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土耳其布爾薩市Inegol工業(yè)區(qū)的污水處理廠是歐洲最大的生物污水處理廠之一。

多年來，土耳其一直以超過世界上絕大多數(shù)國家的速度迅速發(fā)展。2010年該國的經(jīng)濟(jì)增速接近9%，2011年的增速可能與此相當(dāng)。該國的工業(yè)產(chǎn)值以及能源和用水需求的增幅同樣巨大。位于布爾薩市的Inegol工業(yè)區(qū)就是這樣的一個(gè)例子，布爾薩市擁有人口190萬，北距伊斯坦布爾約150公里。該工業(yè)區(qū)不僅有紡織、玻璃、木材和家具公司，還有化工、食品飲料和汽車企業(yè)。這些公司產(chǎn)生的工業(yè)廢水流進(jìn)了一個(gè)12公里長的污水網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)中還有差不多一半的污水是來自當(dāng)?shù)鼐用竦纳钗鬯?/p>

布爾薩市的現(xiàn)有污水處理廠建于2000年，日處理量為5.5萬立方米。2007年，由于工業(yè)區(qū)的穩(wěn)步發(fā)展，由西門子和土耳其基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)商Alke組成的聯(lián)合體受托對該廠進(jìn)行擴(kuò)建，使其日處理量達(dá)到13萬立方米，并采用生物污泥減量系統(tǒng)。

該市的需求和相應(yīng)的技術(shù)規(guī)格給這個(gè)項(xiàng)目帶來了巨大挑戰(zhàn)。比如，這個(gè)改造處理廠必須消耗更少的能源，降低運(yùn)營成本，產(chǎn)生更少的污泥。此外，它還必須在沒有擴(kuò)大空間的條件下做到所有這一切。

盡管如此，這個(gè)復(fù)雜的項(xiàng)目還是取得了成功。“實(shí)際上，該污水處理廠是西門子在歐洲最大的生物處理廠。”西門子土耳其水處理技術(shù)部負(fù)責(zé)人Ersoy Bulutlar表示。由于該廠采用了西門子開發(fā)的一種技術(shù)——VertiCel工藝，生物處理工藝現(xiàn)在消耗的能源更少。西門子通過將多個(gè)水處理階段集成在一起優(yōu)化了流程，其中包括清除和處理固體物。

曝氣解決方案。為了處理廢水，起分解作用的細(xì)菌需要氧氣。但是供氧需要大量的能源。讓這一情況更趨復(fù)雜的是，廢水里含有傳統(tǒng)曝氣系統(tǒng)幾乎無法發(fā)揮作用的表面活性劑和其他雜質(zhì)。微泡曝氣被視作是較節(jié)能的清潔水輸送工藝，但是受未處理污水中的污染物的影響很大。為了解決這一問題，VertiCel技術(shù)采用了一種優(yōu)化組合：在生物過程的前面階段采用高效的垂直圓盤表面曝氣機(jī)，在后續(xù)處理階段采用微泡曝氣，這時(shí)大部分污染物已經(jīng)被清除。

剩余的生物污泥被輸送至“Cannibal”污泥減量系統(tǒng)，此后可生物降解的物質(zhì)被進(jìn)一步分解。根據(jù)細(xì)菌培養(yǎng)情況，這必須交替式處理，其中一些需要額外的氧氣。這種工藝的結(jié)果是，細(xì)菌分解更為高效，污泥量（生物處理過程中分解有機(jī)物的微生物聚集）與傳統(tǒng)工藝相比減少30%到50%。經(jīng)過這些步驟之后仍然存在的生物固體物將被脫水、干燥，然后送往水泥廠進(jìn)行焚燒。

新技術(shù)的使用消除了一大部分污泥，并降低了干燥和焚化成本。在處理之后，水被注入蓄水池，用于農(nóng)田灌溉。

主要市場。 由于能降低能耗和污泥處置成本，Inegol處理廠一旦滿負(fù)荷運(yùn)行，每年可節(jié)省大約150萬歐元。“這對于相關(guān)公司而言頗具吸引力，因?yàn)樗麄兛晒?jié)省運(yùn)營成本。”Bulutlar說道。憑借這個(gè)節(jié)省空間、水資源和能源的生物處理廠，西門子在土耳其廢水凈化領(lǐng)域奠定了*地位。“Inegol項(xiàng)目展示了與西門子這樣的全球性供應(yīng)商合作將會取得怎樣的豐碩成果。該公司不僅有豐富的經(jīng)驗(yàn)，而且還有淵博的技術(shù)知識，能提供多種解決方案。”Bulutlar指出。

“土耳其在追趕的道路上還有很多工作要做，將逐漸達(dá)到歐盟的水平——這是一個(gè)需要巨額投資的宏偉目標(biāo)。”Bulutlar補(bǔ)充道。為此，土耳其科學(xué)工業(yè)技術(shù)部推出了一系列刺激措施，在該國的工業(yè)區(qū)推廣水凈化系統(tǒng)。

根據(jù)2009年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，土耳其120個(gè)工業(yè)區(qū)中只有70個(gè)采用了這種系統(tǒng)。但是在未來四年，土耳其計(jì)劃對另外43個(gè)工業(yè)區(qū)的廢水進(jìn)行凈化。對于西門子而言，Inegol是一個(gè)理想的展示項(xiàng)目。這不僅是因?yàn)樗挥谝粋€(gè)充滿活力的工業(yè)區(qū)，而且它還必須克服眾多挑戰(zhàn)。

數(shù)字建模城市。CLM以用于產(chǎn)品生命周期管理（PLM）的工業(yè)解決方案為藍(lán)本，后者可用于集中管理產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)、倉儲和銷售等方面的全部數(shù)據(jù)。這種方法不僅提高了透明度，而且大大提高了整個(gè)價(jià)值創(chuàng)造過程的效率。利用這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，汽車行業(yè)已大幅節(jié)省了成本，縮短了開發(fā)和生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)率。然而，直到最近，這項(xiàng)技術(shù)尚未被大量用于城市規(guī)劃應(yīng)用。但是，西門子美國研究院的CLM平臺項(xiàng)目經(jīng)理Thomas Gruenewald堅(jiān)信，專為規(guī)劃大型基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目而打造的精巧平臺，可以取得類似的成功，還可以促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

目前，西門子中央研究院的專家正在重點(diǎn)研究城市基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃階段，這個(gè)領(lǐng)域存在巨大的改進(jìn)空間。西門子美國研究院的高級資深專家George Lo博士指出，在具體計(jì)劃出臺之前，75%的決定建筑物生命周期成本的決策便已敲定。此外，德克薩斯大學(xué)*分校開展的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)建筑項(xiàng)目都因多番修改初稿而浪費(fèi)了多達(dá)57%的時(shí)間。換句話說，要想滿足預(yù)算和進(jìn)度要求，設(shè)計(jì)出可持續(xù)發(fā)展的城市建筑項(xiàng)目，就必須在初稿階段制定好決策。

CLM平臺的開發(fā)得益于西門子在規(guī)劃、樓宇、工作水、污水處理和能源供應(yīng)系統(tǒng)以及交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施等方面擁有多年的豐富經(jīng)驗(yàn)。西門子中央研究院的建模專家Tim Schenk表示，“我們之所以能夠處理如此盤根錯(cuò)節(jié)的復(fù)雜關(guān)系，是因?yàn)槲覀兌萌绾螌@些系統(tǒng)的物理行為進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。”此外，Schenk與其他人正在研究越來越多的城市提供的關(guān)于其人口結(jié)構(gòu)和發(fā)展、能源消耗和交通運(yùn)輸要求等的海量數(shù)據(jù)。然后，可以根據(jù)這些分析結(jié)果，在CLM上創(chuàng)建逼真的模型，讓參與者一窺現(xiàn)實(shí)主義風(fēng)格的未來場景。

所有這一切促成了范式轉(zhuǎn)變，因?yàn)楝F(xiàn)在規(guī)劃者可以幾乎實(shí)時(shí)地看見其在一個(gè)領(lǐng)域做出的決策，例如，建筑物的高度，會對諸如當(dāng)?shù)亟煌ɑ蛏鐓^(qū)電力均衡等產(chǎn)生什么樣的影響。

中國和中歐有兩個(gè)大型項(xiàng)目都打算*采用這項(xiàng)技術(shù)，CLM工作組現(xiàn)在正在與其代表談判。

模擬生活質(zhì)量。Wachmann表示，“這只是開端。目前，我們也在利用諸如能耗、交通運(yùn)輸量、二氧化碳排放量等關(guān)鍵績效指標(biāo)（KPI），來推算社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。”Wachmann提到的社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，可用于評估生活質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等諸多方面。為此，西門子研究人員正在根據(jù)專家意見和統(tǒng)計(jì)研究結(jié)果，開發(fā)估算模型。生活質(zhì)量評估嚴(yán)重依賴于諸如工資、公共安全、生活條件等因素，但文化條件也要納入考慮。

模擬中還應(yīng)更加精確地考慮諸如建筑法令和能效規(guī)定等地方性因素，以及影響力超越了地方界限的因素，譬如全球氣候變化趨勢，因?yàn)槲磥淼慕ㄖ锬茉聪谋貙⑹艿綒夂蜃兓挠绊?。人口變化也?yīng)納入考慮。畢竟，隨著人口老齡化，諸如帶斜坡適于輪椅上下的人行道和殘疾人停車場等設(shè)施的需求也會隨之增長。“只要這些因素是可以量化的，我們就能將之建模，”Wachmann如是道。

CLM的應(yīng)用潛力不只是虛擬規(guī)劃。該平臺不僅可用于為今后數(shù)十年設(shè)計(jì)新的社區(qū)和重新設(shè)計(jì)城市，而且有助于在建筑物和社區(qū)建成后對其進(jìn)行管理。比如，只要輕點(diǎn)鼠標(biāo)，規(guī)劃者和市民就能確定，如果增加一條有軌電車線路，某個(gè)社區(qū)對電動(dòng)車停車場和充電設(shè)施的需求將如何變化。

Hubertus Breuer

城市基因項(xiàng)目勾勒城市新圖景

為開展“綠色城市指數(shù)”系列環(huán)境研究，西門子與經(jīng)濟(jì)學(xué)人智庫必須分析各種各樣的海量數(shù)據(jù)，并開展大量調(diào)查。此外，從那時(shí)起，諸如維也納、倫敦和柏林等城市運(yùn)行的上發(fā)布了越來越多的信息，這些數(shù)據(jù)涵蓋了城市的方方面面，從能源和經(jīng)濟(jì)，到藝術(shù)與文化，不勝枚舉。事實(shí)上，可用的數(shù)據(jù)如此之多，亞利桑那州立大學(xué)的可持續(xù)發(fā)展專家Jonathan Fink認(rèn)為，解碼“城市基因”的時(shí)機(jī)已經(jīng)到來。然而，說起來容易，做起來難。因?yàn)槊赓M(fèi)提供的關(guān)于城市的社會經(jīng)濟(jì)與環(huán)境發(fā)展的數(shù)據(jù)，繼續(xù)按照諸如交通運(yùn)輸、醫(yī)療和人口結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域進(jìn)行劃分，并且這些信息在質(zhì)量、數(shù)量、粒度和*性等方面經(jīng)常地顯示出巨大的差異。現(xiàn)在，作為西門子中央研究院（CT）開展的“可持續(xù)發(fā)展城市”燈塔示范項(xiàng)目的一部分，西門子專家正在研究可以更加快速地收集、整合和解讀這些數(shù)據(jù)的方法。目前可用的是一些基于城市發(fā)布的數(shù)據(jù)的、在許多情況下有待改進(jìn)的簡單程序。這些程序允許用戶調(diào)看當(dāng)前的交通狀況，或找出可以在哪里丟棄舊衣物或可回收的玻璃廢品。然而，更為重要的是，這些程序能夠快速、清晰地呈現(xiàn)城市生活概貌，包括城市的電力均衡及其人口結(jié)構(gòu)或社會發(fā)展等方面。奧地利維也納的西門子中央研究院計(jì)算機(jī)科學(xué)家Axel Polleres博士表示，“要解決的挑戰(zhàn)是，利用五花八門的數(shù)據(jù)源以及多種不同的時(shí)間和空間分辨率，勾勒出協(xié)調(diào)、全面的城市圖景。隨著城市相互之間的聯(lián)系日益緊密，這項(xiàng)工作終將得到捆綁式報(bào)告標(biāo)準(zhǔn)的支持。”奧地利格拉茨的西門子中央研究院的Stefan Kluckner博士正在開發(fā)的一個(gè)有用工具采用了*的成像處理技術(shù)，將常規(guī)數(shù)字二維圖像，轉(zhuǎn)換為整個(gè)城市行政區(qū)域的三維模型。該系統(tǒng)從重疊視角和不同時(shí)點(diǎn)記錄了相關(guān)場景，然后利用自動(dòng)化技術(shù)，將之合成為一個(gè)三維模型。其目的是利用這些從空間和時(shí)間上編排起來的數(shù)據(jù)集，幫助未來的自動(dòng)化分析程序顯示城市的當(dāng)前狀態(tài)，繼而將這些描繪用作城市建模和模擬的基礎(chǔ)。例如，這有助于創(chuàng)建持續(xù)更新的動(dòng)態(tài)“綠色城市指數(shù)”。