2018年5月7日到5月8日，ASC教育与服务机构于其中国之行期间，在位于开封的河南大学和安阳工学院中，为在校师生举办了关于水资源管理和人工湿地的讲座。在这个背景之下，也对所谓的“食品-能源-水”联动进行了简短的介绍。本文将再次总结讲座中所提出的概念，并将对一些内容进行了拓展介绍。

水-能源-食品联动作为可持续污水处理的案例（英语）

由于人口的增长、城市化比率的提高、经济增长和人们的生活以及饮食方式的改变，全球范围内对于粮食、水资源和能源的需求量一直在不断增加。农业一直是世界上消耗可饮用水资源最多的产业，同时全世界生产的大约四分之一的能源都被用于食品工业的生产和运输所需。为了确保水资源和粮食的安全性，“水资源-能源-食品联动”的概念应运而生。正如它的名称所讲的那样，它指的就是水、能源和食品领域的相互联系。这个理念的真正内容在于跨学科的联动以及协同效应的运用。图1通过可持续性废水处理的例子对此进行了详细说明。

这里用污水处理或者是住宅区的水资源经济来代表水资源部分。一个热电联产站（BHKW）用来代表着在能源部分的功能，而粮食生产则作为范本用来代表食品部分。在热电联产站中，人们燃烧有机物质用来生产生物沼气或是热能和电力。食品生产过程中所剩下的植物残渣、废水处理过程中所产出的淤泥以及其他生物质的衍生物都可以作为能源生产的原材料，重新将其利用起来。这样看来，这些材料都不是那些所谓的处理成本高昂的废料，而是在其他领域仍有用处的新资源。有机材料在发酵后将会产生能源并留下干燥的残留物。产生的热力能源（热）可以在发酵的过程中被利用，而电力能源（电）能够降低污水处理过程中的能源成本，并且同时提高污水的处理效率。而干燥的残留物则可以再一次在农业生产中用作土壤的腐殖层，从而促进土壤质量的改善。污水和粮食生产之间的联系在于通过使用污水处理装置去净化富含营养的废水，而后为农业提供干净的灌溉用水或富含营养的液态肥料。特别是最后一种想法需要在这篇文章中进行更详细地阐述。

通常情况下，我们平常家庭是从自来水管中获得厨房和洗漱用水的，而我们产生的废水则通过下水道被送到离我们最近的污水处理厂中，这些废水在废水处理厂中会被进行净化处理，以确保之后能够被再次送回到水循环系统中。在“水资源-能源-食品”系统关联的框架之内，可以通过收集蓄水池内的雨水，然后将其应用于家庭用水之中。根据雨水的纯净度可以知道，它适用于所有的生活用水。这项措施可以大大减少饮用水的消耗。被人们使用过后的雨水和饮用水所产生的生活废水可以被分为以下几种：

·灰水 

·黑水 

·棕水 

·黄水

灰水属于可收集的废水，它都是轻微污染的废水。包括洗浴、餐具的清洗和洗衣服的过程中所产生的废水都属于灰水。由于油渍残余和食物残余， 厨房洗涤用水不包括在内。

总的来说，生活污水废水中，灰水占据的总量最大。在“水资源-能源-食品联动”的建议的概念框架之下，可将灰水收集在地下储罐（明渠）中，并且可以在那里从沉淀物中释出。随后就可以再一次将其直接用作厕所冲洗用水，特别是当在使用含有可通过生物降解的洗涤剂和清洁剂时，应当在人工的湿地区域或者使用一种其他的废水处理形式进行进一步净化处理。在对灰水进行处理后，可将其再次收集起来用于家庭日常用水。此处指的是除了用于厨房和洗手间用水之外，还包括花园灌溉用水。

厕所产生的废水被统称为黑水，并且其中可以继续细分为棕水（粪便）和黄水（尿液）。如果想要对这些废水进行重复利用，需要人们按照废水不同属性进行有区分的利用，这种划分是非常值得建议的。尿液本身是非常富有营养的。将尿液直接进行半年时间的静置之后，可以直接用作液体肥料。特别是考虑到资源磷是一种稀缺资源，从长远角度来看，开发这种资源是值得的，因为没有这种物质，土地是无法变得肥沃的。人们通过从粪便中分离出尿液，来达到氮（N）、磷（P）和钾（K） 的循环利用，是相对无风险并且相对容易的。另一种方法是通过利用在尿液中添加镁元素，来生成鸟粪石，从而生产结晶的磷肥。在厌氧条件，棕水可 以与厨余垃圾和花园中的有机废料在一起分解，从而用于生产氢气或者甲烷（沼气）。这些都可以用作能源贮存载体，或用于燃烧后获得热能和电力的生产。

当然，人们也可以将黑水像前文中提到的那样在污水处理设施中进行处理，然后把产生的污泥用作营养原料进行再一次利用。在瑞士苏黎世，当地专家在一个名叫Phos4life项目中，正在尝试把污泥的灰渣用作生产磷酸的原料，这样做也比鸟粪石更有市场前景。

位于中国郑州的睡莲池 作为郑东新区湿地公园的一部分

位于中国郑州水平地表植物降水净化场地 作为郑州新区湿地公园的一部分

参考来源： 

Unwater: Water, Food and Energy: http://www.unwater.org/water-facts/water-food-andenegy/  

Amt für Abfall, Wasser Energie und Luft (AWEL, 2017): Phosphor-Mining: Die Zielvorgaben  lassen sich erfüllen. https://phosphorusplatform.eu/images/download/AWEL_Phosphor_ Nr_5_German.pdf