新加坡公用事業局（PUB）執行長Peter NG先生在2019年10月31-11月2日在香港舉辦的第8屆IWA-ASPIRE亞太水大會上，爲大家分享了新加坡的的水資源現狀、面臨的危機以及新加坡的解決辦法。
新加坡“缺水”新加坡國土面積僅爲爲720平方公裏，人口高達570萬。盡管新加坡多雨，但是卻沒有足夠的空間收集和儲存所需雨水來滿足日常用水需求，導致新加坡成爲全球範圍內天然水資源最爲匮乏的國家之一，長期以來不得不依靠進口水資源來解決問題。土地受限、水資源匮乏、幹旱洪澇、水體汙染及人口和經濟的增長等危機，促使新加坡需要提前規劃制定戰略方針並尋求創新，以確保可持續的水供應。Peter先生在其報告中指出，目前新加坡的每日用水約4.3億加侖（約195萬噸），到2061年，新加坡的總需水量將會翻倍（預計日總需水量爲8.6億加侖）。
表1 2040年世界水資源匮乏國家排名 (來源：World’s mostWater stressed countries in 2040 by World Resources Institute, Aug 2015)新加坡目前擁有蓄水池17個，河流、水道和溝渠管網總長爲8000公裏，新生水（NEWater）産量爲1.75億加侖（約81.4萬噸），滿足總需求量的40%，海水淡化産量爲1億加侖（約46.5萬噸），滿足總需求量的25%。飲用水廠共8座（包括柔佛河供水處理廠），海水淡化廠3座（2020年新增2座：Marina East Desalination Plant 及Jurong Island Desalination Plant ），新生水廠5座，供水回收廠4座。截至2017年3月31日的物業、廠房及設備費用爲71億新元（約366億人民幣）。新加坡公用事業局(PUB)發展曆程新加坡公用事業局（PUB） 是依據2001年《公共事業法》（Public Utilities Act）成立的法定機構，主要負責商業及非商業水務服務的運營，其中供水及衛生服務是其商業運營的重要部分。PUB最初是成立來接管新加坡市政局的水、電、管道燃氣運營業務，直到2001年，PUB重組成爲直屬于環境部的國家水務機構。多年來，PUB展現了其在水務領域上令人矚目的進步。除此之外，PUB的獨特之處在于私營部門積極廣泛地參與了供水服務的提供。服務合同的廣泛使用以及近期實現的供水自由化都體現了私營部門的參與。多年來，PUB一直致力于通過研究、技術投資來實現水處理、水循環和水供應，從而以一種綜合、有效且具有成本效益的方式來滿足本國的水需求。如今，新加坡已成爲國際公認的綜合水管理示範城市和新興的Global Hydrohub——全球領先的水技術商業機會和專業知識中心。 爲確保充足供水，PUB必須落實“閉環式水循環系統”(Water-loop)，不斷回收再利用汙水及淡化海水，補充天然水資源的不足。其對水資源管理的整體方法可以歸納爲三個關鍵策略：
收集每一滴水
無限水循環
海水淡化
PUB不僅要管理用水需求, 還要制定相關計劃和政策以確保在嚴旱的季節裏居民也能有足夠的供水。此外,PUB還致力于降低因強降雨或海平面上升而造成的洪災風險, 以及減少自來水和汙水服務中斷的情況。
PUB發展曆程
PUB閉環式水循環系統新加坡的“四大水龍頭”新加坡擁有強大而多樣化的供水系統，被稱爲“國家四大水龍頭”。新加坡也是全球自來水水質最高的國家之一。自來水完全符合世界衛生組織制定的飲用水標准, 它可以直接從水龍頭飲用,無需進行過濾。
國內集水區
當地集水區的水源是新加坡可持續供水的支柱之一。大部分降落在新加坡的雨水都經由排水溝渠、水道和河流分別引入17個蓄水池儲存。自2011年以來，隨著濱海、榜鵝和實龍崗蓄水池的建成，集水區面積已經占據新加坡國土面積的三分之二。新加坡每年平均降雨量約爲2,330毫米。偶爾，數小時的強降雨也可能相等于一個月的降雨量，這對排水管道和溝渠的容量構成挑戰。爲此，PUB采取了“源頭－渠道－接收點”全方位策略,加強暴雨防治管理。它不僅在排水的管道和溝渠 (“渠道途徑”) ，也在徑流的源頭 (“源頭”) 和洪水彙入點(“接收點”)進行了布防。PUB將繼續探索可增加雨水收集的其他途徑，致力于收集落在新加坡的每一滴雨水。
新加坡17座蓄水池分布圖
新加坡的雨水與汙水是通過兩個獨立系統進行收集的，確保水道不受汙染：
雨水通過排水溝、河道等綜合管網引入蓄水池，經處理成爲飲用水；
汙水通過地下管網收集後經由新生水廠處理回用。
新加坡雨水與汙水收集系統進口水源馬來西亞柔佛州政府與新加坡政府之間于1961年簽訂的“供水協議”已于2011年8月31日到期。根據《1962供水協議》，新加坡將繼續從柔佛州進口水，能夠保證在2061年之前從柔佛河中每日抽取2.5億加侖（約113.6萬噸）的水。
新加坡進口水源——柔佛河“NEWater”新生水NEWater是新加坡的成功典範。它是由處理後的廢水經過先進膜技術和紫外線消毒淨化後産生的高質新生水，有效緩解了幹旱月份造成的缺水問題，是新加坡邁向可持續供水的重要支柱。目前，新加坡的五座NEWater新生水廠可滿足40%的用水需求，到2060年，NEWater有望滿足新加坡未來近55%的供水需求。
（1）NEWater的誕生
NEWater的誕生還要追溯到20世紀70年代，當時新加坡政府在對新生水進行可行性研究。盡管最終研究結果表明新生水技術上可行，但是成本高及不確定性成爲政府最大的擔憂。到90年代，膜技術的成本和性能得到大大改善，其他國家如美國也在大力推廣膜技術水處理及回收上的應用。1998年，PUB組建了一只團隊來測試最新的膜技術在中水回用直飲方面的應用。兩年後，PUB成功完成了一項全規模示範工程——日産水量約1萬噸。高品質新生水NEWater就此誕生。之後一系列的測試評估也驗證了NEWater是安全、可持續的水資源。PUB還邀請到來自工程、生物醫藥科學、化學及水技術領域的國際專家對NEWater進行了評估。目前，NEWater新生水已超過15萬次質量科學測試, 並達到世界衛生組織和美國環境保護署所規定的飲用水標准。2003年，PUB面向大衆正式啓用NEWater，並首先在Bedok和Kranji建立了兩座NEWater新生水廠，同時還設立了遊客中心和水博物館來展現新加坡水資源可持續發展之旅。
新加坡NEWater遊客訪問中心（2）深邃工程–“汙水高速公路”新加坡深隧系統（Deep Tunnel Sewerage System, DTSS）是一條長達48公裏的汙水高速公路，將汙水輸送到新生水廠進行處理並淨化成新生水或排入海中。由于能高效率地回收全島汙水，深隧系統也再次證明了科技的結合能促使有效地大規模回收汙水以確保新生水的可持續供應。DTSS的第一階段建設已完成（DTSS 1）：DTSS第一階段工程于2008年竣工。其中包括從克蘭芝到樟宜, 全長48公裏的汙水管道, 以及一座每天可處理90萬立方米 (2.02億加侖) 汙水的樟宜汙水回收廠(Changi Water Reclamation Plant)。這個系統也包括了60公裏長的汙水連接管和兩條5公裏長的深海排管。第二階段建設將覆蓋新加坡西部（DTSS 2），計劃于2022年完成。工程包括修建一條40公裏長的深隧道，60公裏長的汙水連接管道，以及一座位于大士 (Tuas) 的全新汙水回收廠。新的汙水回收廠將與國家環境局的新垃圾焚化廠毗鄰而居。兩座工廠的結合能將廢料轉化爲能源,是本地首個結合汙水與垃圾處理的項目。這樣一來就可以盡可能高效率的回收能源和資源，同時也讓兩座設施從中受益。到了2025年，來自全島的家庭和工業汙水，將借助地心引力由深隧道排汙系統輸送至汙水回收廠進行處理。這個系統給予多方面的效益:
創造協同效應：取得高效能源和資源回收並減少工廠占地範圍
提高土地使用效益
保護環境
確保新生水的可持續供應
（3）NEWater新生水廠處理過程
微濾：過濾掉進水中微米級的顆粒和細菌；
反滲透：去除不良汙染物，該階段出水優質；
紫外消毒：確保出水不含任何生物，並添加化學物質恢複水體酸堿平衡。
NEWater新生水廠處理過程示意圖
（4）NEWater新生水的使用
非飲用水：NEWater新生水高度純淨，主要用于晶圓制造廠、工業區和商業大樓，作爲工業及空調冷卻用途，通過專門的管網交付給工業客戶。NEWater最大的用戶是晶圓制造廠，其對用水水質的要求甚至比飲用水還要嚴格。
間接飲用：旱季，NEWater會補充進入源水庫，再經由水廠處理後配送給居民。
（5）外部評估
PUB每年都會對NEWater進行兩次外界評估，評估小組由工程、水化學、毒理學及生物學領域的國際專家組成。海水淡化由于新加坡四面環海, 所以PUB充分利用海水資源, 將其淡化成飲用水。同時,PUB也一直在探索成本更低、更高效的海水淡化技術。目前，新加坡擁有三座海水淡化廠（鳴春SingSpring，大泉Tuaspring，大士Tuas），日處理量爲1.3億加侖（約59萬噸），可以滿足新加坡目前用供水需求的30％。此外，分別位于濱海東（Marina East）和裕廊島（Jurong Island）的第四家和第五家海水淡化廠也將于2020年竣工。到2060年，海水淡化有望滿足新加坡未來供水需求的30％。
新加坡海水淡化進程
（1）新加坡第一座海水淡化廠
2005年9月，新加坡正式啓動了第四個“國家水龍頭”，也是新加坡第一座海水淡化廠——鳴春（SingSpring）海水淡化廠。作爲Hyflux的全資子公司，鳴春以DBOO模式（設計，建造，擁有和運營）贏得了建造新加坡第一座海水淡化廠的競標。鳴春海水淡化廠將在20年內爲PUB每天提供多達3000萬加侖（約13萬立方米）的淡化水。
鳴春海水淡化廠處理流程
（2）新加坡第二座海水淡化廠
新加坡第二座海水淡化廠——大泉（Tuaspring）海水淡化廠于2013年正式啓動，能夠在長達25年的運營期限內爲PUB每日提供7000萬加侖（約32萬立方米）的淡化水。該廠的主要處理流程包括進水格柵、預處理（超濾）、反滲透，最後出水再經過礦物補充儲存在PUB的配水庫中。
大泉海水淡化廠處理流程
（3）新加坡第三座海水淡化廠
大士(Tuas)海水淡化廠是新加坡第三座海水淡化廠，于2018年6月正式啓用，創下了新加坡的多個“第一”：
新加坡國內第一座應用先進預處理技術（氣浮+超濾）的海水淡化廠；
第一座真正意義上由PUB完全擁有的海水淡化廠；
第一座建有太陽能板的海水淡化廠（該廠有超過一半的屋頂面積覆蓋太陽能板）。
大士海水淡化廠處理流程大士海水淡化廠處理流程主要包括進水格柵、溶解氣浮、超濾、反滲透及後處理。海水首先通過水下管網輸送到淡化廠，通過兩級格柵去除顆粒物。出水進入溶解氣浮池，該過程添加化學藥劑凝聚微小物質，並泵入微細氣泡使凝聚後的顆粒物附著于氣泡表面從而得以去除。經過氣浮處理的海水進入到超濾池，穿過半透膜去除一些微小雜質、微生物及細菌。經過預處理的海水將在反滲透作用下分離出溶解性固體物質。最後經過後處理，如添加氯和氟等化學物質，淡化海水成爲了飲用水。
（4）低能耗海水淡化技術的研究
新加坡目前主要利用反滲透技術進行海水淡化，需要大量耗能才能將海水處理成飲用水（能耗約3.5kWh/m³）。PUB正在探索低能耗海水淡化技術以確保可持續地淡化海水，希望將能耗降低一半：
電去離子技術（Electro-deionisation）：目前PUB已成功在日處理量爲50m³的中試廠證明利用此項技術淡化海水的能耗爲1.65kWh/m³，節省近一半的能耗。PUB近期將在大士繼續擴大升級技術示範規模，計劃在日處理量爲3800m³的廠裏進行驗證，一旦技術驗證可行，將繼續在大士海水淡化廠進行10000m³/d的大規模示範驗證；
仿生技術：模仿紅樹林植物和廣鹽性魚類使用少量能量從海水中提取淡水的生物過程。
新加坡“不缺水”–戰略規劃
核心戰略規劃
目前新加坡的每日用水約4.3億加侖（約195萬噸），進口水量爲2.5億加侖，本地供水1.8億加侖。統計數據表明住宅用水占比45%，非住宅用水占55%（主要爲工業用水）。到2061年，新加坡的總需水量將會翻倍爲8.6億加侖（預計住宅用水占30%，非住宅用水占70%），屆時供水協議到期，進口水源中止，新加坡如何滿足這多出來的6.8億加侖日供水量的需求呢？爲了滿足全國未來可持續供水需求，PUB集中精力，將目光放在提高再生水利用率和擴大海水淡化産量上。預計到2061年，新生水（NEWater）和海水淡化將滿足新加坡未來水需求的85％。整體的戰略規劃歸納如下：
最大化産出（收集每一滴雨水）
無限回用（汙水回收再利用）
飲用海水（開發新技術降低海水淡化的成本）
輔助計劃 新加坡還出台了一系列措施和規劃輔佐戰略規劃的實施，包括：
（1）節約用水
管理用水需求與確保充足供水一樣重要。實現可持續的用水和水管理需要大衆的參與和承諾。社區的參與有助于實現可持續性用水和管理水對環境的影響。PUB采取了強制性措施、合理的水價和推廣活動，以達到善用每一滴水的目的。爲了鼓勵社區內人人能夠節約用水，PUB實施了一系列節約用水的計劃。除了持續推進節約用水的宣傳活動外，還針對大型用水用戶推出了節水管理計劃，以及對洗衣機等用水家電等實施強制性的省水標簽計劃，如強制性節水標示方案（Mandatory Water Efficiency Labelling Scheme, WELS Label）、馬桶更換計劃（Water Closet Replacement Programme）、用水效率獎（Water Efficiency Awards）等。在個人層面上，新加坡的人均家庭用水量從2003年的每天165升減少到2017年的143升。目標是到2030年將其降低到130升。
（2）大衆參與 – ABC計劃
自2006年推出 ABC計劃（Active, Beautiful, Clean Waters Programme，“活躍、優美、清潔 – 全民共享水源計劃”）以來，人與水之間的距離拉近了，人們更懂得珍惜水源，保持水道和河道清潔。在“ABC計劃”指導下，新加坡優化了蓄水池、河流和運河的傳統功能——引水和蓄水。現在很多社區空間爲人們提供了更多休閑娛樂的機會，使新加坡變成了充滿活力的花園和水之城。到2030年，新加坡政府將在100多個可行地點來實施該項計劃。此外，新加坡政府還設置了“水印獎”表彰個人和組織在水行業的傑出貢獻。（3）培訓引導發展合理有效的教育和培訓將會直接提高生産力，PUB爲此設立了專屬學院——新加坡水務學院，以培育更多人才共商對策，確保水源事務的持續穩定。新加坡水務學院集所有的水務培訓于一身，爲新加坡水務行業的職業教育奠定了良好的基礎。在公用事業局的領導下，新加坡水務學院對所有的培訓和教育項目進行規劃、設計、提供、安排和協調。它還爲本地和國際水務人士開設了多項專業課程。因此，節水爲先，非常傳統水資源的高效開發和利用，從某種意義上來說，又使新加坡成爲一個“不缺水”的國家。未完待續IWA微信已開通了原創保護功能，其他公衆號轉載不得修改其中的任何文字、圖片和排版，未經授權不得擅自摘抄複制微信內容
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