簡介: 本文結(jié)合我國現(xiàn)階段污水處理事業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的問題,提出現(xiàn)階段我國污水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢仍然是以發(fā)展簡易、高效率、低能耗的污水處理技術(shù)為主。
關(guān)鍵字:污水處理 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢

  世界上任何國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,都伴隨著人民生活水平的改善和城市化進(jìn)程的不斷加快.但是相應(yīng)的淡水資源的需求和消耗也在不斷增多。水,作為一種必不可少的資源,長期以來一直被認(rèn)為是取之不盡、用之不竭的。在這種觀點(diǎn)的驅(qū)使下,水環(huán)境的質(zhì)量越來越惡劣、水資源短缺也越來越嚴(yán)重,這一切都加重了城市的負(fù)荷,帶來一系列危及城市生存與發(fā)展的生態(tài)環(huán)境問題。

  我國水資源和水環(huán)境現(xiàn)狀

  根據(jù)水利部門的預(yù)測,到2030年我國人口増至16億時(shí),人均水資源將降低到1760 m3,總?cè)彼繉⑦_(dá)到400~500億m3,已經(jīng)達(dá)到了世界公認(rèn)的缺水警戒線。從地區(qū)分布情況來看,水資源總量的81%集中分布于長江及其以南地區(qū),其中40%以上又集中于西南五省區(qū),就人均占有淡水資源而言,南方最高地區(qū)和北方最低地區(qū)相差數(shù)十倍,西部比東部甚至高出五、六百倍;這些地區(qū)水資源短缺的現(xiàn)狀將在一個(gè)相當(dāng)長的時(shí)間成為難以解決的問題。

  隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展,城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大,城市的用水量和排水量都在不斷增加,加劇了用水的緊張和水質(zhì)的污染,環(huán)境問題日益突出,由此造成的水危機(jī)已經(jīng)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素。

  改革開放以來,我國城市化也進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期,城市數(shù)量由1978年的193個(gè)增加到2001年的664個(gè),城鎮(zhèn)人口由17,245萬人增加到48,064萬人。上世紀(jì)90年代后,我國城市化速度進(jìn)一步加快,目前城市化水平達(dá)到37%左右。城市數(shù)量與規(guī)模的迅速增加與擴(kuò)張,帶來了嚴(yán)重的城市生活污水和垃圾污染問題。近10年來,我國城市生活污水排放量每年以5%的速度遞增,在1999年首次超過工業(yè)污水排放量,2001年城市生活污水排放量221億噸,占全國污水排放總量的53.2%。與此同時(shí),我國城市生活污水處理設(shè)施嚴(yán)重滯后和不足。

  據(jù)統(tǒng)計(jì):目前全國年排污量約為350億m3,但城市污水集中處理率僅為15%,全國超過80%的城市污水未經(jīng)任何有效的收集處理就直接排放到附近的水體,使得原本具有泄洪和美化景觀作用的河渠變成了天然污水渠。特別是在全國2200座縣城與19200個(gè)建制鎮(zhèn)中,污水排放量約占污水排放總量的一半以上,但這些中小城市(鎮(zhèn))的污水處理能力都明顯低于全國平均水平。

  照此發(fā)展下去,城市的水環(huán)境將每況愈下。并進(jìn)一步的加劇了水資源的短缺。即使在我國水資源比較豐富的南方地區(qū),由于水體污染,水質(zhì)型缺水也處于相當(dāng)嚴(yán)峻地步。而且隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展及人口城市化的加速,城鎮(zhèn)污水量將愈來愈大,水環(huán)境污染也會(huì)日益加重。

  我國城市污水處理現(xiàn)狀及面臨的問題

  我國污水處理事業(yè)的歷史始于1921年,到改革開放的近二十年來取得了迅速的發(fā)展,但仍然滯后于城市發(fā)展的需要。據(jù)統(tǒng)計(jì),到2000年底,全國已建設(shè)城市污水處理廠427座,其中二級(jí)處理廠282座。這些污水處理廠的建設(shè),極大地提高了城市污水的處理水平,但處理量的增加仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于污水排放量的增長,兩者之間的差距還有進(jìn)一步拉大的趨勢。即便按98年資料,我國城市污水的處理率也僅為15.8%,西方發(fā)達(dá)國家如美國早在1980年就已達(dá)到了70%。

  我國的污水處理事業(yè)的實(shí)際情況是污水處理率低,很多老城區(qū)的排水管網(wǎng)甚至不成系統(tǒng)。城市污水處理能力增長緩慢和污水處理率低是造成我國水環(huán)境污染的主要原因,由此導(dǎo)致了水環(huán)境的持續(xù)惡化,并嚴(yán)重的制約了我國經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展。我國城市污水處理能力增長緩慢的主要原因可以歸結(jié)為以下三個(gè)方面:

  1)污水處理技術(shù)落后

  城市污水處理技術(shù)是城市污水處理設(shè)施能否高效運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵;長期以來,我國的污水處理技術(shù)都是沿襲了歐美國家近百年來的路線和處理技術(shù),在吸收、消化國外技術(shù)的同時(shí)也形成了自己的技術(shù),城市污水處理技術(shù)有了很大的發(fā)展,但是我國現(xiàn)階段采用的污水處理技術(shù)與同期國外的技術(shù)水平相比依然還很落后,始終存在效率低、能耗高、維修率高、自動(dòng)化程度低等缺點(diǎn),從而影響它們?cè)谖鬯幚韽S投標(biāo)中的競爭力。

  4)資金短缺,投資力度不夠

  城市污水處理系統(tǒng)是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一,也是防止水污染、改善城市水環(huán)境質(zhì)量的重要手段,為發(fā)展我國的城市污水處理,使水環(huán)境污染得到有效的控制。資金是個(gè)根本問題。

  我國經(jīng)濟(jì)水平相對(duì)于發(fā)達(dá)國家還比較落后,用于水污染治理的資金還很緊缺,不可能完全照搬國外的技術(shù)和模式,依靠大規(guī)模建設(shè)城市污水處理廠來改善水環(huán)境在現(xiàn)階段實(shí)現(xiàn)的可能性不大。

  即使修建了城市污水處理廠,其高昂的運(yùn)行維護(hù)管理費(fèi)用也是城市污水處理率低,水體污染嚴(yán)重的主要原因之一。據(jù)清華大學(xué)紫光顧問公司調(diào)查:我國污水處理設(shè)備運(yùn)行狀況是1/3運(yùn)行正常、1/3不正常、1/3處于閑置狀態(tài),污水處理廠的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)率只能達(dá)到50%,我國污水的實(shí)際處理率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于污水處理設(shè)施的處理能力。

  統(tǒng)計(jì)資料表明:2010年要增加6722萬噸的污水處理,約需1344億元的環(huán)保資金投入。按目前日處理能力2685萬噸,每立方米的運(yùn)行費(fèi)用0.5元計(jì)算,需運(yùn)行費(fèi)用49億元/年,到2010年則需171.7億元,資金不足十分突出。

  雖然近幾年國家對(duì)污水處理投資有所增加,但與國外相比還差距甚遠(yuǎn),遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì):發(fā)達(dá)國家包括美國、德國、日本、法國、英國等國家用于排水設(shè)施與污水處理方面的投資約占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的0.53%~0.88%。而我國在20世紀(jì)90年代用于排水設(shè)施與污水處理方面方面的投資僅占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的0.02%~0.03%。所以我國應(yīng)通過宏觀調(diào)控調(diào)整投資結(jié)構(gòu),加大對(duì)城市排水和城市污水處理設(shè)施的投入。

  5)管理水平低

  傳統(tǒng)的處理技術(shù)較復(fù)雜,我國目前操作人員的技術(shù)素質(zhì)及管理水平不能適應(yīng),這樣就造成了即使已建成的污水廠也不能正常運(yùn)行,嚴(yán)重制約了已建城市污水廠的正常運(yùn)行。

  污水處理技術(shù)的發(fā)展趨勢是簡易、高效率、低能耗

  我國是一個(gè)發(fā)展中國家,人口眾多、生產(chǎn)力落后、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱是我國的實(shí)際國情,面對(duì)人民群眾急需解決的生存壓力,各級(jí)政府部門不得不把發(fā)展經(jīng)濟(jì)作為其首要任務(wù)。目前,我國很多大城市已經(jīng)開始著手進(jìn)行污水處理廠建設(shè)的規(guī)劃和建設(shè)計(jì)劃工作,但在廣大中小城市(鎮(zhèn))還沒有將污水處理建設(shè)納入城市發(fā)展的議題,其主要原因之一就是沒有專門的建設(shè)資金。

  隨著我國城市化進(jìn)程的加快,中小城市(鎮(zhèn))的發(fā)展十分迅速,全國19200多個(gè)建制鎮(zhèn)絕大多數(shù)都沒有污水處理設(shè)施。目前,中小城市(鎮(zhèn))的污水排放量約占全國污水排放總量的一半以上,隨著未來50年小城鎮(zhèn)建設(shè)的快速發(fā)展,生活污水和工業(yè)廢水的排放量將會(huì)數(shù)倍、甚至十幾倍的增加,勢必加劇水環(huán)境的惡化。中小城市(鎮(zhèn))和大城市在水系上是相通的,而且往往處于大城市的上游,中小城鎮(zhèn)的污水治理工作做不好,大城市污水處理率即使達(dá)到一個(gè)很高的水平,水環(huán)境的質(zhì)量也不會(huì)有明顯改善。因此,要改善我國水環(huán)境被污染和繼續(xù)惡化的狀況,保護(hù)我國緊缺的水資源,除了要刻不容緩地對(duì)大城市的城市污水進(jìn)行處理外,中小城市(鎮(zhèn)) 污水也應(yīng)該引起足夠的重視。

  由于這些中小城市(鎮(zhèn))和大城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、排水體制、基礎(chǔ)資料、融資渠道等有很大的不同,因此不可能也不應(yīng)該把大城市的污水治理工藝、技術(shù)裝備等搬用到中小城市(鎮(zhèn))的污水處理廠中去。

  就目前的發(fā)展?fàn)顩r來看,在中小城市污水處理方面,尚缺乏適合我國實(shí)際國情的污水處理技術(shù)和設(shè)備,缺乏資金和管理經(jīng)驗(yàn)。因此,探索和發(fā)展適合我國國情的中小城市(鎮(zhèn))污水處理工藝,掌握一批在中小城市(鎮(zhèn))具有代表性的污染源的治理技術(shù)和城市污水處理技術(shù),就勢在必行。

  由于我國是發(fā)展中國家,財(cái)力有限,用于基礎(chǔ)設(shè)施上的資金在大城市和中小城鎮(zhèn)之間的分配嚴(yán)重不平衡,如近期國家、省、市把投資的重點(diǎn)放在支持城市污水處理廠的建設(shè)上,對(duì)縣及以下建制鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)的扶持較少。另一個(gè)中小城鎮(zhèn)有別于大城市的特點(diǎn)是從業(yè)人員的技術(shù)水平和管理水平較低,這在一定程度上對(duì)污水處理廠運(yùn)行操作的難易程度提出了要求。污水處理是能源密集型的綜合技術(shù),污水處理的能耗與所處理的污水量、水質(zhì)、采用的工藝方法、運(yùn)行方式、處理程度及操作管理有關(guān)。

  針對(duì)目前的實(shí)際情況,國家提出了至2010年要求設(shè)市城市污水處理率不低于60%,建制鎮(zhèn)污水處理率不低于50%的目標(biāo),因此,未來一段時(shí)間內(nèi)我國污水處理事業(yè)將是大城市和廣大中小城市(鎮(zhèn))并舉。

  以上這些因素就決定了應(yīng)用于中小城市(鎮(zhèn))的污水處理技術(shù)首先必須經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)省能耗和簡便易行。因此,研究和開發(fā)對(duì)傳統(tǒng)工藝的改造和替代的新工藝,發(fā)展具有獨(dú)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、處理效果好且高效率低能耗的污水處理技術(shù),是我國當(dāng)前污水治理領(lǐng)域的一項(xiàng)主要任務(wù)。結(jié)合我國的實(shí)際情況,確定走簡易、高效率、低能耗的技術(shù)路線適合我國的國情。

  目前在高效率低能耗污水處理技術(shù)方面的研究已取得了不少進(jìn)展,也開發(fā)出了一些經(jīng)濟(jì)實(shí)用的污水處理技術(shù)。下面所列的技術(shù)一般認(rèn)為是可行且適合我國國情的高效低能耗中小城鎮(zhèn)污水處理工藝:

  a)強(qiáng)化的一級(jí)處理技術(shù);

  b)城市污水生態(tài)工程處理技術(shù);

  c)高負(fù)荷的城市污水生物化學(xué)處理技術(shù);

  d)厭氧及不完全厭氧處理技術(shù);

  e)高負(fù)荷生物曝氣濾池、生物附著生長技術(shù)處理城市污水處理工藝;

  f)現(xiàn)有城市污水處理的革新工藝。

  高效低能耗是針對(duì)傳統(tǒng)污水處理方法的工藝流程存在的問題而提出來得,至今尚無明確嚴(yán)格的定義,但總體上高效率、低能耗應(yīng)具有以下特點(diǎn),應(yīng)能滿足以下條件:

  a).總投資省。我國是一個(gè)發(fā)展中國家,經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需資金非常龐大,因此嚴(yán)格控制總投資對(duì)國民經(jīng)濟(jì)大有益處。

  b).運(yùn)行費(fèi)用低。運(yùn)行費(fèi)用是污水處理廠能否正常運(yùn)行的重要因素,是評(píng)判一套工藝優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一。

  c).處理工藝應(yīng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)沖擊負(fù)荷的能力,因?yàn)橹行〕擎?zhèn)污水水量水質(zhì)晝夜、季節(jié)波動(dòng)較大。

  d).要求管理簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、維修方便。這對(duì)于中小城鎮(zhèn)尤為重要,因?yàn)橹行〕擎?zhèn)往往技術(shù)力量比較薄弱。

  e).污水處理設(shè)施要占地省。我國人口眾多,人均土地資源極其緊缺。土地資源是我國許多城市發(fā)展和規(guī)劃的一個(gè)重要因素。

  f).所選擇的處理工藝具有可以方便地改變其處理流程的能力。這主要是為了滿足數(shù)量眾多的中小城鎮(zhèn)的各種不同需求。如:有的中小城鎮(zhèn)地處封閉水體,污水需要除磷脫氮;而有些中小城鎮(zhèn)附近有大江、大河,只需要處理BOD即可。

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