1. 浅谈城市中水回用的结论与建议
所谓中水是相对于上水(自来水)和下水(污水)而言的,是指生活污水经处理后,达到规定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水。如厕所冲洗、绿地浇灌、景观河湖、环境用水、农业用水、工厂冷却用水、洗车用水等。
中水系统大致可分三类:一是城市污水处理厂出水处理回蚂稿用的城市中水系统;二是若干建筑群生活污水集中处理回用的小区中水系统;三是单栋的建筑物生活污水处理回用的建筑中水系统。
在此以自已的观点谈一下城市中水回用的结论与建议:
1、因地制宜,推广应用
一般建造中水设施一次性投入较自来水高2~5倍,并且日常运行成本又高于自来水,所以很少有人会放弃使用便宜、安全、方便的自来水而去用中水,已建的中水设施停止运行也就理所当然了。1996年深圳已建的中水设施93%停用就是因为这个原因。
但是随着经济社会的发展,北方由于水资源紧缺,人均水资源量747m3,尤其是黄淮海三流域人均水资源量仅500m3,在这种地区和沿海城市开发中水回用比长距离引水、海水淡化和人工降雨在经济上更具优势。以大连为例,海水淡化成本8.5元/m3,引碧入连2.3元/m3,引英入连3.6元/m3,中水回用2.0元/m3.
南方地区人均水资源量3,480m3,属于水资源相对丰富的地区,该地区1997年人均年用水咐指量447m3,仅占人均水资源量的12.8%,可见当地水资源的开发尚有很大潜力。当前存在的主要问题是水污染日益严重。由于城市化发展过快,城市排水设施的建设跟不上,污水超标排放和任意排放使城市周围的地表和地下水源受到严重污染,水质恶化使可供利用的水资源急剧减少,部分城市出现污染型缺水,治污才是首要任务。要在加强城市排水系统基础设施建设的同时加强水体的污染整治。对不具备纳入城市污水总衡物配管条件的建筑物,为减轻水体污染,必须就地建造中水回用设施,保护水环境。
2、健全法规,统一管理
对于中水价格,政府有关部门可制定相应的配套政策,如已建污水处理回用设施的,其所交纳的排水费根据对应的设施处理能力予以返回中水设施管理部门,贴补日常运行管理;同时也可借鉴国外的收费浮动政策,适当调高自来水水价,但也不宜人为过分抬高自来水价,一般将中水水价控制在自来水水价75%~80%左右较适宜。中水系统涉及部门颇多,住宅、环保、水务、卫生等部门都有各自的管理职责,由于污水集中处理通常较分散处理成本低、回用用途广、易管理、水质易控制,所以城市中水系统、小区中水系统和建筑物中水系统,大、中、小系统宜合理搭配,以防止建成的设施闲置或设备运行能力不足。建议小区中水系统和小区发展规划应统一规划、合理布局。同时,各地应制定统一的管理办法,由水行政主管部门统一管理中水系统的设计、建设、运行,防止中水设施建设市场出现杂乱无章的现象,水行政主管部门应对中水处理装置和施工单位进行产品认定和施工资质审定,并负责各中水站出水水质监测。
3、完善设计,制定标准
1996年以前建造的中水处理设施大多采用常规工艺,一般自动化程度不高、操作复杂、设备质量也不尽如人意,导致建成后的设施根本无法运行或不能正常运行。如北京采用物化法处理的18套设施,因设计方面的问题,导致50%的设施根本无法运行,其余的设施出水水质也均有不同程度的问题。随着水处理技术的发展,应组织有关专家,借鉴国外先进的中水技术,对现行的《建筑中水设计规范》进行重新修订,提高中水设备的成套化、标准化、自动化及电子化等整体水平;对不同用途的中水,制定更详尽的最低标准;由于一般水处理成本与水处理量成反比,而已建的中水设施在100m3/日以下的为数不少,有的甚至只有20m3/日,为提高资金利用率,建议制定最小经济规模流量供设计参考。中水的处理成本与所采用的处理工艺和原水的水质有关,一般全污水(灰水+黑水)处理比灰水处理运营成本高近1倍。所以建议可先将灰水作为中水的原水,这样处理成本可降低一半,水质也易控制,处理后的水可优先考虑用来浇绿化和洗车、扫除、景观用水,而后考虑排管入户冲厕。
4、组织培训,持证上岗
中水处理工艺通常规模小、技术高、费用高,它要求高水平的处理,独立的配水系统,特殊的用户管道、闸门系统和熟练的操作。而目前中水设施管理人员大多是兼职,专业水平、管理水平有限,兼之各中水处理站缺少完善的管理制度,中水设施不能得以长期稳定运行,出水水质难得到保证。为保证中水水质,水行政主管部门应定期对中水运行管理人员,进行日常操作、水质化验、应急措施等培训,培训合格者方可持证上岗,提高管理队伍素质。
2. 中水回用的处理方式
一、按用途分类
中水因用途不同有三种处理方式
1. 一种是将其处理到饮用水的标准而直接回用到日常生活中,即实现水资源直接循环利用,这种处理方式适用于水资源极度缺乏的地区,但投资高,工艺复杂;
2. 另一种是将其处理到非饮用水的标准,主要用于不与人体直接接触的用水,如便器的冲洗,地面、汽车清洗,绿化浇洒,消防,工业普通用水等,这是通常的中水处理方式。
3.工业上可以利用中水回用技术将达到外排标准的工业污水进行再处理,一般会加上软化器,RO,EDI/混床等设备使其达到软化水,纯化水,超纯水水平,可以进行工业循环再利用,达到节约资本,保护环境的目的。
二、按处理方法分类
按处理方法,中水处理工艺一般分为 3 种类型:
1 .物理处理法:
膜滤法,适用于水质变化大的情况。
采用这种流程的特点是:装置紧凑,容易操作,以及受负荷变动的影响小。
膜滤法是在外力的作用下,被分离的溶液以一定的流速沿着滤膜表面流动,溶液中溶剂和低分子量物质、无机离子从高压侧透过滤膜进入低压侧,并作为滤液而排出;而溶液中高分子物质、胶体微粒及微生物等被超滤膜截留,溶液被浓缩并以浓缩形式排出。
2 .物理化学法:
适用于污水水质变化较大的情况。一般采用的方法有:砂滤、活性炭吸附、浮选、混凝沉淀等。这种流程的特点是:采用中空纤维超滤器进行处理,技术先进,结构紧凑,占地少,系统间歇运行,管理简单。
3 .生物处理法
适用于有机物含量较高的污水。一般采用活性污泥法、接触氧化法(如图所示)、生物转盘等生物处理方法。或是单独使用,或是几种生物处理方法组合使用,如接触氧化 + 生物滤池;生物滤池 + 活性炭吸附;转盘十砂滤等流程。这种流程具有适应水力负荷变动能力强、产生污泥量少、维护管理容易等优点。
当前,由于一些国家和地区在过度地、毫无节制地开发水资源的同时,环境保护意识比较差,使地表水和地下水均受到了不同程度的污染,使原本具有良好水质的新鲜水供应受到限制;其次,待开发的新鲜水源离集中供水点距离较远,一次性投资费用高昂,这样一些缺水地区无力扩大供水能力。理到非饮用的程度,在此引出了中水概念。中水也就是将人们在生活和生产中用过的优质杂排水(不含粪便和厨房排水)、杂排水(不含粪便污水)以及生活污(废)水经集流再生处理后回用,充当地面清洁、浇花、洗车、空调冷却、冲洗便器、消防等不与人体直接接触的杂用水。因其水质指标低于城市给水中饮用水水质标准,但又高于污水允许排入地面水体排放标准,亦即其水质居于生活饮用水水质和允许排放污水水质标准之间,故取名为“中水”。
中水开发与回用技术得到了迅速发展,在美国、日本、印度、英国等国家(尤以日本为突出)得到了广泛的应用。这些国家均以本国度、区域的特点确定出适合其国情国力的中水回用技术,使中水回用技术越来越臻于完善。在中国,这一技术已受到各级政府及有关部门重视并对建筑中水回用做了大量理论研究和实践工作,在全国许多城市如深圳、北京、青岛、天津、太原等开展了中水工程的运行并取得了显著的效果。我国的国有工业企业和部分民企,比如污染严重和水资源利用较多的企业都建成了中水回用项目,为低碳生产和节能减排的国家级号召做出了贡献。
3. 详细介绍一下水资源缺乏的解决方法
目前造成全国水污染十分严峻形势主要有三大原因:
一是粗放型经济增长方式没有根本转变,污染物排放量大,超过水环境容量。
二是生态用水缺乏。目前,黄河、海河、淮河水资源开发利用率都超过50%,其中海河更是高达95%,超过国际公认的40%的合理限度,严重挤占生态用水。
三是水污染防治立法不够健全,执法不够有力,干部群众环保和守法意识不高。
五个方面下手加强水环境保护
“某地区50%的饮用水取自长江,从11个饮用水源中测出468种污染物,其中有机毒物210种,甚至检出致畸、致癌、致突变的持久性有机污染物。饮用受到污染的水已造成肿瘤、癌症等疾病发生率的增加。”潘岳说,治污当需“猛药”,国家将从五个方面加强水环境保护、保障水安全。
一、优先保护饮用水源地水质。
以划定城市和农村生活饮用水水源地为重点,组织制定全国城市和农村水源地保护规划,特别是要加快广大农村集中式水源地的划定工作,防治乡镇企业和农业面源污染水源地。
在水源地保护区内严格限制各项开发活动。一级保护区内,应禁止一切排污行为和对水源地有影响的旅游和水产养殖等活动。
二、提高水污染防治水平,推进重点流域水污染防治工作。
实行污染物排放总量控制制度,依法实行排污许可,严肃查处超标和超总量排污等违法行为。
加强农村环境综合整治,严格维护和努力改善农村饮用水源的水质。
加快修订《水污染防治法》,从根本上解决违法成本低、守法成本高、执法成本高的问题。
三、实行生态系统管理,重振生命之河。
水坝建设直接关系水环境安全,流域开发规划和水坝建设都要严格执行环境影响评价制度,分析利弊得失,对严重影响水环境安全的项目坚决不准上。
经过环评可以建设的,也要严格按照环评要求,实施环保措施。
四、加大环保执法力度,坚决惩处各类违法排污行为。
继续开展清理整顿违法排污企业、保障群众健康环保行动。
集中力量查处小造纸、小酿造、小化工、小印染、规模化畜禽养殖厂和城镇污水处理厂等排污单位的违法排污行为,重点解决一批群众反映强烈的老大难问题。
五、做好水环境质量信息的公开工作,落实人民群众的环境知情权。
对重大流域开发规划和重大涉水项目,要举行听证,广泛征求人民群众的意见,落实群众环境监督权,坚决维护群众的环境权益。
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。
城市生活污水概况
在维系人的生存、保障经济建设和维护社会发展的所有自然要素中,水的重要性毋庸赘述。然而随着工业化、城市化加快,世界面临着水资源短缺、污染严重的挑战。
中国尤其严重,是世界13个缺水国家之一,全国600多个城市中目前大约一半的城市缺水,水污染的恶化更使水短缺雪上加霜:我国江河湖泊普遍遭受污染,全国75%的湖泊出现了不同程度的富营养化;90%的城市水域污染严重,南方城市总缺水量的60%---70%是由于水污染造成的;对我国118个大中城市的地下水调查显示,有115个城市地下水受到污染,其中重度污染约占40%。水污染降低了水体的使用功能,加剧了水资源短缺,对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响。
我国水体污染主要来自两方面,一是工业发展超标排放工业废水,二是城市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏,大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。工业废水近年来经过治理虽有所减少,但城市生活污水有增无减,占水质污染的51%以上。据环境部门监测,1999年全国近80%的生活污水未经处理直接进入江河湖海,年排污量达400亿立方米,造成全国三分之一以上水域受到污染.
4. 人工湿地在中水回用中的应用研究
下面是中达咨询给大家带来关于人工湿地在中水回用中的应用研究,以供参考。
0引言
我国是一个严重缺水的国家,人均水资源量仅为2238.6m3,排在世界第109位,只相当于世界人均占有量的1/4,属于水资源脆弱国,是世界人均水资源极少的13个贫水国之一。在全国669个城市中,有110个严重缺水,日缺水量1600万m3,每年因缺水造成工业产值损失2300多亿元。生活用水的人均使用量为50-300L/d,其中直接饮用或食用以满足生理需求的消耗量仅占5L/d左右,其余大部分的水主要用于洗涤、冲厕等卫生目的,使用后会携带多种污染物。
为了解决我国日益突出的水资源供需矛盾,主要从两个方面着手解决:一方面需要节约利用有限的水资源,另一方面则更应积极推进污水的回收利用技术,走水资源利用的可持续发展道路。中水回用技术正是符合这一目标的技术,并且它有着投资省、见效快、运营成本低等特点。
1中水与中水回用
1.1中水的定义
中水(reclaimedwater)主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准、可在一定范围内重复使用的非饮用杂排水,其水质介于上水与下水之间,是水资源有效利用的一种形式。
现实生活中,中水回用具有很强的经济优势,美国曾经拿城市污水和海水作比较,前者含0.1%污染物,而后者则含有3.5%的溶解盐,还有大量的有机物质,因而采用海水淡化获取水源的基建费和单位成本都超过污水回用的费用。由于回用水一般是就近采用,所以较新鲜水的长途管道运输而言,成本较低,同时城市污水经二级处理后回用,相应也就减少了向水域的排放量,带来了可观的环境效益,这些环境效益和经济效益是统一的。
实践表明,水回用在技术上、经济上都是可行的,已成为一些缺水国家和地区解决水危机的有效途径,具有重大的经济效益、社会效益和环境效益。美国有357个城市实现了污水处理后再利用;日本从20世纪60年代起一直大力研究和推广城市回用和中水技术,广泛供给工厂、企业和居民小区“中水道”冲洗厕所及杂用;南非在1986年建成了世界上第一座城市污水“再生水”厂,用作城市自来水的补充水源。
1.2中水回用水源
中水的水源较广,但对建筑中水而言,其水源一般包括盥洗排水、沐浴排水、洗衣排水、厨房排水和厕所排水等。若考虑到处理费用和处理的难易程度,对其选用的先后顺序一般为:沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、厕所排水。在进行建筑中水系统的设计时,应根据实际情况,集流一种或多种排水作为中水水源,常见组合有以下几种情况:①空调系统排水、盥洗排水和沐浴排水等,其污染程度较轻,称为优质杂排水,在设计时应优先选择其作为中水水源;②冲厕以外的生活排水组合,其污染程度中等,称为杂排水;③所有生活排水的总称,其污染程度最重,称为生活污水,由于其处理费用较高,且难处理,所以在设计时应尽量不采用其作为中水水源。就目前情况来看,我国现有的建筑中水回用系统采用的水源几乎都是优质杂排水或杂排水。
1.3中水回用处理方式
目前,我国城市污水深度处理或三级处理已在应用的工艺有混凝、沉淀、过滤等常规工艺,微絮凝过滤法以及生物接触氧化后纤维球过滤,生物炭过滤等方法。我国传统的污水回用方法归纳有如下几种:
(1)污水经二级处理后,出水直接回用。
(2)污水经二级处理后,再经过滤,供用水单位回用。
(3)污水经二级处理后,再经混凝、沉淀、过滤后回用。
(4)污水经二级处理后,经混合、沉淀、过滤、活性炭吸附后回用。
(5)污水经二级处理后,经改造A/O法混凝、沉淀、过滤后回用。
但是传统污水回用方式存在着处理设施差,运行成本较高,处理效果与处理量受限等缺点。所以需要寻找一种更经济、节能的处理方式。
2人工湿地
2.1人工湿地的定义
人工湿地(constructedwetland)是一词最早是由澳大利亚的Mackney于1904年提出的,是指人工建造和监督控制的、工程化的沼泽地[1].但真正为污水处理目的而建造的湿地直到20世纪70年代才开展起来,“人工湿地”或类似的术语也在此时才开始相继问世.1989年美国著名的湿地研究、设计与管理专家Hammer等人将人工湿地定义为:一个为了人类的利用和利益,通过模拟自然湿地,人为设计与建造的由饱和基质、挺水与沉水植物、动物和水成的复合体(complex).但是我国的夏汉平[4]认为此定义存在不必要的重复,且尚不完全他认为人工湿地是指通过模拟天然湿地的结构与功能,选择一定的地理位置与地形,根据人
们的需要人为设计与建造的湿地.
2.2人工湿地的分类
根据植物的存在状态,人工湿地主要分为三种类型:浮水植物系统,沉水植物系统,
挺水植物系统[28]。
其中,浮水植物系统有一些潜在的缺点。一方面在此系统中的植物为一种或少数几种,易受到短时间内部分或全部植物死亡,造成灾害性事件损害;另一方面,因为去除营养物和维持植物最佳生长率而进行的收割,然而这些植物含水量一般高于95%,收割后需要干化,干化后的植物仍需要处理。所以,造成了此系统不能广泛的应用。而沉水植物系统目前主要处于试验阶段,该系统水生植物完全淹没于水中,系统中的水的浊度不能太高,否则会影响植物的光合作用。因此,此系统适用于处理二级出水的高级处理。
挺水植物系统主要以挺水植物为主,植物根系发达,可通过根系向基质送氧,使基质中形成多个好氧、兼性厌氧、厌氧小区,利于多种微生物繁殖,便于污染物的多途径降解,目前人工湿地主要指挺水植物系统。按污水在湿地流动的方式不同可分为表面流湿地,潜流湿地和垂直流湿地.
⑴表面流人工湿地(SurfaceFlowWetlands缩写为SFW):污水在湿地表面漫流,形成一层地表水流并从地表流出.它与自然湿地最为接近,绝大部分有机物的去除是由生长在植物水下的茎、杆上的生物膜来完成.这种类型的人工湿地具有投资少、操作简单、运行费用低等优点.
这种湿地不能充分利用填料及丰富的植物根系,夏季容易滋生蚊蝇,产臭味,冬季在寒冷地区易发生表面结冰影响处理效果,卫生条件亦不行,故设计中一般不采用.
⑵潜流人工湿地(SubsurfaceFlowWetlands缩写为SSFW):污水经配水系统在湿地的一端均匀进入填料床植物的根区,在湿地床内部流动,净化的出水由湿地末端集水管收集后排出.水在湿地内部流动时,可充分利用填料表面及植物根系上生物膜及其它各种作用处理污水.与表面流人工湿地相比,水平潜流人工湿地的水力负荷大,对BOD、COD、SS、重金属等污染指标的去除效果好,而且很少有恶臭和孳生蚊蝇现象.目前,水平潜流人工湿地已被美国、日本、澳大利亚、德国、瑞典、英国、荷兰和挪威等国广泛使用.这种类型人工湿地的缺点是控制相对复杂,脱P、除N的效果不如垂直流人工湿地.
⑶垂直流人工湿地(VerticalFlowWetlands缩写VFW)污水流动综合了SFW和SSFW的特点,水流在填料床中呈由上而下的垂直流,出水由底部的集水管收集后排出,垂直流人工湿地的硝化能力高于上述两种人工湿地,可用于处理氨氮较高的污水.其缺点是对有机物的处理能力不如潜流人工湿地系统,落干或淹水时间较长,控制相对较复杂,夏季有孳生蚊蝇的象.同样地,其在目前应用的领域里也较少.
3人工湿地在中水回用中的实例及分析
3.1人工湿地单一使用
人工湿地可以作为单一的处理工艺,作为中水回用的主要处理工艺,处理污水并将污水回用。高校校园用水具有水量大、用水集中且排水水质优于居民用户等特点,并且随着高校的发展,高效区域呈现出区域集中化,且许多高校比邻而建。因此,从排水收集、回用处理和中水等环节上高校校园适合建立中水回用系统,具有现实的意义和迫切性并行的。
以四川大学望江校区为例,学生宿舍用水量约占校园总用水量的37%,其中盥洗用水约为22.2%,将盥洗废水作为中水原水,根据水量平衡,已满足中水的需求量。根据校园的区域面积、景观建设,采用人工湿地处理系统作为中水处理工艺,使废水达到回用标准。
小区中水处理系统是目前中国应用较广泛的中水处理方案。一方面,以小区为处理单位、小区及邻近地区的优质杂排水为中水水源,经集中处理,使水质达到可回用标准,返回小区使用。其优点是比较方便、灵活,可根据自身条件实施建设方案。另一方面,一般的屋面雨水指标大多都超过了生活杂用水水质标准,必须进行处理才能利用。通过人工湿地处理屋面雨水,用于小区绿化方面等用水。
高效垂直流人工湿地技术在深圳市梅苑小区生活污水处理中的应用。整个污水处理系统景观效果良好,与小区内其它环境相协调;出水水质良好,达到《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2020)中绿化用水水质标准,可作为小区的绿化用水,节约了自来水使用量;运行费用较低,其运行费用为0.35元/m2左右,而自来水绿化费用为2.7元/m2,创造了良好的经济效益;并且人工湿地可小规模就近处理生活污水,节省了污水运输费用,减轻了污水处理厂的压力。不仅如此,湿地植物选择了具有良好景观效果的挺水植物,多种植物杂种,形成花圃氛围。
但是小区建立污水回用有一定的限制条件,小区建设必须要求统一规划,建筑物集中建设,管道单独铺设等方面。由于小区居住较集中,局部人口数量相对较密集,还要考虑景观问题以及在处理污水的同时不会产生恶臭气味的气体,影响人们的正常生活。
3.2人工湿地组合使用
不仅将人工湿地单独地使用作为中水回用的处理工艺,也可以作为中水回用组合处理工艺中的一部分。驻南京某部营区污水的综合整治,为保证处理效果,同时结合地形条件,设计了“接触氧化+生物滴滤池+潜流人工湿地+氧化塘”的组合处理工艺,处理此营区低浓度生活污水。考察了此组合工艺在冬季及人工湿地未种植植物的条件下,对低浓度污水有良好的净化效果,出水水质满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T18921—2002)和《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准要求。
叶亚玲等研究了DAF+人工湿地组合处理中小城镇生活污水,研究结果表明,出水水质达到《城市污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准。并且人工湿地种植沼泽植物,可增大绿化面积,美化环境,为人们提供了贴近自然、享受自然的休闲场所。并且污水可进一步净化,满足回用要求,进行灌溉绿地或作物,获得污水处理与资源化的最佳效益。
有些农村地区为了节省成本,利用当地地形落差的特点,可以优先采用不需能耗的人工湿地处理技术。重庆大学罗固源等将蚯蚓引入污水土地处理系统,构建了新型生态污水处理技术,研究结果表明:蚯蚓的活动提高了土地处理系统的供氧速率有利于好氧微生物对污水的快速净化,蚯蚓和微生物协同“作战”可以提高原有污水土地处理系统的运行效率,蚯蚓的挖掘作用及蚓粪的堆积可以实现土壤的快速改良。据此,可在人工湿地的土层养殖蚯蚓,将会大大改善人工湿地的处理效果。另外,根据当地地形落差采用合建式污水处理系统,池体采用砖混结构,可减小占地面积,节约成本。
3.3人工湿地作为深度处理使用
对于大城市来讲,由于污水处理厂规模都较大。可将污水厂的二级处理污水根据回用水水质要求进一步处理,然后再通过输配水管网进行回用。这种方式技术设备要求高,建设规模较大,便于统一管理运行,能够适应城市发展的需求,有一定的规模效益,是污水资源回用的发展趋势。
人工湿地污水处理系统可将作为废水二级处理后的深度处理,保证污水回用的质量。
广州市流溪河沿岸某地区是一个集会议、旅游、度假为一体的多功能风景区。该地区内流溪河水系发达,水量充沛。流溪河为广州市主要饮用水源,年流量在12-30亿m3之间,且水质较好,沿河受到较好的保护。根据该地区的特点,设计时考虑经过污水处理厂常规二级处理后,经过湿地系统自然净化,最终收集到人工蓄水湖回收利用,实现污水零排放。
由于此污水经过曝气生物滤池处理后的污水污染物含量已经很低,再经过人工湿地处理系统
的进一步深度净化,出水可以达到地表水环境标准
4结论
目前,中水回用技术虽然得到了一定的重视,并应用在一些城市和地区的区域范围内,但是奇还存在着一些问题有待于解决。例如,我国城市污水处理效率低,直接影响了我国中水回用地全面启动。除此以外,我国自来水水价过低,造成了水资源严重的浪费,也使中水回用缺乏市场竞争力。对于中水回用宣传力度的不足,也是影响我国中水回用大力发展的主要原因之一。
针对上述在中水中所存在的问题,提出解决了一些解决方案。
⑴我国城市污水处理效率低,尤其是在中小城镇,其中经济问题是重要的制约因素之一,然而选择适合的中水回用处理工艺尤为重要。例如,人工湿地对于地域面积较大,所处理的污水浓度不高较适用,不仅如此,人工湿地污水处理技术还有一定的经济效益与环境效益,可以美化城市,扩大绿地面积,并且有的湿地植物具有一定的观赏作用。
⑵加大对中水回用的宣传力度,使人们更多地了解我国水资源目前的现状,认识到我国水资源短缺的紧迫性,意识到中水回用的重要性。
⑶制定合理的水费制度。将使中水的水费低于自来水的水费,并且收取一定的污染排放费用,制定合理的奖罚制度,并在完善的监管制度下,进行监督。
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6. 深圳市政府对中水处理有哪些优惠政策
1、加强中水技术应用的立法工作。深圳市产业发展规划已经市政府会议通过,根据该规划,未来全市范围内的所有旧工业区,将按产业聚集、资源整合的原则,进行全面的改造升级。大批新型产业基地、工业园区也正在建设,有必要在编制园区规划的同时,强调园区内必须配建中水处理项目,以解决中水回用问题。 2、采取有效的行政措施,制定有关优惠政策。目前,水资源化处理项目一般是按工业项目类别申请用地,而我市自2007年初伊始,所有工业用地均须采取公开招标、拍卖、挂牌方式出让。我市土地资源也十分短缺,相对实力雄厚的生产类企业,水资源化处理项目的承担机构不具备拿地优势。没有用地保障,项目启动、运营乃至产业效益,也就无从谈起。建议将中水处理项目定位为为园区配套的公共设施类项目,一方面在园区规划编制时就落实用地,另一方面,在地价上给予优惠,对项目各项行政许可办文时限给予“直通车”待遇,从各个环节,鼓励、支持水资源化处理项目的发展、建设。 3、利用经济杠杆的作用,积极引导用户使用回用水。根据深圳市内衣产业基地内中水处理项目可行性研究报告,处理后的中水价格将不高于2元/吨,对于生产用水需求量大的企业来说,比市价低廉的中水无疑会有很强的吸引力。 4、政府投入相关研究经费,委托专门机构进行专题技术研究,特别是从处理工艺、改善水质、降低成本等方面着手,推动水资源化处理的日臻完善。 5、深圳市已经进入到“土地、资源、人口、环境四个难以为继”的发展时期,必须大力推广循环经济的发展。特别是针对全市淡水资源缺乏,水环境恶化的现状,应积极推广中水回用技术,大力发展水资源化处理项目,既能节约水源,又能使污水无害化,是防治水污染、提供多渠道供水的重要途径。