水是在陸地—河海—大氣中循環的自然資源,是人類的共同財富,只要人們遵守它的循環規律,維持健康的水循環,它就能永久地為人類所利用。城市的給水排水系統對于水自然循環至關重要,是水大自然循環的一個旁路,是水社會循環的重要組成部分。城市排水系統是水自然循環與社會循環的聯結點,污水處理廠是水循環中水量與水質的平衡點。
欲完成排水系統恢復與維系健康水循環的功能,污水處理程度與普及率是應認真討論的。中國工程院在為國家編制《中國可持續發展—水資源戰略》中指出,當2010、2030年全國污水處理普及率分別達50%和80%時,城市污水對水環境的污染負荷并沒有明顯減弱,近岸海域、江河湖泊仍然達不到環境質量標準,這是由于污水處理率雖在增加,但污水排放總量也在增長,污染負荷總量削減有限之故。
據文獻報導,東京都污水處理率達95%以上,區域內河川水質已有明顯改善,但東京灣富營養化仍有增長的趨勢,赤潮時有發生。當東京灣流域的川崎市、橫濱市和東京都的污水二級處理率都達到100%時,污水廠排放的負荷仍占入海負荷的大半,海水上層水質CODMn仍為5.46~5.75
mg/L,還是達不到環境標準,這是因為普通二級處理只能去除易分解的含碳有機物,而對N、P和難降解有機物作用不大。1997年東京灣排放標準提高到CODMn為12mg/L,TN為10mg/L,TP為0.5
mg/L,這就意味著東京灣的環境質量已寄希望于污水深度處理。
國內外水環境恢復與再生的實踐經驗表明,污水深度處理與再利用是通向健康水循環的橋梁。再生水有效利用的每一點實際進步都是對地球環境、人類進步的貢獻,推進污水深度處理和普及再生水利用是人類與自然兼容協調,創造良好水環境,促進循環型城市發展進程的重要舉措。
迄今為止環境工作者只注意到城市污水處理與排放,將排水系統功能定位在防止內澇,改善生活環境和保護公共水域水質之上,今天看來還遠遠不夠,F今城市排水系統應是恢復和創造良好水環境,維持健康水循環的基礎設施,要實現這種功能就需要推進污水深度處理和再生水的有效利用。
1 推進污水深度處理
所謂污水深度處理有別于污水三級處理。三級處理是在二級處理流程之后再增加處理設施來取得良好的水質,而深度處理則不限于此,采用二級處理新工藝取得更好的水質也是深度處理。譬如采用生物脫氮、除磷就是在二級處理過程中完成的,尤其是磷的去除就更方便,采用厭氧—好氧活性污泥法可以在不增加基建和運行費用的條件下,改變運行工況就能除磷,并且能收到抑制絲狀菌繁殖,防止污泥膨脹的效果。無論正在建設和已運行的污水廠都可以改造成為厭氧—好氧活性污泥法除磷工藝,減少我國水域的磷污染負荷,這對于閉鎖性的湖泊、海灣是有重要價值的。活性污泥法發展到今天,應該以厭氧—好氧活性污泥法替代普通活性污泥法成為標準流程。當然污水深度處理也不排除三級處理,當再生水用戶對SS、COD、色度、嗅味有特殊要求時,應在二級處理之后增加混凝過濾、生物膜過濾、臭氧氧化、活性炭吸附以至膜分離凈化單元。
污水深度處理在經濟發達國家已在推廣,甚至普及。1996年日本有162處污水廠有再生水設備,再生水利用量為48×
表1 發達國家的深度處理普及率
% |
| |||||||
類別 |
日本 |
英國 |
德國 |
加拿大 |
美國 |
芬蘭 |
瑞典 |
|
1997 |
1993 |
1993 |
1993 |
- |
1993 |
1993 |
| |
二級處理普及率 |
55 |
96 |
90 |
75 |
71 |
77 |
95 |
|
深度處理普及率 |
5 |
12 |
48 |
28 |
30 |
67 |
88 |
|
就我國實際情況而言,污水深度處理與再生水利用是維系良好水循環的必由之路。對于進入渤海灣、深圳灣、滇池、東湖、南四湖、巢湖等封閉性水域的水進行深度處理是防止富營養化,恢復水體功能的急需措施。環境主管部門應制定地方標準,嚴格限制N、P和難降解物質的排放總量。對于缺水地區,深度處理是生產再生水的主導工藝,能起到開發城市污水資源和大幅度削減污染負荷的雙重作用,這些地區可以率先推進污水深度處理與再生水利用。多年來由于財政非常有限,不少環保部門領導和水質專家側重于尋求一級處理、自然處理等既“省錢”、“節能”又解決環境污染的途徑,其實這些途徑是難以奏效的。若在二級處理基礎上進行深度處理,將排放的處理水變成再生水,使之穩定地成為城市水源的重要部分,那么就可以把遠距離調水的巨額費用用于污水的再生,開發污水資源,財政就可以承擔,此乃一舉兩得,事半功倍的智者之舉。在封閉性水域地區和缺水地區舍此別無出路,就是在水資源豐富地區,這也是保持健康水循環的良策。
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