過高，膜污染處理復(fù)雜，運行14個月之后關(guān)閉。

1986年，新加坡公用事業(yè)局重點建設(shè)濱海等城市集水區(qū)，同時開始研究降低海淡和再生水的技術(shù)。當(dāng)時海淡成本是河水和水庫水處理成本的10倍。此時，新加坡領(lǐng)導(dǎo)人開始放出信號，“如果人們?nèi)绱嗽闾Ｓ盟?，他們就得?zhǔn)備支付10倍以上的水費——李顯龍”，并開始在全社會大力推廣節(jié)水方案和措施。

自上而下的認(rèn)知逐步形成，但出于規(guī)模、質(zhì)量、成本、可靠性和安全性等問題的綜合考慮，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(dāng)時的取水量可達(dá)到100億加侖每天。但受制于政治問題，進(jìn)展緩慢，尤其是在2008年金融危機后，因為政治問題而叫停。

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

總理帶頭飲用

全面轉(zhuǎn)向再生水生產(chǎn)使用 NEWater誕生

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

1996年 新加波相關(guān)部門開展了海水淡化的實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(shè)海水淡化工廠。

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(jì)水廠進(jìn)行長期的調(diào)研學(xué)習(xí)，并撥付經(jīng)費1400萬美元，進(jìn)行研究并建設(shè)勿洛示范廠(10000噸/天)。

1999年 ，PUB決定海水淡化廠可以由私營部門興建，處理后的水將由PUB購買。第一個海水淡化項目由新加坡的凱發(fā)公司中標(biāo)，采取DBOO(設(shè)計-建設(shè)-擁有-運營)模式，這也成為新加坡以PPP開展水處理相關(guān)工作的通行商業(yè)模式。

2000年5月，勿洛水回用示范廠建成投產(chǎn)。在后續(xù)兩年中，根據(jù)美國環(huán)保署和世界衛(wèi)生組織的飲用水標(biāo)準(zhǔn)，加上對接近190項參數(shù)進(jìn)行了超過25000次的測試分析，PUB和國際專家小組得出了再生水水質(zhì)安全性優(yōu)于常規(guī)飲用水的結(jié)論。

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

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

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

NEWater是指城市污水經(jīng)過常規(guī)二級處理后，再經(jīng)過反滲透處理等工藝所獲得的達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)的新生水。

NEWater的生產(chǎn)流程如下：傳統(tǒng)污水處理廠二級處理的出水將作為NEWater水廠的進(jìn)水，首先經(jīng)過精細(xì)格柵過濾，在進(jìn)入微濾或者超濾工藝單元，主要去除細(xì)顆粒物，出水進(jìn)入反滲透工藝單元，去除細(xì)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(guī)劃——“四個國家水龍頭”計劃，計劃到2060年，即與馬拉西亞供水協(xié)議到期前一年，新加坡將完全實現(xiàn)水資源的自給自足，在新加坡的總?cè)丝谝堰_(dá)到目前的3倍的前提下，海水淡化和NEWater能夠滿足水資源需求量的80%，其中NEWater占55%。

從出路到商路

NEWater產(chǎn)品復(fù)制擴張

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

通過前期試驗示范廠的實驗數(shù)據(jù)和后續(xù)水廠的工程集成，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(shè)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(chǔ)。同時NEWater的供水產(chǎn)量也穩(wěn)步上升，于2006年達(dá)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(jì)，可持續(xù)淡水供應(yīng)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(wěn)定的工藝路線和大規(guī)模的推廣應(yīng)用，使之具有極大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間。新加坡當(dāng)局決定將NEWater作為未來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(nèi)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。同時專門成立了環(huán)境與水務(wù)行業(yè)發(fā)展委員會(EWI，Environment and water industry program)來承擔(dān)此歷史使命。

2007年， PUB獲得斯德哥爾摩水工業(yè)資源獎，組委會對PUB的工作給予了極高評價：“新加坡所采用的一些水科技，其他國家也有，但是通過先進(jìn)科技加上完善管理，使新加坡的系統(tǒng)變得獨一無二，可供其他城市參考和借鑒。”

利用獨特的區(qū)域經(jīng)濟優(yōu)勢和NEWater產(chǎn)生的品牌效應(yīng)，新加坡籌劃設(shè)立了新加坡國際水周活動(Singapore International Water Week)。2008年，首屆水周隆重召開，吸引了各國政要、眾多專家學(xué)者、技術(shù)骨干和商務(wù)人士的參與。為期五天的水周內(nèi)容涵蓋政府高峰論壇、國際學(xué)術(shù)會議、設(shè)備博覽會和商務(wù)論壇等等。此外，新加坡還設(shè)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的獎項之一。通過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180家水行業(yè)公司和26家私營水研究中心安家落戶。環(huán)境及水務(wù)業(yè)為新加坡國內(nèi)生產(chǎn)總值貢獻(xiàn)了大概17億新元的產(chǎn)值，創(chuàng)造了1.1萬個就業(yè)崗位。同時，新加坡繼續(xù)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(yù)計到了2020年，該產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將達(dá)28.5億元，就業(yè)人數(shù)也將增至15000名。

精進(jìn)不休

在技術(shù)與節(jié)能指標(biāo)上追求持續(xù)領(lǐng)先

近年來，在氣候變化和能源與水資源制約的前提下，為適用于未來再生水廠的應(yīng)用需要，新加坡公用事業(yè)局(PUB)開始著眼于技術(shù)升級和設(shè)備改造。PUB制定了“出水水質(zhì)、能源可持續(xù)性、環(huán)境可持續(xù)性”3個關(guān)鍵評價標(biāo)準(zhǔn)，用以上述工作是否取得預(yù)期階段性控制目標(biāo)。

而基于此標(biāo)準(zhǔn)，PUB根據(jù)相關(guān)污水處理技術(shù)水平和節(jié)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(biāo)。

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

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

長期目標(biāo)——未來綠色水廠(Greenfield)。

其目標(biāo)是，2030年后達(dá)到能源自給自足、實現(xiàn)碳中和運行目標(biāo)。這一目標(biāo)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，新加坡正在就兩個再生水廠工藝方案進(jìn)行實驗室測試。其中，主流ANAMMOX工藝以及厭氧膜生物反應(yīng)器(AnMBR)，將在大約10年內(nèi)得到實驗與中試驗證。而主流ANAMMOX工藝是世界上目前所知最為節(jié)能的工藝。

一個水行業(yè)世界名牌背后的秘密

新加坡水故事的起點，是這個國家為克服水資源匱乏問題而進(jìn)行的努力和探索。經(jīng)過五十多年的持續(xù)工作，他們的收獲是本國水資源問題的解決方案，一個響亮的國際品牌，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(dāng)初的預(yù)料。

以NEWater的成功為例，為什么新加坡在水資源管理、創(chuàng)新方面會如此高效，吸引了很多國內(nèi)專家和同行研究，歸因各有不同，比如領(lǐng)導(dǎo)人的遠(yuǎn)見卓識，最嚴(yán)格的水資源管理制度，先進(jìn)的商業(yè)運作系統(tǒng)等等。

技術(shù)路線明確

戰(zhàn)略上堅定不糾結(jié)，戰(zhàn)術(shù)上持續(xù)學(xué)習(xí)優(yōu)化

在我個人看來，新加坡的國土面積，社會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，也是一個相對好治理的空間尺度(畢竟新加坡和1.6個北京海淀區(qū)的面積差不多)，很早實現(xiàn)了階梯水價、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(zhí)行良好的政策價值機制，這是NEWater能夠得以實現(xiàn)的社會基礎(chǔ)。

而對技術(shù)路線的堅定以及務(wù)實的工作方式，也是他們?nèi)〉贸晒Φ闹匾蛩亍?/p>

筆者在2015年為了研究新加坡的水處理創(chuàng)新體系，曾在新加坡開展了為期一周的調(diào)研，調(diào)研期間，來自各個機構(gòu)的被訪問者都提到了新加坡提倡的思考方式——長遠(yuǎn)思考，跨界思考和再思考。也就是在戰(zhàn)略目標(biāo)上堅定決心不糾結(jié)，在戰(zhàn)術(shù)細(xì)節(jié)上持續(xù)學(xué)習(xí)，優(yōu)化和改進(jìn)。

在NEWater的案例中，新加坡其實很早確定了污水回用的戰(zhàn)略，并堅定選擇了膜技術(shù)為其主導(dǎo)工藝，這在當(dāng)時是比較超前和具有冒險精神的，新加坡的嘗試也從學(xué)習(xí)，嘗試，失敗，到再嘗試，成功，這一時間跨度長達(dá)30年，但對于這一技術(shù)路線的選擇從未動搖過。

最終在上世紀(jì)末抓住技術(shù)進(jìn)步和成本降低的機遇，實現(xiàn)工程應(yīng)用，解決本國問題，然后抓住全世界范圍內(nèi)水資源匱乏的機遇，積極擴張海外市場，帶動本國行業(yè)起飛?？梢哉f，NEWater不是規(guī)劃出來的，而是隨著時間，用耐心，一點點“長”出來的。

法定機構(gòu)主導(dǎo)

良好的“操作系統(tǒng)”

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

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

中國國內(nèi)的研究文章對PUB的認(rèn)識也沒有統(tǒng)一，政府機構(gòu)，事業(yè)單位，國有企業(yè)，各種表述都曾出現(xiàn)過。因為這種操作模式確實在國內(nèi)少見。

在新加坡的社會治理結(jié)構(gòu)中，PUB是作為法定機構(gòu)而設(shè)立的，它確實身兼政府部門，事業(yè)單位和國有企業(yè)的各種職能為一身，通過一套復(fù)雜的機制設(shè)計來保障公平與效率的平衡。

關(guān)于新加坡法定機構(gòu)的描述，感興趣的讀者可以在網(wǎng)上查閱更多的資料，簡言之，就是通過國會立法來保障其法律地位，聘請社會賢達(dá)成立董事會并保持戰(zhàn)略眼光，全球招聘職業(yè)經(jīng)理人來保持高效管理，經(jīng)費來源有國家撥款和商業(yè)經(jīng)營兩部分，收入可以內(nèi)部分配，但須向全社會公開。各個措施相互支撐也相互制約，促進(jìn)這個體系高效廉潔的運轉(zhuǎn)。

新加坡的各項公用事業(yè)就是由各類法定機構(gòu)來運行的，是新加坡在英國法定機構(gòu)繼承基礎(chǔ)上的一次創(chuàng)新，到今天為止，新加坡23個法定機構(gòu)全部實現(xiàn)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(zhuǎn)化機制

NEWater具有長期穩(wěn)定的擴張計劃和清晰的創(chuàng)新愿景，開放的合作體系，大規(guī)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間內(nèi)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，實實在在地轉(zhuǎn)為產(chǎn)業(yè)推動力，新加坡的實證研發(fā)和示范研發(fā)機制功不可沒。水處理技術(shù)從實驗室到中試再到生產(chǎn)規(guī)模使用，須經(jīng)歷一個長期過程，而新技術(shù)的應(yīng)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題所在。

新加坡通過技術(shù)路線圖，創(chuàng)新扶持計劃和生產(chǎn)型研發(fā)體系，將這個過程在時空尺度最大程度的縮短。通過向全球發(fā)布技術(shù)指南，征集先進(jìn)技術(shù)，優(yōu)秀的技術(shù)成果即可在水廠進(jìn)行生產(chǎn)實驗，政府在資金，現(xiàn)場服務(wù)和水質(zhì)監(jiān)測方面提供服務(wù)和監(jiān)督，并組織行業(yè)專家，企業(yè)家，投資人做過程的優(yōu)化指導(dǎo)。被驗證的合格技術(shù)，進(jìn)入NEWater的技術(shù)采購目錄，也會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(xiàn)的主要原因。

公共事業(yè)品牌化

為社會認(rèn)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(zhàn)，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(rèn)知、占領(lǐng)認(rèn)知的范例。

在促進(jìn)公眾認(rèn)知和接受方面，新加坡還同步還啟動了針對NEWater的社會溝通計劃，包括新生水NEWater的命名，水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)的全面公開，NEWater的市民接待中心建設(shè)等。

同時，NEWater的工藝相對簡單，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(nèi)的推廣和認(rèn)可。

后記

NEWater可以說是水處理行業(yè)的一個傳奇。因為它將國家意志、科技、產(chǎn)業(yè)、品牌結(jié)合起來，凝聚于一個產(chǎn)品上，在特定的時間，結(jié)合國內(nèi)外廣泛的需求，實現(xiàn)了令人炫目的成就。相比之下，NEWater的鼻祖，美國的21水廠雖然在時間上領(lǐng)先數(shù)十年，但在知名度和行業(yè)推廣上就相形見絀了。

如果我們將污水廠當(dāng)成產(chǎn)品的話。新加坡的“產(chǎn)品經(jīng)理”，更善用運用更多的資源，在一個大趨勢的面上進(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點上來進(jìn)行工作。不過這些方面，美國人已經(jīng)意識到并開始彌補，2016年研究院和IWA共同組織的美國考察團參觀了21水廠，得知他們現(xiàn)在也在塑造和品牌推廣方面開始加大投入。

受限于本身市場和國際競爭，尤其是面對來自歐美和中國同行的競爭，可能新加坡要延續(xù)21世紀(jì)前十年取得的成就會更加困難，這方面PUB的官員在接受我們采訪的時候也有很強的危機意識。我們?nèi)匀幌嘈挪⑵诖@種危機意識會推動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的應(yīng)時應(yīng)季調(diào)節(jié)污水廠以及垃圾場和污水廠合建的模式，都是他們不斷應(yīng)對挑戰(zhàn)而產(chǎn)生的優(yōu)秀創(chuàng)新成果。