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淺談我國污水處理事業的現狀和發展趨勢
摘要:隨著我國城市化進程的加快,目前,中小城市(鎮)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年城鎮建設的快速發展,生活污水和工業廢水的排放量將會數倍、甚至十幾倍的增加,勢必加劇水環境的惡化。結合我國現階段污水處理事業發展現狀及面臨的問題,提出現階段我國污水處理技術的發展趨勢仍然是以發展簡易、高效率、低能耗的污水處理技術為主。
關鍵詞:污水處理;現狀;發展
世界上任何國家的經濟發展,都伴隨著人民生活水平的改善和城市化進程的不斷加快。但是相應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,長期以來一直被認為是取之不盡、用之不竭的。在這種觀點的驅使下,水環境的質量越來越惡劣、水資源短缺也越來越嚴重,帶來一系列危及城市生存與發展的生態環境問題。
我國水資源和水環境現狀
改革開放以來,我國城市化也進入快速發展時期,城市數量由1978年的193個增加到2001年的664個,城鎮人口由17,245萬人增加到48,064萬人。近10年來,我國城市生活污水排放量每年以5%的速度遞增,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,我國城市生活污水處理設施嚴重滯后和不足。
照此發展下去,城市的水環境將每況愈下。根據水利部門的預測,到2030年我國人口増至16億時,人均水資源將降低到1760m3,總缺水量將達到400～500億m3,已經達到了世界公認的缺水警戒線。從地區分布情況來看,水資源總量的81%集中分布于長江及其以南地區,其中40%以上又集中于西南五省區,就人均占有淡水資源而言,南方最高地區和北方最低地區相差數十倍,西部比東部甚至高出五、六百倍;這些地區水資源短缺的現狀將在一個相當長的時間成為難以解決的問題。而且隨著現代工業的發展及人口城市化的加速,城鎮污水量將愈來愈大,水環境污染也會日益加重。
我國城市污水處理現狀及面臨的問題
我國污水處理事業的歷史始于1921年,到改革開放的近二十年來取得了迅速的發展,但仍然滯后于城市發展的需要。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境污染的主要原因,并嚴重的制約了我國經濟與社會的發展。我國城市污水處理能力增長緩慢的主要原因可以歸結為以下三個方面:
1)污水處理技術落后
城市污水處理技術是城市污水處理設施能否高效運轉的關鍵;長期以來,我國的污水處理技術都是沿襲了歐美國家近百年來的路線和處理技術,在吸收、消化國外技術的同時也形成了自己的技術,城市污水處理技術有了很大的發展,但是我國現階段采用的污水處理技術與同期國外的技術水平相比依然還很落后,始終存在效率低、能耗高、維修率高、自動化程度低等缺點,從而影響它們在污水處理廠投標中的競爭力。
2)資金短缺,投資力度不夠
城市污水處理系統是城市的重要基礎設施之一,也是防止水污染、改善城市水環境質量的重要手段,為發展我國的城市污水處理,使水環境污染得到有效的控制。資金是個根本問題。
我國經濟水平相對于發達國家還比較落后,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和模式,依靠大規模建設城市污水處理廠來改善水環境。
即使修建了城市污水處理廠,其高昂的運行維護管理費用也是城市污水處理率低,水體污染嚴重的主要原因之一。我國污水處理設備運行狀況是1/3運行正常、1/3不正常、1/3處于閑置狀態,污水處理廠的實際運轉率只能達到50%,我國污水的實際處理率遠遠低于污水處理設施的處理能力。
統計資料表明:2010年要增加6722萬噸的污水處理,約需1344億元的環保資金投入。按目前日處理能力2685萬噸,每立方米的運行費用0.5元計算,需運行費用49億元/年,到2010年則需171.7億元,資金不足十分突出。
雖然近幾年國家對污水處理投資有所增加,但與國外相比還差距甚遠,遠遠不能滿足需要。據有關資料統計:發達國家包括美國、德國、日本、法國、英國等國家用于排水設施與污水處理方面的投資約占國民經濟總產值的0.53%～0.88%。而我國在20世紀90年代用于排水設施與污水處理方面方面的投資僅占國民經濟總產值的0.02%～0.03%。所以我國應通過宏觀調控調整投資結構,加大對城市排水和城市污水處理設施的投入。
3)管理水平低
傳統的處理技術較復雜,我國目前操作人員的技術素質及管理水平不能適應,這樣就造成了即使已建成的污水廠也不能正常運行,嚴重制約了已建城市污水廠的正常運行。
針對目前的實際情況,國家提出了至2010年要求設市城市污水處理率不低于60%,建制鎮污水處理率不低于50%的目標,因此,未來一段時間內我國污水處理事業將是大城市和廣大中小城市(鎮)并舉。
以上這些因素就決定了應用于污水處理技術首先必須經濟、高效、節省能耗和簡便易行。因此,研究和開發對傳統工藝的改造和替代的新工藝,發展具有獨立自主知識產權的、處理效果好且高效率低能耗的污水處理技術,是我國當前污水治理領域的一項主要任務。結合我國的實際情況,確定走簡易、高效率、低能耗的技術路線適合我國的國情。
目前在高效率低能耗污水處理技術方面的研究已取得了不少進展,也開發出了一些經濟實用的污水處理技術。下面所列的技術一般認為是可行且適合我國國情的高效低能耗中城鎮污水處理工藝:
a)強化的一級處理技術;
b)城市污水生態工程處理技術;
c)高負荷的城市污水生物化學處理技術;
d)厭氧及不完全厭氧處理技術;
e)高負荷生物曝氣濾池、生物附著生長技術處理城市污水處理工藝;
f)現有城市污水處理的革新工藝。
污水處理技術的發展趨勢是簡易、高效率、低能耗。高效低能耗是針對傳統污水處理方法的工藝流程存在的問題而提出來得,至今尚無明確嚴格的定義,但總體上高效率、低能耗應具有以下特點,應能滿足以下條件:
a)總投資省。我國是一個發展中國家,經濟發展所需資金非常龐大,因此嚴格控制總投資對國民經濟大有益處。
b)運行費用低。運行費用是污水處理廠能否正常運行的重要因素,是評判一套工藝優劣的主要指標之一。
c)處理工藝應具有較強的適應沖擊負荷的能力,因為中小城鎮污水水量水質晝夜、季節波動較大。
d)要求管理簡單、運行穩定、維修方便。這對于中小城鎮尤為重要,因為中小城鎮往往技術力量比較薄弱。
e)污水處理設施要占地省。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展和規劃的一個重要因素。
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量眾多的中小城鎮的各種不同需求。如:有的中小城鎮地處封閉水體,污水需要除磷脫氮;而有些中小城鎮附近有大江、大河,只需要處理BOD即可。
[1] 沈光范關于城市污水處理廠設計的若干問題�！吨袊o水排水》,2009.3.
[2] 張忠祥,錢易。 城市可持續發展與水污染防治對策,中國建筑工業出版社 2008
[3] 方志文生物接觸氧化法處理城鎮污水技術經濟分析 上海市政工程 2006
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