荆州护城河污水排放问题研究论文

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目前，常用于我国城市污水处理的方式为集中污水处理系统和传统的三格式化粪池。其它的处理构筑物也都是大同小异的，主要的流程不外乎如此：污水收集设施［包括污水管道、雨水管道、工厂排放水管道等］-->污水提升泵站-->格栅拦截-->沉砂池-->初沉池-->曝气池、厌氧池等核心处理工艺流程-->二次沉淀池-->排水管道或渠排入水体[①]其中核心处理流程可分为一级处理和二级及以上的深度处理。深度处理流程主要有好氧处理流程、厌氧处理流程及两者相结合的处理方法。目前，好氧处理方法有SBR工艺、UASB工艺、氧化沟、氧化塘等工艺，在曝气池里充入空气或氧气，让好氧细菌除去污水中的有机物杂质；厌氧处理流程主要有厌氧流化床、两相厌氧发酵、厌氧滤池等利用厌氧菌进行厌氧发酵的方法除去污水中的有机物的；另外常用的还有像A20及其变种的工艺流程都是好氧处理和厌氧处理相结合的处理流程，其处理效果往往比单一的处理方式好得多。深度处理构筑物不外乎以下几种：曝气池、厌氧池、氧化塘、厌氧反应器及特殊的除磷脱氮设备，或者是它们的变种工艺，但是处理原理都是大同小异的。随着人们对环境污染越来越严重这一状况的认识和对加强环境保护意识的加强，现在大多数城市都纷纷建设了污水处理厂，处理流程也由简单的一级处理升级为二级或更深度的处理。但是对于大中型城市来说，普启遍还是采用集中处理的方式。一个污水处理厂处理的污水面积都很大，这就需要用提升泵站将远处的污水提升到污水处理厂进行集中处理，这些污水提升泵站不仅要保障所有污水都要提升到污水处理厂，还要适应污水量变化的要求，一般其流量都是很大的，输送的路程也很远，再者污水管道一般都埋设较深，泵站需要有很高扬程，电耗十分可观。电费是污水提升泵站的主根能耗，输送路程越远，电价越高，像武汉的龙王嘴污水处理厂就设有五个污水提升泵站，将附近很大面积的污水汇集起来，其流量还是不大，目前正在扩建的工程处理流量也才15万吨城市污水处理出水的再生利用在我国，花费大量投资建设了城市污水处理厂，但经过处理后的再生水并没有得到充分利用，在城市污水处理决策中应充分考虑污水的再生利用。发展再生水在农业灌溉、绿地浇灌、城市杂用、生态恢复和工业冷却等方面的利用。城市污水再生利用，应根据用户需求和用途，合理确定用水的水量和水质。污水再生利用，可选用混凝、过滤、消毒或自然净化等深度处理技术。因此，缺水城市和水环境污染严重的地区，在规划建设远距离调水之前应积极实施城市污水再生利用工程，同时做好非投资性或低投资性的节水减污工作。城市污水再生利用规划建设要依照客观需要和实际可能的原则，按照远期规划确定最终规模，以现状水量及用水需求为主要依据确定实施规模。城市污水再生利用技术选择与工程实施要考虑国情、实际条件和用户需求，城市污水再生利用规模、处理程度、处理流程、输水方式、再生水质、使用用途的选择上，既要满足要求，又要经济合理。目前城市污水再生利用应着重于农业灌溉、市政杂用、景观水体、生活杂用、工业冷却、生态环境和补充地表水。但是，城市污水再生过程和再生水的使用应确保公众和操作人员的健康安全，以及周边的环境安全，尤其要有效地控制病原菌的污染和传播。再生水使用应满足国家和地方有关污水再生利用的水质标准和规定，处理工艺的选择，尤其是工艺的可靠性和安全性的保障，应经过严格的专家论证、评估和主管部门的批准。在污水处理流程中，各个污水处理构筑物的节能途径很多，下面就污水处理流程中各个构筑物的节能方法。污水提升泵站节能途径。将现有的集中式污水处理改成分散式处理，并充分利用一级处理后的中水，可以减小城市污水处理厂的压力，更可以大大减少深度处理所需的费用。同时污水提升泵站的水量也会适当减少，甚至可以取消，全部采用分散处理模式。污水处理厂只负责处理工厂附近、污水量大的用户排放的污水。格栅的节能途径。尽量将污水处理设备安装在地势较低的地方，可以减小提升泵的功率。污水经过格栅的时候可以凭借其较快的流速通过栅条，必要时再用提升泵将污水提升至沉淀池。曝气设施的节能途径[③]。不管是好氧处理还是厌氧处理设施，其能耗都是非常大的。因为我们必须要用电力设备将空气充入到污水中，但是我们可以采用多层好氧过滤的方式减小这一能耗开支。好氧过滤的各个滤层的厚度的材料都是不相同的，实现的过滤效果也大相径庭。好氧过滤具体的方法是：污水经过格栅拦截之后，即可以直接进入第一层好氧过滤层，第一层好氧过滤层的孔隙是很大的，一般用粗大的砂石铺垫，主要去除污水中大的悬浮物并通过水流在砂石中紊动的流动将空气中的氧气混入污水中。然后污水进入第二层好氧过滤层，这一层的砂石粒径相对较小，污水在这一层的停留时间相对较长，主要是好氧微生物对有机物的氧化过程，在这一好氧滤层里，很容易生成生物膜，类似于生物膜的处理。如果污水的有机物的含量不是很高的话，处理水已经基本达到了排放的标准了，也可以将处理后的水收集起来作中水使用。如果污水的有机物含量很高的话，可以让污水继续进行下一层的好氧过滤，滤层的孔隙也将更小，处理时间更长，效果也更好。在这一层中，由于污水的停留时间较长，对污水中的N和P也有较好的去除效果。进行好氧过滤处理的排放水已经可以达到排放的要求，没有必要设置二次沉淀池进行泥水分离。这种处理流程适用于建设在河湖的旁边，有利用处理水的就近排放，而且可以不用清水管道或管渠即可。

进入“九五”以来，我国大规模水污染防治在“三河三湖”"淮河、太湖、巢湖、滇池、海河、辽河等重点流域全面展开。经过几年的努力，已经取得了阶段性成果，部分河段水质有所改善。但是，由于历史的原因，我国水环境问题比较复杂，在现有经济技术条件下，解决水环境问题需要经过一个缓慢的过程。因此，在今后相当长的时期内，重点流域的水污染问题仍将十分严重。 1. 我国水环境问题及其影响因素 我国水环境面临着水体污染、水资源短缺和洪涝灾害等多方面压力。水体污染加剧了水资源短缺，水生态环境破坏促使洪涝灾害频发。据1999年《中国环境状况公报》显示，目前我国七大水系、主要湖泊、近岸海域及部分地区的地下水受到不同程度的污染。河流以有机污染为主，主要污染物是氨氮、生化需氧量、高锰酸盐指数和挥发酚等；湖泊以富营养化为特征，主要污染指标为总磷、总氮、化学需氧量和高猛酸盐指数等；近岸海域主要污染指标为无机氮、活性磷酸盐和重金属。这些因素构成了水环境问题影响范围广，危害严重，治理难度大等特征。我国水环境问题产生的原因是多方面的，但主要是人类主观因素的影响。长期以来，我国经济增长方式粗放，企业单纯追求经济效益，忽视环境效益和生态效益。工业发展中，水消耗量大、利用率低。不仅单位产值污水排放量大，而且万元产值用水量各省区间差距悬殊。1998年全国平均万元GDP用水683m3以上。其中，北京161m3，天津201m3，上海300m3。但是，黑龙江、内蒙古、江西、广西、贵州、青海、甘肃等省区大多在1000m3以上。宁夏、新疆为4000m3左右。北京1m3灌溉用水可以生产2kg粮食，而宁夏才生产不到1kg。同时，在传统的计划经济体制下，粗放型的经济增长方式，使企业生产经营缺乏节能降耗的动力。企业技术改造往往以扩大再生产为目的，生产工艺落后，更新换代速度慢。随着经济体制改革的不断深入，经济增长方式的日趋转变，以及科技水平的快速提高，水资源的合理开发和利用将逐步走上科学化管理轨道。但是，这种转变需要一个较长的历史过程。水环境问题严重的另一个重要原因，是国家政策导向的偏差。长期以来，国民经济和社会发展注重经济增长速度、主要产品产量、城镇居民收入增长等指标，没有把资源消耗和环境代价纳入经济核算体系。迄今为止，城市环境基础设施建设仍作为“非生产性福利事业”。城市污水处理、垃圾处理由政府包揽，使政府不堪重负，以至于拿不出钱搞环境基础设施建设，甚至建成污染处理设施也因经费来源问题没解决而难以正常运转。在计划经济体制下，一些经济发展政策有悖于环境保护。我国一度“遍地开花”的“十五”小企业，布局分散，规模不经济，生产工艺落后，造成了严重的环境污染和生态破坏。 区域经济发展和区域环境容量不相适应，也是造成水环境污染的重要原因。以往在确定地区产业发展方向、地区生产力布局时，往往忽视区域环境容量。我国主要江河出现的严重流域性水污染，在很大程度上与流域产业结构和布局不合理有直接关系。淮河流域四省自80.年代初开始，利用当地资源，大力发展高耗水的化工、造纸、制革、火电、食品等小型工业，污染物排放量超过了淮河的承载能力，使淮河流域水质急剧恶化；由于缺乏科学认证和科学管理，一些缺水地区盲目发展高耗水型工业，造成地下水位下降；一些资源丰富的地区发展单一的资源型产业，不发展与之相配套的加工业，产业结构雷同，形成严重的结构型污染。 自然因素的影响在一定程度上加重了水环境问题的恶化，增加了水污染防治的难度。近年来，由于气候变化引起全球温度、湿度、降水量的分布变化，使一些国家和地区的灾害频发。我国北方地区气候也明显变暖，华北地区冬季平均气温90年代比50年代上升2.1℃。气温上升，地表径流减少，蒸发量增大，发生旱灾的机会增多。1997年我国北方地区受厄尔尼诺现象的影响，降水量异常偏少，温度偏高，海河水资源量只有多年平均量的40%；黄河水资源量为多年平均量的61%。由于河道径流减少，水体自净能力下降，加剧了水环境恶化。1998年受厄尔尼诺现象影响，长江中下游、嫩江、松花江流域降水量偏多，导致特大洪水灾害的发生。 我国水资源地区分布不均，南多北少，相差悬殊，水资源分布与人口、经济和社会发展布局极不协调。北方黄河、淮河、海河、松辽河，以及内陆河5个流域，总人口占全国的47%左右，耕地面积占65%以上，GDP占全国的45%以上，而水资源却只占全国水资源总量的19%，人均占有量仅为南方地区的1/3。这些因素也是导致水环境问题突出的重要方面。 2. 重点流域水污染防治面临的主要问题 “九五”以来，我国重点流域水污染防治以淮河治理为先导，太湖、巢湖、滇池，以及海河、辽河相继开始。通过采取工业污染源的末端治理，以及在产业结构调整和压缩过剩生产力中，取缔、关闭、和淘汰生产工艺落后、设备陈旧、污染严重的企业等一系列措施，治理工作取得一定成效。部分水域已经接近实现第一阶段的污染防治目标。“九五”水污染防治作为我国历史上第一次大规模的流域水污染防治，积累了大量宝贵经验，对于开拓我国的环境与发展道路具有长远的战略意义。但是，从总体上看，重点流域的水污染防治工作进展还比较缓慢，取得的成果十分脆弱。在实践中暴露出来的一些问题充分说明，我国当前和今后一个时期流域水污染防治仍面临严重挑战。 2.1 黄河、长江流域水环境问题亟待解决 “九五”期间“三河三湖”的治理仅仅是拉开了我国水污染防治的序幕。在大规模治理“三河三湖”的同时，必须看到，黄河、长江的污染问题也到了非治理不可的程度了。黄河这个中华民族的摇篮，他养育了人类，也无数次地给人类带来灾难。如今，由于人类活动的作用力，使黄河的环境问题日趋严重。1999年，在黄河流域的114个重点监测断面上，V类和劣V类水体分别为70%和56.2%，黄河主要支流的污染更为严重，而且黄河的污染主要来自支流。目前，黄河水量少，自净能力弱，水环境处于危机之中。在西部大开发中，黄河流域的经济发展将进入较快增长时期。黄河的水污染必然使沿岸的水资源短缺“雪上加霜”。 长江上游沿岸地区经济社会的快速发展和城市化进程的加快，使这一地区的污染物排放量迅速增加，污染问题随之加重，特别是三峡库区及其上游的水质不断恶化。如果不采取有效措施，预计到2010年，长江上游重点地区废水排放量将以年均4.1%的速度增长；沿江城镇生活垃圾入江量，将由1995年的约200万t增加到2010年的467万t；三峡库区的水体自净能力将大幅度下降。2009年三峡库区建成蓄水后，库区将由一个流速快、流量大的河流变成一个流速缓、滞留时间长，回水面积大的人工湖。水体稀释自净能力下降，水污染必然加重。根据预测，三峡工程建成后，湖区上游岸边污染带主要污染物浓度将比建坝前增加2-10倍，将成为重污染区。 2.2 城市生活污水逐年增加，污水处理设施建设严重滞后 城市基础设施是工业建设的载体，制约着工业建设规模和发展速度。长期以来，我国城市建设不恰当地把基础设施建设的载体地位降低为工业的一般附属物地位，基础设施的发展与人口、资源、环境和工业建设不协调，导致基础设施长期超负荷承载。特别是城市环境保护基础设施，仅仅在近几年才开始兴建。全国绝大多数城市的污水处理能力远远满足不了实际需要。 随着人口迅速增加和人民生活水平的日益提高，生活污水产生量大幅度增长。近年来，城市生活污水和工业废水排放量的比例已接近持平。但是，城市污水处理厂的建设远远不能适应经济社会发展的需要。一般情况下，城市污水处理厂的建设周期为3年。从目前的建设进度看，实现“九五”期间国家提出的全国50万人口的城市都要建设集中式污水处理装置的要求，还需要相当长的时间。以淮河为例，按规划，到2000年，淮河流域四省需要建设城市污水处理厂52座，总投资60.8亿元，形成污水处理能力352万l/d。到1999年6月建成的污水处理厂只有3座，污水处理能力仅为44万l/d。集中式污水处理设施建设缓慢的原因，除了资金短缺外，现行管理和运行机制的掣肘也使城市污水处理厂的建设和运营陷于困境。由于没有真正落实“污染者负担”的政策，地方财政因无力支付污水处理费用，常常使建成后的污水处理厂不能正常运行，环境保护投资不能有效发挥环境效益。 2.3 大量的面源污染问题尚未找到解决途径 目前，全国的工业污染已经开始得到有效控制。到2000年底，全国所有工业污染源都将实现达标排放。城市污水处理正在逐步加快步伐。但是，农村经济发展带来的农药、化肥、畜禽养殖污染量大面广，有一定治理难度。从50年代到90年代，我国农药施用量增加近100倍，成为世界上农药用量最大的国家。我国每年因农药中毒的人数占世界同类事故中毒人数的50%。而且由于农药的大量流失，造成严重的水体污染。全国化肥使用量也在成倍增加。1995年是1978年的4倍。目前，偏施化学氮肥，使氮、磷、钾比例失调现象比较严重。而且化肥的利用率只有30%左右，大量化肥流失，进入河流、海洋、湖泊，成为水体面源污染的主要来源。同时，由于大量化肥的使用，农村畜禽粪便的农业利用减少，畜禽业的集约化程度提高，加重了养殖业与种植业的脱节。畜禽粪便的还田率只有30%多，大部分未被利用。1998年全国畜禽粪便产生量是当年全国工业固体废物产生量的3.4倍。这些畜禽粪便大部分未经处理直接排入江河湖海。同时，作为农村经济的重要组成部分，乡镇企业的发展也一直是困扰农村环境的一大难题。据1991年和1997年两次全国乡镇工业污染源调查，乡镇工业二氧化硫、烟尘、化学耗氧量和固体废物排放量分别增长了22.6%、56.5%、246.6%和552%；在全国主要工业污染物排放总量有所控制的情况下，乡镇企业排污量却在增长，这将对水环境构成严重威胁。 2.4 经济政策不配套，污染治理资金严重短缺 在计划经济体制下，我国污染防治资金以国家预算内资金为主。随着市场经济体制的建立，完全依靠行政手段管理环境已经不能奏效。但是，由于市场经济条件下的环境经济政策体系尚未建立，多元化的环境保护投资体制难以形成。作为促进污染防治的重要经济手段排污收费制度，目前还很不完善。主要问题是，排污收费标准过低，不能发挥刺激污染防治的作用。超标排放污水收费作为排污收费的主体，其收费额不足污染处理设施运行成本的一半；污水排放收费最高不超过0.5元/l；排污收费项目不全，主要对象是大中型企业和部分事业单位，城市污水处理费仅在少数城市开征，而且收费标准较低，“污染者付费”的原则没有充分体现；排污费的转移支付机制尚未建立，流域内上下游之间缺乏利益补偿政策，水资源的开发利用与保护不协调，造成水资源的浪费。 “九五”期间我国环境保护投资有了大幅度提高，特别是国家采取积极的财政政策，在扩大内需中把环境保护作为重点投资领域，一些水污染防治重点项目得到国债资金的支持。但是，由于环境保护资金渠道狭窄，投资量小，污染治理资金短缺的问题仍然非常突出。按计划，“三河三湖”水污染防治约需资金1260亿元，但是目前已经落实的资金与需求相差甚远。1998年国家增发财政债券和银行贷款资金用于基础设施建设，分配给淮河流域10亿元财政债券资金用于城市污水处理厂建设。但是，这些资金仅为淮河城市污水处理厂总投资的16.5%，而且投资项目达34个之多。由于地方配套资金不足，开工的项目不少，却因缺乏资金施工建设进度缓慢，很多工程至今投资尚无着落。 3. 关于水污染防治的政策建议 我国是在经济技术相对落后的情况下实现经济快速发展的。人口基数大，人均资源少，环境污染和生态破坏的防治将是一项长期的战略任务。特别是水环境污染问题的解决不可能一蹴而就，需要经过一个艰苦的治理过程。因此，我们必须在认真总结“九五”期间水污染防治经验教训的基础上，借鉴世界一切成功的经验，结合我国的具体情况，不断加强政策创新、制度创新和技术创新，逐步走出一条具有中国特色的水污染防治道路。 3.1 在决策中控制新的水环境问题产生 国家和地方各级政府，在确定经济发展速度、制定国民经济和社会发展计划、资源开发计划、区域开发计划，以及制定经济技术政策，进行重大经济决策时，应当对实施这些决策可能产生的环境影响做出科学评价，评价的结论作为各级决策的依据。在决策中综合考虑环境、经济和社会因素，统筹兼顾，使发展对环境的影响降低到最小。建立科学的评价指标体系，设置专门的评价审议机构，并使这一制度法制化，逐步建立起依法决策的运行机制。 区域经济的发展要充分考虑水资源保护。限制缺水地区发展耗水型产业，调整缺水地区的产业结构，严格控制高耗水、高耗能和重污染的建设项目。近期应重点调整北方缺水地区的产业结构，防止水资源短缺问题进一步加剧。生态环境脆弱地区的经济发展应考虑为生态用水留有余地，防止因过度开发导致下游地区河湖萎缩、土地沙化、生态退化。在水源地区，引导和组织水源地生态经济体系建设，避免水源地区经济发展导致下游城市水源污染。 3.2 资源的开发和利用要坚持开源节流并举的方针 大力开展节水活动，采取有效措施，减少水消耗。有组织地推行节水、高效的农灌技术；完善科学的农业用水管理措施，尽快改变农业生产大量耗水的局面。制定单位产品用水定额和水重复利用率考核指标，建立工业用水考核制度；明确规定冷却水及工艺用水等工业废水必须循环利用和再生利用；大力发展水的闭路循环使用，最大限度地减少废水排放量。 在开展节约用水，解决我国水资源短缺的同时，全面加强水污染防治，特别是重点流域的水污染防治。流域治理的重点在城市，城市工业废水和生活污水的治理，要走集中与分散治理相结合和废水资源化路子。因地制宜地建设污水处理设施，处理后的污水要用于工业冷却水、城市景观和园林绿地用水等。 3.3 建立和完善资源有偿使用制度和价格体系 国家有关部门应抓紧组织开展资源定价研究，有计划地对关系国计民生的重要资源和国家稀缺资源制定分类指导的价格政策，尽快改变“资源无价”，资源产品低价的不合理状况，使水资源价格体现资源价值、资源利用和污染防治费用。同时，积极推进水资源资产化管理进程，加强资源核算体系的研究，为逐步将水资源核算纳入国民经济核算体系创造条件。 3.4 完善环境经济政策 抓紧制定有利于环境保护的环境经济政策，进一步强化市场经济体制下的环境经济手段。尽快提高排污费标准，使之高于污染治理成本；制定水污染防治相关政策，建立资源更新的补偿机制；全面实现“污染者付费”的原则，在用水收费中，普遍增加污水处理费，作为城市污水处理厂运行费用；环境保护作为“市场失效”的领域，特别是环境科技研究与开发、环境保护基础设施建设等，国家应加强产业政策支持。同时，鼓励和推动环境保护基础设施建设和管理的企业化。 积极建立环境税收制度。扩大资源税的征收范围，对地下水等稀缺资源征收资源税；对新建污染项目征收固定资产投资方向调节税，控制结构型污染；对现行排污费与费改税进行利弊分析，探索征收污染附加税；对从事城市污水处理的企业实行零税率；对生产再生资源和利用再生资源生产的产品，应给予税收减免的优惠。 3.5 大力推行清洁生产 工业部门要加快产业结构调整，合理调整工业布局，推动资源消耗小、效益高的高新技术产业发展。结合技术改造推行以清洁原料、清洁生产过程和清洁产品为主要内容的清洁生产。要把清洁生产当作在可持续发展战略指导下的一次工业企业的全面改造，在全国所有工业企业推行清洁生产。通过加强环境管理审计，建立科学的管理体制，促进我国工业向新的技术基础转移，以集约方式提高质量，降低消耗，增加经济效益。并在此基础上逐步建立我国资源节约型生态工业生产体系。 3.6 加强农村面源污染的防治 农村要推行以改善农业生态环境，加快农村经济发展为主要内容的生态农业生产体系。全面推广种植业、养殖业、加工业合理配置的“大农业”生产模式，注重农、林、牧、副、渔各业全面发展，农、工、商综合经营。把现代化科学技术和传统农业精华有机结合起来，逐步增加有机肥料的使用，减少化肥、农药的使用。开发生物农药技术，推广以菌治虫、以虫治虫的生物技术替代农药。目前，我国已有2000多个生态农业试点，应当在总结经验的基础上，把推行生态农业作为农村经济发展中的一场革命，在全国广大农村普遍展开。逐步把农村富余劳动力从污染型乡镇工业转移到生态农业建设上来。县、乡两级政府要制定生态农业建设规划，国家有关部门要加强技术推广，有计划地在全国乡、村培养一批技术骨干，指导农民发展生态农业。 3.7 加快城镇污水处理厂建设，大力发展环保产业 改革现行城市污水处理体制，实现污水处理厂建设和运营的社会化、市场化、企业化。污水处理厂的建设要引入竞争机制，按照“谁投资谁所有，谁管理谁受益”的原则，建立多元化投资建设、企业化运营管理、社会共同负担费用、政府给予必要的政策扶持的模式。积极探索城镇给排水建设和运营一体化的管理体制。逐步使政府从直接管理污水处理设施的建设和运行中解脱出来，让污水处理真正走向市场。 环保产业的发展应当成为国民经济新的增长点。国家应制定扶持环保产业发展的经济政策，在投资、信贷、税收等方面给予优惠；鼓励一部分产品过剩的企业转向环保产品生产和服务；组建环保产业集团，尽快形成产业规模；抓紧培育环保市场，把原来政府管理的环保服务事业推向市场。同时，要加强环境科学研究，组织开展高浓度有机废水处理等急需的重点水处理技术攻关；加速污染防治和生态工程成套设备的国产化，改变我国环保产业落后的现状，以适应我国污染防治的需要。 参考文献： [1] 钱 勇.现代废水处理新技术.北京:中国科学出版社,1993. [2] 井文涌.采取有力措施,推进中国水环境保护:水工业与可持续发展.北京:清华大学出版社,1998. [3] 解振华.完成跨世纪的环保任务.科技日报,1999 09 28(1). [4] 周春晖主编.过程控制工程手册[M].北京:化工出版社,1992.[2] 李永和主编.工业酸度计[M].北京:化工出版社,1988.