由于歷史欠帳過多和眾多的主客觀原因,縱觀全國,水污染仍呈發展趨勢。我國的水環境污染以有機物污染為主。傳統的污染物(COD、BOD5)未能控制住,富營養化和有毒化學物質的污染都相繼增加;點源污染未有效控制住,非點源污染在一些地區又突出起來。由于70%以上的污水未經有效處理就直接排入水域,已造成我國1/3以上的河段受到污染。
根據水污染防治目標,從戰略高度提出要用區域的系統的觀點來考慮水污染的防治,要因地制宜地發展污水處理技術。本文簡要地闡明我國水治理技術及其裝備的現狀和發展趨勢;提出應重點加強城市污水處理裝備;按工業污染源提出從6個方面發展設備;并注意發展城市畜禽養殖業污染控制和飲用水的安全問題。
1我國現階段水污染防治的目標
水污染的產生及其控制,并不是孤立的,它實際上反映了經濟建設、城市建設和環境建設的不同步發展,是污染物排放與環境容量,廢水的回收、處理和利用,分散治理和集中治理,人工處理與自然凈化以及各種綜合治理措施間的失調。如果拋開這些相關聯因素所組成的水環境問題的整體,環境目標和投資方向就會失控,而頭痛醫頭,腳痛醫腳地去處理問題,往往無濟于事或者得不償失。
關于水污染防治的目標,大體上分3個方面:
·加強地表和地下水源地的保護,應把它列為首要目標,以確保城市安全用水;
·還清市區河道的水質,恢復其美好觀瞻與景色;
·對沿河和沿海城市應保護并恢復水體的有益使用功能(如公共浴泳區、海產養殖區、海上娛樂體育活動區等)。
這些目標要根據需要和可能,遠近結合,視各地的財力,對污染治理及水質改善措施作出分階段的優化方案和實施計劃。
在水污染治理上,國家目前提出的重點是:“三河”——淮河、遼河、海河;“三湖”——太湖、滇池、巢湖以及一些重點沿海城市。在工業部門,環境保護重點行業是:化工、冶金、有色金屬、電力、煤炭、石油化工、建材、輕工、紡織、醫藥等10個行業,這些行業占全國工業污染物排放量的90%。從水污染控制的項目安排看,重點在建設部、輕工總會和化工部系統。
為了有效地防治水污染,從防治戰略看,在管理上、政策上和技術上應強調幾個問題。
(1)要用區域的系統的觀點來考慮水污染的防治
水是可再生的自然資源。水環境的保護必須遵循合理開發、節約使用和防治污染三者并行的方針,把水質和水量統一考慮。協調地面水和地下水的聯合調蓄,工業廢水與城市污水處理之間的聯合運行,污水回用與新水源之間統籌分配及制定流域級水質、水量統一的規劃。水的問題不僅影響水生生態,而且影響陸地生態。一項用水的分配牽動著用水的全局。要樹立水污染的防治需要長期不懈努力的觀點;樹立在城市污水治理中作費用有效性分析,以利用要求來決定處理程度的觀點以及在工業廢水治理中重視閉路循環技術和無害化工藝。用區域的系統的觀點來整治水污染,是控制水污染的重要發展方向。
(2)近些年來,我國在環境管理上的一大進步,就是實行了3個轉變
即在污染物控制方面,由濃度控制向總量控制轉變;在工業污染治理方面,由末端治理向生產全過程控制轉變;在城市污染治理方面,由點源治理向集中控制轉變。實行這三個轉變并不是要否定濃度控制、末端治理與點源治理的作用,但實踐已經充分說明,要想真正改善環境質量,提高環境投入的效益,必須實行總量控制、生產全過程控制與集中控制。這三個轉變應作為今后水污染防治的指導思想。
(3)因地制宜發展污水處理技術
符合我國國情的水污染治理技術,應該是:基建費用合理,處理流程簡單;節省能耗,運行費用較低,或同樣的費用,處理效率能提高;盡可能將污、廢水的處理與利用相結合;去除對人體健康危害的污染要素的能力較強。
鑒于我國水資源緊缺(人均占有量居*88位),水資源在時空分布上極不平衡,加之各地在經濟發展上的差異,在水污染防治上應采取不同的對策。
在南方地區,根據水環境容量相對充沛的特點,應科學地利用大江、大海的自然凈化能力,通過論證,在初級處理的基礎上,發展城市污水排海、排江工程。還可利用南方小河、小湖縱橫交錯的優勢,合理規劃,科學布局,適當發展一些氧化塘、氧化溝、氧化湖和脫氮除磷技術。
在北方和中部地區,水資源短缺是突出的矛盾,應以污水資源化為重點,發展污水資源的二次利用、多次利用、重復利用。以污水回用為目標,城市排水管網和污水處理廠的設置應作相應的調整,并發展以二級生物處理為主的處理工藝。
在西部高原干旱、半干旱地區,主要是發展改善生態的措施和發展一些污水資源化技術和土地處理技術。
大、中、小城市的對策也不同,離開當地經濟條件和環境條件,盲目追求大而洋,會背上包袱。
對工礦企業,應按照“誰污染誰承擔污染責任”的原則,控制工業廢水中的重金屬、難生物降解的有機物和高濃度廢水,對這些廢水需要在廠內進行必要的處理并回收有用物質。對量大面廣的一般有機廢水,除限期治理外,在實行總量控制后,可支付一定的費用,使之通過市政排水管道與城市污水合并處理。對于城郊的食品加工工業廢水,可考慮發展生態工程系統,利用工廠的廢液、廢渣,發展家禽、家畜養殖和漁業。
要有步驟地改造和整治好城市河道、湖泊,動員市民和水系附近企業、單位,劃條分片負責,盡快改變市區河湖黑臭的局面。我國已有許多城市在這方面取得成功的經驗。
2我國水治理技術及其裝備的現狀和發展趨勢。
近幾年來,由于高濃度廢水和難生物降解的廢水不斷出現,生物法與物化法相結合,生物法中厭氧工藝與好氧工藝相結合,是處理眾多工業廢水的發展趨勢。另外,由于污水資源化和水回用的要求,廢水深度處理技術亦成為水治理技術比較活躍的領域。應該說,通過這些年來,水治理科技工作者的努力,我國已研究和開發了不少新工藝、新材料、新設備、新儀表和新藥劑。
我國治理水污染的技術和工藝已有相當的水平,試以廢(污)水生物處理技術為例,已開發的工藝技術,包括:
·生物脫氮除磷工藝可以去除氮磷等無機營養物;
·厭氧生物反應器可以處理含高濃度有機物的工業廢水;
·厭氧與好氧相結合的生物處理工藝對難降解有機物有良好的處理效果;
·通過微生物的培養馴化及遺傳工程的應用,難降解的有機物將不難降解;
·采用各種填料或陶粒等生物膜法處理工藝,可以用于處理微污染水源水;
·廢水生物處理技術與化學和物化處理工藝相配合,可滿足廢水回用的要求。
我國治理水污染的技術和處理工藝,與國外一些發達國家相比是并不遜色的。只是由于各種原因,特別是投資缺少的原因,使大量新的工藝技術應用面受到限制。與工藝技術相比,我國的水污染治理設備,從總體看,無論在數量上或品種質量上與客觀要求相比,差距較大,生產率低,標準化程度低,質量差成本高,而且不能成龍配套,遠遠跟不上環境保護要上新臺階的客觀形勢。對比國外引進的*裝備,落后很多。
我國控制水污染的設備制造業,既有發展快,充滿活力的特點,又有工業技術基礎薄弱,體系不完善,從而制約自身發展的一些困難和問題。這中間主要表現在:
(1)供應能力與市場需求的矛盾,國內現有水治理設備的生產能力遠不能滿足客觀上的要求。
(2)產品結構、企業結構和布局問題。產品結構上存在品種結構落后,品種少,開發能力弱等問題,不少企業熱衷于生產埋地式好氧型小型污水處理設備和次氯酸鈉發生器等設備,競爭相當劇烈。而一些目前迫切需要的產品無人生產,許多進口的設備無人去消化吸收;在企業結構上,小型的集體、個體企業占80%,由于市場不規范,地方保護主義、部門保護主義的存在,影響了社會主義統一公平競爭市場的建立,給質次價高的產品以可乘之機;企業布局亦不均衡,80%的水處理環保設備廠都集中在東部沿海諸省市。
(3)產品開發力量薄弱。進入90年代以來,由于科技體制改革的深入,科研經費的削減和市場經濟的發育,業務方向和課題取向上發生了變化,不少人只管自己熟悉的工藝和設備,搞“短、平、快”,不愿花力量搞費力的應用性研究,產品標準化、系列化、成套化進展緩慢,質量保證體系尚未形成,技術基礎不適應行業發展需求。對大多數設備和產品來說,當前應整頓市場,制訂規劃和產品質量標準,組建質量監督系統,使產品不斷更新換代。
針對上述問題,我國水治理的裝備,應扭轉全行業產品技術落后狀況,全面推動行業的振興與發展。現有產品要更新一批,抑止普通長線產品,*節能機電一體化產品,大力發展市場上和政策導向上需要而又缺門的污染防治、資源綜合利用和監測儀器等裝備,推動成套裝備與主機輔機配套同步發展。
要宣傳貫徹GB/T19000-ISO9000標準系列,推行體系認證,實行產品生產許可證制度,建立科技先導型企業或企業集團;建立一批以企業為主體的技術開發中心;積極利用與外商合作生產、合資經營和技貿結合等方式,引進*技術和資金;要消化、吸收和仿制現已進口的不少設備和儀表;加大企業技術改造力度,推動企業技術進步;為了推動水治理產品向大型成套、節能、方向發展,必須加強產品設計工作;實行科研-設計-生產一條龍,真正把科技變為現實的生產力。
展望水治理技術裝備的發展趨勢,應重點加強下列水污染防治裝備:
(1)城市污水處理裝備
為了貫徹加強集中治理的原則,近幾年已有大量投資用于建設城市污水處理廠。應發展處理能力5~50萬m3/d的城市污水處理設備,重點解決成套供應,提高自控水平和節能指標。在城市污水處理中,除了傳統的以普曝為代表的活性污泥法外,根據市場需要,要發展氧化溝活性污泥法、A2/O活性污泥法、SBR活性污泥法、AB活性污泥法的技術及相應的設備。要開發旋流式除砂設備、螺旋式砂水分離器、螺旋輸送器、各種曝氣裝置、自動溶劑投加裝置等。
在污泥處置中,要結合不同處理規模,提出不同的污泥處理和處置的技術和裝備,如開發污泥濃縮脫水一體化設備。有的污泥要消化,有的沼氣要利用,都涉及大量的設備和儀表。
(2)工業廢水處理裝備
重點擴大水處理單元設備專業化生產規模,還要結合我國環保政策,配合清潔生產工藝和總量控制工作,研制和引進消化吸收國外的水質水量監控設備和儀表。
按污染源分,重點發展以下設備:
1)多功能組合式水處理設備。
2)用于輕工、食品、飲料、醫藥、發酵、屠宰加工領域的中、高濃度有機廢水處理設備。根據市場需求,要重點發展升流式厭氧污泥床反應器(UASB)、厭氧復合濾地、好氧生物流化床及折流式厭氧生物處理反應器等技術設備。近幾年來,我國合資的啤酒廠和可口可樂廠,大多引進了國外的升流式厭氧污泥床反應器組件和沼氣燃燒系統,而國內的水處理環保企業,還很少有能力提供此類定型組件和沼氣系統設備。
3)開發造紙廢液有效的處理設備。為了控制水污染急劇發展,國家不得不下令關閉大批小造紙廠,以改變一個紙廠污染一條河道的局面。但大中型的造紙廠,特別是草漿廢水的治理,應著力研制可行的技術裝備。
4)由于廢水資源化和水回用的要求,要開發廢水深度處理設備(如膜法、臭氧法、活性碳法及微過濾技術)和新型消毒裝備。
5)還有表面處理廢水、廢液及有色金屬等礦冶煉廢水處理設備;含油廢水處理設備;油田水凈化設備;煤礦地下水及高濁度含鹽廢水處理凈化設備等,都需要在優化現有處理設備基礎上,開發定型設備。
6)大力研制污水廢水及污泥處理中需用的各種混凝劑、絮凝劑和助凝劑以及工業循環水中為水質穩定需要的各種藥劑,并建立配套的供應網絡。
(3)加強城市畜禽養殖業污染控制。隨著“菜籃子”工程的發展,我國一些大城市畜禽養殖業的糞尿年排放量均超過1000萬t,相當于300~400萬人口當量的污染量,大大超過這些城市工業廢水、生活污水及固體廢棄物的排放量,成為城市中*大污染源,化害為利,大有文章可做。
(4)安全飲用水技術設備。包括水源水微污染處理技術和設備;鄉鎮和中西部地區飲水凈化設備;節水技術設備等。
隨著我國加入世貿組織步伐的加快,國外的環保產品將*開放大規模地進入我國市場。人家能出口,我們亦應能出口。我們必須加倍努力,迎接這嚴峻的挑戰。