⑴ 孫鐵珩的主要成就
污染生態學;污染土壤生態修復;污水處理環境工程 。
孫鐵珩先生長期致力於污染生態學、環境生物學與生態恢復工程技術研究,開辟了土壤-植物系統復合污染生態學研究新領域,在建立與發展污水土地處理和污染土壤生物修復為主體的污染生態環境工程技術體系等方面做出了突出貢獻:
1、土壤污染防治,開展有機、無機污染物在土壤-植物系統生態過程研究,發展了我國土壤復合污染生態學。
2、根據土壤的凈化功能和環境同化容量,建立了污水土地處理技術體系,為在我國實施污水人工處理與自然處理並行的水處理政策提供技術支撐;
3、通過對石油、多環芳烴與重金屬污染的土壤開展清潔與生物修復研究,在土壤生態毒理診斷與建立特異工程菌,生物泥漿反應與預制床等方面,取得重要成果。
1991-1995 主持 國家「八五」攻關課題:污水土地處理技術研究
1986-1990 主持 沈陽西部城市污水慢速滲濾土地處理研究
1985-1988 主持 北京燕山石化工業小區生態工程規劃研究
1984-1987 主持 霍林河沙爾呼熱區環境影響評價與污水處理方案選擇研究
共主持國家自然科學基金重點項目、國家重點攻關項目、中國科學院重大創新項目和(同日本、德國、韓國、朝鮮、俄羅斯等國)國際合作研究項目二十餘項。
目前主要在研項目有國家自然科學基金重點項目「環境中典型污染物生物的生態化學過程及修復原理」(項目主持);國家 973重點項目「東北老工業基地環境污染形成機理與生態修復研究」(學術指導、總顧問);國家自然科學基金項目「污染土壤/底泥中重金屬的活化機理與生物有效性的研究」(技術總指導);中國科學院知識創新工程重大項目「遼河流域生態建設總體規劃與綜合治理模式示範」等。 出版《污染生態學》、《城市污水土地處理技術指南》、《城市污水土地處理系統研究》、《草原礦區開發的環境影響與生態工程》等學術專著、譯著13部(主編4部);
發表《Treatment of domestic wastewater by an underground capillary seepage system》、《An innovative land treatment system for urban wastewater and practice in China》、《污染生態學的研究前沿與展望》、《污水生態處理技術體系及發展趨勢》、《生物修復研究與應用進展 》等論文150餘篇;
⑵ 土壤污染的論文怎樣寫
談凈土潔食問題
「萬物土中生,食以土為本」, 土壤是人類生存的基本資源,是農業發展的重要基礎。據統計,2000年世界糧食總產量約為22億噸,其中我國糧食產量約5億噸。這些糧食均是在全球17億公頃(我國占 1.2億公頃)耕種土壤上生產的。正是因為這些土壤能提供作物生長的養分和水分,也就是具有土壤「肥力」,才能使糧食獲得穩定的產量,才能維系人類的生存和繁衍。然而,事物總有兩面性,一方面,土壤中如果沒有充分的養分和水分,沒有「肥力」,就不可能使作物正常生長,更談不上獲得穩定的產量,而另一方面,土壤中的養分元素含量,對作物生長講,經常是供需不平衡的,必須注意調節,特別是人們有意無意地向土壤中加入了不利於作物生長的各種「有害」元素,使土壤及水體發生污染,就會導致農產品品質惡化,影響人體健康。因此,土壤質量的好壞,直接關繫到人類生存質量的好壞。
當前我國農產品質量與安全問題,越來越引起社會廣泛關注。引發農產品質量不良的因素,包括自然與人為兩個方面,其中生態環境,即水、土、氣、生等方面的污染,是導致農產品品質不良的重要根源。以往人們關注的是「藍天、碧水」,認為只要天藍,水碧,就能保證農業環境及其產品質量安全。豈不知,除了「藍天、碧水」外,更重要的是保證土壤質量的安全,只有保證了「凈土」、才能保證「潔食」,才能保證人類生命的健康與安全,最終才能保障整個社會的穩定與發展。相反,如果沒有「凈土」,土壤中的有害氣體將影響大氣,土壤中的有毒物質也會影響到水體,致使天不再藍,水不再碧,即使天藍、水碧,也會有毒害物質飄在空中,溶在水中,或進入土中。因此,對農產品質量安全而言,「凈土、潔食」比「藍天、碧水」更加重要,都是同等重要的戰略性安全問題。
土壤污染是農產品不安全的源頭
不潔凈的土壤是指遭受不良物質污染的土壤。土壤污染包括重金屬污染、農葯和持久性有機化合物污染、化肥施用污染等多方面。
隨著人口增加及經濟發展,我國面臨的土壤環境安全問題越加突出。據統計,我國重金屬污染的土壤面積達2000萬公頃,占總耕地面積的1/6。因工業「三廢」污染的農田近700萬公頃,使糧食每年減產100億公斤。其中,在一些污灌區土壤鎘的污染超標面積,近20年來增加了14.6%,在東南地區,汞、砷、銅、鋅等元素的超標面積占污染總面積的45.5%。有資料報道,華南地區有的城市有50%的農地遭受鎘、砷、汞等有毒重金屬和石油類的污染。長江三角洲地區有的城市有萬畝連片農田受鎘、鉛、砷、銅、鋅等多種重金屬污染,致使10%的土壤基本喪失生產力,也曾發生千畝稻田受銅污染及水稻中毒事件,一些主要蔬菜基地土壤鎘污染普遍,其中有的市郊大型設施蔬菜園藝場中,土壤中鋅含量高達517毫克/千克,超標5倍之多。
其次,我國農葯總施用量達131.2萬噸(成葯),平均每畝施用931.3克,比發達國家高出一倍。特別是隨著種植結構的改制,蔬菜和瓜果的播種面積大幅度增長,這些作物的農葯用量可超過100公斤/公頃,甚至高達219公斤/公頃,較糧食作物高出1~2倍。農葯施用後在土壤中的殘留量為50%~60%,已經長期停用的六六六、滴滴涕目前在土壤中的可檢出率仍然很高。據調查,一些名特優農副產品中,有機磷檢出率100%,六六六檢出率95%,超標2.4%。另在全國16個省的檢查結果,蔬菜、水果中農葯總檢出率為20%~60%,總超標率為20%~45%;因蔬菜、水果農葯殘留引起人畜中毒死亡事件時有發生。據不完全統計,華南地區的中心城市自1997年至2001年共發生因蔬菜農葯殘留引發的食物中毒事件28起,中毒415人,個別地市高毒、高殘留農葯每年造成急性中毒5~7宗,受害人數約300人。類似的急性中毒事故在長江三角洲地區也有發生。值得注意的是,近年來沿海大部分地區的大田耕地土壤中持久性毒害物質大量積累,2000年太湖流域農田土壤中,15種多氯聯苯同系物檢出率為100%,六六六、滴滴涕超標率為28%和24%。令人不安的是,許多低濃度有毒污染物的影響是慢性的和長期的,可能長達數十年乃至數代人。
第三,過量施用化肥也會造成土壤污染。90年代,全世界氮肥使用量為8000萬噸氮,其中我國用量達1726噸氮,佔世界用量的21.6%。我國耕地平均施用化肥氮量為224.8公斤/公頃,其中有17個省的平均施用量超過了國際公認的上限225公斤/公頃,有4個省達到了400公斤/公頃。據31個省、市、自治區的調查,目前在農業結構改制後的蔬菜、瓜果地里,單季作物化肥(摺合純養分)用量通常可達569~2000公斤/公頃以上,如一些蔬果種植大縣的化肥平均用量已達1146公斤/公頃;滇池區蔬菜花卉基地,一季作物氮磷肥用量(純養分)達687公斤/公頃,最高可達3300公斤/公頃;其化肥用量遠高於全國平均水平(390公斤/公頃),較之世界用化肥首戶的荷蘭還高出一倍多;每年農田使用化肥氮進入環境的氮素達1000萬噸左右,有些地區飲用水及農產品中,硝態氮和亞硝態氮的含量均明顯超標。2000年下半年,華南地區有的城市監測到菜地土壤硝酸鹽含量超標率為33.1%;據中國農科院對某地32種主要蔬菜調查,蔬菜硝酸鹽含量比80年代初增加了1~4倍,其中有17種蔬菜硝酸鹽含量超過歐盟提出的最低量標准;2001年長江三角洲的個別省份農產品出口由於監測不合格而損失數億美元。
綜上所述,近年來我國的土壤污染正在向不同尺度的區域性發展,並對各種農產品品質產生嚴重影響。特別是我國東南沿海經濟快速發展地區,土壤及環境污染問題嚴重。主要表現為:1.持久性微量毒害污染物已成為新的、長期潛在的區域性土、水環境污染問題;2.大氣中有害氣體細粒子和痕量毒害污染物構成了土壤與大氣的復合污染,城市光化學煙霧頻繁並加重;3.農田與菜地土壤受農葯/重金屬等污染突出,硝酸鹽積累顯著,已嚴重影響農產品安全質量及其市場競爭力;4.珠江三角洲和太湖流域土壤和沉積物中有機氯農葯殘留普遍,已發現一些多環芳烴和多氯聯苯等有害污染物的潛在高風險區。
造成如此嚴重的污染,除了自然原因外,人為活動是產生土壤與環境污染的主要原因,尤其是近20年來,隨著工業化、城市化、農業集約化的快速發展,人們對農業資源高強度的開發利用,使大量未經處理的固體廢棄物向農田轉移,過量的化肥與農葯大量在土壤與水體中殘留,造成我國大面積農田土壤環境發生顯性或潛性污染,成為影響我國農業與社會經濟可持續發展的嚴重問題。
應當指出,由於土壤污染具有隱蔽性,潛伏性和長期性,其嚴重後果僅能通過食物給動物和人類健康造成危害,因而不易被人們察覺。因此,改善生態環境,保護土壤質量,控制與修復土壤污染,才能實現農業安全,保證人畜健康。
值得商榷的幾種認識
針對當前農產品質量安全問題,社會上有各種提法。如�建立「無公害農業」、「綠色農業」、「有機農業」、「綠色食品」、「生態農業」等。的確,21世紀的農業應該建立以「生態農業」為標志的現代化農業,但生態農業並不等於或不能完全保證農產品是安全的。如果不能從本質上實施生態農業的基本原則,杜絕有害物質的介入,不能通過整個農業生產體系與全程質量控制來保證農產品質量安全,則上述的這些提法均是無濟於事的。下面就相關問題進行商榷。
1.「有機」不能替代「無機」,有機肥並非是最「潔凈」的
人們一般認為有機肥培肥土壤是最安全的。這種認識是不全面的。第一,農業增產的實踐證明,1公斤化肥,可增產5公斤~10公斤糧食。我國糧食的增產,有30%~35%是靠施用化肥取得的,化肥的貢獻不容忽視。正確地說,化肥和有機肥的配合施用才是最有效的增產措施。第二,從對環境的污染看,無論是化肥還是有機肥,只要施用不當,均會出現污染。過量施用化肥是有害的,但有機肥若用量過大,腐熟不全,施用季節不當,也會對水圈、生物圈與大氣圈產生污染。特別應注意的是,當前農村中的有機肥有不少是來自含化學激素或重金屬等飼料飼養的畜禽排泄物,不少企業製造的商品有機肥的原料也不純凈。因此,有機肥也會變成引發土壤污染的根源。第三,目前社會上提出的「無公害」、「綠色」、「有機食品」以及A級、AA級「綠色食品」等,是以不使用或少用化學合成物質(化肥、農葯、食品添加劑等)為主要標準的,其中以有機食品為最高等級。然而,這些標准還有待於國家對土壤與農產品質量標准與監測體系全面建立和完善後才能真正做到。對此,我們必須要有清醒的認識。
2. 「無土栽培」不能代替「凈土」種植
隨著農業經濟的不斷發展,各地已廣泛建立了農業科技示範園或基地,並以高度集約的方式,進行無土栽培,取得了可喜的成績,解決了部分城市的蔬菜、瓜果供給,獲得了很好的經濟、社會效益。但從國家的糧食總體需求來看,至少在近階段(幾十年甚至幾個世紀)仍然不能取代廣闊的農業耕地。因此,必須在發展無土栽培蔬菜、瓜果的同時,繼續強化全國耕地土壤肥力的培育與土壤污染防治,用「凈土」生產糧食,造福於人民。
3.目前的「生態農業」並非等於安全農業
所謂「生態農業」是以生態理論為基礎,以現代生態農業技術為手段,以農業可持續發展為核心,通過農業與環境,生態與經濟的平衡,達到農業安全與人類健康的最終目標。在建設生態農業過程中,必須注意貫徹生態學原理,做到生態系統的良性循環,保持系統功能的穩定性與持續性;將農業安全與人類健康列為首位,建立多層次的持續高效的農業生態系統,並按區域特點建立生態區域模式。從而使現代生態農業在促進地區與國家經濟發展方面起重要推動作用。生態農業是綜合復雜的系統工程,需要與國家及地區的農業現代化建設相結合,核心是農業安全與人類健康。其中土壤與環境質量是農業生態工程的重要內容。這是一項需要投入實力,堅持不懈,科學實施的宏大工程。而目前多數地方多隻是停留在口號和概念上,尤其不注意農業安全與人類健康。大家應對此有清醒認識。
4.「凈土」不等於「潔食」
的確,潔凈的土壤只是生產質量安全農產品的基本保證。事實上,潔凈基地生產出的清潔農產品,還需經過儲存、運輸、深加工、市場流通直至餐桌等諸多過程。只有經過了這些全過程質量控制,最後到達餐桌仍是清潔的,才算農產品的真正安全。因此,在農業安全生產中,除了從防治土壤污染這個源頭抓起外,還必須注意防治產地環境、生產過程、流通環節中所產生的污染問題,並通過建立與制定國家與地方一系列的農產品規范,完善質量認證、監測、管理、法制等體系建設,嚴格控制農產品的「全程清潔」生產,才能使農業安全得到可靠保障。
保護和治理土壤與環境質量的建議
1.開展全國土壤質量本底調查,建立全國土壤質量監測網路,為實現農產品的安全生產提供保障
我國土壤資源豐富,土壤類型復雜多樣,不同利用方式、不同投入水平、不同管理模式均對土壤質量產生影響。雖然已經進行過兩次全國性的土壤普查,但最近的一次已經過去了20多年,當時所獲得的有關土壤環境質量的信息甚少,不能滿足當今農業生產,特別是農產品質量安全生產的需要。如最近在太湖地區進行的土壤質量調查,其結果表明土壤質量的空間變異很大,環境質量狀況令人擔憂。如果不全面摸清各地土壤質量本底情況,針對不同質量土壤進行農業清潔生產,就根本不能保障農產品的質量安全。因此,在全國范圍內進行土壤質量的本底調查十分緊迫。
目前,國家有關部門也正在推動全國性的與土壤質量有關的調查,如國土資源部的農業環境地球化學調查;國家環境保護總局的土壤污染調查;農業部的耕地質量調查與評價以及中國科學院的土壤質量研究等。但從目前的進展來看,各部門的側重點均有所不同,缺乏必要的統一與整合,造成工作重復和資源浪費。因此,建議國務院組織、協調有關部門,加強資源和技術的整合,逐步、分區、分階段地開展基於農產品質量安全的全國性耕地土壤環境質量調查與評價工作,並建立長期的動態監測體系。
2. 盡快修訂土壤環境質量標准,加強土壤有機與激素類污染物質的監測和研究,並盡快與國際接軌
目前,就農業生產中污染物而言,FAO(聯合國糧農組織)迄今已公布了相關限制標准共2522項,美國則多達4000多項,其它發達國家的控制標准達數百項甚至上千項,而我國農產品質量標准中僅涉及62種化學污染物,所頒布的無公害農產品標准中,也僅規定了農葯殘留、重金屬和硝酸鹽含量控制標准,這與發達國家的限制標准不相適應。此外,美國、德國、英國、荷蘭等西方國家對PCBs(多氯聯苯)、PAHs(多環芳烴)、PCDD/PCDFs(二惡英類)等與人體健康威脅最大的有機污染物(環境激素)也制訂了有關的質量控制標准。而我國新近頒布的無公害農產品產地土壤環境質量標准仍是引用現行土壤環境質量標准,且重金屬僅限5種,農葯僅限六六六和滴滴涕,其它有機污染物未涉及。因此,建議加強土壤中環境激素類物質的監測和研究,盡快修訂有關土壤環境質量標准和農產品質量標准,盡快與國際接軌。
3.大力開展農業清潔生產,加強土地質量保護和修復的研究
開展農業清潔生產是解決農產品品質的根本措施。據江蘇的經驗,必須在摸清土壤與環境質量本底,抓好「凈土」這個源頭的基礎上,選好主要農產品,明確技術規程,通過試驗示範抓好並建立五大體系,即農產品質量安全生產技術規范體系;農產品質量安全標准體系;農產品質量安全監管監測與認證體系;質量安全農產品管理與市場信息體系;農產品質量安全法規與執法體系。
對大面積遭受污染的土壤,必須開發行之有效的污染土壤修復技術,並對有關環境技術基礎與原理,如土壤污染形成機制與農產品質量安全措施;持久性微量毒害物的環境行為、生態毒理及人體健康危害;污染土壤、地表水和地下水的環境生物修復;農業面源污染及水體富營養化的修復過程與機理;痕量氣體污染、細粒子污染及酸雨的形成、危害機制與防治等進行深入研究,以恢復和提高其土壤與環境質量水平。與此同時,應發展具有我國自主知識產權的環保技術與產業。此外,應將生態環境資產損失計入生產成本,以綠色GDP指標來衡量和考核地區經濟發展成就。
4.制訂土地質量修復和保護規劃,加強規模化和標准化農產品生產示範基地的建設
應利用土壤環境質量調查與評價的結果,制訂土地質量修復和保護規劃,包括質量安全農產品發展的生產基地布局、結構調整、污染防治、污染土壤修復、農業清潔生產規劃等,加強污染土地整治與修復的資金投入。同時在長江三角洲、珠江三角洲、膠東半島、京津塘和東北等地區進行規模化和標准化農產品生產示範基地建設,逐步在全國建成一批安全、優質(營養、保健)、特色農產品生產基地,不斷提升市場競爭力和出口創匯能力。
此外,應加強環保法規建設,健全管理體制和機制,制定更嚴格的環境標准。在保證國家現行環境法規的基礎上,制定區域性新法規。在控制農業和農村面源污染的工作中,重點應該包括制定合理的土壤質量保護條例、湖泊和近海養殖規劃,實施規模化畜禽養殖和生態養殖,建設農村集中居住社區和污水廢物集中處理,合理使用有機肥,推廣使用綠色農葯,推廣精準施肥技術,嚴禁使用高毒、高殘留農葯等。重視土壤、水體和大氣持久性有毒物質及其長期危害效應的監測。
5.加強土壤與環境質量的宣傳與科普工作,進一步提高全民生態環保意識
農田土壤環境質量的不斷惡化,必將嚴重影響到我國農田生態系統的生物多樣性、食物鏈安全、人體健康和經濟、社會的可持續發展,也必將影響到我國農業在世界上的地位和命運。因此,土壤環境質量的健康和安全是我國農產品質量安全及人民健康安全的重要基礎,也是我國人口-資源-環境-經濟-社會協調、可持續發展的根本保證。要大力開展土壤與環境質量的宣傳與科普工作,讓全社會都知道只有「凈土」才有「潔食」,只有「潔食」才能「健康」,只有「健康」才能「穩定」,只有「穩定」才能保證全社會的「可持續發展」。可見,「凈土、潔食」與「藍天、碧水」是同等重要的國家生態與環境安全發展的長遠戰略。因此,我們建議國家要像治理沙塵暴,治理長江、黃河與水土保持一樣,刻不容緩地對待和解決我國當前面臨的土壤與環境污染問題。
希望全社會共同努力,使我們的天空更藍,水更清,土壤更潔凈,食物更安全。
⑶ 王紅旗的代表性論文
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⑷ 治理城市河道污水論文
優秀水文化可以促進人水關系的協調。在現代的水利和生態環境建設中也應當倡導水文化,現代水文化創立的基本原則是滿足現代人們對水文化的基本需求,反映現代人與水的關系、體現現代科技進步。 水是基礎性的自然資源和戰略性的經濟資源。在人均水資源擁有量日益減少的同時,因水環境惡化所造成的水質性和功能性缺水現象亦日益突出,已成為突出的、全球性的共同的問題。早在上世紀初,歐美有些國家就關注水環境的污染,並且開始研究與防治。近幾十年來,各國為控制水環境污染進行了大量研究,並且耗巨資對有些主要湖泊和城市河道進行了大范圍治理。大量實踐證明,水環境的污染是可以治理的,但這種治理常常費時長及費錢多:國際上治理最成功的美國華盛頓湖,耗資1.3億美元,前後經過17年治理才達到目標;而面積僅1km2的瑞典的Frumman湖,費時22年,耗資90萬美元才治理完畢,等等。據於此,從上世紀七十年代起,尤其是近十餘年來,日本、美國、德國、瑞士等發達國家紛紛對以往的水環境治理思路進行反思,提出了生態治水的新理念,尊重河湖系統的自然規律,注重對其自然生態和自然環境的恢復和保護,使河湖的綜合服務功能能展現很好。 農業面源污水由於量大面廣,其治理難度不亞於點源,就美國、日本等發達國家對農業面源污染治理尤其是近年治理發展趨勢來看,主要採用生物氧化塘、人工濕地和土地處理系統等來進行治理農業面源污染。 就具體的技術發展趨勢來看,生態/生物方法是修復水生態系統中最為推崇的舉措之一。這種技術實際上是對水體自凈能力的強化,是人們遵循生態系統自身規律的嘗試。而在具體的實施時,更趨向於多種技術的集成。具體由哪幾種技術集成,則需要根據目的水域的污染性質、程度、生態環境條件和階段性或最終的目標而定,亦即在實施前要對目的水域作系統周密的論證,而後制定實施方案,才能達到預期的目標。 大量實踐證明,以相應的實驗示範基地為平台,開展相應的應用基礎研究與新技術開發,同時引進異地實用高新技術進行本地化研究與示範,是條有利於快出成果並且直接將其轉化為生產力的可行途徑。如日本在琵琶湖和霞浦湖等建立了針對流域水環境治理與生態修復的實驗示範基地,取得了環境教育、新方法和新技術研究開發與技術成果展示效果,為提高市民的環境意識和科技成果的推廣應用起到了積極的促進作用。 水環境治理與水生態系統修復技術現狀 大量研究表明,對水域的水環境污染進行有效治理的前提是控制污染源,只有外源得到了有效控制,作為末端治理技術的水環境污染治理才能見效,不然只能起到事倍功半的效果,甚至徒勞。通過大量研究與實踐,已明確水環境污染實際上是典型的生態問題,因此,在對污染水域進行治理時,用生態學方法使生態問題得到最終解決。近年,強調治理與生態修復相結合,甚至更加強調生態修復的作用。 從廣義上講,所有的生物處理都是生態修復。目前,國際上據原理已在使用的或已進入中試階段的污染水域治理與生態修復技術可分為物理法、化學法和生物/生態法三大類。其中的技術名稱包括底泥疏浚、人工增氧、生態調水、化學除藻、絮凝沉澱、重金屬化學固定、微生物強化、植物凈化、生物膜。(見表) 表 水環境治理與生態修復技術分類及其適用范圍 技術分類 技術名稱 選用污染水域范圍 主要作用 物理法 底泥疏浚 嚴重底泥污染 外移內源污染物 人工增氧 嚴重有機污染 促進有機污染物降解 生態調水 富營養化,有害無毒污染 通過稀釋作用降低營養鹽和污染濃度,改善水質 化學法 化學除藻 富營養化 直接殺死藻類 絮凝沉澱 底泥內源磷污染 將溶解態磷轉化為固態磷 重金屬化學固定 重金屬污染 抑制重金屬從底泥中溶出 生物/生態法 微生物強化 有機污染 促進有機污染物降解 植物凈化 富營養化、復合性污染 污染物遷移轉化後外移 生物膜 有機污染 促進有機污染物降解 1、底泥疏浚 底泥疏浚是在水域污染治理過程中普遍採用的措施之一。這是因為底泥是水生態系統中物質交換和能流循環的中樞,也是水域營養物質的儲積庫和特殊的緩沖載體,在水環境發生變化時,底泥中的營養鹽和污染物會通過泥-水界面向上覆水體擴散,尤其是城市湖泊和河道,長期以來累積於沉積物中的氮磷和污染物的量往往很大,在外來污染源存在時,這些物質只是在某個季節或時期內會對水環境發揮作用,然而在其外來源全部切斷後,則逐漸釋放出來對水環境發生作用,包括增加上覆水體中的污染物含量和因表層底泥中有機物的好氧生物降解及厭氧消化產生的還原物質消耗水體溶解氧等,並且在很長一段時期內維持對水環境的影響。因此,一般而言,疏浚污染底泥意味著將污染物從水域系統中清除出去,可以較大程度地削減底泥對上覆水體的污染貢獻率,從而起到改善水環境質量的作用。 底泥疏浚技術據原理屬物理法分類技術。外移內源污染物,這是底泥疏浚技術主要作用所含有的內容。就疏浚技術現狀來看,主要包括工程疏浚技術、環保疏浚技術和生態疏浚技術等。就技術的成熟度和採用率而言,其中的工程疏浚技術居首,環保疏浚技術是近年開發並且已進入大規模採用階段的成熟技術,生態疏浚技術則是最近提出並且在局部實施的新技術。 就實施疏浚技術對水環境質量的改善效果來看,由於工程疏浚技術以往主要是用在為了疏通航道、增加庫容等目的而進行的疏浚,長期的實踐證明其效果欠人意;環保疏浚是以清除水域中的污染底泥、減少底泥污染物向水體的釋放為目的的技術,其效果因此明顯優於工程疏浚技術,而有較高的施工精度,能相對合理的控制疏浚深度,能較大幅度地減少疏浚過程中的污染是環保疏浚技術的特點;生態疏浚是以生態位修復為目的的技術,以工程、環境、生態相結合來解決河湖可持續發展,其特點是以較小的工程量最大限度地清除底泥中的污染物,同時為後續生物技術的介入創造生態條件。 然而,據日本等發達國家的實踐,就特定的水體而言,是否需要對其底泥進行徹底的疏浚,或者疏浚到什麼程度,還需要進行細致周密的研究論證,並且應做到視區域的污染程度、性質和疏浚目的而定,不宜一概採用,因為大規模的底泥疏浚不但需要大量資金來支持,而且被清除的污染底泥的最終處理也是一個棘手的問題。 2、生態調水 生態調水是在敏感水域普遍採用的水環境污染治理措施。生態調水的目的和方法是通過水利設施(閘門、泵站等)的調控引入污染水域上游或附近的清潔水源沖刷稀釋污染水域,以改善其水環境質量。 生態調水的實際作用主要體現在: ◆ 將大量污染物在較短時間內輸送到下游,減少了原區域水體中的污染物的總量,以降低污染物的濃度; ◆ 調水時改善了水動力的條件,使水體的復氧量增加,有利於提高水體的自凈能力; ◆ 使死水區和非主流區的污染水得到置換。 生態調水技術據原理屬物理法分類技術。通過稀釋作用降低營養鹽和污染濃度,改善水質,這是生態調水技術主要作用所含有的內容。然而,生態調水技術的物理方法是把污染物轉移而非降解,會對流域的下游造成污染,所以,在實施前應進行理論計算預測,確保調水效果和承納污染的流域下游水體有足夠大的環境容量。 3、人工增氧 人工增氧是在治理污染河道中較多採用的措施之一。這是因為污染嚴重的河道水體由於耗氧量遠大於水體的自然復氧量,溶解氧普遍較低,甚至處於嚴重缺氧狀態,此時河道的水質嚴重惡化,水體自凈能力低下,水生態系統遭到破壞。人工增氧能較大幅度地提高水體中溶氧含量。 人工增氧的結果: ◆ 能加快水體中溶解氧與臭污物質之間發生氧化還原反應的速度; ◆ 能提高水體中好氧微生物的活性,促進有機污染物的降解速度,這些作用對消除水體臭污具有較好的效果。 人工增氧一般適宜於在以下二種情況下應用: ◆ 為加快對污染河道治理的進程; ◆ 作為已經過治理河道中的應急措施。 人工增氧技術據原理屬物理法分類技術。促進有機污染物降解,這是人工增氧技術主要作用所含有的內容。 4、植物凈化 植物凈化技術據原理屬生物/生態法分類技術。污染物遷移轉化後外移,這是植物凈化技術主要作用所含有的內容。相對於物理法和化學法而言,生物/生態修復技術的提出較晚,而生物/生態修復技術發展僅僅是近十多年前才開始的,尤其是其中的植物凈化技術是近年來才開始得到重視。植物凈化技術的最大優點是可以通過植物的吸收吸附作用,降解、轉化水體中的有機污染物,繼而通過收獲植物體的形式將有機污染物從水域系統中清除出去,因此,可以達到標本兼治的效果。與此同時,植物的存在為微生物和水生動物提供了附著基質和棲息場所。某些植物的根系能分泌出克藻物質,達到抑制藻類生長的作用,龐大的枝葉和根系成為自然的過濾層,能截獲大量的懸浮物質等,對水生態系統的物理、化學以及生物特性亦能產生重要影響。 作為完整的水生態系統包含種類及數量恰當的生產者、消費者和分解者,具體地說包括水生植物和魚、螺、蝦、貝類、大型浮游動物等水生動物,以及種類和數量眾多的微生物和原生動物等。其中,水生植物是水生態系統中的初級生產者,其不僅是水體食物網的重要成員,同時在水體溶氧供應、營養循環中其起到重要作用,而且作為水體結構角色,還為其它水生動物提供生存空間和產卵棲息地。 水生植物技術用於生態修復階段,其主要作用: ◆ 凈化微污染的水體,即通過其的吸收吸附作用,降解、轉化水體中的有機污染物,而使水質得到進一步改善; ◆ 作為水生態系統的主要成員為其他生物的生存、繁衍提供場所和食物。 水生植物尤其是其中的浮葉和沉水植物在污染嚴重的水體中因生境條件不具備,因而難以成活,而修復水生態系統時有水生植物的介入,生態系統就能修復。 所以我們要發展科技,才能更好的保護環境
⑸ 關於環境污染的論文
關於水環境污染的論文
1. 我國水環境問題及其影響因素
我國水環境面臨著水體污染、水資源短缺和洪澇災害等多方面壓力。水體污染加劇了水資源短缺,水生態環境破壞促使洪澇災害頻發。據1999年《中國環境狀況公報》顯示,目前我國七大水系、主要湖泊、近岸海域及部分地區的地下水受到不同程度的污染。河流以有機污染為主,主要污染物是氨氮、生化需氧量、高錳酸鹽指數和揮發酚等;湖泊以富營養化為特徵,主要污染指標為總磷、總氮、化學需氧量和高猛酸鹽指數等;近岸海域主要污染指標為無機氮、活性磷酸鹽和重金屬。這些因素構成了水環境問題影響范圍廣,危害嚴重,治理難度大等特徵。我國水環境問題產生的原因是多方面的,但主要是人類主觀因素的影響。長期以來,我國經濟增長方式粗放,企業單純追求經濟效益,忽視環境效益和生態效益。工業發展中,水消耗量大、利用率低。不僅單位產值污水排放量大,而且萬元產值用水量各省區間差距懸殊。1998年全國平均萬元GDP用水683m3以上。其中,北京161m3,天津201m3,上海300m3。但是,黑龍江、內蒙古、江西、廣西、貴州、青海、甘肅等省區大多在1000m3以上。寧夏、新疆為4000m3左右。北京1m3灌溉用水可以生產2kg糧食,而寧夏才生產不到1kg。同時,在傳統的計劃經濟體制下,粗放型的經濟增長方式,使企業生產經營缺乏節能降耗的動力。企業技術改造往往以擴大再生產為目的,生產工藝落後,更新換代速度慢。隨著經濟體制改革的不斷深入,經濟增長方式的日趨轉變,以及科技水平的快速提高,水資源的合理開發和利用將逐步走上科學化管理軌道。但是,這種轉變需要一個較長的歷史過程。水環境問題嚴重的另一個重要原因,是國家政策導向的偏差。長期以來,國民經濟和社會發展注重經濟增長速度、主要產品產量、城鎮居民收入增長等指標,沒有把資源消耗和環境代價納入經濟核算體系。迄今為止,城市環境基礎設施建設仍作為「非生產性福利事業」。城市污水處理、垃圾處理由政府包攬,使政府不堪重負,以至於拿不出錢搞環境基礎設施建設,甚至建成污染處理設施也因經費來源問題沒解決而難以正常運轉。在計劃經濟體制下,一些經濟發展政策有悖於環境保護。我國一度「遍地開花」的「十五」小企業,布局分散,規模不經濟,生產工藝落後,造成了嚴重的環境污染和生態破壞。
區域經濟發展和區域環境容量不相適應,也是造成水環境污染的重要原因。以往在確定地區產業發展方向、地區生產力布局時,往往忽視區域環境容量。我國主要江河出現的嚴重流域性水污染,在很大程度上與流域產業結構和布局不合理有直接關系。淮河流域四省自80.年代初開始,利用當地資源,大力發展高耗水的化工、造紙、製革、火電、食品等小型工業,污染物排放量超過了淮河的承載能力,使淮河流域水質急劇惡化;由於缺乏科學認證和科學管理,一些缺水地區盲目發展高耗水型工業,造成地下水位下降;一些資源豐富的地區發展單一的資源型產業,不發展與之相配套的加工業,產業結構雷同,形成嚴重的結構型污染。
自然因素的影響在一定程度上加重了水環境問題的惡化,增加了水污染防治的難度。近年來,由於氣候變化引起全球溫度、濕度、降水量的分布變化,使一些國家和地區的災害頻發。我國北方地區氣候也明顯變暖,華北地區冬季平均氣溫90年代比50年代上升2.1℃。氣溫上升,地表徑流減少,蒸發量增大,發生旱災的機會增多。1997年我國北方地區受厄爾尼諾現象的影響,降水量異常偏少,溫度偏高,海河水資源量只有多年平均量的40%;黃河水資源量為多年平均量的61%。由於河道徑流減少,水體自凈能力下降,加劇了水環境惡化。1998年受厄爾尼諾現象影響,長江中下游、嫩江、松花江流域降水量偏多,導致特大洪水災害的發生。
我國水資源地區分布不均,南多北少,相差懸殊,水資源分布與人口、經濟和社會發展布局極不協調。北方黃河、淮河、海河、松遼河,以及內陸河5個流域,總人口佔全國的47%左右,耕地面積佔65%以上,GDP佔全國的45%以上,而水資源卻只佔全國水資源總量的19%,人均佔有量僅為南方地區的1/3。這些因素也是導致水環境問題突出的重要方面。
2. 重點流域水污染防治面臨的主要問題
「九五」以來,我國重點流域水污染防治以淮河治理為先導,太湖、巢湖、滇池,以及海河、遼河相繼開始。通過採取工業污染源的末端治理,以及在產業結構調整和壓縮過剩生產力中,取締、關閉、和淘汰生產工藝落後、設備陳舊、污染嚴重的企業等一系列措施,治理工作取得一定成效。部分水域已經接近實現第一階段的污染防治目標。「九五」水污染防治作為我國歷史上第一次大規模的流域水污染防治,積累了大量寶貴經驗,對於開拓我國的環境與發展道路具有長遠的戰略意義。但是,從總體上看,重點流域的水污染防治工作進展還比較緩慢,取得的成果十分脆弱。在實踐中暴露出來的一些問題充分說明,我國當前和今後一個時期流域水污染防治仍面臨嚴重挑戰。
2.1 黃河、長江流域水環境問題亟待解決
「九五」期間「三河三湖」的治理僅僅是拉開了我國水污染防治的序幕。在大規模治理「三河三湖」的同時,必須看到,黃河、長江的污染問題也到了非治理不可的程度了。黃河這個中華民族的搖籃,他養育了人類,也無數次地給人類帶來災難。如今,由於人類活動的作用力,使黃河的環境問題日趨嚴重。1999年,在黃河流域的114個重點監測斷面上,V類和劣V類水體分別為70%和56.2%,黃河主要支流的污染更為嚴重,而且黃河的污染主要來自支流。目前,黃河水量少,自凈能力弱,水環境處於危機之中。在西部大開發中,黃河流域的經濟發展將進入較快增長時期。黃河的水污染必然使沿岸的水資源短缺「雪上加霜」。
長江上游沿岸地區經濟社會的快速發展和城市化進程的加快,使這一地區的污染物排放量迅速增加,污染問題隨之加重,特別是三峽庫區及其上游的水質不斷惡化。如果不採取有效措施,預計到2010年,長江上游重點地區廢水排放量將以年均4.1%的速度增長;沿江城鎮生活垃圾入江量,將由1995年的約200萬t增加到2010年的467萬t;三峽庫區的水體自凈能力將大幅度下降。2009年三峽庫區建成蓄水後,庫區將由一個流速快、流量大的河流變成一個流速緩、滯留時間長,回水面積大的人工湖。水體稀釋自凈能力下降,水污染必然加重。根據預測,三峽工程建成後,湖區上游岸邊污染帶主要污染物濃度將比建壩前增加2-10倍,將成為重污染區。
2.2 城市生活污水逐年增加,污水處理設施建設嚴重滯後
城市基礎設施是工業建設的載體,制約著工業建設規模和發展速度。長期以來,我國城市建設不恰當地把基礎設施建設的載體地位降低為工業的一般附屬物地位,基礎設施的發展與人口、資源、環境和工業建設不協調,導致基礎設施長期超負荷承載。特別是城市環境保護基礎設施,僅僅在近幾年才開始興建。全國絕大多數城市的污水處理能力遠遠滿足不了實際需要。
隨著人口迅速增加和人民生活水平的日益提高,生活污水產生量大幅度增長。近年來,城市生活污水和工業廢水排放量的比例已接近持平。但是,城市污水處理廠的建設遠遠不能適應經濟社會發展的需要。一般情況下,城市污水處理廠的建設周期為3年。從目前的建設進度看,實現「九五」期間國家提出的全國50萬人口的城市都要建設集中式污水處理裝置的要求,還需要相當長的時間。以淮河為例,按規劃,到2000年,淮河流域四省需要建設城市污水處理廠52座,總投資60.8億元,形成污水處理能力352萬l/d。到1999年6月建成的污水處理廠只有3座,污水處理能力僅為44萬l/d。集中式污水處理設施建設緩慢的原因,除了資金短缺外,現行管理和運行機制的掣肘也使城市污水處理廠的建設和運營陷於困境。由於沒有真正落實「污染者負擔」的政策,地方財政因無力支付污水處理費用,常常使建成後的污水處理廠不能正常運行,環境保護投資不能有效發揮環境效益。
2.3 大量的面源污染問題尚未找到解決途徑
目前,全國的工業污染已經開始得到有效控制。到2000年底,全國所有工業污染源都將實現達標排放。城市污水處理正在逐步加快步伐。但是,農村經濟發展帶來的農葯、化肥、畜禽養殖污染量大面廣,有一定治理難度。從50年代到90年代,我國農葯施用量增加近100倍,成為世界上農葯用量最大的國家。我國每年因農葯中毒的人數佔世界同類事故中毒人數的50%。而且由於農葯的大量流失,造成嚴重的水體污染。全國化肥使用量也在成倍增加。1995年是1978年的4倍。目前,偏施化學氮肥,使氮、磷、鉀比例失調現象比較嚴重。而且化肥的利用率只有30%左右,大量化肥流失,進入河流、海洋、湖泊,成為水體面源污染的主要來源。同時,由於大量化肥的使用,農村畜禽糞便的農業利用減少,畜禽業的集約化程度提高,加重了養殖業與種植業的脫節。畜禽糞便的還田率只有30%多,大部分未被利用。1998年全國畜禽糞便產生量是當年全國工業固體廢物產生量的3.4倍。這些畜禽糞便大部分未經處理直接排入江河湖海。同時,作為農村經濟的重要組成部分,鄉鎮企業的發展也一直是困擾農村環境的一大難題。據1991年和1997年兩次全國鄉鎮工業污染源調查,鄉鎮工業二氧化硫、煙塵、化學耗氧量和固體廢物排放量分別增長了22.6%、56.5%、246.6%和552%;在全國主要工業污染物排放總量有所控制的情況下,鄉鎮企業排污量卻在增長,這將對水環境構成嚴重威脅。
2.4 經濟政策不配套,污染治理資金嚴重短缺
在計劃經濟體制下,我國污染防治資金以國家預算內資金為主。隨著市場經濟體制的建立,完全依靠行政手段管理環境已經不能奏效。但是,由於市場經濟條件下的環境經濟政策體系尚未建立,多元化的環境保護投資體制難以形成。作為促進污染防治的重要經濟手段排污收費制度,目前還很不完善。主要問題是,排污收費標准過低,不能發揮刺激污染防治的作用。超標排放污水收費作為排污收費的主體,其收費額不足污染處理設施運行成本的一半;污水排放收費最高不超過0.5元/l;排污收費項目不全,主要對象是大中型企業和部分事業單位,城市污水處理費僅在少數城市開征,而且收費標准較低,「污染者付費」的原則沒有充分體現;排污費的轉移支付機制尚未建立,流域內上下游之間缺乏利益補償政策,水資源的開發利用與保護不協調,造成水資源的浪費。
「九五」期間我國環境保護投資有了大幅度提高,特別是國家採取積極的財政政策,在擴大內需中把環境保護作為重點投資領域,一些水污染防治重點項目得到國債資金的支持。但是,由於環境保護資金渠道狹窄,投資量小,污染治理資金短缺的問題仍然非常突出。按計劃,「三河三湖」水污染防治約需資金1260億元,但是目前已經落實的資金與需求相差甚遠。1998年國家增發財政債券和銀行貸款資金用於基礎設施建設,分配給淮河流域10億元財政債券資金用於城市污水處理廠建設。但是,這些資金僅為淮河城市污水處理廠總投資的16.5%,而且投資項目達34個之多。由於地方配套資金不足,開工的項目不少,卻因缺乏資金施工建設進度緩慢,很多工程至今投資尚無著落。
3. 關於水污染防治的政策建議
我國是在經濟技術相對落後的情況下實現經濟快速發展的。人口基數大,人均資源少,環境污染和生態破壞的防治將是一項長期的戰略任務。特別是水環境污染問題的解決不可能一蹴而就,需要經過一個艱苦的治理過程。因此,我們必須在認真總結「九五」期間水污染防治經驗教訓的基礎上,借鑒世界一切成功的經驗,結合我國的具體情況,不斷加強政策創新、制度創新和技術創新,逐步走出一條具有中國特色的水污染防治道路。
3.1 在決策中控制新的水環境問題產生
國家和地方各級政府,在確定經濟發展速度、制定國民經濟和社會發展計劃、資源開發計劃、區域開發計劃,以及制定經濟技術政策,進行重大經濟決策時,應當對實施這些決策可能產生的環境影響做出科學評價,評價的結論作為各級決策的依據。在決策中綜合考慮環境、經濟和社會因素,統籌兼顧,使發展對環境的影響降低到最小。建立科學的評價指標體系,設置專門的評價審議機構,並使這一制度法制化,逐步建立起依法決策的運行機制。
區域經濟的發展要充分考慮水資源保護。限制缺水地區發展耗水型產業,調整缺水地區的產業結構,嚴格控制高耗水、高耗能和重污染的建設項目。近期應重點調整北方缺水地區的產業結構,防止水資源短缺問題進一步加劇。生態環境脆弱地區的經濟發展應考慮為生態用水留有餘地,防止因過度開發導致下游地區河湖萎縮、土地沙化、生態退化。在水源地區,引導和組織水源地生態經濟體系建設,避免水源地區經濟發展導致下游城市水源污染。
3.2 資源的開發和利用要堅持開源節流並舉的方針
大力開展節水活動,採取有效措施,減少水消耗。有組織地推行節水、高效的農灌技術;完善科學的農業用水管理措施,盡快改變農業生產大量耗水的局面。制定單位產品用水定額和水重復利用率考核指標,建立工業用水考核制度;明確規定冷卻水及工藝用水等工業廢水必須循環利用和再生利用;大力發展水的閉路循環使用,最大限度地減少廢水排放量。
在開展節約用水,解決我國水資源短缺的同時,全面加強水污染防治,特別是重點流域的水污染防治。流域治理的重點在城市,城市工業廢水和生活污水的治理,要走集中與分散治理相結合和廢水資源化路子。因地制宜地建設污水處理設施,處理後的污水要用於工業冷卻水、城市景觀和園林綠地用水等。
3.3 建立和完善資源有償使用制度和價格體系
國家有關部門應抓緊組織開展資源定價研究,有計劃地對關系國計民生的重要資源和國家稀缺資源制定分類指導的價格政策,盡快改變「資源無價」,資源產品低價的不合理狀況,使水資源價格體現資源價值、資源利用和污染防治費用。同時,積極推進水資源資產化管理進程,加強資源核算體系的研究,為逐步將水資源核算納入國民經濟核算體系創造條件。
3.4 完善環境經濟政策
抓緊制定有利於環境保護的環境經濟政策,進一步強化市場經濟體制下的環境經濟手段。盡快提高排污費標准,使之高於污染治理成本;制定水污染防治相關政策,建立資源更新的補償機制;全面實現「污染者付費」的原則,在用水收費中,普遍增加污水處理費,作為城市污水處理廠運行費用;環境保護作為「市場失效」的領域,特別是環境科技研究與開發、環境保護基礎設施建設等,國家應加強產業政策支持。同時,鼓勵和推動環境保護基礎設施建設和管理的企業化。
積極建立環境稅收制度。擴大資源稅的徵收范圍,對地下水等稀缺資源徵收資源稅;對新建污染項目徵收固定資產投資方向調節稅,控制結構型污染;對現行排污費與費改稅進行利弊分析,探索徵收污染附加稅;對從事城市污水處理的企業實行零稅率;對生產再生資源和利用再生資源生產的產品,應給予稅收減免的優惠。
3.5 大力推行清潔生產
工業部門要加快產業結構調整,合理調整工業布局,推動資源消耗小、效益高的高新技術產業發展。結合技術改造推行以清潔原料、清潔生產過程和清潔產品為主要內容的清潔生產。要把清潔生產當作在可持續發展戰略指導下的一次工業企業的全面改造,在全國所有工業企業推行清潔生產。通過加強環境管理審計,建立科學的管理體制,促進我國工業向新的技術基礎轉移,以集約方式提高質量,降低消耗,增加經濟效益。並在此基礎上逐步建立我國資源節約型生態工業生產體系。
3.6 加強農村面源污染的防治
農村要推行以改善農業生態環境,加快農村經濟發展為主要內容的生態農業生產體系。全面推廣種植業、養殖業、加工業合理配置的「大農業」生產模式,注重農、林、牧、副、漁各業全面發展,農、工、商綜合經營。把現代化科學技術和傳統農業精華有機結合起來,逐步增加有機肥料的使用,減少化肥、農葯的使用。開發生物農葯技術,推廣以菌治蟲、以蟲治蟲的生物技術替代農葯。目前,我國已有2000多個生態農業試點,應當在總結經驗的基礎上,把推行生態農業作為農村經濟發展中的一場革命,在全國廣大農村普遍展開。逐步把農村富餘勞動力從污染型鄉鎮工業轉移到生態農業建設上來。縣、鄉兩級政府要制定生態農業建設規劃,國家有關部門要加強技術推廣,有計劃地在全國鄉、村培養一批技術骨幹,指導農民發展生態農業。
3.7 加快城鎮污水處理廠建設,大力發展環保產業
改革現行城市污水處理體制,實現污水處理廠建設和運營的社會化、市場化、企業化。污水處理廠的建設要引入競爭機制,按照「誰投資誰所有,誰管理誰受益」的原則,建立多元化投資建設、企業化運營管理、社會共同負擔費用、政府給予必要的政策扶持的模式。積極探索城鎮給排水建設和運營一體化的管理體制。逐步使政府從直接管理污水處理設施的建設和運行中解脫出來,讓污水處理真正走向市場。
環保產業的發展應當成為國民經濟新的增長點。國家應制定扶持環保產業發展的經濟政策,在投資、信貸、稅收等方面給予優惠;鼓勵一部分產品過剩的企業轉向環保產品生產和服務;組建環保產業集團,盡快形成產業規模;抓緊培育環保市場,把原來政府管理的環保服務事業推向市場。同時,要加強環境科學研究,組織開展高濃度有機廢水處理等急需的重點水處理技術攻關;加速污染防治和生態工程成套設備的國產化,改變我國環保產業落後的現狀,以適應我國污染防治的需要。
參考文獻:
[1] 錢 勇.現代廢水處理新技術.北京:中國科學出版社,1993.
[2] 井文涌.採取有力措施,推進中國水環境保護:水工業與可持續發展.北京:清華大學出版社,1998.
[3] 解振華.完成跨世紀的環保任務.科技日報,1999 09 28(1).
[4] 周春暉主編.過程式控制制工程手冊[M].北京:化工出版社,1992.[2] 李永和主編.工業酸度計[M].北京:化工出版社,1988.
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小區污水處理系統
摘要:述 醫院、港口、公園、商業中心、新建的郊外住宅區、高級住宅區、療養區、學校、農場、漁場、狩獵場等均可稱為小區,我們最常遇到的主要是由居住區、療養院、商業中心、機關學校等一種功能或多種功能構成的相對獨立的區域,其排水系統通常不在城市市政管網覆蓋范圍之內。根據當地的環保標准,必須設置獨立的污水處理設施,這就是我們所指的小區污水處理。
關鍵詞:污水處理
一、概 述
醫院、港口、公園、商業中心、新建的郊外住宅區、高級住宅區、療養區、學校、農場、漁場、狩獵場等均可稱為小區,我們最常遇到的主要是由居住區、療養院、商業中心、機關學校等一種功能或多種功能構成的相對獨立的區域,其排水系統通常不在城市市政管網覆蓋范圍之內。根據當地的環保標准,必須設置獨立的污水處理設施,這就是我們所指的小區污水處理。
小區污水系統的處理能力,各國並無統一的限定。前蘇聯曾建議單個構築物的處理能力不宜超過1400m3/d,美國則把小廠的處理能力限定在3785 m3/d的范圍內。根據我國情況,建議把等於或小於4000 m3/d的處理廠定義為小區污水處理廠。
小區污水不同於城市污水(常包括部分工業廢水),屬於生活污水范疇。其水質水量特徵可概括為:水質水量變化較大,污染物濃度偏低,即比城市污水低,污水可生化性良好,處理難度小。
小區污水的處理工藝依據小區污水排入水體的功能不同而異,常用處理方法有:化糞池、一級處理(初次沉澱池)、生物二級處理及二級處理後再經消毒回用等。由於小區污水處理水量較小,管理水平不高,所以,在工藝設計時盡可能選用無污泥或少污泥的處理工藝,以防止因污泥處理不善造成二次污染。目前,較為常用的處理工藝有:①污水→調節池→初次沉澱池→生物接觸氧化池→二沉池→出水,生物接觸氧化是應用最廣泛的方法,主要優點是停留時間短、易掛膜,尤其適合設備化,埋地建設倍受環保公司及用戶青睞,但由於維修管理及設備防腐等方面的問題,近年來應用受到限制。但如果建成地下鋼筋混凝土形式,設置人員通道以便維修,此種地下建設方式在小區水處理中具有較大市場,但這種方式一般處理規模較小,每天排放污水量小於幾百噸的小區較為理想。對上千噸的小區污水處理,推薦採用地面建設方式,生物處理部分可採用接觸氧化,也可採用SBR或其改進型CASS工藝,曝氣方式建議採用低噪音的風機或水下曝氣機。②污水→調節池→混凝沉澱→過濾→出水,對處理程度要求不高,且水量較小時,可採用此工藝,具有佔地面積小,異味小,管理簡單等優點。另外,在好氧生物處理之前加上酸化水解,有利於降低能耗,提高系統的總去除率。生活小區通常有較大的綠地面積,如果把污水處理後回用於澆灌綠地、道路、沖洗汽車,應在上述處理出水後加上消毒或其它補充措施。
二、小區污水處理廠設計原則
1. 處理出水要求和處理程度
一般來說,不同小區對出水的要求差異較大。應根據我國《地面環境質量標准》(GB3838—88)和《污水綜合排放標准》(GB8978—96)的有關規定和當地環保部門的要求確定處理程度,以確保出水水質。如果出水採用土地處理法處理,則按土地處理法的要求計算;
2. 污水處理設施的設計和建設必須結合小區的整體規劃和建築特點,即外觀設計上要與小區建築環境相協調,以求美觀;
3. 在污水處理工藝上力求簡單實用,以方便管理;
4. 在高程布置上應盡量採用立體布局,充分利用地下空間。平面布置上要緊湊,以節省用地;
5. 污水處理廠位置應盡可能位於小區下風向,與其它建築物有一定的距離,以減少對環境的影響;
6. 設備化,定型化,模塊化,施工安裝方便,運行簡易,設備性能穩定,
適合分期建設;
7.處理程度高,污泥產量少,並盡可能採用節能處理技術;
8.處理構築物對水力負荷和有機物負荷的適應范圍較大,使系統有較好的經受沖擊負荷的能力。
9.小區內的人口是逐漸增加的。因此,小區污水處理廠應按可預期的發展規劃作為流量設計的基礎。根據我國情況,可考慮採用20年的設計周期。
三、小區污水處理流程
根據小區廢水處理的原則,應選擇處理效果穩定、產泥少、節能的處理方法。小區系統中的各類建築物一般均建有化糞池,所以,化糞池應與污水處理方法相結合。
幾種常用的處理工藝:
(1)污水→格柵→調節池→提升泵→接觸氧化池→沉澱池→出水
(2)污水→格柵→調節池→提升泵→曝氣池→沉澱池→出水
污泥迴流
(3)污水→格柵→調節池→提升泵→SBR池或CASS→出水
加葯
↓
(4)污水→格柵→調節池→提升泵→混凝沉澱→過濾→出水(物化方法)
回用工藝流程: 生物處理出水再經混凝過濾和消毒
在流程開始時一般要考慮設置均化池,這是因為小區在水質和水量上的變化都比城市污水處理廠大。均化池一般設在格柵以後。物化和生化處理是去除污染物的核心部分。
四、組合式污水處理廠或設備
組合式處理廠以裝配好的或易於組裝的標準定型設備部件出售。在國內埋地設備曾風靡一時,主要優點是施工快,不佔地面綠地,很多設計單位和用戶非常歡迎,設計人員選設備很簡單,而要設計污水處理廠工作量較大,所以,非常喜歡用設備化產品。環保公司製造設備利潤豐厚,而土建工程利潤較低,因此,企業大做廣告和公關。但是實際應用表明,確實存在不少問題,對設備的維修管理困難,對運行情況考核不便,單機處理水量有限,使用壽命等均有待時間驗證,因此,對埋地設備一直爭議很大,現在,埋地設備熱已經降溫。建於地下的可檢修、便於操作(有人員操作空間)污水處理設計方式應於推薦。上千噸的污水處理廠建議採用地上式。在水量不大,場地十分緊張時仍可考慮用埋地設備。埋地設備的確工藝流程一般均採用兩段接觸氧化和沉澱工藝,水力停留時間一般為2小時,污水進入設備前,先進行水量調節和提升。
五、SBR及CASS處理工藝的原理及參數選擇
(一)序批式活性污泥法(SBR)
SBR的核心是SBR反應池,該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能於一體。典型SBR工藝的一個完整運行周期由五個階段組成,即進水階段、反應階段、沉澱階段、排水階段和閑置階段。從第一次進水到第二次進水稱為一個工作周期。
從目前的污水好氧生物處理的研究、應用及發展趨勢來看,SBR稱得上簡易、快速、低耗的污水處理工藝。與連續式活性污泥法比較,SBR法具有以下特點:①SBR裝置結構簡單,運轉靈活,操作管理方便。②投資省,運行費用低。Ketchum等人的統計結果表明:採用SBR法處理小城鎮污水,要比用普通活性污泥法節省基建投資30%。③可抑制絲狀菌生長繁殖,不易發生污泥膨脹,污泥指數SVI較低,有利於活性污泥的沉澱和濃縮。④SBR處於好氧/厭氧的交替運行過程中,能夠在去除碳物質的同時實現脫氮除磷。⑤SBR處理工藝系統布置緊湊、節省佔地。⑥運行穩定性好,能承受較大的水質水量沖擊。⑦各項運行控制參數都能通過計算機加以控制,易於實現系統優化運行。
(三)周期循環曝氣活性污泥法(CASS工藝)
CASS(Cyclic Activated Sludge System )工藝是近年來國際公認的處理生活污水及工業廢水的先進工藝。該工藝是在序批式活性污泥法(SBR)的基礎上,反應池沿長度方向設計為兩部分,前部為生物選擇區也稱預反應區,後部為主反應區,在主反應區後部安裝了可升降的自動撇水裝置,曝氣、沉澱、排水等過程在同一池子內周期循環運行,省去了常規活性污泥法的二沉池和污泥迴流系統。
(四)CASS與SBR曝氣方式的選擇
由於小區大都是居民居住區,對環境的要求比較高,因此,污水廠建設時應充分考慮噪音擾民問題和污水廠操作人員的工作環境,採用水下曝氣機代替傳統的鼓風機曝氣可有效解決噪音污染。另外,由於CASS工藝獨特的運行方式,採用水下曝氣機可省去復雜的管路及閥門,安裝、維修方便,使用靈活,可根據進出水情況開不同的台數,在保證效果的條件下,達到經濟運行的目的。
(五)CASS與SBR撇水機的選擇
撇水機是CASS工藝的關鍵組成部分,其性能是否穩定可靠直接影響到CASS工藝的正常運行。目前,國內外對撇水機仍在進行研究和開發,按照目前所用的原理撇水機可分為三種類型,即浮球式、旋轉式和虹吸式。撇水機研製的關鍵是解決潷水過程中,堰口、導水軟管和升降控制裝置與水流之間形成的動態平衡,使之可隨排水量的不同調整浮動水堰浸沒的深度,並隨水位均勻地升降,將排水對底層污泥的干擾降低到最低限度,保證出水水質穩定。
我院自主研製開發的撇水機屬絲杠旋轉式,自動撇水裝置主要組成部分是:潷水器、可擾動的軟管、水位控制器、可伸縮推動桿和驅動電機等。其中潷水器又叫自動浮動式水堰,上部為堰口和防止浮渣進入出水的浮筒,下部出水管兼起支撐作用,部分浸沒在水中,通過可伸縮推動桿使方形堰口達到連續均勻地排出反應池中的上清液。實際應用表明,所研製的撇水裝置達到了國內外同類產品的先進水平。具有升降平穩、排水均勻、自動控制、價格低廉等優點,該項研究不僅滿足了工程的需要,而且具有創新,屬專項保密技術之一。
五、處理小區污水主要設計參數
SBR設計參數:污泥負荷0.1~0.15kgBOD5/kgMLSS.d, 污泥齡20~30天
工作周期12小時, 其中, 進水2.5小時(曝氣或不曝氣),反應6小時, 沉澱0.75~1小時, 排水2小時,閑置0.5~0.75小時。出水指標:COD〈50mg/L, BOD5〈20mg/L, SS〈10mg/L
CASS設計參數:污泥負荷0.1~0.2kgBOD5/kgMLSS.d, 污泥齡15~30天
水力停留時間12小時,工作周期4小時,其中曝氣2.5小時, 沉澱0.75小時,排水0.5~0.75小時,出水指標與SBR相近。
六 、污泥處理
污水處理量上千噸時,一般採用濃縮後脫水處理,小規模時一般濃縮後定期用大糞車運至填埋或作農肥。
七、小區污水處理廠址選擇和布置
小區系統的廠址選擇和廠區布置在基本原則上與大廠是一致的。但是考慮到小區系統在服務對象和流程選擇上的獨特性,在廠址選擇和布置時也應考慮到小區系統的特點。
1.廠址規劃
(l)與服務地區的衛生防護區應有一定距離
(2)風向(不影響所服務地區和周圍地區)
(3)交通運輸和水電供應。
(4)便於兼顧小區其它生活保障設施的統一管理。
2.廠區道路和構築物之間的間距
由於小區系統選用較小的設備和構築物,廠區交通、維修及衛生要求所需的空間相應較小。廠區內應設計充足的車輛通道,路寬設計可以輕型載重汽車的回轉半徑為依據。主要構築物之間的間距可考慮在3-5m之間。
參考資料
http://www.lunwentianxia.com/proct.free.9922287.1/
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簡述污水處理工藝的優選與比較
論文關鍵詞:城市污水處理 運行管理 工藝選擇
論文摘要:針對目前城市現有污水處理廠在建設和運行管理的過程中所暴露出來的問題,從建設規模和工藝確定等角度進行對比分析,並對應注意的環節提出了看法。
由於工業廢水處理設施一般規模小、技術性強,工藝組合靈活,結構通常為鋼制,即使內部管線穿插較多,運行維護也不太困難。工業廢水處理在技術上是與城市污水處理類同的,但是如果把工業廢水處理設施的設計思路簡單地套用在城市污水處理工程中會帶來很多預想不到的問題。
1.合理確定建設規模
城市污水廠建設規摸的確定,是根據城市總體規劃和排水規劃,分期分批地建設污水管網和污水處理廠,要根據水環境保護的目標,分期實施,逐步到位。城市排水工程建設是一項系統工程,涉及城區管渠改造,污水的收集、輸送(包括泵站),污水處理和排放利用,以及污泥處置等問題在。
2.城市污水處理廠的工藝選擇
具體工程的選擇要求包括:
①技術合理。技術先進而成熟,對水質變化適應性強,出水達標且穩定性高,污泥易於處理。
②經濟節能。耗電小,造價低,佔地少。
③易於管理。操作管理方便,設備可靠。
④重視環境。廠區平面布置與周圍環境相協調,注意廠內雜訊控制和臭氣的治理,綠化、道路與分期建設結合好。
⑴好氧生物處理技術是世界各國城市污水處理廠普遍採用的污水處理工藝,分為活性污泥法和生物膜法兩種。活性污泥法是水體自凈的人工強化,是使微生物群體「聚居」在活性污泥上,活性污泥在反應器-曝氣池內呈懸浮狀,與污水廣泛接觸,使污水凈化的技術;生物膜法是土壤自凈的人工強化,是使微生物群體以膜狀附著在物體的表面上,與污水接觸,使污水凈化的技術。活性污泥法、生物膜法及其變種變工藝,各有特點和應用條件,在選擇的時候,應根據各地區的水質、水量、受納水體、氣候、環境、經濟情況等條件確定。
⑵活性污泥法工藝在凈化機制上,沒有什麼突破,歷經幾十年的發展與革新,現已擁有以傳統活性污泥法為基礎的多種運行方式,如A/O除磷工藝、A/O脫氮工藝、A2/O同步脫氮除磷工藝、氧化溝工藝、A/B法、各種SBR法、載體活性污泥法、一體化活性污泥法等等。近十幾年來,活性污泥法最大進步就是將厭氧機制引入到生化反應池之中來,使厭氧和好氧狀況在生化池中同時存在或反復周期性地實現,但其基本流程原理與標准法是一致的。
⑶厭氧-好氧活性污泥法工藝(A/O法),是具有生物選擇機能並兼有脫氮除磷功能的標准活性污泥法變法。所謂厭氧就是生化反應段內溶解氧趨於零狀態。在這種環境下迫使專性好氧微生物-絲狀菌代謝機能銳減,抑制了其繁殖,起到了厭氧生物選擇作用,從而可以防止污泥膨脹現象發生。A/O活性污泥法工藝在普遍活性污泥法前段加入厭氧段,通過污泥負荷的變化來實現除磷或脫氮的功能。在A/O法的基礎上又發展了A2/O法,即在厭氧、好氧段之間加入缺氧段以實現同步除磷脫氮,由於其污泥負荷適應范圍較小,因此在實際運行中往往按偏重於除磷或脫氮之一功能進行。A/O法、A2/O法工藝由於出水水質穩定、能耗不高、運行管理方便等特點,在國內外大中型污水廠中採用最多。
⑷載體活性污泥法,是在活性污泥法反應池內投加固體顆粒或軟性、半軟性填料,以增加單位反應空間的微生物量,提高反應器容積負荷。是一種活性污泥法與生物膜法的良好結合,一般適於污水廠挖潛改造,提高處理能力,其核心技術為專利填料,近幾年林泡工藝作為其代表應用於大連春柳污水廠和鐵嶺污水廠。
⑸氧化溝法,於五十年代由荷蘭人巴斯維爾所開發,主要有卡魯塞爾(Carrousel)式、三溝式、一體化式、奧貝爾(Orbal)式等幾種技術形式。氧化溝法是一條閉合的生化反應溝渠,以轉碟或轉刷為充氧和水流動力,流程簡單,對運行管理要求較低,多用於延時曝氣,產生污泥量少,污泥易於脫水。氧化溝法在我國南方地區及中西部地區得到廣泛應用。
⑹A/B法(Absoption-Biodegradation),是兩級生化反應系統。一級為生物吸附,污泥負荷高,反應時間短(30分鍾);二級為一般生化反應池,污泥負荷同普通活性污泥法。A/B法的一、二級都有自己的二次沉澱池和污泥迴流系統,多用於濃度高的生活污水,其國內典型應用為烏魯木齊河東污水處理廠和青島海泊河污水處理廠。
⑺序批式活性污泥法(SBR-Sequencing Batch Reactor)是1914年由英國學者Ardern和Locket發明的水處理工藝。70年代初,美國Natre Dame大學的R.Irvine教授採用實驗室規模對SBR工藝進行了系統深入的研究,並於1980年在美國環保局(EPA)的資助下,在印第安納州的Culwer城改建並投產了世界上第一個SBR法污水處理廠。
⑻間歇式循環延時曝氣活性污泥法(ICEAS-Intermittent Cyclic Extended System)是在1968年由澳大利亞新威爾士大學與美國ABJ公司合作開發的。1976年世界上第一座ICEAS工藝污水廠投產運行。ICEAS與傳統SBR相比,最大特點是:在反應器進水端設一個預反應區,整個處理過程連續進水,間歇排水,無明顯的反應階段和閑置階段,因此處理費用比傳統SBR低。該工藝在我國典型的應用為昆明第三污水處理廠,在國內影響較大。
⑼生物膜法,是另一種廣為採用的污水生化處理方法。這種處理法是使細菌和菌類一類的微生物和原生動物、後生動物一類的微型生物附著在載體或濾料上生長繁殖,並在其上形成膜性生物污泥-生物膜。污水與生物膜接觸,污水中的有機污染物作為營養物質為生物膜上的微生物所攝取,污水得到凈化,微生物自身也得到繁衍增殖。
3、根據以上工藝技術對比分析,結合奎屯市污水水質情況,認為較合適的處理工藝優選為:
第一方案:A/O工藝
近二十年來活性污泥法的最大進步就是將厭氧機制引入到生化反應池之中,厭氧、好氧的間歇周期運行給活性污泥法帶來新的技術經濟效果,即生物脫氮、生物除磷、生物選擇等。
厭氧-好氧活性污泥法脫氮工藝(A/O法),是具有生物選擇機能並兼有脫氮功能的標准活性污泥法變法。
第二方案:DAT-IAT工藝
好氧間歇曝氣系統(DAT-IAT-Demand AerationTank-Intermittent Tank)是一種SBR新工藝。它介於傳統活性污泥法與典型的SBR之間,採用連續進水連續-間歇曝氣的運行方式,適用於進水水質水量變化幅度較大的情況。主體構築物是由需氧池DAT池和間歇曝氣池IAT池組成,DAT池連續進水連續曝氣,其出水從中間牆進入IAT池,IAT池連續進水間歇排水。同時,IAT池污泥DAT池。它屬延時曝氣工藝,實際上為A/O脫氮工藝與傳統SBR的結合,該工業具有較低的污泥負荷,因此具有抗沖擊能力強的特點,並有脫氮功能。該工業國內應用於天津技術開發區污水處理廠和撫順三寶屯污水處理廠,是一種適合於較大水量的SBR工藝。
4、科學的進行工藝方案比較:
因地制宜地進行工藝方案(主要是生物處理方案)比較是必要的。對工藝方案的比較力求客觀全面,在同等進水、出水條件下,其設計參數應包括對各種污染物的去除率、曝氣時間、污泥負荷和容積負荷、曝氣量和氧的利用率(及動力效率)、污泥產量(及污泥指數)等作全面分析,數據豐富就可以集思廣益,揚長避短,根據技術上 合理,經濟上合算,管理方便,運行可靠且有利於近、遠期結合的原則,進行工藝方案的優化抉擇。
參考資料
http://www.lunwentianxia.com/proct.free.10010041.1/
⑺ 關於水污染文章
一、污水處理現狀
在我國環境保護百花園里,各種污水處理技術猶如雨後春筍層出不窮。但是有的由於技術原因,不適合我國越來越嚴的環保要求,致使大量的污水處理工程出現升級改造,給中央和地方政府、以及用戶造成巨大的經濟損失。還有的因運行費用過高,用戶無法長期承受昂貴的運行費用,迫使污水處理處於停機或半停機狀態。也有一些環保公司沒有建設行政主管部門核發的設計和施工資質,承建的污水處理工程難以通過環保驗收。另有極少用戶重視力度不夠,建成的污水處理工程使用率較低,沒有起到保護環境的根本作用。建成投資少、運行費用低、安全、環保、節能增效的污水處理工程,不但有利於環境保護,而且也能改變用戶對污水處理工作的重視。
二、污水的來源和分類
污水(英文:sewage,wastewater)受一定污染的來自生活和生產的排出水。
1、生活污水
生活污水是人類在日常生活中使用過的,並被生活廢料所污染的水。其水質、水量隨季節而變化,一般夏季用水相對較多,濃度低;冬季相應量少,濃度高。生活污水一般不含有毒物質,但是它有適合微生物繁殖的條件,含有大量的病原體,從衛生角度來看有一定的危害性。
2、工業廢水
工業廢水是在工礦生產活動中產生的廢水。工業廢水可分為生產污水與生產廢水。生產污水是指在生產過程中形成、並被生產原料、半成品或成品等原料所污染,也包括熱污染(指生產過程中產生的、水溫超過60℃的水);生產廢水是指在生產過程中形成,但未直接參與生產工藝、未被生產原料、半成品或成品等原料所污染或只是溫度少有上升的水。生產污水需要進行凈化處理;生產廢水不需要凈化處理或僅需做簡單的處理,如冷卻處理。生活污水與生產污水的混合污水稱為城市污水。
3、初期雨水
被污染的雨水主要是指初期雨水。由於初期雨水沖刷了地表的各種污染物,污染程度很高,故宜作凈化處理。
4、水體受污染的原因:
人類生產活動造成的水體污染中,工業引起的水體污染最嚴重。如工業廢水,它含污染物多,成分復雜,不僅在水中不易凈化,而且處理也比較困難。
工業廢水,是工業污染引起水體污染的最重要的原因。它占工業排出的污染物的大部分。工業廢水所含的污染物因工廠種類不同而千差萬別,即使是同類工廠,生產過程不同,其所含污染物的質和量也不一樣。工業除了排出的廢水直接注入水體引起污染外,固體廢物和廢氣也會污染水體。
農業污染首先是由於耕作或開荒使土地表面疏鬆,在土壤和地形還未穩定時降雨,大量泥沙流入水中,增加水中的懸浮物。
還有一個重要原因是近年來農葯、化肥的使用量日益增多,而使用的農葯和化肥只有少量附著或被吸收,其餘絕大部分殘留在土壤和漂浮在大氣中,通過降雨,經過地表徑流的沖刷進入地表水和滲入地表水形成污染。
城市污染源是因城市人口集中,城市生活污水、垃圾和廢氣引起水體污染造成的。城市污染源對水體的污染主要是生活污水,它是人們日常生活中產生的各種污水的混合液,其中包括廚房、洗滌房、浴室和廁所排出的污水。
世界上僅城市地區一年排出的工業和生活廢水就多達500立方公里,而每一滴污水將污染數倍乃至數十倍的水體。
三、主要污染物
1、病原體污染物
生活污水、畜禽飼養場污水以及製革、洗毛、屠宰業和醫院等排出的廢水,常含有各種病原體,如病毒、病菌、寄生蟲。水體受到病原體的污染會傳播疾病,如血吸蟲病、霍亂、傷寒、痢疾、病毒性肝炎等。歷史上流行的瘟疫,有的就是水媒型傳染病。如1848年和1854年英國兩次霍亂流行,死亡萬餘人;1892年德國漢堡霍亂流行,死亡750餘人,均是水污染引起的。
受病原體污染後的水體,微生物激增,其中許多是致病菌、病蟲卵和病毒,它們往往與其他細菌和大腸桿菌共存,所以通常規定用細菌總數和大腸桿菌指數及菌值數為病原體污染的直接指標。病原體污染的特點是:(1)數量大;(2)分布廣;(3)存活時間較長;(4)繁殖速度快;(5)易產生抗葯性,很難絕滅;(6)傳統的二級生化污水處理及加氯消毒後,某些病原微生物、病毒仍能大量存活。常見的混凝、沉澱、過濾、消毒處理能夠去除水中99%以上病毒,如出水濁度大於0.5度時,仍會伴隨病毒的穿透。病原體污染物可通過多種途徑進入水體,一旦條件適合,就會引起人體疾病。
2、耗氧污染物
在生活污水、食品加工和造紙等工業廢水中,含有碳水化合物、蛋白質、油脂、木質素等有機物質。這些物質以懸浮或溶解狀態存在於污水中,可通過微生物的生物化學作用而分解。在其分解過程中需要消耗氧氣,因而被稱為耗氧污染物。這種污染物可造成水中溶解氧減少,影響魚類和其他水生生物的生長。水中溶解氧耗盡後,有機物進行厭氧分解,產生硫化氫、氨和硫醇等難聞氣味,使水質進一步惡化。水體中有機物成分非常復雜,耗氧有機物濃度常用單位體積水中耗氧物質生化分解過程中所消耗的氧量表示,即以生化需氧量(BOD)表示。一般用20℃時,五天生化需氧量(BOD5)表示。
3、植物營養物
植物營養物主要指氮、磷等能刺激藻類及水草生長、干擾水質凈化,使BOD5升高的物質。水體中營養物質過量所造成的"富營養化"對於湖泊及流動緩慢的水體所造成的危害已成為水源保護的嚴重問題。
富營養化(eutrophication)是指在人類活動的影響下,生物所需的氮、磷等營養物質大量進入湖泊、河口、海灣等緩流水體,引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖,水體溶解氧量下降,水質惡化,魚類及其他生物大量死亡的現象。在自然條件下,湖泊也會從貧營養狀態過渡到富營養狀態,沉積物不斷增多,先變為沼澤,後變為陸地。這種自然過程非常緩慢,常需幾千年甚至上萬年。而人為排放含營養物質的工業廢水和生活污水所引起的水體富營養化現象,可以在短期內出現。
植物營養物質的來源廣、數量大,有生活污水(有機質、洗滌劑)、農業(化肥、農家肥)、工業廢水、垃圾等。每人每天帶進污水中的氮約50g。生活污水中的磷主要來源於洗滌廢水,而施入農田的化肥有50%~80%流入江河、湖海和地下水體中。天然水體中磷和氮(特別是磷)的含量在一定程度上是浮游生物生長的控制因素。當大量氮、磷植物營養物質排入水體後,促使某些生物(如藻類)急劇繁殖生長,生長周期變短。藻類及其他浮游生物死亡後被需氧生物分解,不斷消耗水中的溶解氧,或被厭氧微生物所分解,不斷產生硫化氫等氣體,使水質惡化,造成魚類和其他水生生物的大量死亡。藻類及其他浮游生物殘體在腐爛過程中,又把生物所需的氮、磷等營養物質釋放到水中,供新的一代藻類等生物利用。因此,水體富營養化後,即使切斷外界營養物質的來源,也很難自凈和恢復到正常水平。水體富養化嚴重時,湖泊可被某些繁生植物及其殘骸淤塞,成為沼澤甚至乾地。局部海區可變成"死海",或出現"赤潮"現象。
常用氮、磷含量,生產率(O2)及葉綠素-α作為水體富營養化程度的指標。防治富營養化,必須控制進入水體的氮、磷含量。
4、有毒污染物
有毒污染物指的是進入生物體後累積到一定數量能使體液和組織發生生化和生理功能的變化,引起暫時或持久的病理狀態,甚至危及生命的物質。如重金屬和難分解的有機污染物等。污染物的毒性與攝入機體內的數量有密切關系。同一污染物的毒性也與它的存在形態有密切關系。價態或形態不同,其毒性可以有很大的差異。如Cr(Ⅵ)的毒性比Cr(Ⅲ)大;As(Ⅲ)的毒性比As(Ⅴ)大;甲基汞的毒性比無機汞大得多。另外污染物的毒性還與若干綜合效應有密切關系。從傳統毒理學來看,有毒污染物對生物的綜合效應有三種:(1)相加作用,即兩種以上毒物共存時,其總效果大致是各成分效果之和。(2)協同作用,即兩種以上毒物共存時,一種成分能促進另一種成分毒性急劇增加。如銅、鋅共存時,其毒性為它們單獨存在時的8倍。(3)拮抗作用,兩種以上的毒物共存時,其毒性可以抵消一部分或大部分。如鋅可以抑制鎘的毒性;又如在一定條件下硒對汞能產生拮抗作用。總之,除考慮有毒污染物的含量外,還須考慮它的存在形態和綜合效應,這樣才能全面深入地了解污染物對水質及人體健康的影響。
有毒污染物主要有以下幾類:(1)重金屬。如汞、鎘、鉻、鉛、釩、鈷、鋇等,其中汞、鎘、鉛危害較大;砷、硒和鈹的毒性也較大。重金屬在自然界中一般不易消失,它們能通過食物鏈而被富集;這類物質除直接作用於人體引起疾病外,某些金屬還可能促進慢性病的發展。(2)無機陰離子,主要是NO2-、F-、CN-離子。NO2-是致癌物質。劇毒物質氰化物主要來自工業廢水排放。(3)有機農葯、多氯聯苯。目前世界上有機農葯大約6000種,常用的大約有200多種。農葯噴在農田中,經淋溶等作用進入水體,產生污染作用。有機農葯可分為有機磷農葯和有機氯農葯。有機磷農葯的毒性雖大,但一般容易降解,積累性不強,因而對生態系統的影響不明顯;而絕大多數的有機氯農葯,毒性大,幾乎不降解,積累性甚高,對生態系統有顯著影響。多氯聯苯(PCB)是聯苯分子中一部分氫或全部氫被氯取代後所形成的各種異構體混合物的總稱。
多氯聯苯劇毒,脂溶性大,易被生物吸收,化學性質十分穩定,難以和酸、鹼、氧化劑等作用,有高度耐熱性,在1000~1400℃高溫下才能完全分解,因而在水體和生物中很難降解。(4)致癌物質。致癌物質大體分三類:稠環芳香烴(PAHs),如3,4-苯並芘等;雜環化合物,如黃麴黴素等;芳香胺類,如甲、乙苯胺,聯苯胺等。(5)一般有機物質。如酚類化合物就有2000多種,最簡單的是苯酚,均為高毒性物質;腈類化合物也有毒性,其中丙烯腈的環境影響最為注目。
5、石油類污染物
石油污染是水體污染的重要類型之一,特別在河口、近海水域更為突出。排入海洋的石油估計每年高達數百萬噸至上千萬噸,約佔世界石油總產量的千分之五。石油污染物主要來自工業排放,清洗石油運輸船隻的船艙、機件及發生意外事故、海上採油等均可造成石油污染。而油船事故屬於爆炸性的集中污染源,危害是毀滅性的。
石油是烷烴、烯烴和芳香烴的混合物,進入水體後的危害是多方面的。如在水上形成油膜,能阻礙水體復氧作用,油類粘附在魚鰓上,可使魚窒息;粘附在藻類、浮游生物上,可使它們死亡。油類會抑制水鳥產卵和孵化,嚴重時使鳥類大量死亡。石油污染還能使水產品質量降低。
6、放射性污染物
放射性污染是放射性物質進入水體後造成的。放射性污染物主要來源於核動力工廠排出的冷卻水,向海洋投棄的放射性廢物,核爆炸降落到水體的散落物,核動力船舶事故泄漏的核燃料;開采、提煉和使用放射性物質時,如果處理不當,也會造成放射性污染。水體中的放射性污染物可以附著在生物體表面,也可以進入生物體蓄積起來,還可通過食物鏈對人產生內照射。
水中主要的天然放射性元素有40K、238U、286Ra、210Po、14C、氚等。目前,在世界任何海區幾乎都能測出90Sr、137Cs。
7、酸、鹼、鹽無機污染物
各種酸、鹼、鹽等無機物進入水體(酸、鹼中和生成鹽,它們與水體中某些礦物相互作用產生某些鹽類),使淡水資源的礦化度提高,影響各種用水水質。鹽污染主要來自生活污水和工礦廢水以及某些工業廢渣。另外,由於酸雨規模日益擴大,造成土壤酸化、地下水礦化度增高。
水體中無機鹽增加能提高水的滲透壓,對淡水生物、植物生長產生不良影響。在鹽鹼化地區,地面水、地下水中的鹽將對土壤質量產生更大影響。
8、熱污染
熱污染是一種能量污染,它是工礦企業向水體排放高溫廢水造成的。一些熱電廠及各種工業過程中的冷卻水,若不採取措施,直接排放到水體中,均可使水溫升高,水中化學反應、生化反應的速度隨之加快,使某些有毒物質(如氰化物、重金屬離子等)的毒性提高,溶解氧減少,影響魚類的生存和繁殖,加速某些細菌的繁殖,助長水草叢生,厭氣發酵,惡臭。
魚類生長都有一個最佳的水溫區間。水溫過高或過低都不適合魚類生長,甚至會導致死亡。不同魚類對水溫的適應性也是不同的。如熱帶魚適於15~32℃,溫帶魚適於10~22℃,寒帶魚適於2~10℃的范圍。又如鱒魚雖在24℃的水中生活,但其繁殖溫度則要低於14℃。一般水生生物能夠生活的水溫上限是33~35℃。
除了上述八類污染物以外,洗滌劑等表面活性劑對水環境的主要危害在於使水產生泡沫,阻止了空氣與水接觸而降低溶解氧,同時由於有機物的生化降解耗用水中溶解氧而導致水體缺氧。高濃度表面活性劑對微生物有明顯毒性。
水體污染的例子很多,如京杭大運河(杭州段)兩岸有許多工廠,每天均有大量廢水排入運河,使水體中固體懸浮物、有機物、重金屬(Zn,Cd,Pb,Cu等)及酚、氰化物等含量大大超過地面水標准,有的超過幾十倍,使水體處於厭氧的還原狀態,烏黑發臭,魚蝦絕跡,不能用於生活、農業等用水;水體自凈能力差,若不治理,並控制污染源,水體污染還會進一步擴大。
水環境中的污染物,總體上可劃分為無機污染物和有機污染物兩大類。在水環境化學中較為重要的,研究得較多的污染物是重金屬和有機物。我國水污染化學研究始於70年代,從重金屬、耗氧有機物、DDT、六六六等農葯污染開始,目前研究的重點已轉向有機污染物,特別是難降解有機物,因其在環境中的存留期長,容易沿食物鏈(網)傳遞積累(富集),威脅生物生長和人體健康,因而日益受到人們重視。本章著重介紹重金屬和有機污染物在水體中遷移轉化的環境化學行為。
四、污染物進入水體後的運動過程
污染物進入水體後立即發生各種運動。下面以海洋為例作一簡介,其他水體的情況,可以類推。
海洋中生活著各種各樣的水生動物和植物。生物與水、生物與生物之間進行著復雜的物質和能量的交換,從數量上保持著一種動態的平衡關系。但在人類活動的影響下,這種平衡遭到了破壞。當人類向水中排放污染物時,一些有益的水生生物會中毒死亡,而一些耐污的水生生物會加劇繁殖,大量消耗溶解在水中的氧氣,使有益的水生生物因缺氧被迫遷棲他處,或者死亡。特別是有些有毒元素,既難溶於水又易在生物體內累積,對人類造成極大的傷害。如汞在水中的含量是很低的,但在水生生物體內的含量卻很高,在魚體內的含量又高得出奇。假定水體中汞的濃度為1,水生生物中的底棲生物(指生活在水體底泥中的小生物)體內汞的濃度為700,而魚體內汞的濃度高達860。由此可見,當水體被污染後,一方面導致生物與水、生物與生物之間的平衡受到破壞,另一方面一些有毒物質不斷轉移和富集,最後危及人類自身的健康和生命。
五、水體污染對人體健康的影響
1、水體污染的危害是多方面的,這里簡單介紹一下水體污染對人體健康的影響
(1)、引起急性和慢性中毒。水體受有毒有害化學物質污染後,通過飲水或食物鏈便可能造成中毒。著名的水俁病、痛痛病是由水體污染引起的。
(2)、致癌作用。某些有致癌作用的化學物質如砷、鉻、鎳、鈹、苯胺、苯並(a)芘和其他多環芳烴、鹵代烴污染水體後,可被懸浮物、底泥吸附,也可在水生生物體內積累,長期飲用含有這類物質的水,或食用體內蓄積有這類物質的生物(如魚類)就可能誘發癌症。
(3)、發生以水為媒介的傳染病。人畜糞便等生物污染物污染水體,可能引起細菌性腸道傳染病如傷寒、痢疾、腸炎、霍亂等;腸道內常見病毒如脊髓灰質類病毒、柯薩奇病毒、傳染性肝炎病毒等,皆可通過水體污染引起相應的傳染病。1989年上海的"甲肝事件",就是由水體污染引起的。在發展中國家,每年約有6000萬人死於腹瀉,其中大部分是兒童。
(4)、間接影響。水體污染後,常可引起水的感官性狀惡化,如某些污染物在一定濃度下,對人的健康雖無直接危害,但可使水發生異臭、異色,呈現泡沫和油膜等,妨礙水體的正常利用。銅、鋅、鎳等物質在一定濃度下能抑制微生物的生長和繁殖,從而影響水中有機物的分解和生物氧化,使水體自凈能力下降,影響水體的衛生狀況。
(5)、水體污染既可嚴重危害生態系統,還可造成嚴重的經濟損失。
2、主要污染物的影響
(1)、鉛: 對腎臟、神經系統造成危害,對兒童具高毒性,致癌性已被證實
(2)、鎘: 對腎臟有急性之傷害
(3)、砷: 對皮膚、神經系統等造成危害,致癌性已被證實
(4)、汞: 對人體的傷害極大,傷害主要器官為腎臟、中樞神經系統
(5)、硒: 高濃度會危害肌肉及神經系統
(6)、亞硝酸鹽: 造成心血管方面疾病,嬰兒的影響最為明顯(藍嬰症),具致癌性
(7)、總三鹵甲烷: 以氯仿對健康的影響最大,致癌性方面最常發生的是膀光癌
(8)、三氯乙烯(有機物): 吸入過多會降低中樞神經、心臟功能,長期暴露對肝臟有害
(9)四氯化碳(有機物): 對人體健康有廣泛影響,具致癌性,對肝臟、腎臟功能影響極大
六、污水水質指標
污水水質指標一般分為物理、化學、生物三大類。
1、物理性指標
溫度、色度、嗅和味、固體物質
固體物質的三種存在形態:懸浮的、膠體的、溶解的。固體物質用。總固體量(TS)作為指標,污水處理中常用懸浮固體(SS)表示固體物質的含量。
2、化學性指標
(1)、化學需氧量(CODcr):指用強化學氧化劑(我國法定用重鉻酸鉀)在酸性條件下,將有機物氧化成CO2與H2O所消耗的氧量(mg/L),用CODcr表示。化學需氧量越高,表示水中有機污染物越多,污染越嚴重。
(2)、生化需氧量(BOD5):水中有機污染物被好氧微生物分解時所需的氧量稱為生化需氧量(mg/L)。
如果污水成分相對穩定,則一般來說,CODcr> BOD5。
一般BOD5/ CODcr大於0.3,認為適宜採用生化處理。
(3)、總需氧量(TOD):有機物主要元素是C、H、O、N、S等,當有機物被全部氧化時,將分別產生CO2、H2O、NO、SO2等,此時需氧量稱為總需氧量(TOD)。
(4)、總有機碳(TOC):包括水樣中所有有機污染物質的含碳量,也是評價水樣中有機物質質的一個綜合參數。
(5)、總氮(TN):污水中含氮化合物分為有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮,四種含氮化合物總量稱為總氮(TN)。凱氏氮(TKN)是有機氮與氨氮之和。
(6)、總磷(TP):包括有機磷與無機磷兩類。
(7)、pH值
(8)、重金屬
3、生物性指標
(1)、大腸菌群數:每升水樣中所含有的大腸菌群的數目,以個/L計。
(2)、細菌總數:是大腸菌群數、病原菌、病毒及其他細菌數的總和,以每毫升水樣中的細菌菌落總數表示。
第三章 主要污水處理工藝對比
一、污水處理工藝
污水處理工藝就是對城市生活污水和工業廢水的各種經濟、合理、科學、行之有效的工藝方法。
1、根據《水污染控制工程》分類
(1)、不溶態污染物的分離技術:
①、重力沉降:沉砂池(平流、豎流、旋流、曝氣)、沉澱池(平流、豎流、輻流、斜流);
②、混凝澄清;
③、浮力浮上法:隔油、氣浮;
④、其他:阻力截留、離心力分離法、磁力分離法
(2)、污染物的生物化學轉化技術:
①、活性污泥法:SBR、AO、AAO、氧化溝等
②、生物膜法:導流曝氣生物濾池、生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化池等
③、厭氧生物處理法:厭氧消化、水解酸化池、UASB等
④、自然條件下的生物處理法:穩定塘、生態系統塘、土地處理法
(3)、污染物的化學轉化技術:
①、中和法:酸鹼中和
②、化學沉澱法:氫氧化物沉澱、鐵氧體沉澱、其他化學沉澱
③、氧化還原法:葯劑氧化法、葯劑還原法、電化學法
④、化學物理消毒法:臭氧、紫外線、二氧化氯、氯氣、次氯酸鈉
(4)、溶解態污染物的物理化學分離技術:
①、吸附法
②、離子交換法
③、膜分離法:擴散滲析、電滲析、反滲透、超濾、納濾、微濾
④、其他分離方法:吹脫和氣提、萃取、蒸發、結晶、冷凍
(5)、常見污水處理方法
①、物理法:物理或機械的分離過程。過濾,沉澱,離心分離,上浮等
②、化學法:加入化學物質與污水中有害物質發生化學反應的轉化過程。中和,氧化,還原,分解,混凝,化學沉澱等
③、物理化學法:物理化學的分離過程。氣提,吹脫,吸附,萃取,離子交換,電解電滲析,反滲透等④、生物法:微生物在污水中對有機物進行氧化,分解的新陳代謝過程。導流曝氣生物濾池、曝氣生物濾池, 活性污、泥生物轉盤,氧化塘,厭氣消化等
(6)、常用處理廢水的化學方法
①、混凝
向膠狀渾濁液中投加電解質,凝聚水中膠狀物質,使之和水分開
混凝劑有硫酸鋁,明礬,聚合氯化鋁,硫酸亞鐵,三氯化鐵等
含油廢水,染色廢水,煤氣站廢水,洗毛廢水等
②、中和
酸鹼中和,pH達中性
石灰,石灰石,白雲石等中和酸性廢水,CO2中和鹼性廢水
硫酸廠廢水用石灰中和,印染廢水等
③、氧化還原
投加氧化(或還原)劑,將廢水中物質氧化(或還原)為無害物質
氧化劑有空氣(O2),漂白粉,氯氣,臭氧等
含酚,氰化物,硫鉻,汞廢水,印染,醫院廢水等
④、電解
在廢水中插入電極板,通電後,廢水中帶電離子變為中性原子
電源,電極板等
含鉻含氰(電鍍)廢水,毛紡廢水
⑤、萃取
將不溶於水的溶劑投入廢水中,使廢水中的溶質溶於此溶劑中,然後利用溶劑與水的相對密度差,將溶劑分離出來
萃取劑:醋酸丁酯,苯,N—503等設備有脈沖篩板塔,離心萃取機等
含酚廢水等
吸附(包含離子交換)
將廢水通過固體吸附劑,使廢水中溶解的有機或無機物吸附在吸附劑上,通過的廢水得到處理
吸附劑有活性炭,煤渣,土壤等
吸附塔,再生裝置
染色,顏料廢水,還可吸附酚,汞,鉻,氰以及除色,臭,味等用於深度處理。
二、污水處理工藝流程
1、傳統的污水處理技術與現代污水處理技術的區別
(1)、傳統的污水處理技術
傳統的污水處理技術,按處理程度劃分,可分為一級、二級和三級處理。
(2)、現代污水處理技術
現代污水處理技術導流曝氣生物濾池是在傳統的曝氣生物濾池的基礎上,充分借鑒下向流曝氣生物濾池法、上向流曝氣生物濾池法、SBR法、AB法、接觸氧化法、生物膜法、人工快濾法、沉降分離法、無泵污泥迴流法、給水快濾法等10者的設計手法和二級或三級污水處理工藝的特點而開發研製出來的污水處理新工藝、新技術。
2、污水處理技術特徵
(1)、傳統的污水處理技術特徵
一級處理,主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質,物理處理法大部分只能完成一級處理的要求。經過一級處理的污水,BOD一般可去除30%左右,達不到排放標准。一級處理屬於二級處理的預處理。
二級處理,主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD,COD物質),去除率可達90%以上,使有機污染物達到排放標准。
三級處理,進一步處理難降解的有機物、氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要方法有生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲分析法等。整個過程為通過粗格柵的原污水經過污水提升泵提升後,經過格柵或者篩濾器,之後進入沉砂池,經過砂水分離的污水進入初次沉澱池,以上為一級處理(即物理處理),初沉池的出水進入生物處理設備,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反應器有曝氣池,氧化溝等,生物膜法包括生物濾池、生物轉盤、生物接觸氧化法和生物流化床),生物處理設備的出水進入二次沉澱池,二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理,三級處理包括生物脫氮除磷法,混凝沉澱法,砂濾法,活性炭吸附法,離子交換法和電滲析法。二沉池的污泥一部分迴流至初次沉澱池或者生物處理設備,一部分進入污泥濃縮池,之後進入污泥消化池,經過脫水和乾燥設備後,污泥被最後利用。
(2)、現代的污水處理技術特徵
①典型的集約化污水處理
導流曝氣生物濾池充分借鑒了下向流曝氣生物濾池法、上向流曝氣生物濾池法、SBR法、AB法、接觸氧化法、生物膜法、人工快濾法、沉降分離法、無泵污泥迴流法、給水快濾法等10者的設計手法,集曝氣、快速過濾、懸浮物截留、兩曝兩沉、無泵污泥迴流、定期反沖於一體,使污水在U型雙錐這一個單元體內,綜合實現三級、三區、三相導流、無泵污泥外排及迴流處理全過程,是一種典型的高負荷、淹沒式、固定化生物床的三相導流,脫氮除磷反應器,處理後的污水優於排放標准,可實現中水回用。
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1.中國土壤環境污染問題突出地區的污染現狀及成因:
據不完全調查,目前全國受污染的耕地約有1.5億畝,污水灌溉污染耕地3250萬畝,固體廢棄物堆存佔地和毀田200萬畝,合計約佔耕地總面積的十分之一以上,全國每年因重金屬污染的糧食達1200萬噸,造成的直接經濟損失超過200億元。其中,一些地區土壤污染已呈嚴重態勢,甚至出現了土壤重污染區和高風險區。
1.重金屬污染
重金屬是指密度 4.0以上的約 60種元素或密度在 5.0以上的45種元素。As和 Se是非金屬,但是它們的毒性及某些性質與重金屬相似,所以將 Se和硒列入重金屬污染物范圍內。污染土壤環境的重金屬主要是指生物毒性顯著的Hg、Cd、Pb、Cr以及類金屬 As,還包括具有毒性的重金屬 En、Cu、Co、Ni、Sn、V等污染物。當前最引起人類關注的是 Hg、Cd、Pb、Cr、As,它們被稱為「五毒」(農田土壤重金屬污染及防治研究進展)。土壤中重金屬的來源是多途徑的,首先是成土母質本身含有重金屬,不同的母質、成土過程所形成的土壤含有重金屬量差異很大。此外,人類工農業生產活動,也造成重金屬對大氣、水體和土壤的污染(土壤中重金屬污染現狀與防治方法)。我國 Cd 污染的土地涉及11 個省市的 25 個地區。 如江西省某縣多達 44 % 的耕地受污染,形成670hm2 的「鎘米」區;沈陽某污灌區農田土壤中 Cd 含量高達 130mg/kg ;成都東郊污灌區內米中含Cd 量高達165mg/kg 。 農業部農業環境監測總站 1996 ~ 1998 年的監測結果表明,污灌區 Cd 污染面積最大,占重金屬超標面積的569 % ,而農產品 Cd 超標率達102 % (曹仁林等,2001)。我國各大城市的耕地土壤均存在不同程度的Cd 污染,其中沈陽市郊區和西安污灌區土壤 Cd 污染尤為嚴重,如沈陽市農田土壤中Cd 含量為088mg/kg ,西安污灌區土壤中Cd 含量為0628mg/kg(土壤鎘污染特徵及污染土壤的植物修復技術機理)
蛐岩縣主要的土壤污染物為Mg和B.43%的采樣點土壤 Mg含量達重度污染水平,最高超標21.16倍.僅有 211和 238兩個采樣點達到清潔標准;而 B的污染似乎更為普遍,所用采樣點土壤 B濃度超標,50%的樣點達到重度污染水平.其原因是 在岫岩縣石唐、偏嶺、風源等區域.分布有眾多的衰 3 蚰岩縣土壤撿剝統計值殛帚染指矬國營及鄉鎮、個體 經營的采礦、冶煉企業,以輕燒 Mg、重燒 Mg為主要工藝的菱鎂礦加工業排放 出大量 MgO、SO2等 污染物./vlgO 白色粉末降落地表後,形成 MgCX~、Mg(H0 )2等反應產物,凝聚成大顆粒分散在土壤中,加之該區域土壤 中廣泛存在的 MgSO+、MgCl2,形成硬殼覆蓋地表,從根本上阻止作物生長.部分地區雖然作物可以生長,但土壤中可溶性 Mg被作物吸收,對人及其他生物的健康形成較大的威脅.而 B污染也是由於B礦點源污染所致(遼寧東部山區土壤污染狀況與防治對策研究).
稻米對於鎘污染的吸附作用明顯強於玉米、大豆等其他的作物品種
在各種人為因素中,則主要包括工礦業、農業和交通等來源引起的土壤重金屬污染(土壤中重金屬污染現狀與防治方法)。
2.污水灌溉
污水灌溉等廢棄物已造成大面積農田的土壤污染。如沈陽張士灌區用污水灌溉 20 多年後,污染耕地2 500多 hm 2,造成了嚴重的鎘污染,稻田含鎘 5~ 7m gökg。天津近郊因污水灌溉導致213 萬 hm 2 農田受到污染。廣州近郊因為污水灌溉而污染農田2 700hm 2 , 因施用含污染物的底泥造成1 333hm 2 的土壤被污染, 污染面積占郊區耕地面積的 46% 。20 世紀 80 年代中期對北京某污灌區進行的抽樣調查表明, 大約 60% 的土壤和 36% 的糙米存在污染問題(我國的土壤污染現狀及其防治對策)。
早在 30 年代 ,就有撫順煉油廠污水排入渾河灌溉水稻的記載。到了 50 年代 ,隨著農業生產的發展,在北方一些乾旱、半乾旱地區,由於水資源比較緊張,為了充分利用污水的水肥資源,污水灌溉被大面積採納、推廣,這對促進當地農業的糧食生產曾起到了積極的作用。到了1983 年,污水灌溉面積達到 2 ×106 hm2 。然而,由於長期的污水灌溉 ,土壤 —作物系統的污染逐漸暴露出來,為了解決這一土壤環境問題,污水的土地處理系統得到了應用和發展
長三角、珠三角、遼中南城市群3個典型區的土壤污染狀況調查;在典型地區啟動污染土壤修復與綜合治理試點;建立健全基於風險評估的土壤環境質量標准體系;完成《土壤污染防治法》草案。從污染物的種類和類型上看 ,新技術、新產品應用未能有效預防導致我國新型污染物不斷出現 ,這些新型污染物影響更持久 ,危害更大 ;從污染物的濃度上看 ,污染物的含量 ,隨著經濟的發展 ,一些污染物因為無法降解、逐步積累 ,增加還是非常快的。例如 ,有資料表明 ,近年來 ,上海土壤中汞和鎘的含量增加了 50% ;浙江南部一些地區土壤中 Cu、Zn等重金屬全部超標 ,持久性有機污染物部分檢出率達100%。
遼河流域
據介紹,遼河流域是我國傳統的工礦區之一,交通便利、礦產資源豐富,長期以來形成了以煤炭、石油、鋼鐵等工礦業為主的經濟結構,資源利用效率較低,污染強度高;污染源污染治理水平低,化工、冶金、采礦、制葯等行業污染嚴重,部分企業設備陳舊、落後,污染治理設施不完善;加之遼河流域環境監測、預警、應急處置和環境執法能力薄弱,有些地區有法不依,執法不嚴現象較為突出,環境違法處罰力度不夠,污染的現象不能得到有效遏制。
有關人士還指出,土壤污染和水污染是相互交替、互相影響的。一方面,部分地區的土壤污染是由於污灌造成的。由於遼河水資源短缺,為解決工農業用水問題而長期進行污水灌溉,使得大量有毒、有害物質進入土壤,積累到一定程度,超過了土壤本身的自凈限度。另一方面,遼河流域鞍山、遼陽等地是全國聞名的工礦區,常年的礦產開發造成一些礦區土壤污染非常嚴重,通過水體的沖刷,土壤中的重金屬和有毒物質加速了河流的污染。
有專家指出,在資源和重工業為主導的經濟結構下,工業生產的污染程度相對會比較高,治污難度大;受經濟利益的驅使,部分企業安裝、運行污染治理設施不到位,隨意排放廢水廢氣廢渣的現象時有發生,使人防不勝防;同時,地方政府重地區GDP輕環境保護的意識依然存在,對污染現象聽之任之。
對於遼河而言,其治污問題面臨更多重的考驗——在當前經濟危機的影響依然持續、東北老工業基地亟待振興的形勢下,一方面遼河流域土壤污染和水污染等問題嚴重,已經到了非治不可的地步;另一方面,在2008年來的全球性金融危機的席捲之下,地方政府面臨著經濟增速放緩,失業率增加的巨大壓力,一切工作的中心都集中到了保障經濟平穩發展上來。環境治理面臨著讓位於經濟發展而被忽視的問題。
對於幾十年污染「積重」的整個遼河流域,有人表示擔心,「有些地方為了發展經濟,根本不管所謂的環境污染,這么幾十年下來,才造成整個流域污染情況嚴重。如果這一點不改,只是沿著『污染——治理——污染』的老路子,最後只能是越治越污,環境越來越壞。」
一.
長三角
根據中科院南京土壤所2006年在南京郊區蔬菜基地做的定點測試,僅有40%的土壤處於安全等級,而30%的土壤已經受到污染。而浙江省有關部門的調查顯示,全省Ⅰ類和Ⅱ類土壤占調查區總面積的82%,其餘18%的土壤均受到了不同程度的污染。「區域內工業化、城市化和農業集約化的快速發展,加上疏於防治,大量未經處理的廢棄物通過多種渠道向土壤系統轉移、殘留,是形成土壤污染的主要因素。」
近期,浙江省台州市路橋區峰江街道139名村民被查出血鉛嚴重超標,元兇是建在村裡的一家被列為重點監控企業的蓄電池企業。
在上世紀80年代末期,我國污染面積只有幾百萬公頃,而現在已經超過一千萬公頃。土壤污染類型多樣化,其中嚴重的是重金屬污染,根據中科院生態所研究,目前我國受鎘、砷、鉻、鉛等重金屬污染的耕地面積近兩千萬公頃,約佔耕地總面積的五分之一,全國每年因重金屬污染而減產糧食1000多萬噸。此外農葯、抗生素、病原菌等也成為土地污染的來源。
土壤污染除導致土壤質量下降、農作物產量和品質下降外,更為嚴重的是土壤對污染物具有富集作用,一些毒性大的污染物,如汞、鎘等富集到作物果實中,人或牲畜食用後發生中毒。
如我國遼寧沈陽張士灌區由於長期引用工業廢水灌溉,導致土壤和稻米中重金屬鎘含量超標,人畜不能食用。土壤不能再作為耕地,只能改作他用。
3.固體廢棄物堆放
另外,在農田中,由於化肥的不合理施用,農葯噴施和 地膜等造成的污染也相當嚴重。
2. 地方土壤環境保護工作面臨的問題和對國家土壤環境保護法規、制度、政策等方面的需求
目前,我國土壤污染面臨著嚴峻的形勢,部分地區土壤污染嚴重,土壤污染類型多樣,呈現新老污染物並存、無機有機復合污染的局面,土壤污染途徑多,原因復雜(環保總局在京召開首次全國土壤污染防治工作會議,且污染面積、分布和程度不清,污染防治基礎薄弱,地方土壤保護工作防治措施缺乏依據和方向,狀況不容樂觀,面臨諸多挑戰。同時,防治土壤污染的法律還非常欠缺,土壤環境標准體系也尚未形成,法律是土壤污染防治的關鍵,是實現土壤環境保護的最主要途徑,它對保護土地質量,維持社會、經濟和環境的可持續發展具有重大意義。從法律角度分析,土壤污染現狀的原因包括以下三個方面:
首先,我國土壤污染防治的相關法律法規空白,缺乏有效的法律制度。在我國現行的法律體系中,已經制定了環境保護、土地管理、水污染防治、大氣污染防治等相關的法律法規,但土壤污染防治的法律基本上是一項空白(論我國農業用地土壤污染的法律保障)。雖然若干法律中一些零星規定,對農業生態環境的保護起到了一定的積極效果,但都是分散而不系統的,缺乏可操作性的具體法律制度。隨著我國快速的工業化、城市化進程,農業用地土壤污染仍有繼續加重的趨勢,說明現行立法有限條款的粗略性規定不可能有效防治現代農業技術和不合理的土地利用方式造成的土壤污染問題,滿足不了土壤污染防治的現實需要。而法律的「真空」狀態則會進一步滋長土地資源的濫用現象,加劇土壤污染問題(淺析我國土壤防治的法律問題)。在長三角地區環保工作中,南京理工大學經濟管理學院教授徐光華指出「缺乏相對統一的區域環境准入和污染物排放標准、缺乏相關法律規范,是長三角地區環保工作目前的軟肋。」區域經濟發展中所遇到的各類環保問題,通常都很難靠一地的政府來解決。要應對日益嚴重的環境污染形勢,兩省一市的有關部門必須盡快建立起區域環境信息共享與發布制度,啟動區域環境監管與應急聯動機制,並在此基礎上加快區域環境保護相關法律規范的研究和制定,長三角土壤污染後果堪憂)。因此,在現行法的基礎上,有必要對土壤污染防治保護採取一定的法律措施,健全和完善環境相關法律法規。
其次,土壤污染防治的行政管理和執法混亂。依據我國現有的法律體制,對於土壤的法律保護,實行管與分管相結合的多部門分層次的管理體制,涉及多個行政部門對土壤污染的行政管理,在這種體制下,管理主體林立,權力和責任分散,不僅不利於集中、統一管理,而且容易造成管理上的混亂(淺析我國土壤污染防治的法律問題)。由於土壤污染的來源多樣,情況復雜,所以除了職責最多聯系最為緊密的環境保護部門、農業部門有環境行政監管權力外,許多其他的部門如水利部、國土資源行政主管部門等在特定的情況下也有管理許可權(我國農村土壤污染防治的法律問題研究)。但是,由於法律並沒有賦予環境保護執法部門對其他行政主管部門的環境執法的監督權,同時對於各個執法部門之間在土壤污染處理上應當如何相互配合的重要問題也沒有做出規定,這就導致了在具體的土壤保護的執法當中多頭執法,交叉執法,執法不到位,甚至部門之間借執法來爭奪各自的利益,降低了土壤保護的整體實效,損害了土壤保護的整體利益,有關法律法規對部門之間如何監督協調沒有具體規定,並且在實際環境行政執法管理中地方情況差異較大,出現的許多污染問題無法很好的得到解決,從而導致部門與部門之間相互扯皮、爭權推責(淺析我國土壤污染防治的法律問題)。可以說,這種多頭管理體制,不僅嚴重影響了治污的效率,也浪費了諸多的行政管理資源。另外,在我國大多數基層地區尤其是貧困的農村地區,由於經濟發展落後,擺脫貧困的願望強烈,大多領導幹部以經濟的快速發展為首要目標,當經濟發展與環境保護發生沖突的時候,就會犧牲環境來圖發展(防控農村土壤污染的迭律對策研)。因此,我國在對土壤污染管理及執法上也存在許多的問題。
最後,土壤環境保護的司法保障有待加強。目前,雖然我國土壤污染比較嚴重,污染情況時有發生,但涉及土壤污染訴訟的案例卻很少,從僅有的幾個案例中,不難發現我國農村土壤司法救濟中存在的問題。首先,我國至今沒有關於土壤污染修復和賠償的條例規定,對企業也沒有任何約束,即使土壤被污染了,也很難追究他們的責任。2006年8月,甘肅省徽縣發生的「鉛中毒」事件就是一個典型的案例。當時,這個縣水陽鄉的兩個村莊共有368人查出血鉛超標,其中14歲以下的兒童149人。經環保部門調查發現,位於這兩個村莊附近的一家鉛冶煉廠是重要污染源,造成當地土壤、空氣和水體污染。雖然這家工廠後來被勒令關停,但如何給那些遭受污染損害的村民以有效的補償,如何從根本上轉變那種以群眾健康甚至生命為代價的粗放型增長方式,卻是一個難題。(邱林,中國1/5耕地受污染防治形勢嚴峻,改善土壤環境質量系國家行動。另外,在農村環境訴訟中,一個最現實的問題就是訴訟費用的負擔問題。我國農民是社會中最大的弱勢群體,他們是城市發展的犧牲品,長期處於經濟的困窘之中,他們的收入大多僅能勉強維持生計(防控農村土壤污染的迭律對策研)。與此同時,土壤污染對農民造成的損失是長期的也是巨大的。在我國司法實踐中 ,訴訟費用直接與訴訟標的額掛鉤 ,且實行訴訟費用預交制度 ,農民很有可能會因為交不起訴訟費用而無法得到司法保障(我國農村土壤污染防治的法律問題研究)。1999年 12月 20 日大慶市紅崗區杏樹崗鎮民吉村十三戶農民向大慶市中院起訴 ,要求被告大慶油田有限責任公司賠償原告土地污染損害賠償518431. 06元。本案中十三戶農民的土地污染發生於1993年 ,但是當年只給付原告青苗補償款。由於農民對土地是否被污染不懂 ,在 1999年前沒有提起訴訟 ,但一直以上訪的形式找鎮政府、土地局以及被告單位要求解決 ,雖在 1999年 11月 4日達成協議 ,但未實際履行。1999 年 12 月 ,原告向大慶市農業局申請對受污染的農田進行取樣化驗鑒定。2000年 1月農業局進行了取樣 ,並由市農業局送省質量檢驗檢測中心檢驗。2001 年 5 月農業局根據檢驗結果又組織五位專家現場勘查 ,做出鑒定意見:已造成受污染農田土坡次生鹽漬化 ,對農作物已造成嚴重危害。《中華人民共和國環境保護法 》第七條:國務院環境保護行政主管部門 ,對全國環境保護工作實施統一監督管理。縣級以上地方人民政府環境保護行政主管部門 ,對本轄區的環境保護工作實施統一監督管理。《中華人民共和國水污染防治法實施細則 》第四十三條第二款。該案件從 1999 年 12 月到 2003 年 12 月 ,經兩級法院長達四年的審理 ,最終法庭調解結案 ,被告賠償原告損失 159607. 38元 ,一、二審訴訟費用由被告承擔。值得注意的是在案件審理過程中。大慶中院以原告超訴訟時效為由 ,判決駁回原告的訴訟請求。判後原告不服 ,但由於農民多年未耕種土地無收入沒有上訴費用 ,為維護原告人合法權益 ,由代理人交上訴費 10196. 00元 ,才使得農民的合法權益能夠得到最終的保護(一件土地污染損害賠償案的艱難訴訟)。
因此,為有效防治土壤污染,應在現行有關土壤污染防治立法的基礎上,細化、擴展土壤污染防治的制度,或制定專門的法律法規,以加強對土壤污染的監督和管理。從法律上,對污染灌溉、工礦廢棄物、城市生活垃圾、化肥農葯等土壤污染物及污染行為作出明確規定,通過法律手段有效防治土壤污染。另外,在法律法規中應當理順土壤污染防治的行政管理體制,建立土壤污染的動態監測評價制度,制定相關土壤污染防治的具體規劃制度,確立土壤污染的環境標准,建立土壤污染應急措施制度和法律責任制度等相關的制度。
(淺析我國土壤污染防治的法律問題(論文)。
3.土壤環境保護工作經驗和典型模式、政策建議
由於土壤污染的潛伏性、不可逆性、長期性和後果嚴重性等特點,土壤環境保護應遵循 「防重於治」的基本原則,堅持「預防為主、防治結合、綜合治理」。對未被污染的土壤採取預防措施,要控制或消除污染源;對已經污染的土壤則要採取積極治理措施 ,將污染控制在最低限度(我國環境保護科學研究現狀與展望)。土壤一旦被污染,治理起來相當困難,相對於污染物在土壤-植物系統中含量、行為、生物地球化學循環、毒理、代謝模式和與重金屬有關的流行病等方面的研究,土壤污染的治理與管理研究要薄弱得多,大多數治理方法尚處在試驗階段,再加之考慮到治理費用等問題,能應用的成熟方法目前很少。總結出現的各類土壤污染治理方法,大體上可分以下四類:
1.工程措施(包括客土、換土、翻土、去表土、隔離、熱處理、電化學方法等)
此種方法效果好、穩定,是一種治本措施,適用於大多污染物和多種條件,但一般在小范圍內較實用,且代價昂貴,還可能造成地下水或其他介質的潛在污染。近年來,把污水、大氣污染治理技術引進土壤治理過程中,開辟了土壤污染治理新的途徑,如磁分離技術、陰陽離子代換法等(土壤污染治理方法研究)。
2.化學措施
施用改良劑、抑制劑等降低土壤污染物的水溶性、擴散性和生物有效性 ,從而降低污染物進入生物鏈的能力,減輕對土壤生態環境的危害()。例如:在某些重金屬污染的土壤中加入石灰、礦渣等鹼性物質,使重金屬生成氫氧化物沉澱。或添加膨潤土、合成沸石等交換容量較大的物質來鈍化土壤中的重金屬等。
3.生物措施
生物治理方法有著物理治理方法和化學治理方法無可比擬的優越性,其優點主要表現在以下幾個方面:①處理費用低,其處理成本只相當於物化方法的二分之一到三分之一;②處理效果好,對環境的影響低,不會造成二次污染,不破壞植物生長所需要的土壤環境;③處理操作簡單,可以就地進行處理。基於這些優點,應用生物修復已成為當今土壤污染治理技術研究的一大熱點(土壤污染的生物修復技術研究進展)。生物措施是利用特定的動、植物和微生物吸收或降解土壤中的污染物。與此措施相對應的新興學科「環境生物技術」方興未艾。應用現場污染治理的生物措施始於 1989 年 3 月,美國阿拉斯加海岸被石油污染,採用了兩組親脂性微生物後,使其凈化過程加快了兩倍。早期生物治理採用的主體生物類群多為微生物。最近,植物修復正成為生物治理措施中的一個亮點。植物對污染點的修復有三種方式:植物固定、植物揮發和植物吸收。研究表明,利用適當的植物不但可去除土壤環境中的有機物,還可以去除重金屬和放射性核素。超累積植物已成為環境保護工作者追尋、篩選的目標。我國對植物修復和超積累植物的研究已有良好的開端(我國土壤環境保護研究的回顧與展望)。例如,在土壤重金屬鎘污染的植物修復研究中,通過大量篩選研究發現,十字花科芸苔屬植物(Brassica spp.)中的很多種或基因型具有較強的吸收累積 Cd特性。我國廣泛種植的油菜(B.campestris)就是該屬植物,其中某些品種或基因型在累積 Cd 方面可能很高。篩選並種植可食部位低積累 Cd 作物品種(低吸收或低轉移),通過作物互做(間作、輪作)減少作物對Cd 的吸收等植物修復方面的研究也需做進一步研究(土壤鎘污染特徵及污染土壤的植物修復技術機理)。
4.農業措施
包括增施有機肥提高環境容量、控制土壤水分、選擇適宜形態化肥和選種抗污染農作物品種等。
另外,國外發達國家在土壤污染防治方面的工作開展得較早 ,許多國家都已建立了相對完善的污染土地識別、評價和處理體系 ,其中美國、德國和日本的土壤保護實踐在世界范圍內極具代表意義。
在國外,有關土壤污染防治法律保護的立法經驗很多。美國於1985年和1990年修訂的《農業法》希望實現勞動生產率的提高的同時保護資源與環境,實現「持續農業」的發展。另外,1990年在聯邦政府實施了「保護計劃」管理。1987年為了控制農業水源水質而制定了《水質法》。歐盟到目前為止還沒有明確的土壤保護政策,但現有許多歐盟立法都與土壤保護有關。如《關於環境保護、尤其是污泥農用時保護土壤的86/278/EEC指令》對農用污泥作出了規定;《關於廢物的75/442/EEC指令》要求廢物在處置時不能污染土壤;2004年底前,提出《關於堆肥和生物廢棄物指令》,其目的是為了控制潛在的污染,並鼓勵使用被批準的混合肥料,等等。日本已經建立了由預防對策和治理對策構成的土壤環境保全體系。有《農用地土壤污染防止法律》(1970)、《市街地土壤污染暫定對策方針》(1986)、《土壤污染環境標准》(1991)、《土壤污染對策法》(2002),等等。《土壤污染對策法》的實施,使得污染治理由被動向主動轉化,以前無法計算的環保社會效益可體現為可以計算的經濟效益,此種趨勢表明日本的土壤環境保護已經呈現出新的階段特點[3]。這些國外的立法經驗對我國土壤污染防治的法律完善具有非常重要的借鑒意義(淺析我國土壤污染防治的法律問題)。
「重視生態補償機制,是國外土壤污染防治工作中的一大經驗,值得我們借鑒。」虞錫君向記者介紹道,生態補償機制,又稱生態系統服務付費,主要原則就是「污染者付費」和「保護者受償」——由污染事故的責任方治理土壤污染、或者支付土壤污染治理的費用。國外在這方面有過不少成功案例——1972年,美國通過的《納稅人減稅法》,目的之一就是以稅收方面的優惠措施,來刺激私人資本投資於土壤清潔治理。根據美國政府的報告,其直接結果是吸引了34億美元的私人投資,8000個受到污染的棕色地塊恢復了生產能力。虞錫君表示,在區域聯動的基礎上確立土壤生態直接補償制度,或許是我們目前值得努力的方向(長三角土壤污染後果堪憂。)
鄭進華 彭 強 鄭曉琴.淺析我國土壤污染防治的法律問題.[A], 環境法治與建設和諧社會——2007年全國環境資源法學研討會(2007.8.12~15•蘭州)論文集
高拯民.我國環境保護科學研究現狀與展望lJ1.土壤學報,1989,26
(3):262-272.
⑼ 急求一篇畢業論文<<養豬場高濃度廢水處理>>
集約化養豬場廢水處理技術及應用
養豬場廢水是養殖業廢棄物中最典型的一類污
染物,主要包括豬尿、部分豬糞和豬舍沖洗水,屬高濃
度有機廢水。由於養豬業屬傳統產業,用於廢水處理
的資金有限,所以養豬場廢水處理各項指標要完全達
標難度很大。迄今為止,國內外對養豬場廢水處理已
進行了大量研究和工程應用實踐。文章分析總結了
近3年來集約化養豬場廢水處理的工藝研究和工程
應用等方面的情況,現報道如下。
1 豬場廢水處理工藝
目前,養豬場廢水處理研究的工藝方法有物化處
理、自然生態處理、好氧處理、厭氧處理等,實際工程
應用中常常是這些處理技術的組合工藝。
豬場廢水懸浮物質濃度很高,懸浮物質是COD
的主要來源之一,過高的懸浮物質將會影響後續生化
處理的效果,所以在養豬場廢水進入生化處理系統之
前進行固液分離處理是必要的。固液分離機有振動
篩、回轉篩、水力篩和擠壓式分離機等,其中擠壓式分
離機可以連續運行,效率較高。德國研製的FAN -
SEPATOR的擠壓式離心分離機,具有很好的分離效
果,在我國的應用表明,懸浮物的去除效率較高,分離
出來的泥渣含水率為80%左右。
豬場廢水氮磷含量很高, 採用磷酸鎂銨
(MgNH4 PO4 ·6H2O,俗稱鳥糞石)化學沉澱法處理,
使得廢水中的氨氮轉化為緩釋肥中的營養元素,解決
了氮的回收和氨的污染兩大問題,同時達到較好的預
處理效果,為後續的生化處理創造了條件。但該方法
必須考慮廢水中N、P、Mg的平衡問題,所以廉價的添
加劑是化學沉澱法能否實際應用的關鍵。Lee S I等
人利用海水或制鹽工業中的廢鹽鹵作為Mg2 + 添加
劑,沉澱速度快,與添加MgCl2 作鎂源對磷有等同的
去除效果,是一種處理成本低廉的方法,但去除氨的
效果不如添加MgCl2。
自然生態法是運用生態學原理與工程學方法相
結合的技術,應用較多的是穩定塘工藝和人工濕地系
統。PoachM E[ 1 ]為了研究有機負荷和去除效果的關
系,設計了6個並聯的濕地- 池塘- 濕地處理系統,
通過分別進水控制各處理單元的有機負荷,試驗研究
表明,最佳TSS、COD、TN、TP去除率分別為35% ~
51%、30% ~50%、37% ~51%、13% ~26%,夏季處
理效果明顯優於冬季,處理效果受溫度和降雨的影響
較大。自然生態法處理建設費用較低,運行成本低
廉,但受自然條件的影響較大,適宜於土地資源豐富
的地區,具有良好的應用前景。
好氧生化法主要有活性污泥法和生物接觸氧化法。
成文[2]採用接觸氧化水解(酸化) -兩段接觸氧化-混凝
工藝處理豬場廢水,水解對CODcr有較高的去除率,穩定
在60%~70%;接觸氧化對COD的去除效果在50%左右。
整個工藝對氨氮去除效果較好,出水氨氮在13~15 mg/
L, CODcr在200~250 mg/L,經過聚合氯化鋁混凝沉
淀後,最終出水CODcr穩定在100 mg/L 以下,出水
達到污水綜合排放一級標准(GB8978 - 88) 。但該工
藝程序復雜,佔地面積大,對氨氮的去除效果還有待
進一步研究。鄧良偉[ 3 ]研究水解- SBR處理豬場廢
水,大大簡化了處理工藝, 水解去除了大部分的
COD, TP去除率達到55% ,但對氨氮去除效果不好;
SBR對氨氮有較好的去除效果, TN的去除率為74.
1% ,氨氮的去除率在97%以上,但最終出水的COD
殘留量較大。豬場廢水的高氨氮常常導致生化處理
過程中碳源不夠、C /N過低,從而影響總氮的去除效
果,如果採用外加碳源則會增加處理成本。Ju -
Hyun Kim等人利用序批式反應器( SBR) 實時控制
工藝,採取補充源水作外加碳源的方式處理豬場廢
水,通過ORP以及pH值實時控制缺氧段、好氧段,
TOC和總氮的去除率分別在94%和96%以上,能夠
有效除去TOC和TN,但對TP的去除效果不佳。豬
場廢水氨氮濃度高,對直接進行生化處理可能會產生
影響,因此在生化處理前進行化學脫氮以減輕後續生
化處理的難度,是目前豬場廢水處理的一個新途徑,
於金蓮等人提出了加石灰乳混凝沉澱- 脫氨- 好氧
生化的聯合處理工藝,在生化處理前進行混凝沉澱和
脫氨預處理,一方面去除了大部分懸浮物和部分難降
解有機物;另一方面提高pH值,脫除大部分氨氮,使
後續生化處理降低能耗、容易達標。
自然生態法和好氧處理都有各自的不足,自然生
態法處理需要大面積的處理場地;好氧處理能耗大,
去除污染物不完全。
對於高濃度有機廢水的處理,厭氧技術是必然選擇
之一。目前較常用也比較有效的處理方法是厭氧或
厭氧+好氧後續處理工藝,研製高效厭氧反應器是豬
場廢水處理的關鍵。鄧良偉等人利用內循環厭氧反
應器( IC)處理豬場廢水,水力停留時間0. 8~2. 0 d,
COD 負荷3~7 kg / (m3 ·d) ,經過半年的運行,結果
表明, COD 平均去除率為80. 3% ,耐沖擊負荷好,
BOD5 平均去除率為95. 8% , SS去除率為78. 5%。
厭氧反應器中,部分有機氮轉化為氨態氮,使得出水
氨氮濃度比進水高2. 82% ,反應器對總氮、總磷的去
除還需進一步的試驗研究。一般而言,單純使用厭氧
工藝,出水有機污染物還很高,必須採用後續處理才
能達到排放標准。考慮到SBR 對氨氮有較好的去
除,楊朝暉等人提出沉澱- UASB - SBR工藝處理豬
場廢水,經厭氧消化可除去大部分的有機質,在SBR
工藝中的曝氣過程分為2個階段,中間添置閑置階
段,既防止產生過多泡沫,又增強反消化作用。經過
穩定運行, UASB 反應器COD 有機負荷穩定在
8~10 kg/ (m3 ·d) , COD去除率達到70%左右,BOD5
去除率80%左右,經SBR 處理可去除氨氮95% ~
98% ,最終出水CODcr為186 ~412 mg/L, BOD5 為
78~146 mg/L,氨氮為20 ~60 mg/L,出水仍殘留部
分生化處理難以去除的難降解有機物,這是因為厭氧
消化較完全,消化液COD較低,而氨氮很高,導致後
續生化處理碳源不足,影響了後續的處理效果。楊朝
暉等人又研究水解酸化+好氧處理豬場廢水工藝,采
用水解酸化反應器(ASBR)進行厭氧處理,保持厭氧
消化處理控制在水解、酸化階段,使出水C /N 較高,
保證了後續SBR的生化效果。經過最終混凝處理,
COD去除率為99. 6% , BOD5 去除率為99. 8%, TN
為88. 3% ,氨氮為99. 8% ,出水達到污水綜合排放二
級標准(GB8978 - 96) 。但水解酸化反應器COD 的
容積負荷較低僅為2. 3 kg/ (m3 ·d) ,還需進一步研
究提高其負荷。
豬場廢水中還存在大量細菌,如不經處理可能將
大腸桿菌帶入地表水和地下水,危害人類健康, James
A Entry等人提出用水溶性的陰離子聚丙烯醯胺
( PAM ) 處理豬場廢水, 基建投資低、應用快捷。
PAM、PAM與CaO復配和PAM與Al2 ( SO4 ) 4 復配能
夠使總的大腸桿菌和排泄物大腸桿菌減少30% ~
50%,降低源水中的總磷、正磷酸根以及氨氮。正確
的應用PAM及其復配物可以減少進入地表水和地下
水中的污染物數量,保護水質。
2 豬場廢水處理技術應用情況
目前,應用到實際工程上的豬場廢水處理工藝有
自然生態法處理、好氧處理、厭氧+好氧處理等。潘
涌璋等人利用高級綜合穩定塘處理豬場廢水,經過穩
定運行, 出水達到畜禽養殖業污染物排放標准
(GB18596 - 2001)的要求,氨氮在60 mg/L 左右,總
氮沒有考慮,總停留時間在20 d以上,佔地面積大,
適合於土地資源較豐富的亞熱帶山區。由於鳳眼蓮
對水體中的污染物質和營養物質有較好的吸收,
]考慮用鳳眼蓮處理豬場廢水,工藝流程如下:
該鳳眼蓮生化處理系統對COD 的______去除率為
43%~69% ,對總氮的去除率為55% ~72% ,對氮元
素的吸收量很大,同時對總磷、揮發酚等污染物都有
較好的去除效果。該處理系統的停留時間為30 d,日
設計流量為600 m3 ,但需要較大的處理場地,且受氣
候條件影響很大,這都限制了該工藝的應用。目前,
厭氧+好氧處理工藝應用較為廣泛。胡海良等人將
環形生活污水高效凈化沼氣裝置應用到豬場廢水的
處理上,廢水經過高效凈化沼氣裝置後進入接觸氧化
池,進行自然曝氣去除CODcr和BOD5 , 該工藝對
COD、BOD的去除率達到90%以上,但出水氨氮為
100~200 mg/L,去除效果不好。鄧良偉等人進行了
厭氧- 加源水- 間隙曝氣(Anarwia)的研究,此工藝
是厭氧+ SBR工藝的改良,因為厭氧消化較完全,導
致好氧處理中C /N較低,影響後續消化效果,如果添
加外源碳源或外源有機物提高C /N,運行成本隨之增
高,故提出了部分豬場廢水進入厭氧池進行厭氧處
理,另一部分進入沉澱配水池與厭氧出水混合後再采
用間歇曝氣的序批式反應器( SBR)處理,經過一年的
生產性試驗,該改良工藝對COD、氨氮、TN的去除率
分別為93. 1% ~97. 4%、98. 2% ~99. 5%、93. 1% ,
但最終剩餘難降解的有機質還需要進一步物化處理
才能達到排放標准。
3 其他相關處理技術
豬場廢水處理還有其他的相關處理技術,如從養
豬場生產過程的環境管理上考慮,在源頭改進工藝減
少排污,減輕污染。採用干清糞工藝取代水沖式清糞
就是一種較好的方法,干清糞工藝是將糞便單獨清
出,不與尿、污水混合排出,這種工藝固態糞便含水量
低,糞中營養成分損失小,肥料價值高,便於堆肥和其
他方式處理,還可以節約用水,減少廢水和污染物排
放量,易於凈化處理,是目前理想的清糞工藝。以萬
頭規模化養豬場為例,將現有的水沖糞工藝改為干清
糞工藝,每年可減少污水排放5. 5萬噸,既節約了用
水,又減少了污染。王德剛等人提出「零污染」乾式
法養豬,即在欄舍內鋪上敷料,將豬的糞尿吸附混合,
生物處理後進行二次發酵,並經工藝處理合成生態有
機肥,對周圍環境達到「零污染」的排放效果,同時降
低豬群疾病發生率,加快生長速度,提高飼養效益以
達到較好的經濟效益、環境效益。
目前很多學者提出了不少豬場廢水處理的新方法,
但都只停留在試驗室小試階段,真正應用到生產中還需
要進一步的研究試驗。鄧良偉等人利用秸稈作為載體
進行堆肥,在堆肥發酵過程中,產生的生物熱蒸發濃縮
「豬場廢水」,達到處理豬場廢水和生產有機肥的目的。
以秸稈為載體用豬糞水及其厭氧消化液進行堆肥處理,
其吸水比可達1∶5. 94~1∶6. 65,堆肥含水率基本在
70%以上,超過一般堆肥過程含水率( 50% ~60% ) ,
且能保持較長的高溫期,說明以秸稈為載體吸收豬糞
水在高溫條件下進行堆肥的工藝路線是可行的。在
堆肥過程中,氮、磷、鉀是一個累加的過程,所獲得的
堆肥是一種肥效較高的有機肥,但該工藝消耗豬場生
產廢水有限,僅限於小規模的污水處理,對於大規模
的豬場廢水處理還需研究探討。
4 結論與展望
根據以上分析,解決豬場廢棄物污染問題,首先
應當加強豬場環境管理,從源頭污水減量化考慮,采
用「零污染」乾式養豬,減少用水量,基本實現零污染
物排放;或採用干清的方式代替水沖,既不會流失營
養物質,又可以大大減少廢水的排放。養豬業屬於傳
統產業,豬場廢水處理必須尋求經濟可行、處理效果
好的方法。開發經濟有效的處理工藝是目前豬場廢
水處理的重點。高效厭氧反應器的研製、氮磷污染物
的去除、沼氣發電技術及無害化資源能源的回收是今
後豬場廢水處理的重要研究方向。
參考文獻:
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畜禽糞便用於生產飼料的方法
隨著我國畜牧業的蓬勃發展,生產規模化、集約
化趨勢越來越明顯,在給人類提供豐富的畜禽產品同
時,由於規模化養殖場的畜禽糞便和污水多不處理直
接用作肥料,某些地區甚至直接排入江河,造成嚴重
的環境污染。其實,畜禽糞便並非完全是不可利用的
廢物,糞便中有一部分營養物質能被動物直接再吸
收,還有一部分物質可通過處理再被動物吸收。現在
被各國所接受和使用的主要處理方法有以下幾種。
1 乾燥法
一般只適用於營養物質含量較高的雞糞。
1. 1 自然乾燥
將新鮮糞便單獨或摻入一定比例糠麩拌勻後,攤
在水泥地面或塑料布上,隨時翻動,自然風干、曬干,
然後粉碎,摻到其他飼料中飼喂。此法成本較低,操
作簡單,但受天氣影響大,曬干時造成的環境污染大。
1. 2 加溫乾燥
乾燥快速,可達到滅菌、滅雜草籽和去臭的目的,
但是經處理後的糞便養分損失較大,成本較高。
1. 2. 1 低溫乾燥 將畜禽糞便運到裝有機械攪拌和
氣體蒸發的乾燥車間或乾燥機、隧道窖中,在70 ~
500 ℃的溫度下烘乾,使畜禽糞便含水量降到13%以
下,再儲藏和利用。
1. 2. 2 高溫快速乾燥 將含水量為70% ~75%的
畜禽糞便通過高溫快速乾燥機,在不停旋轉的乾燥機
中,畜禽糞便通過間接加熱( 500 ~700 ℃) , 12 s左
右,含水量即可降至13%以下。
1. 3 微波處理乾燥
⑽ 求「面源污染」及「土地荒漠化」方面論文兩篇
非點源污染是相對於點源污染而言的,指的是在降雨徑流的淋溶和沖刷作用下,大氣、地表、地下的污染物進入江河、湖泊、水庫和海洋等水體而造成的水體污染。
非點源污染防治:
以小流域為單元,針對非點源污染發生的實際狀況,堅持預防為主,防治結合的方針;在治理布局上,科學合理配置措施,通過布設工程、植物等措施,既減少徑流、滯留徑流,又有效地攔蓄、吸收、降解徑流過程中攜帶的污染物,因地制宜地處理好徑流的攔、蓄、排、灌之間的關系,形成全流域整體的徑流聚散管理系統,從而實現對非點源污染源的有效控制。
面源污染——點與面的對應
線源污染——石油管道
水體——各種類型的水體
非點源污染——農業污染
污染程度——水體分類
面源污染防治目標:
化肥施用強度(折純)低於350kg/hm2,減少50%以上,農葯使用量減少50%以上,並執行《農葯安全使用標准》;固體廢棄物集中堆放,定期清理和處置,利用率達80%以上,生活污水處理率達80%以上;小流域出口水質達到地表水Ⅱ類水質標准以上,各項指標控制達到以下標准:總磷<0.1mg/l,總氮<0.5mg/l,生化需氧量<3mg/l,化學耗氧量<15mg/l 。