绿色生态降碳农村污水治理考察报告
2022-12-08 16:00:49
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“黑臭水体变氧吧，生长美味鱼和虾”
——产业发展投融资专委会考察报告
目 录
引言
第一部分 生态治理污水项目基本概况
工艺技术
处理效果
成本和效益
家国情怀
专家指导
项目案例
第二部分 生态治理污水工艺技术的优势和特点
一、农村方式治理农村污水，发力乡村振兴
二、人与自然和谐共生，还原绿水青山
三、资源利用循环经济，污水变成金山银山
四、减污与提升碳汇能力结合，践行绿色发展
第三部分 思考和建议
一、优化绿色低碳发展区域布局，做好统筹规划
二、推动产业生态化升级，大力发展绿色低碳产业
三、积极推动碳汇开发利用，将碳达峰碳中和行动落到实处
四、抓住时机争取政策支持，助力乡村振兴项目发展
五、探讨市场化经营模式，生态产品价值转化为经济效益
六、美化环境振兴乡村，创建高阳模式新样板
注释
专栏
绿色生态降碳农村污水治理考察报告
“黑臭水体变氧吧，生长美味鱼和虾”
——产业发展投融资专委会考察报告
引 言
高阳县地处河北省保定市东部，属京津冀一体化的范围，是雄安新区白洋淀的卫星城。高阳县是一座英雄的城市，留法勤工俭学之摇篮，高蠡暴动的星星之火，保定外围神八路，红色历史的积淀雄厚，有着独特的发展潜力。
河北蓝荷水务公司和雄安德荫源科技公司合作，潜心研发多年，开发出一套专门针对农村污水的便捷高效处理方法，不需大型设备，不用膜，不加化学药剂，不需雨污分流，仅通过微生物、藻类和水生动、植物吸收处理污水中的有机质的作用净化水质。水藻吸收二氧化碳释放大量富氧离子和氧气，坑塘变成氧吧，再种植莲藕养殖鱼，展现一派“小荷才露尖尖角，早有蜻蜓立上头”的田园美景。乡亲们称赞，农村生活污水生态处理“黑臭水体变氧吧，生长美味鱼和虾”。
考察位于雄安刘李庄的试点项目。沿着白洋淀淀边弯弯曲曲的农村路，路边绿树成荫，下车进入刘李庄池塘，眼见满塘荷花飘香，塘里的鱼儿欢快地游动。这是休闲娱乐的白洋淀边农家乐乡村旅游点儿吧？专家们眼前一亮。在项目创始老总的引领下，我们参观了沟渠、沉淀池、自然生态塘。大家拿起手机啪啪照个不停。主任和专家们进入荷塘深处，走过小桥，对焦荷花，留下了一张张看似游玩实是考察的工作照，留下了乡土科学家培育创造的良性循环生态美景。听了老总的介绍，知道了这是什么池，那是什么塘？接着，老总挺神秘也挺自豪地把我们领到了实验室。在比较简陋的实验室里，看到了为清洁污水做出贡献的培养皿中的藻类植物、蚤类水生昆虫等家族，还在计算机里看到了放大的细胞图像。给专家们留下了深刻的印象。
实地考察和座谈后，专委会专家进一步市场调研、查阅资料、请教行业专家，进行了比较深入的研究。专家们认为，推广这一生态环保、因地致宜、循环经济、减排固碳的农村污水治理模式，有利于实现碳中和和乡村振兴，很有意义，很有发展前景。目前，高阳县已经开展了若干个农村污水生态治理项目。
第一部分 生态治理污水工艺技术的基本情况
工艺技术
生态污水处理技术依托生物处理和生态重建的组合工艺，采用食藻虫引导的水体生态修复技术，利用沉水植物，人工水草及湿地，结合村庄实际情况，把村里的坑塘、沟渠利用起来，打造花园式低耗能的农村污水处理系统。主要工艺流程包括蓄水分解池、多功能滤渠和多功能自然生态塘，系统出水进入鱼塘。三级处理系统通过土壤、微生物、藻类、水生植物和水生动物的不同功能，吸收和处理污水中的主要污染物，提高农村生活污水水质，并且改善农村坑塘和河流的富营养化现象，形成良好的生态环境，打造花园式景观。该技术具有净化效率高，景观优美，运营简单，成本低廉，可持续发展，兼具抗旱防洪等优点。该工艺技术已经取得了坑塘污水处理生态系统、净化系统、输送富含富氧离子的空气输送系统等6项专利。
多功能自然生态塘作为污水处理系统中的主体部分，不仅能够极大的降低污染物的浓度，有极高的观赏价值，并且有很多副产物，有较高的经济价值，使整个工艺的运行成本进一步降低。多功能自然生态塘种植丰富的水生植物，包括沉水植物、挺水植物和浮水植物，浮水植物通过光合作用产生大量氧气，吸收污水中游离态营养物质，净化污水的同时提供系统内不可或缺的氧气。其他水生植物以及水蚤等水生动物共同构造生态塘中的生态系统，对污水中的污染物质进一步处理。
生态治理工艺技术是关键是打造菌—藻—蚤食物链，控制生态平衡，维持生态稳定。同时保持菌、藻、蚤的年轻化，打造菌—藻—蚤强化食物链，加速有机质的分解、消化。系统运行的效率越高，污水处理的效果越佳。
处理效果
该工艺在实际运行过程中处理效果明显，经过三至五周的稳定运行，出水中主要污染物氨氮、总氮、总磷和有机物的含量均低于城镇污水处理厂，其中氨氮平均去除率为88%，有机物平均去除率为76%，出水总磷几乎为0，出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A标准，达到了《农村生活污水排放标准》（DB 13/ 2171-2020）规定的的白洋淀及其上游允许排放的直接入淀的最高标准[注1]。这是农村污水排放的最高标准。这个项目作为水资源给与了充分利用。污水的浊度从400左右降至10左右，水质清澈透明无异味。
该工艺在运行过程中产生大量经济副产物，净化污水的同时取得显著的经济效益，使农村居民居住的生态环境和生活水平均有了明显的提高。对出水中所含金属元素进行检测，其水质结果满足渔业用水标准，出水直接排入鱼塘，大大降低了鱼塘的运行费用。经检测，养殖的鱼也符合食用标准，且口感好，颇受欢迎。试点的刘李塘项目种植了大片荷花，能够大量吸收污水中的金属离子和其他污染物质。荷花能够在恶劣环境下生长，具有极高的观赏价值。荷花的叶子可以做成特色产品荷花茶，莲子和莲藕具有药用价值和实用价值。具有相当的市场价值。
成本和效益
项目生态建设、运行成本、财务效益和社会效益性价比较高。综合测算，一般1-2年即可收回建设资金。采用该工艺建造的项目，整个成本约于比传统污水厂节约成本50%左右。从经济效益看该工艺具有相当的可持续发展的潜力。
以刘李庄项目为例。该项目利用刘李庄原有的废弃水塘和河流，建造成本主要包括水塘之间的沟渠、铺设的砂石和黏土以及对原有水塘进行修复等费用，节省大量基建费用，加上购置荷花等挺水植物以及其他水生植物的费用，维持生态系统平衡接种培养的水蚤、田螺等水生动物的费用共约300万元。由于该工艺运行简单，具体操作简明快捷，农村身体健康的村民就可胜任，人工费成本不高。
该工艺在处理生活污水的同时还能产生相应的经济效益，水生观赏植物荷花带来的副产物荷叶茶、莲子和莲藕，处理污水过程中产生的大量藻类和微型水生动物为天然优质饲料养殖鱼。水生观赏植物荷花带来的副产物荷叶茶， 2.5亩荷花，每年大约能够生产325kg荷叶茶，价值约为97500元。莲子产量约112kg，莲藕产量约5000kg，可获收益约为47000元。治理后出水进入鱼塘，解决了鱼塘用水的问题，并能够保持鱼塘中水质正常。鱼塘占地面积约14300㎡，处理污水过程中产生的大量藻类和微型水生动物成为鱼类天然优质饲料，每年可为鱼塘节省运行和管理费用约为40万元，鱼塘中养殖鱼类每年可获利约为240万元。
家国情怀
失去的东西总是让人怀念的。有志于治理污水的建设者回忆，他们小时候，小白河水如其名，白洋淀一清见底。环境好水好，白洋淀及附近人形成一种好听的嗓音“水音儿”，嗓子没有杂音，纯真甜美又有水流的声音伴奏似的，好听，牙白。淀水、井水洗衣服不加碱或肥皂，下泥，因是“水软”所至。后来环境污染了，淀边人嗓子差了……何时恢复绿色美好家园？希望的种子在老乡们的心里慢慢发芽。
乡村振兴，为农民而兴，乡村建设为农民而建。人与自然和谐共生，这是老百姓的福祉，人民的期盼，也是建设美丽乡村的自觉动力。
初见成果 雄安德荫源环境科技公司的董事长杨总的家乡在白洋淀淀边，当地存在不少废弃的坑塘和沟渠，经过认真研究和前期实验准备，他带领团队提出生态塘的创新思路，通过自然生态净化生活污水工艺技术来改善生态环境。农村生活污水的生态治理，围绕“两圈一效应”的理念，即生活污水极易引起富营养化现象，通过新型工艺控制其富营养化的程度，并充分利用富营养化培养大量藻类，创造“水资源生态循环使用圈”；生活污水中的有机质充分用于渔业和农业，创造观赏性景观，发展乡村绿色旅游，形成为农民实现创收的“旅游经济圈”，经多次试验，刘李庄试点项目获得成功。
发展壮大 河北蓝荷水务公司是科创版上市的金科水务集团的子公司，注册在高阳。金科水务集团的项目曾获全球水奖：最佳水处理项目【注2】，技术背景比较雄厚。在德荫源公司初步实验基础上，蓝荷水务公司加持，两公司形成紧密的战略合作。根据更广泛市场需求，测试数据，找出问题，共同深入研究、实验，使这一工艺技术进一步完善、成熟。蓝荷水务引入碳权和水权模式，提出解决办法，形成产业化发展的新路径，在高阳县大力推广，开拓市场，让更多环保同行认识了这一绿色理念和创新工艺。在县、镇领导的支持下，建设了高阳的试点魏家佐坑塘项目，得到了河北环保督查组的表扬，县里召开现场会推广。近期正制定规划，将逐步在高阳和白洋淀周边乡镇建设多个项目，已中标庞佐坑塘项目，邢南和庞口项目正在推动。
绿水青山就是金山银山。篮荷和德荫源老总做生态治理污水，努力恢复附近昔日的自然风景的环保之梦，也是一种朴素的家国情怀。
专家指导
在生态污水坑塘治理试验中，聘请了科学院、工业大学几位专家、博士兼职研究指导，随着技术研究的深入，必须增加技术力量。蓝河水务公司与德荫源公司合作以来，更加注重提高技术水平。特别请清华大学环境学院的专家多次来高阳指导。
生态污水治理研发团队与清华大学生态环境学院、国家水质研究中心、河北大学等高校和科研机构加强合作，对高阳及雄安新区周边水域进行深入研究。研究提高农村污水、雨水、河流氧化塘治理工艺水平，农村污水氧化塘冬季水质稳定措施，藻类、蚤类在生态水系中的生长规律，藻类对周围空气的改善，特别是溶解氧释放的监测数据和测量办法，生态治理过程吸收污泥中的甲烷等有机质，释放氧气，纳入碳汇，研究制定方法论和生态治理模式的适应范围等问题。
通过调研和分析，2022年2月，清华大学环境学院专家提出《保定市高阳县坑塘生态环境导向开发模式及效益和生态修复项目工作方案》【注3】，提出“生态循环绿色农业产业创新模式构建”，充分考虑高阳县生活污水排放规模及波动幅度等特征，统筹考虑山水林田沙湖草沙、生态保护与发展相互关系，兼顾生态保护技术措施和可持续发展，将纳污池塘治理与农村生活污水处理，乡村湿地公园及海绵设施建设，生态旅游，绿色农业发展，多效协同推进。将生态治理污水工艺技术推广应用，在美丽乡村建设中，使之从污染源变成造福农业的生态湿地。通过建设藻类塘，打造菌藻造食物链，在治理污水、修复生态的同时，通过藻类释放负氧离子，实现减污固碳协同。
项目案例
蓝荷水务公司和雄安德荫源科技公司建设了高阳县西演镇魏家佐村黑臭水体治理、雄安新区安新县刘李庄镇坑塘治理、高阳县织女驿站污水治理、高阳县庞口镇生态农业产业观光园等五个项目。以两个项目为例。
1、高阳县西演镇魏家左村黑臭水体治理。
坑塘面积约6000平米，经过15天连续的物理、生物调节，池塘原有浮萍数量明显减少，水藻繁殖迅速，明显看到一些区域水藻成团。经过初期人工充氧，至今仅靠生态系统的自净功能和简单维护即保持良好水质。将打造成垂钓园，由臭水塘变为“聚宝盆”，真正实现“绿色环保”。 这一项目初步治理后，县环保局就地召开了现场会，号召各乡镇学习。由于此法投入低，见效快，收益高，受到附近乡镇青睐。河北环保督查组赞扬了魏家佐项目。
水质检测结果如下：
检测项 COD 总磷 总氮 氨氮 PH 溶解氧
治理前 135 0.98 9.46 17.5 7.5 0.1
15天后 15 0.84 5.88 3.77 7.5 4.1
30天后 11 0.16 3.65 0.68 8.1 7.2
2、雄安新区安新县刘李庄镇坑塘治理
坑塘面积约20000平方米，为死水坑塘。治理前表面布满黑、灰、白相间的油膜状污染物，水体恶臭发黑。治理结果：在注入消化池水5天后，由原本的黑臭水体，经过三天左右的发白现象后，逐渐转为土黄色，溶解氧开始增加，经过大约半个月的治理，水面呈现嫩绿的鲜活水色，溶解氧达到6mg/L以上。净化的坑塘，种荷养鱼，一派田园风光。
雄安新区对环境高要求，高阳县紧邻雄安新区，建设“雄安卫星城，美丽新高阳”农村污水治理的任务更加重要。在白洋淀周边区域的气候、温度、自然水体情况也非常适合该工艺技术的推广。河道治理及雄安新区周边进行生态修复，农村振兴，美化人居环境，改善空气质量，保持生物多样性，任重道远。
第二部分 生态治理污水工艺技术的优势和特点
党的二十大报告指出，要推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。大自然是人类赖以生存发展的基本条件。尊重自然、顺应自然、保护自然，是全面建设社会主义现代化国家的内在要求。
实践证明，农村污水生态治理工艺技术有特别的优势，是以农村方式治农村污水，发力乡村振兴；人与自然和谐共生，还原绿水青山；循环经济资源利用，污水变成金山银山。特别是减排与碳汇生态结合，践行低碳发展。生态治理污水工艺技术，值得进一步推广和发展。
一、农村方式治理农村污水，发力乡村振兴
随着全面小康社会的全面建成，国民生活水平有了显著的提高，农村地区用水问题得到了有效解决，但由于农村地区缺乏完善的管网系统，加上会有少量的养殖废水和农业污水随雨水排水地表水体中，造成地表水体富营养化严重，农村废弃塘体和周边小河流环境较差，严重影响居民生活，找到合适的方法处理农村污水迫在眉睫。
目前，农村污水处理一般用传统的城市污水处理工艺技术，需建设污水处理厂，通常需要大规模的前期基建投入，厂区占地面积大，影响周边原有的生态环境和居民生活质量，需要专业的技术人员进行运行和管理。在运行过程中，为维持较好生化反应效果需要提供持续的曝气，从而消耗大量能源，有时还会投加化学药剂，增加了污水处理的成本以及技术门槛，不能较好地应用于农村的污水处理中。
农村污水治理的难点，一是农村没有成熟的污水排放管网体系，生活污水分布区域分散、水量小，污染物指标不稳定，土壤贫营养、水体富营养，形成污染难治理的黑臭水体。二是农村污水厂存在建得好、用不好、“晒太阳”现象，生活污水不稳定等特点导致处理难和效率低。三是农村治理污水面临着资金难的问题。农村地区经济不够发达，在污水处理方面的经济投入相对较低，承担不了投资额度高的污水处理成本，为农村污水项目有效持续运营带来了较大困难。因此，不适合用城市规模的污水处理厂进行处理，亟待强化技术创新，统筹污水处理设施建设和运行维护成本，破解顽疾。
农村地区有闲置不宜耕种的土地，有废弃的塘体和小河流，这样的先天优势有利于构建自然生态污水处理方式。因此，要因地制宜，充分发挥农村现有塘体、河流、闲置土地和污水总量小等突出特点，更要考虑农村财政实际状况，选用投资少、回报高的方式处理污水。
对此，科学家们说，农村污水市场很庞大，有着不同的场景模式和价费机制，不能参照城市的做法。农村污水治理应因地制宜，采用不同的技术路线，找到属于自己的场景【注4】。现有供排水系统存在导致“土壤贫营养、水体富营养、处理高排碳和用水难保障”等问题。农村不适宜照搬城市现有的“城市用水-排水-处理排放-形成污染-治理黑臭水体”模式，如果不顾实地情况照搬照抄，到时候再纠偏就为时已晚【注5】。农村生活污水的处理更应结合地区实际，因地制宜，利用废弃塘体、周边河流、可利用土地面积大等特点，研发经济投入低、处理效果好的新型工艺。多途径反哺生态环境投入。生态化治理模式已经发展到5.0版，可以有效缓解资金难，充分发挥农村特有的生态资源禀赋，以农村的方式治理农村污水，实现左手省钱，右手挣钱【注6】。
我们考察的白洋淀、高阳生态治理工艺技术相当于农村污水生态化微循环治理模式的5.0版，是生态治理与生态农业结合的创新模式。清华大学环境专家称，该工艺技术结合农村排水特征，采用生态强化治理工艺技术这一技术亮点，农村纳污坑塘高品质水体生态保障，实现农村黑臭水体的快速脱黑脱臭，同时显著提高农村纳污坑塘的生态景观效果，将农村一丑变为一景，实践了美丽乡村建设。
推广创新资源化利用的新型污水处理工艺。自然生态净化生活污水工艺技术投入成本较低，污染物负荷较高，在有效处理生活污水的同时进一步加强农村地区生态建设，在净化污水的同时有效改善周边地区生态环境，将带来进一步的经济效农村益，为居民收入带来新的增长点，落实全面乡村振兴发展要求。
绿色生态污水治理模式探索与实践，成为农村污水未来重要的发展方向。在乡村振兴和碳中和背景下，农村污水治理行业进入了新纪元。
二、人与自然和谐共生，还原绿水青山
随着居民生活水平的提高，社会的发展，空气质量提高、生活污水治理是人居生存环境的重要因素。绿色低碳循环发展的经济体系，加快形成绿色生产生活方式，开创人与自然和谐共生新境界，还原青山绿水，创造金山银山。
健康的身体来源于健康的生活方式。一个优化的水生态系统从消碳、产氧、降尘等方面具有更多的优势，也是更适宜的居住环境。生活污水中含有丰富的氮、磷等元素，若将其直接排放到地表水体中极易造成富营养化现象，进而形成黑臭水体，严重地危害生态环境和人类健康。
通过生态污水工艺技术，多功能自然生态塘以生活污水为营养源，优化藻类生成系统，产生良好的藻类工作状态，形成一个制氧机器。处理生活污水的同时创造观赏性景观，在有鱼有草、人水和谐上实现突破，逐步提升河湖自净能力和生物多样性。包括大片荷花塘以及其他观赏性水生植物，鱼塘也可以作为度假垂钓的开发娱乐项目，在青山绿水中一系列景观设计进一步衍生出具有特色的农家游，发展集休闲、垂钓、养生和健康于一体的新农村发展模式。
顺应公众对美丽河湖的向往，有针对性的改善水生态环境。不仅有利于节约水资源、降低碳排放、改善水生态，还可以在缺水地区形成一个个水面，通过生态修复，有效提高周边人气，甚至带动低价低价值空间，形成新的经济隆起带，显著提升周边群众的获得感、幸福感、安全感【注7】。在取得经济效益的同时带动农村地区周边产业发展，在农村创造新的就业机会，为乡村建设贡献力量。
自然生态净化生活污水工艺技术，“景观、生态、净化”让您能够在北方见到“日出江花红胜火，春来江水绿如蓝”的江南水乡风光，人和自然和谐之美景。
三、资源利用循环经济，污水变成金山银山
污染治理、循环利用、生态保护有机结合的工作体系，是水生态环境保护领域落实绿色、循环、低碳协同推进的有效路径，加快发展循环经济，加强资源综合利用，不断提升绿色经济发展水平。
污水资源化利用是指污水经无害化处理达到特定水质标准，作为再生水替代常规水资源，用于工业生产、市政杂用、居民生活、生态补水、农业灌溉、回灌地下水等，以及从污水中提取其他资源和能源，对优化供水结构、增加水资源供给、缓解供需矛盾和减少水污染、保障水生态安全具有重要意义【注8】。
2021年1月，国家发改委等十部委发布《关于推进污水资源化利用的指导意见》，标志着污水资源化利用上升为国家行动计划，污水处理进入资源化利用阶段。意见指出，要加快推进污水资源化利用，促进解决水资源短缺、水环境污染、水生态损害问题，推动高质量发展、可持续发展。稳妥推进农业农村污水资源化利用，积极探索符合农村实际、低成本的农村生活污水治理技术和模式。
目前我国大多数污水处理厂主要将氮元素通过生化反应转化为氮气从水中脱除，磷元素则被固定在活性污泥中从而实现水中磷的去除，污水中含量更高的有机物则直接被大量曝气消耗掉。这种处理方式污水中有价值的污染物质没有进一步开发利用。
生活污水中的氮、磷等元素会引起河流和湖泊的富营养化现象，破坏生态平衡，但是其也是一种潜在的自然资源。藻类是一些鱼类的优质饲料，所以相比于直接将其转化为氨氮去除，不如用藻类和其他水生植物对其中污染物进行吸收和降解，在实现污水净化的同时改善环境，获取较高的经济效益。
2022年10月20日，生态环境部总工程师、水司司长张波指出，要统筹水资源、水生态、水环境，推进美丽河湖建设。生态环境部会同国家发改委，住建部，水利部正在推进的区域再生水循环利用试点，是将达标排放的尾水经人工湿地，水质量，水质净化工程等生态措施进一步改善后，在一定区域统筹用于生产，生态，生活的污水资源化利用模式。建设水区域生态循环系统，是水务行业中长期高质量发展的有效路径【注9】。在农业农村等领域系统开展污水资源化利用，以城镇生活污水资源化利用为突破口，开展试点示范，推动我国污水资源化利用实现高质量发展。
生态净化生活污水工艺技术，利用建设自然生态，通过藻类、微生物、水生植物和水生动物吸收利用污水中的有机质和营养物质，实现污水的资源化利用[11]。污水不是废水，只是被闲置的资源。污水在经过自然生态净化生活污水工艺的洗礼后，其中污垢被去除，回归水原本洁净清澈的本颜，再次投入美好生态环境的怀抱，为鱼儿、为花草注入生命的源泉，也带给人民健康的身体和美好的家园。
四、减污与提升碳汇能力结合，践行绿色发展
气候变化是人类面临的全球性问题，随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，我国由此提出碳达峰和碳中和目标。藻类在碳吸收方面的各种优势，对于双碳目标的实现具有重要的意义。
根据《联合国气候变化框架公约》定义，碳汇是从大气中清除二氧化碳等温室气体的过程、活动或机制。生态污水处理工艺技术的关键是藻类。藻类在生长、繁殖、利用上，与其他植物相比具有得天独厚的优势，藻类的叶绿体占整体比重最大，对二氧化碳的吸收和氧气释放的高效率。藻类在碳吸收方面的优势，对于双碳目标的实现具有重要的意义。
藻类提供了地球上将近70%的氧气【注10】，其光合作用速率高于树木，藻类兼具生物固碳和生物固氮两种功能，是最具有碳中和潜力的生物合成器。 藻类也是更优的碳吸收源和营养载体，用藻类和其他水生植物对其中有机物质进行吸收和降解，有效提高碳转化速度，能够吸收大量二氧化碳，产生大量氧气和负氧离子，以生活污水为营养源，优化藻类生成系统，产生良好的藻类工作状态，形成一个制氧机器，优化自然生态环境。在实现污水净化的同时减少二氧化碳，收获碳汇。
该生态污水治理工艺技术中藻类固碳的作用，其一，体现在对二氧化碳的高效吸收和对氧气的释放。藻类的单细胞结构和单位面积叶绿体数量，决定了对二氧化碳和氧气的吸收释放任何植物都不能比拟。其次，藻类生存的环境能极大的促进负氧离子（NAI）的产生。NAI作为活性氧的重要成员之一，由于其带负电荷在结构上与超氧化物自由基相似，其氧化还原作用强，能够破坏细菌病毒电荷的屏障及细菌细胞活性酶的活性，氧化空气中硫化氢等还原性气体，有助于温室气体减少；另外，NAI可以沉降空气中的悬浮颗粒物 。第三，藻类产生高浓度氧，减少消除水体厌氧环境产生的甲烷、硫化氢等温室气体。水体很难避免产生厌氧环境，但在藻类作用下，温室气体在散发到空气之前就被无害化处理。第四，富营养污水使藻类作用的最大化。富营养污水是藻类实现最大价值的基础。丰富的细菌也是碳、氮、磷的聚集体。利用藻类的氧气高输出，打造污水供氧系统，消除厌氧环境，维持生态稳定。在富营养污水条件下，藻类的繁殖速度极快，保持藻类年轻化，溶解氧浓度可以超过饱和溶解氧的2倍以上，效率远超物理供氧。同时高浓度氧增加各种生物的代谢速度，两者相互促进，效率更高。
微藻能产生很多功能独特的生物活性物质，是一个资源宝库，在医药、食品、水产、化工、能源、环保、农业及航天领域有着重要的开发价值。2002年8月，微藻合成工厂德莫特公司得到了近亿元Pre-A轮融资，藻类产品行业或将迎来蓬勃发展期【注11】。
中国科学院院士、清华大学碳中和研究院院长贺克斌认为，双碳行动在未来40年对中国发展影响深远。实现碳中和目标下的碳减排路径主要为五个板块，即资源增效减碳、能源结构降碳、地质空间存碳、生态系统固碳和市场机制融碳，五碳并举【注12】。生态系统固碳就是其中重要途径。
碳汇交易市场机制已经建立。2012年，国家应对气候变化主管部门发布了《温室气体自愿减排交易管理暂行办法》，建立了国家温室气体自愿减排交易机制。2020年12月，生态环境部发布了《碳排放权交易管理办法（试行）》，在应对气候变化和促进绿色低碳发展中充分发挥市场机制作用，推动温室气体减排，规范全国碳排放权交易及相关活动。明确“国家核证自愿减排量（CCER）”是指对我国境内可再生能源、林业碳汇、甲烷利用等项目的温室气体减排效果进行量化核证，并在国家温室气体自愿减排交易注册登记系统中登记的温室气体减排量。纳入国家配额发放的重点排放单位每年可使用不超过其配额5%的CCER进行履约。以相关的林业碳汇项目为例，目前获得国家主管部门备案的CCER项目中共有15个CCER林业碳汇项目，其中3个项目已签发首期减排量【注13】。
碳汇项目开发和审核的标准与依据是“方法学”。目前我国有碳汇造林、竹子造林、森林经营、竹林经营4个CCER林业碳汇项目方法学。2022年，开发了城市绿地碳汇项目方法学、经济林碳汇项目方法学和矿区生态修复碳汇项目方法学【注14】。
藻类碳汇交易开始起步。2017年组织开展了蓝碳相关标准的立项编制工作，已出台《养殖大型藻类和双壳贝类碳汇计量方法 碳储量变化法》行业标准。2021年自然资源部第三海洋研究所与广东湛江红树林国家级自然保护区管理局合作，开发了国内首个蓝碳交易项目【注15】。
目前，坑塘藻类碳汇的方法学尚待研究制定，纳入国家温室气体自愿减排交易系统中进行交易还需要做大量工作，但前景广阔。生态系统固碳与生态文明建设、美丽中国建设所涉及的山河林田湖草沙系统治理是目标一致的，随着生态系统的修复、巩固和建设，固碳增汇的收益来支持污水生态治理的成效也将更加显著。
河北蓝荷和雄安德荫源公司的项目建设者们在生态治污和保护自然环境中逐渐发现藻类碳汇的作用，不断学习请教专家，实践中总结提高，从直觉到自觉，决心积极推动碳汇开发利用，为实现我国的碳达峰碳中和做出贡献。高阳农村污水生态治理项目计划将生态治理产生的碳汇转让给附近的排放大户，如高阳的印染企业，以后碳汇规模大了，还可以卖到国外。争取做首个农村坑塘藻类碳汇试范试点。
第三部分 思考和建议
过去十年，我国水环境发生了转折性变化。2021年，全国地表水Ⅰ-Ⅲ类水质国控断面比例为84.9%，比2012年提高了23.3个百分点，劣Ⅴ型水质断面比例为1.2%，比2012年降低了9.7个百分点，初步交出了令人振奋的成绩单，但治水任重道远，面源污染、水生态失衡、生态用水不足等一系列深层次的问题亟待解决【注16】。
我国目前仍有5亿多人口居住在农村，农村土地、农村地区占全国土地总面积90%以上，而农村污水仍然是环境保护的顽症痼疾。目前，全国农村污水率已经从2016年的22%逐渐稳步提升。国家要求2025年农村生活污水治理率达到40%，2020年的农村生活污水治理率仅为25.5%，我国农村污水治理领域技术高难度，行业不成熟，产业高门槛。国家出台了多项政策推动农村污水治理市场的发展，十四五时期，农村污水市场理论上至少还有700万吨以上的新建规模。农村污水治理缺口很大【注17】。
新时期水生态保护将由过去以污染治理为主向水资源、水生态、水环境等流域要素协同治理，“三水统筹”推进转变。力争在“有河有水”、“有鱼有草”、“人水和谐”上实现突破。
经过实地调研考察，认真分析、研究、思考，从一个项目、一项工艺技术看保定高阳、京津冀地区生态发展，到绿色、生态、降碳、农村污水治理产业的发展，提出如下建议。
一、优化绿色低碳发展区域布局，做好统筹规划
党的二十大报告中指出，必须牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，站在人与自然的和谐共生的高度谋划发展。2021年9月22日《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中强调，要强化绿色低碳发展规划引领，优化绿色低碳发展区域布局。高阳地处白洋淀周边，是雄安的卫星城，持续优化重大基础设施、重大生产力和公共资源布局，在京津冀协同发展的区域重大战略实施中，按照绿色低碳发展导向和任务要求，将碳达峰、碳中和目标要求全面融入高阳县经济社会发展中长期规划中。与发展规划、国土空间规划、专项规划、区域规划和地方各级规划衔接协协同，构建有利于碳达峰、碳中和的国土空间开发保护新格局。
生态环境部等五部门联合印发《农村污水污染治理攻坚战行动方案（2021至2025年）》明确指出，将农村黑臭水体整治与生态生活污水垃圾，种植养殖等污染统筹治理，将治理对象目标持续协同一致，确保治理成效。高阳县作为雄安南部三区一屏障重要战略定位，面临着京津冀协同发展带来的承接疏解机遇，雄安新区大规模建设带来的辐射带动机遇，以及保定市推动京雄保一体化发展带来的城市经济融合发展机遇。三大区域性机遇，自身水系生态优势，文化底蕴优势明显，清华大学环境学院生态中心专家建议，在高阳县创新传统农村闲置坑塘治水模式，将坑塘治理与农村生活污水处理，乡村振兴，生态旅游等相关工作统筹考虑，将村庄坑塘水系治理及利用统筹规划，协同推进高阳县农村生态环境保护与生态产业协同高质量发展新路径。
二、推动产业生态化升级，大力发展绿色低碳产业
我们要推进美丽中国建设，坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，统筹产业结构调整，深入推进环境污染防治。统筹水资源、水环境、水生态治理。
治理坑塘水系作为农村生态环境的重要组成部分，具有承担村庄排水、提供水源和生物栖息地、防汛抗旱、调节小气候、美化环境等重要功能，是乡村振兴基础设施建设中的重要生态基础设施，也是乡村生态环境提升与乡村文化体现的重要切入点和重要空间载体。
生态化治理农村污水产业不是单一的以污水治污水，更多的是和人居环境、生态农业、乡村旅游等各方面相结合，通过将污水治理和产业相结合，探索绿水青山就是金山银山的生态路径。聚焦坑塘黑臭等突出短板，强化源头减量、资源利用、减污降碳和生态修复。以农村为单元，坚持问题导向，因地制宜，制定一村一策、一塘一策实施方案，结合美丽乡村建设，将高阳县农村坑塘、黑臭水体综合治理与乡村振兴、产业发展、生态文化、旅游发展、防洪减灾相结合，通过农村生活污水收集及处理、坑塘黑臭水体治理与生态修复，生态产业发展，打造良性循环。
由农村污水坑塘治理形成产业，推动产业结构优化升级。加快推进农业绿色发展，促进农业固碳增效。生态强化农村污水治理工艺技术由试点项目，推广形成绿色低碳产业，推动新兴技术与绿色低碳产业深度融合。
三、积极推动碳汇开发利用，将碳达峰碳中和行动落到实处
党的二十大报告提出，积极稳妥推进碳达峰碳中和，实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，要有计划、分步骤地实施碳达峰行动。绿色低碳发展，降碳、减污、扩绿、增长。
将藻类碳汇纳入温室气体自愿减排交易体系。依托国家统一碳交易市场，研究开发陆上藻类碳汇项目核算方法，将减排与碳汇生态服务有机结合，使这一绿色低碳的生态治污技术实现碳汇可持续发展，助力实现碳中和目标。
2022年9月21日保定市气候投融资试点启动大会，宣布保定市作为全国首批气候投融资试点城市，意义重大。保定是服务首都北京和雄安新区的重要生态屏障，是地市级城市中全国唯一一个低碳试点城市，京津冀区域唯一的气候投融资试点。要加快建设气候、投资、气候、投融资项目库，挖掘具有保定特色的低碳创新技术和项目，培育具有创新精神的气候气候友好型企业。保定市市委书记说，以绿色低碳的底色聚力培育一批气候友好型市场主体，以绿水青山的颜值聚力，打通绿色生态价值向经济价值转化通道，以先行试点的勇气，聚力探索一批气候投融资发展新模式【注18】。
高阳农村污水生态治理企业应抓住这个利好机会，培养和支持具有创新精神的气候友好型企业，争取列入低碳创新技术项目库，创立气候投融资发展新模式。
2022年10月，保定市水污染防治工作领导小组印发《保定市农村黑臭水体排查整治量化问责管理办法》规定，由生态环境部门、水利部门、住建部门、农业农村部门等各部门和市县乡村分工负责，形成严格的量化问责机制，将农村黑臭水体纳入问责范围和追究相应的责任，对相关责任人和负责人依规依法追责问责，有力推动治理农村黑臭水体排查整治工作。
积极参与我国碳市场交易。全国碳排放权交易市场是落实中国碳达峰目标与碳中和愿景的重要政策工具。中国温室气体自愿减排交易机制自2012年开始运行，国家核证自愿减排量（CCER）已被用于碳排放权交易试点市场配额清缴抵销或公益性注销，有效促进了能源结构优化和生态保护补偿。2021年7月16日，全国碳市场上线交易正式启动，是全球规模最大的碳市场【注19】。
2022年8月19日，国家发改委、国家统计局、生态环境部印发《关于加快建立统一规范的碳排放统计核算体系实施方案的通知，提出，到2023年，初步建成、到2025年进一步完善统一规范的碳排放统计核算体系。
建议支持试点企业牵头，在林业碳汇方法论和海洋蓝藻方法论的基础上，尽快开展坑塘藻类碳汇项目核算方法研究，为开展藻类碳汇交易提供方法遵循。依托国家统一碳交易市场，开展碳汇交易实践，温室气体自愿减排交易体系，进一步发挥市场机制作用，在鼓励高碳行业积极减排的同时，支持碳汇等低碳零碳项目发展。使用碳汇项目产生的减排量抵销碳排放配额清缴，争取多元化渠道融入藻类碳汇发展的投融资机制。
四、抓住时机争取政策支持，助力乡村振兴项目发展
国家发展战略要求坚持农业农村优先发展，把提高农业综合生产能力放在更加突出的位置上，财政投入聚焦农业农村基础设施重点领域，强化区域资金、资产、资源全要素整合，强化地方政府、部门、金融机构，实施企业多主体协同，引导政策性、开发性金融支持。适度超前开展农业农村基础设施投资，撬动更多中长期信贷资金高效率低成本倾斜，流入农业农村，助力全面推进乡村振兴，加快农业农村现代化。国家有关部门出台了一系列支持政策。
近期国家出台的政策有，2022年9月年国家发展改革委《农村产业融合发展示范园建设中央预算内投资管理办法》的通知，中央预算内投资采取定额方式，分两年安排农村产业融合发展示范园项目。2022年7月27日，国家发展改革委下达2022年污染治理和节能减碳专项资金，中央预算内投资24亿元，支持节能减碳技术创新示范项目。2022年8月16日，农业农村部、国家乡村振兴局《关于开展2022年百县千乡万村乡村振兴示范创建的通知》，组织创建100个左右国家乡村振兴示范县，省级农业农村部门乡村振兴局组织创建1000个左右乡村振兴示范乡镇，1万个左右乡村振兴示范村。分层级推进示范创建，力争用五年时间开展创建工作的国家乡村振兴示范县，基本覆盖全国各地。2022年7月15日，农业农村部、国家乡村振兴局、国家开发银行办公室、中国农业发展银行《关于推进政策性开发金融机构支持农业农村基础设施建设的通知》，鼓励用好政策性、开发性金融工具，及时补充符合条件的农业、农村、新型基础设施等重大项目资本金，或作为专项债项目资本金搭桥，引导金融机构加大配套融资支持，吸引民间资本参与，创新投融资体制机制，撬动金融社会资本，强化信贷资金保障。
这些政策有力地支持发展农村环境治理产业发展，应抓住时机组织项目申请优惠政策和资金，助力乡村振兴项目发展。
申请政策支持资金，一是要及时了解政策，学深学透。二是做好项目储备、项目库和项目的优化工作。三是地方政府大力支持和引导，专业厅局组织和推动，企业创造条件积极申请和实施。四是提高效率，抓住时机。
五、探讨市场化经营模式，生态产品价值转化为经济效益
农村污水处理新产业生态中的三要素渠道、技术、资本，需要各方协同共生发展，推进产业生态化。需要优化项目模式和相应的管理模式。
近年来，生态环境治理任务重，地方政府支出压力大，单纯依靠政府财政投入难以维持，将生态环境治理，由公益性项目转变为具有开发价值的经营性项目，解决生态产品抵押难、交易难、变现难的问题，实现生态产品价值转化为经济效益。打造良好的生态环境基底，通过坑塘生态，水产养殖，乡村生态旅游等多渠道、多途径反哺生态环境治理投入，减少政府财政成本。
实施生态化EOD模式。生态化EOD模式即生产环境导向的开发模式，是生态化治理未来发展阶段的重要业务模式，其核心模式就是治理加开发，通过碳金融、新农村建设、农村土地综合治理等助力乡村环境治理和生态产业运营。EOD项目开发，解决融资的问题，减少政府资金负担。
管理模式向低碳转型，推进县城和农村绿色低碳发展。2021年9月《中共中央 国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》要求推进城乡建设和管理模式低碳转型。加快推进绿色社区建设。结合实施乡村建设行动，推进县城和农村绿色低碳发展。
项目商务模式必须有可行性和可持续性。在在污水治理过程中，要有交通、电力及土地使用、水容量保证等为基本条件。要做好和当地村民、村委会的合作和协调，要合作共赢，制定好互利共赢的项目合作协议。完善项目，合法合规。确定明确的责任和义务以及合适的技术服务。依法收取排污费，制定合理的运营费用，运营收益双方共享。
提高企业自身技术和管理水平。作为实施主体的企业，推广应用新技术、新工艺处理农村生活污水，不断提高管理水平、技术水平和运行水平，企业的工程化、装备化能力，标准化可复制，争取做有特色、有水平的专精特新企业。努力打造高标准乡村振兴实践案例、高质量共同富裕示范样板项目。
生态污水治理工艺技术目标应达到清华大学环境专家提出的，一是农村纳污坑塘高品质水体生态保障模式创新，二是生态循环绿色农业产业创新模式构建，三是城市水系生态修复与稳定性提升，四是生态治理与高质量协同发展模式打造。纳污坑塘水质量提升与生态修复，按照有河、有水、有鱼、有草人水和谐的治水目标和产业兴旺、生态宜居的乡村振兴战略目标要求，以智慧高效为目标，全面提升坑塘水系管控标准化和智慧化水平，分村分级精准操作【注18】。
酒香也怕巷子深，生态环保农村污水处理工艺技术还需要大力开拓市场，扩大项目数量，上规模、上效益。探讨市场化经营模式，生态产品价值转化为经济效益，可持续发展。
六、美化环境振兴乡村，创建高阳模式新样板
“努力在创新驱动发展和实施乡村振兴战略上打造新样板”，2022年11月，保定高阳县委书记谈学习党的二十大报告体会时这样说。
高阳县地处华北平原，位于保定市东南部，北靠华北明珠白洋淀与雄安新区安新县交界，总面积441平方千米。下辖1个街道、7个乡镇和1个开发区，156个自然村。境内有潴龙河、孝义河、小白河3条汇入白洋淀的季节性河流，属海河流域大清河水系【注20】。全县共有大小坑塘750多个。
近年来，高阳县把农村坑塘水系治理，作为白洋淀上游生态环境治理和保护的一项重要任务来抓，全县农村人居环境不断优化。由于历史原因和相关因素，现有农村污水收集率低于5%，大部分坑塘通过自然蒸发和渗井消耗，已安装一体化污水处理设备的十几个村庄设备运行效果也有待改善，其余150个自然村亟待完善污水收集及处理设施，导致全县的250个坑塘存在雨季因污水流入而黑臭现象，其中常年有水且且容积大的约70多个，黑臭现象严重。当前，坑塘水系污染问题量大面广，情况复杂，污染反复治理难度大，已成为高阳县生态环境保护和乡村振兴工作的难啃的硬骨头，亟待寻找新的治理模式破解现有治理难题。农村污水生态治理工艺技术具有非常大的需求。
治理农村污水将保障白洋淀流域生态环境安全，促进区域再循环再生水循环利用，助力高阳县乡村振兴，同时打通产业生态化与生态产业化路径，实现农村生产、生活、生态的三生和谐，环境美、生活美、产业美、人文美四美共生，协同推进高阳县乡村高质量发展和生态环境高水平保护【注21】。
具体建议。2022年2月9日，清华大学环境学院专家提出《保定市高阳县坑塘生态环境导向开发模式及效益和生态修复项目工作方案》，对坑塘生活污水生态治理，结合建设生态坑塘湿地生态渔业景观，打造文化设施、科普、宣教、科研、监测等多管理设施建设和农业循环经济发展，形成高阳县村级生态湿地公园、生态垂钓园、生态游憩园、生态科普园、生态栖息地等各具独有的特色景观，通过发展生态旅游等方式，多途径、多渠道反哺到高阳县农村生态环境治理中去，实现农村纳污坑塘与生态农业结合，构建生态循环绿色农业产业创新模式。
建议由高阳县政府主导，清华大学水质与生态研究中心负责整体顶层方案设计，国内有实力的企业负责项目的建设与运维，整个项目采用生态环境导向的开发EOD模式。根据项目类型、资金来源、融资方式、回报机制等因素确定具体方案。高阳县可依托其方案申请国家生态环境导向的开发模式试点项目。庞口镇前期生态坑塘已有一定的工作基础，可将其作为高阳县生态环境导向开发EOD模式试点。
蓝荷水务公司也具体提出《关于高阳县农村生活污水生态治理运营模式建议》，提出污水生态化处理和相应的污水资源化运营模式。污水处理的中水应用于农田灌溉，建设生态农业产业基地或体验农业示范园，节约地下水开采，通过销售水（水肥一体化）实现治理污水资源化收益，一部分灌溉农田，增加农作物产量，提升农作物品质。一部分水销售给用水企业，一部分开发新型农业、渔业养殖、旅游业，以及获取碳权、水权收益。
通过先行先试，形成可复制、可推广的样板优选碳汇试点的“高阳模式”，发挥示范引领作用，在高阳县及保定市区域推广，拓展至全国农村，生态保护与生态产业高质量发展协同治理。
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注释
注1、《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）。《农村生活污水排放标准》DB 13/ 2171-2020，2021年3月1日实施。白洋淀及其上游流域最高允许排放浓度，
注2、金科环境入围GWI“2019全球水奖提名。唐山再生水项目是“蓝色生态园”模式的示范应用，入围全球水业知名机构——国际水务智库（GWI）“2019全球水奖-2019年度最佳工业水处理项目”，是中国大陆地区唯一入围项目。摘自《中国科技投资》2019年4月刊。
注3、注21、清华大学环境学院《保定市高阳县坑塘生态环境导向开发模式及效益和生态修复项目工作方案》2022年2月9日。
注4、E20研究院院长，北京大学环境学院产学研中心主任付涛，在2022年9月23日E20环境产业领跑者主题沙龙的发言。
注5、注9、清华大学环境学院教授、国际标准化组织城镇水回用技术分委员会主席胡洪营，在“2022年二十届水业战略论坛”上的发言。
注6、浙江农林大学农村环境研究所所长、浙江省环境科学学会农村环境专业委员会主任郑展望教授，在2022年第20届水业战略论坛上的发言。
注7、注16、生态环境部总工程师、水司司长张波，2022年10月20日， “统筹水资源、水生态、水环境，推进美丽河湖建设”。
注8、《关于推进污水资源化利用的指导意见（发改环资〔2021〕13号》，
注10、注11、据2022年8月36氪Pro海若镜报道，德默特创始人韩丹翔和红杉中国合伙人张涵发言。
注12、中国科学院院士、清华大学碳中和研究院院长贺克斌，在2022年新京报贝壳财经夏季峰会“先立后破，双碳助力美丽中国”主题论坛上，“碳中和与绿色高质量发展”的讲演。
注13、注19、国家发改委原农经司原副司长，中国林业协会首席专家吴晓松“碳达峰碳中和是林业发展的重要机遇”中国林草资讯，2021年12月30日。
注14、北青网，2022年8月18日。岳阳日报2020年7月15日。
注15、关于政协十三届全国委员会第四次会议第1162号（资源环境类125号）提案答复的函。
注17、G20环境平台水业研究中心首席行业研究员景媛媛
注18、北京绿色交易所，2022年9月26日。
注20、河北高阳县官网
参考论文
1、“污水处理、能源综合与碳综合案例分析”，作者郝晓地等，2021年8月20日，《中国给水排水》网络首发论文。
2、“贝藻类养殖碳汇核算与综合温室潜力评估研究进展”，作者叶旺旺等，《应用海洋学学报》网络首发论文，2021年9月8日。
