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BOT模式在湘江水体污染治理中的应用研究
摘要分析了湘江水体污染存在的问题;讨论了BOT模式在城市污水处理行业的优点;认为该模式是一种长期、稳定的投资模式,论证了湘江流域采用该模式的可行性,并提出了相关应完善的配套政策;最后得出采用BOT模式来在湘江沿岸城市修建污水处理厂是解决湘江水体污染问题有效的途径之一。
关键词水体污染治理污水处理厂BOT模式湘江
1湘江水体污染现状及治理存在的问题
1.1湘江水体污染现状
湘江是湖南的母亲河,衡阳、株洲、湘潭、长
沙、岳阳等湘江沿岸城市的居民日常生活用水直接
来自湘江。但湘江水体污染极为严重,据《关于治理
湘江流域的通知》所载,长沙市湘江饮用水源超标
污染指标为氨氮和总大肠菌群;株洲市为氨氮和挥
发性酚;湘潭市为氨氮、总大肠菌群和总汞。近年
来,郴州、衡阳、株洲、湘潭、长沙、岳阳等城市
的生活污水排放量成倍增加,沿江城市有近7亿
t/a生活污水直排湘江;此外,一些高浓度工业废水
也排放到湘江。长沙水利枢纽建成以后,湘江水域
株洲至长沙段的水位将有较大的提高,蓄水防洪能
力会有很大的改善,而湘江该段的水流流速却明显的
不如建成前,水体的自然净化能力将会有很大的降
低,进一步加重湘江水体污染,以至湘江某些江段的
饮用水水源不能完全满足地面水Ⅲ类水质标准[1]。
湘江的水体污染已经严重地影响到湘江流域沿岸人
们的生活及工农业发展。
1.2治理存在的问题
通过对湘江水体污染现状和目前治理情况的分
析,湘江水体污染治理主要存在以下几个方面的问题:
1)由于湘江沿岸城市化的不断发展,城市人口
不断地增加,人们生活水平不断地提高,因此城市生
活污水排放量明显增加。而湘江流域内污水处理设
施很少,8个城市中仅有6座污水处理厂在运行,实
际处理量约30.5万t/d,处理量约占生活污水排放总
量的15%,远达不到要求的50%,未来几年内直接
排放的生活污水对湘江的影响将超过工业废水的影
响,因此城市污水处理厂的建设势在必行。
2)湘江沿岸城市污水处理厂对项目的可行性
研究不全面,风险管理与评价不合理。有些污水处
理厂项目立项多年,却迟迟的不能施工;有些项目
完成后却不能投入运行,如株洲有1座污水处理厂
投资上亿元,建成几年后都没有运行,出现这种现
象的原因主要是在项目的可行性研究上没有考虑管
理运行费用及建设污水处理厂的风险性,政府部门
只注重污水处理厂的建设,而忽视了污水处理厂的
管理和运行。造成了城市污水处理资金使用效率低
下,因而一方面需要大规模投资兴建新的污水处理
厂,而另一方面污水处理厂运行普遍不足,两者都是
缺少资金。
3)湘江沿岸城市污水处理以政府行政事业化
管理为主,缺乏有效的监督管理机制,缺乏有效的投
入产出和成本效益核算机制,从而造成污水处理成
本高,投资浪费大,并没有体现谁投资谁收益的原
则,污水处理厂只是相当于政府部门的附属企业,根
本不能适应污水处理产业的市场化发展趋势。
4)湘江沿岸城市对待污水处理厂的问题依然
停留在老观念上,也就是说重技术(工程)方法而忽
视非技术(管理)方法,导致一些污水处理项目的投
资效益差与不可持续性,主要表现在污水处理厂普
遍不能按设计负荷运行。
5)湘江沿岸城市污水处理缺乏必要的价格调
控,价格偏离价值太大,导致了污水处理企业发展后
劲不足。现在的收费偏低,据有关人士预测污水处理
收费要达到0.6~0.65元/t,污水处理才能真正得到
资金保证。因而,非政府资本进入城市污水处理市场
的投资利润不能得到保证。
2 BOT模式在污水处理行业的优点
2.1 BOT模式的简介
BOT模式是一种建设权与运营权相结合的方
式,根据世界银行《1994年发展报告》的定义,所谓
BOT(build-operate-transfer)即兴建-经营-移交,
或者是BOOT模式即建设-拥有-运营-转让[2],
它是一种私营机构参与基础设施的建设和运营的方
式,也是一种新型的民营资本进行基础设施建设的
项目融资方式[3]。具体做法是经营公司对项目的设
计、咨询、信贷和施工实行一揽子总承包,且在项目
竣工后,在特许权规定的期限内进行经营,向用户收
取费用,以回收投资、偿还债务。赚取利润,达到特许
权限期后,经营公司将项目无偿交给政府部门。近年
来,以BOT模式进行我国城市污水处理工程项目融
资,正逐步为我国政府国内外投资者所关注[2]。
2.2 BOT模式在污水处理行业的优点
2.2.1城市污水处理项目新型的融资手段
1)BOT项目融资是指通过项目的资产、收益作
低押来融资。其项目导向、有限追索、风险分担、信用
结构多元化的特征,使项目融资的信用结构灵活多
样,债务承受能力高,风险分担合理且较低,也使项
目融资易获得较高的融资比例和较长的贷款周期。
由于这些特点,BOT模式非常适用于一次性投资
大、回收周期长、投资回报稳定风险小的城市污水处
理工程项目。
2)BOT项目融资是现阶段城市污水处理的重要
融资方式之一。治理湘江水体污染,保护湘江水质,
必须提高湘江沿岸城市的生活污水及工业废水的处
理水平。但首先要解决建设污水处理厂的资金来源问
题。BOT融资模式可以利用资本的杠杆效应,充分
发挥政府有限资本的导向性作用。我们以政府资本
在项目融资中占总资本20%为例(原来是100%),
这样,20元的政府资本就直接拉动80元的社会资
本为城市污水处理服务,对社会资本拉动作用是十
分明显的。
3)BOT模式是推动城市污水处理产业融资体
制改革的有效形式。BOT项目融资使得大量中小社
会资金进入技术密集型和资金相对密集型的城市污
水处理领域成为可能,是鼓励和支持社会资本和产
业资本或国外资本向城市污水处理市场转移的重要
方式。从而推动城市污水处理领域投、融资体制改
革,培育城市污水处理领域的投资主体,增强投资城
市污水处理领域的资本实力,促进城市污水处理产
业走上良性发展的道路。
2.2.2 BOT模式是实现城市污水处理产业化、市场
化、专业化的有效方式
1)BOT模式改善并明晰了城市污水处理厂的
产权结构,明确了政府(特许经营权授予方)、项目发
起人、项目公司和运营公司之间的职责,形成城市污
水处理产业协调运转、有效制衡的经营管理机制。
2)BOT模式促进了政府在环境保护方面的职
能转变,有利于改善相关行政主管部门的执法力度
和思想观念,有利于加强污水处理企业的自律行为。
3)BOT模式促使了城市污水处理企业进行技
术革新和采用科学管理,降低污水处理成本,实现城
市污水处理产业良性发展。由于项目公司要以运营
收入来偿还借款,实现盈利,因此,作为项目运作主
体的项目公司有追求以最低成本来运营城市污水处
理设施的动力。项目公司通过采用先进工艺技术,利
用高新技术改造污水处理设施、实行科学管理等手
段提高生产效率,降低运营成本,从而实现政府、企
业双赢的局面。
3 BOT模式在湘江水体污染治理的可行性
分析
3.1湘江水体治理必然的要求
湘江水体污染的主要是由湘江沿岸城市的生活
污水直接排放到湘江引起的。按照有关部门的规划,
到2010年湘江流域沿岸城市将要建成近20座污水
处理厂,如每座污水处理厂按上亿元的建设费计,需
近20多亿元,这还不包括与污水处理厂相配套的城
市污水管网建设费和污水处理厂建成后的运行管理
费。修建这些污水处理厂资金问题是首要问题,当这
些污水处理厂建成后还存在相互竞争、管理运营等问题。采用BOT模式,政府不仅可以用将来的按政
策征收的污水处理费来发挥现实的环境效益,变以
前的一次集中支付为分期支付,可以进一步减轻财
政压力,可以使因财政原因而搁置的污水处理项目
迅速的得到建设和运营,有效地加快了基础设施建
设步伐,满足全社会对公共工程和基础设施的需求,
可以从国际、国内乃至民间多渠道融资,投资基础设
施建设的资本在短时间内能够迅速放大;而且通过
引入市场竞争机制、项目管理水平、技术水平都会有
较明显的提高。BOT模式吸引民间资本和外资投资
城市污水处理设施,已经成为湘江流域城市污水处
理设施建设和运行的重要选择之一,也是湘江水体
治理的必然要求。
3.2经验上的可行性
BOT方式在我国有些地区已有所尝试,大连傅
家庄污水处理厂由大连东达环境工程公司投资并运
营,目前运营状况良好;北京桑德环保产业集团已用
BOT方式启动了北京肖家河、通州区2个大型市政
污水处理项目[2];BOT模式在湖南水处理也有先例:
如湖南省长大集团投资建设长沙市第八自来水厂。
因此,采用BOT模式在湘江流域修建城市污水处理
厂在经验上是可行的。
3.3政策上的可行性
根据湖南省实施可持续发展战略,坚持对湘江
污染防治和生态保护并重的方针,治理湘江水体污
染问题有效可行的方法之一是在湘江沿岸城市增修
适量的污水处理厂,同时保证现有的污水处理厂按
满负荷运行。为达到这一目标,湖南省政府对以
BOT模式投资修建城市污水处理厂项目给予一定
的政策扶持。根据国家环保总局的文件,城市供水价
格将包括污水处理费,污水处理费的征收标准将优
先调整到满足城市污水处理厂建设和运营的需要
上,在长沙市2004年5月将排污费增收到0.4元/t,
而且还要继续上涨。现阶段湖南经济持续发展,政策
也十分的稳健,这些保证了BOT模式在湘江污水处
理行业是可行的。
4湘江水体污染治理应完善的相关配套政策
1)尽快转化城市污水处理的性质,加快从“公
共福利业”向“公共服务业”转变的速度。在过去,湘
江沿岸城市污水处理一直被当作是半城市公共福利
业,虽然有收费,但相当的低,不足以保证污水处理
的成本,更不用说初期的投资了。随着市场经济的不
断深化,污水处理行业要尽快实现向“公共服务业”
的转变。只有形成公共服务的合理价格机制,才能推
动本行业的不断发展。
2)加快相关行政部门的思想观念转变。在湘江
沿岸的城市中,污水处理厂项目都是看成该城市的
形象工程或者是由上级环保部门压力下而立项的,
而不是本着为社会化服务的原则立项的。在这种思
想作用下,行政部门只对污水处理厂的建设负责,对
建成后的污水处理厂运行及管理很少关心。只有相
关的行政部门牢固地树立污水处理为社会化服务的
原则,才能使BOT模式在湘江流域污水处理行业较
为顺利地推行。
3)加强湘江城市污水处理的某些薄弱环节领
域的建设,实现城市污水处理行业的协调发展。
BOT方式建设城市污水处理设施是湘江水体污染
治理解决方案之一,政府部门应该完善一些配套设
施。如:完善城市排水管网的规划和建设、建设好污
水处理厂与周边路网的连通;由于湘江流域是个严
重缺电的区域,政府部门必须保证污水处理厂建设
时及管理运行时的用电需求,这样才能保证污水处
理厂正常的建设和运营。
4)加强有关BOT模式的法律法规制定。我国
目前关于BOT模式的法律文件仅有2个[4]。只有在
法律的保证下,才能更好地明确政府、投资者等各方
面的责任。BOT模式在环境治理中还是新生事物,
其与我国现行环境法制的冲突将是不可避免的,只
有制定相应法律法规才能使它们相互协调。
5)污水处理厂项目建设后,政府部门应该监督
污水处理厂的管理运行。由于污水处理厂建设后,在
一定的经营年限后无偿的转让给政府,同时污水处
理设备会存在一定的老化。如果政府部门不参与监
督管理,投资者对污水处理设备不加以保护和维修,
到了转让时,留给政府的只是一个“烂摊子”。
6)环保部门应该对BOT模式污水处理厂进行
监督,做到公正执法。政府部门给BOT融资模式建
设的污水处理厂很大的优惠,但往往缺少对它们有
效的监督,如:污水处理费用每年照收,但处理后的
污水可能不达标,会使湘江水环境继续恶化。环境保
护部门只有对它们进行监督,做到公正执法,这样湘
江水污染治理才有保证。
5结论
由上述可知,资金短缺、管理经验落后和科技含
量低是阻碍湘江流域污水处理行业发展的绊脚石,
也是解决湘江水体污染问题的瓶颈。BOT融资模式
能够使国外资本和国内民营资本、先进的管理经验
及科学技术进入城市污水处理产业。若BOT模式在
湘江流域城市污水处理行业中很好应用,上述问题
便可得到有效的解决,湘江水体污染就可以得到较
快解决,这样湘江生态带生态环境将得到明显的改
观,湘江沿岸城市中的人们日常生活和工业用水可
以得到有效保证,从而有利于促进该流域的经济稳
定持续发展。既然资金等问题是政府部门不能完全解决的,而湘江的治理是刻不容缓,因此,在湘江沿
岸城市采用BOT模式来修建城市污水处理厂是解
决湘江水体污染治理问题理想可行的方法之一。
2. 科普知识:中水处理和污水处理有什么区别
中水处理也属于污水处理。
中水处理主要是用于循环利用的,处理的水相对清洁,例如雨水这样的,循环利用后可以用于景观、车辆清洗等。
污水处理是针对所有污水处理的一种概念,只要是针对污水的工艺都算污水处理。
3. 废水处理有什么科学方法
废水中污染物多种多样,废水处理就是利用各种技术措施将各种形态的污染物从废水中分离出来,或将其分解、转化为无害和稳定的物质,从而使废水得以净化的过程。
根据所采用的技术措施的作用原理和去除对象,废水处理方法可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三大类。
4. 去关于污水处理厂处理的实践报告3000个字
环境保护是我国的基本国策。世界经济发展的实践证明,为实现经济的持续稳定的发展,必须解决好发展与环境保护的矛盾。随着我国社会和经济的高速发展,城市环境污染特别是水污染的问题日趋严重。城镇生活污水的排放量逐年增加,2002年全国工业和城镇生活废水排放总量为439.5亿吨,比上年增加1.5%。其中工业废水排放量207.2亿吨,比上年增加2.3%;城镇生活污水排放量232.3亿吨,比上年增加0.9%,其中仅有10%得到处理。[1]生活污水中含有较高的氮、磷等营养物质,未经处理直接排入江河湖海,是导致水域富营养化污染的主要原因。2002年监测数据显示,辽河、海河水系污染严重,劣V类水体占60%以上;淮河干流水质以III-V类水体为主,支流及省界河段水质仍然较差;黄河水系总体水质较差,干流水质以III-IV类水体为主,支流污染普通严重;松花江水系以III-IV类水体为主;珠江水系水质总体良好,以II类水体为主;长江干流及主要一级支流水质良好,以II类水体为主。由于“污染性”造成的水资源短缺,已成为严重制约我国社会经济持续发展的突出问题,丞待解决。目前我国水污染控制的重点已从以工业点源为主,逐步转变为以城市污水污染为主的控制。根据预测 [2],到2010年我国城市污水排放总量为1050亿m3,城市污水处理率要达到50%,预计需新建污水处理厂1000余座,而决定城市污水处理厂投资和运行成本的主要因素是污水处理工艺和技术的选择,因此开发适合我国国情的、高效、低耗、能满足排放要求、基建和运行费用低的污水处理新技术和新工艺,具有十分重要的现实意义。
二、生活污水处理工艺研究和应用领域共同关注的问题
长期以来,城市生活污水的二级生物处理多采用活性污泥法,它是当前世界各国应用最广的一种二级生物处理流程,具有处理能力高,出水水质好等优点。但却普遍存在着基建费、运行费高,能耗大,管理较复杂,易出现污泥膨胀、污泥上浮等问题,且不能去除氮、磷等无机营养物质。对于我国这样一个资源不足、人口众多的发展中国家,从可持续发展的角度来看,并不适合中国国情。由于污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程,因此在建设和实际运行过程中常受到资金的限制,使得治理技术与资金问题成为我国水污染治理的“瓶颈”。归纳起来,目前在城市生活污水处理研究和应用领域,普遍存在的问题有:
(1)采用传统的活性污泥法,往往基建费、运行费高,能耗大,管理较复杂,易出现污泥膨胀现象;工艺设备不能满足高效低耗的要求。
(2)随着污水排放标准的不断严格,对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高,传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主,往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联,形成多级反应池,通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的,这势必要增加基建投资的费用及能耗,并且使运行管理较为复杂。
(3)目前城市污水的处理多以集中处理为主,庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资,因此建设大型的污水处理厂,集中处理生活污水,从污水再生回用的角度来说不一定是唯一可取的方案。
因此,如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展。已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题,就要求污水处理不应仅仅满足单一的水质改善,同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题,且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提。
三、生物膜法处理工艺在生活污水处理中的应用研究发展
在污水生物处理的发展和应用中,活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。随着新型填料的开发和配套技术的不断完善,与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高,耐冲击负荷性能好,产泥量低,占地面积少,便于运行管理等优点,在处理中极具竞争力。
1.生物膜法净化污水机理
污水中有机污染物质种类繁多,成分复杂。但对于生活污水来说,其有机成分归纳起来主要包括:蛋白质(40%-60%),碳水化合物(25%-50%)和油脂(10%),此外还含有一定量的尿素[3]。生物膜法依靠固定于载体表面上的微生物膜来降解有机物,由于微生物细胞几乎能在水环境中的任何适宜的载体表面牢固地附着、生长和繁殖,由细胞内向外伸展的胞外多聚物使微生物细胞形成纤维状的缠结结构,因此生物膜通常具有孔状结构,并具有很强的吸附性能。
生物膜附着在载体的表面,是高度亲水的物质,在污水不断流动的条件下,其外侧总是存在着一层附着水层。生物膜又是微生物高度密集的物质,在膜的表面上和一这深度的内部生长繁殖着大量的微生物及微型动物,形成由有机污染物 →细菌→原生动物(后生动物)组成的食物链。生物膜是由细菌、真菌、藻类、原生动物、后生动物和其他一些肉眼可见的生物群落组成。其中细菌一般有:假单苞菌属、芽苞菌属、产碱杆菌属和动胶菌属以及球衣菌属,原生动物多为钟虫、独缩虫、等枝虫、盖纤虫等。后生动物只有在溶解氧非常充足的条件下才出现,且主要为线虫。污水在流过载体表面时,污水中的有机污染物被生物膜中的微生物吸附,并通过氧向生物膜内部扩散,在膜中发生生物氧化等作用,从而完成对有机物的降解。生物膜表层生长的是好氧和兼氧微生物,而在生物膜的内层微生物则往往处于厌氧状态,当生物膜逐渐增厚,厌氧层的厚度超过好氧层时,会导致生物膜的脱落,而新的生物膜又会在载体表面重新生成,通过生物膜的周期更新,以维持生物膜反应器的正常运行。
生物膜法通过将微生物细胞固定于反应器内的载体上,实现了微生物停留时间和水力停留时间的分离,载体填料的存在,对水流起到强制紊动的作用,同时可促进水中污染物质与微生物细胞的充分接触,从实质上强化了传质过程。生物膜法克服了活性污泥法中易出现的污泥膨胀和污泥上浮等问题,在许多情况下不仅能代替活性污泥法用于城市污水的二级生物处理,而且还具有运行稳定、抗冲击负荷强、更为经济节能、具有一定的硝化反硝化功能、可实现封闭运转防止臭味等优点。
通过人工强化作用将生物膜引入到污水处理反应器中,便形成了生物膜反应器。近年来,物物膜反应器发展迅速,由单一到复合,有好氧也有厌氧,逐步形成了一套较完整的生物处理系统。
填料是生物膜技术的核心之一,它的性能对废水处理工艺过程的效率、能耗、稳定性以及可靠性均有直接关系。
2、厌氧生物膜法处理工艺在生活污水处理中的应用研究进展
(1)、复杂物料的厌氧降解阶段
在废水的厌氧处理过程中,废水中的有机物经大量微生物的共同作用,被最终转化为甲烷、二氧化碳、水、硫化氢和氨。在此过程中,不同的微生物的代谢过程相互影响,相互制约,形成复杂的生态系统。对复杂物料的厌氧过程的叙述,有助于我们了解这一过程的基本内容。所谓复杂物料,即指那些高分子的有机物,这些有机物在废水中以悬浮物或胶体形式存在。
复杂物料的厌氧降解过程可以被分为四个阶段。
水解阶段:高分子有机物因相对分子质量巨大,不能透过细胞膜,因此不可能为细菌直接利用。因此它们在第一阶段被细菌胞外酶分解为小分子。例如纤维素被纤维素酶水解为纤维二糖与葡萄糖,淀粉被淀粉酶分解为麦芽糖和葡萄糖,蛋白质被蛋白酶水解为短肽与氨基酸等。这些小分子的水解产物能够溶解于水并透过细胞膜为细菌所利用。
发酵(或酸化)阶段:在这一阶段,上述小分子的化合物在发酵细菌(即酸化菌)的细胞内转化为更为简单的化合物并分泌到细胞外。这一阶段的主要产物有挥发性脂肪酸(简写作VFA)、醇类、乳酸、二氧化碳、氢气、氨、硫化氢等。与此同时,酸化菌也利用部分物质合成新的细胞物质,因此未酸化废水厌氧处理时产生更多的剩余污泥。
产乙酸阶段:在此阶段,上一阶段的产物被进一步转化为乙酸、氢气、碳酸以及新的细胞物质。
产甲烷阶段:这一阶段里,乙酸、氢气、碳酸、甲酸和甲醇等被转化为甲烷、二氧化碳和新的细胞物质。
在以上阶段里,还包含着以下这些过程:a、水解阶段里有蛋白质水解、碳水化合物的水解和脂类水解;b、发酵酸化阶段包含氨基酸和糖类的厌氧氧化与较高级的脂肪酸与醇类的厌氧氧化;c、产乙酸阶段里有从中间产物中形成乙酸和氢气和由氢气和 氧化碳形成乙酸;d、甲烷化阶段包括由乙酸形成甲烷和从氢气和二氧化碳形成甲烷。除以上这些过程之外,当废水含有硫酸盐时还会有硫酸盐还原过程。复杂化合物的厌氧降解可以利用图来表述(见图1)
(2)厌氧生物膜法处理工艺的应用研究进展
a、厌氧滤器(AF)
厌氧滤器是60年代末由美国McCarty 等在Coulter等研究基础上发展并确立的第一个高速厌氧反应器。传统的好氧生物系统一般容积负荷在2KgCOD/(m3?d)以下。而在AF发明之前的厌氧反应器一般容积负荷也在4-5kgCOD/(m3?d)以下。但AF在处理溶解性废水时负荷可高达10-15 kgCOD/(m3?d)。[4]因此AF的发展大大提高了厌氧反应器的处理速率,使反应器容积大大减少。
AF作为高速厌氧反应器地位的确立,还在于它采用了生物固定化的技术,使污泥在反应器内的停留时间(SRT)极大地延长。McCarty发现在保持同样处理效果时,SRT的提高可以大大缩短废水的水力停留时间(HRT),从而减少反应器容积,或在相同反应器容积时增加处理的水量。这种采用生物固定化延长SRT,并把SRT和HRT分别对待的思想推动了新一代高速厌氧反应器的发展。
SRT的延长实质是维持了反应器内污泥的高浓度,在AF内,厌氧污泥的浓度可以达到10-20gVSS/L。AF内厌氧污泥的保留由两种方式完成:其一是细菌在AF内固定的填料表面(也包括反应器内壁)形成生物膜;其二是在填料之间细菌形成聚集体。高浓度厌氧污泥在反应器内的积累是AF具有高速反应性能的生物学基础,在一定的污泥比产甲烷活性下,厌氧反应器的负荷与污泥浓度成正比。同时,AF内形成的厌氧污泥较之厌氧接触工艺的污泥密度大、沉淀性能好,因而其出水中的剩余污泥不存在分离困难的问题。由于AF内可自行保留高浓度的污泥,也不需要污泥的回流。
在AF内,由于填料是固定的,废水进入反应器内,逐渐被细菌水解酸化、转化为乙酸和甲烷,废水组成在不同反应器高度逐渐变化。因此微生物种群的分布也呈现规律性。在底部(进水处),发酵菌和产酸菌占有最大的比重,随反应器高度上升,产乙酸菌和产甲烷菌逐渐增多并占主导地位。细菌的种类与废水的成分有关,在已酸化的废水中,发酵与产酸菌不会有太大的浓度。
细菌在反应器内分布的另一特征是反应器进水处(例如上流式AF的内部)细菌由于得到营养最多因而污泥浓度最高,污泥的浓度随高度迅速减少。
污泥的这种分布特征赋予AF一些工艺上的特点。首先,AF内废水中有机物的去除主要在AF底部进行(指上流式AF),据Young和Dahab报道[4], AF反应器在1m以上COD的去除率几乎不再增加,而大部分COD是在0.3m以内去除的。因此研究者认为在一定的容积负荷下,浅的AF反应器比深的反应器能有更好的处理效率。其次,由于反应器底部污泥浓度特别大,因此容易引起反应器的堵塞。堵塞问题是影响AF应用的最主要问题之一。据报道,上流式AF底部污泥浓度可高达60g/L。厌氧污泥在AF内的有规律分布还使得反应器对有毒物质的适应能力较强,可以生物降解的毒性物质在反应器内的浓度也呈现出规律性的变化,加之厌氧生物膜形成各种菌群的良好共生体系,因此在AF内易于培养出适应有毒物质的厌氧污泥。例如在处理三氯甲烷和甲醛废水中,发现AF反应器内的污泥产生了良好的适应性,这些有毒物质的去除效果和允许的进液浓度逐渐上升。AF同时也具有较大的抗冲击负荷能力。一般认为在相同的温度条件下,AF的负荷可高出厌氧接触工艺2~3倍,同时会有较高的COD去除率。
AF在应用上的问题除了堵塞和由局部堵塞引起的沟流以外,另一个问题是它需要大量的填料,填料的使用使其成本上升。由于以上问题,国外生产规模的AF系统应用也不是很多。据Le-ttinga在1993年估计,国外生产规模的AF系统大约仅有30~40个。[4]
作为升流式厌氧滤池的革新技术——厌氧膜床(S?pecial Anaerobic Film Bed, SAFB),采用较大颗粒及孔隙率的填料代替传统的小粒径填料,有效地解决了反应器的堵塞问题。厌氧膜床具有如下特点:
有效克服了厌氧滤池易堵塞和出水水质差的缺点;
生物固体浓度高,因此可获得较高的有机负荷;
在厌氧膜床内微生物通过附着在填料表面形成生物膜,以及悬浮于填料孔隙间形成细菌聚集体,因此在厌氧膜床内可以保持较高的生物量。因此可缩短水力停留时间,耐冲击负荷能力较强;
启动时间短,停止运行后再启动也较容易;
不需要回流污泥,运行管理方便;
在水量和负荷有较大变化的情况下,耐冲击性较好。
b、厌氧流化床反应器(AFBR)
在流化床系统中依靠在惰性的填料微粒表面形成的生物膜来保留厌氧污泥,液体与污泥的混合、物质的传递依靠使这些带有生物膜的微粒形成流态化来实现。
流化床反应器的主要特点可归纳如下:
流态化能最大程度使厌氧污泥与被处理的废水接触;
由于颗粒与流体相对运动速度高,液膜扩散阻力小,且由于形成的生物膜较薄,传质作用强,因此生物化学过程进行较快,允许废水在反应器内有较短的水力停留时间;
克服了厌氧滤器堵塞和沟流问题;
高的反应器容积负荷可减少反应器体积,同时由于其高度与直径的比例大于其它厌氧反应器,因此可以减少占地面积。
但是,厌氧流化床反应器存在着几个尚未解决的问题。其一,为了实现良好的流态化并使污泥和填料不致从反应器流失,必须使生物膜颗粒保持均匀的形状、大小和密度,但这几乎是难以做到的,因此稳定的流态化也难以保证。[5]其次,一些较新的研究认为流化床反应器需要有单独的预酸化反应器。同时,为取得高的上流速度以保证流态化,流化床反应器需要大量的回流水,这样导致能耗加大,成本上升。由于以上原因,流化床反应器至今没有生产规模的设施运行。有人认为它在今后应用的前景也不大。[5]
c、厌氧附着膜膨胀床反应器(AAFEB)
厌氧附着膜膨胀床(Anaerobic Attached Film Expanded Bed)是Jewell等人在1974年研究和开发出来的一种污水处理工艺。与生物流化床相比,区别在于载体的膨胀程度。以填料层高度计,膨胀床的膨胀率约为10%~20%,此时颗粒间仍保持互相接触,而流化床则为20%~70%。Bruce J.Alderman等[6]通过对比厌氧膨胀床、滴滤池和活性污泥法等工艺的经济性,发现对于小型污水处理厂而言,厌氧膨胀床后续滴滤池的设计是最为经济的选择,能耗量少,污泥产率量低。但目前此工艺仍主要停留在小试和中试研究阶段。
综上所述,采用厌氧生物膜反应器为主体的厌氧处理技术,作为生活污水处理的核心方法,在技术上已经成熟,并且较之其它方法有独到的一些优势。但是,厌氧方法在浓缩营养物(氮和磷)方面效果不大,同时它仅能除去部分病源微生物。此外,残存的BOD、悬浮物或还原性物质可能影响到出水的质量。所以厌氧生物膜反应器要成为完整的环境治理技术,合适的后处理手段必不可少。
3、好氧生物膜法处理技术——生物接触氧化
生物接触氧化法是由生物滤池和接触曝气氧化池演变而来的。早在20世纪30年代,已在美国出现生产型装置。当时的生物接触氧化池,填料的材质是砂石、竹木制品和金属制品,主要用于处理低浓度、低有机负荷的污水,它克服了活性污泥法在处理此类污水时,因污泥流失而不能维持正常运行的缺点,并取得了较好的效果。进入70年代,随着大孔径、高比表面积的蜂窝直管填料和立体波纹塑料填料的出现,使生物接触氧化法的应用范围得到拓宽,它不仅可用于处理生活污水,而且可用于处理高浓度有机废水和有毒有害工业废水,与其他生物处理方法相比,展现出了优越性,我国在70年代开始对生物接触氧化法进行了研究,第一座生产性试验装置用于处理城市污水,在处理效果、动力消耗、经济效益和管理维护等方面都明显优于活性污泥法。与活性污泥法比较,生物接触氧化具有以下主要优点:①生物接触化法以填料作为载体,供生物群栖息生长,形成稳定的生态体系,有较高的微生物浓度,一般可达10~20g/l;氧的利用率高,可达10%。具有较高的耐冲击负荷能力和对环境变化的适应能力,剩余污泥量少。②生物接触氧化法可以充分利用丝状菌的强氧化能力且不产生污泥膨胀。并且不需要象活性污泥法那样采用污泥回流以调整污泥量和溶解氧浓度,易于管理和操作。随着十余年的大量实践,对氧化池结构形式、填料的品种和安装方式、供气装置的种类和布置形式等方面进行了不断创新、不断优化。目前,生物接触氧化技术已经广泛应用处理生活污水、生活杂用水和不同有机物浓度的工业废水。
填料是微生物栖息的场所、生物膜的载体。填料的表面生长生物膜,生物膜的新陈代谢过程使污水得利净化。填料的性能直接影响着生物接触氧化技术的效果和经济上的合理性,因而填料的选择是生物接触氧化技术的关键。
填料的特性取决于填料的材质和结构形式。填料的材质应具有分子结构稳定、抗老化、耐腐蚀和生物稳定性好等特性。填料的结构形式应具有比表面积大、空隙率高、硬度高、有布水布气和切割气泡的功能。填料之间的空隙在外力作用下可发生变化,有利于剥落的生物膜及时排出填料区,以及填料的体积应具有可压缩性,并在复原后不发生变形,便于运输和安装。
固定化载体的发展
(1)固定式填料
固定式填料以蜂窝状及波纹状填料为代表,多用玻璃钢、各种薄形塑料片构成。新近有陶土直接烧结生产的陶瓷蜂窝填料,孔形为六角形,孔径在20~100mm之间。由于比表面积小,生物膜量小,表面光滑,生物膜易脱落,填料横向不流通,造成布气不均匀,易堵塞以至无法正常运转,且造价较高,近年来,此类填料已逐渐淘汰。
(2)悬挂式填料
悬挂式填料包括软性、半软性及组合填料、软性填料,理论比表面积大,空隙率>90%,挂膜快,空隙的可变性使之不易堵塞,而且造价低,组装方便,出水稳定,处理效果较好,COD和BOD5去除率达80%以上。但废水浓度高或水中悬浮物较大时,填料丝会结团,大大减少了实际利用的比表面积,且易发生断丝、中心绳断裂等情况,影响使用寿命,其寿命一般为1~2年。半软性填料,具有较强的气泡切割性能和再行布水布气的能力、挂膜脱膜效果较好、不堵塞;COD和BOD去除率在70-80%。使用寿命较软性填料长。但其理论比表面积较小(87-93m2/m3)生物膜总量不足影响污水处理效果,且造价偏高。
组合式填料,是鉴于软性、半软性存在的上述缺点并吸取软性填料比表面积大、易挂膜和半软性填料不结团,气泡切割性能好而设计的新型填料,在填料中央设计半软性部件支撑着外围的软性纤维束,其平面有如盾形,故又称盾式填料。其比表面积1000~2500 m2/m3,空隙率98%-99%,具有挂膜快,生物总量大,不结团等优点。污水处理能力优于软性、半软性填料,在正常水力负荷条件下COD去除率70%-85%,BOD5去除率达80%~90%,与之类似的还有灯笼式(或龙式)和YDT弹性立体填料。
(3)分散式填料
分散式填料包括堆积式、悬浮式填料,种类繁多。特点是无需固定和悬挂,只需将之放置于处理装置之中,使用方便,更换简单。北京晓清环保公司的多孔球形悬浮填料和北京桑德公司的SNP无剩余污泥悬浮填料等,具有充氧性能好,挂膜快,使用寿命长等优点。江西萍乡佳能环保工程公司新近开发的堆积式填料—球形轻质陶料,填料粒径2~4 mm,有巨大的比表面积,使反应器中单位体积内可保持较高的生物量,而且填料上的生物膜较薄,其活性相对较高,具有完全符合曝气生物滤池填料的国际性能标准,在法国承建的我国大连马栏河污水处理厂使用,这是我国新型填料开发的一项重大突破。
四、水解酸化—好氧活性污泥工艺在生活污水处理中的应用
城市污水经厌氧处理后,在现有的技术条件下,要达到二级出水标准,需要相当长的停留时间,结果使厌氧处理虽然在运行管理费用上占有优势,但在基建投资上却失去了竞争力。因此从微生物和化学角度讲,厌氧处理仅仅提供了一种预处理,它一般需要后处理方能满足新的污水排放标准。印度和南美国家在积极推广应用厌氧生活污水处理技术的同时,普遍意识到由于厌氧处理后氮和磷基本上没有去除,因此对厌氧出水进一步处理很有必要。缺乏合适的后处理技术,是导致厌氧生物处理技术在生活污水处理领域应用缓慢的主要原因之一。虽然已有的小试实验结果表明,两级厌氧系统组合可以获得良好的处理效果。但目前,在实际生产中,应用最为广泛的仍然是厌氧与好氧组合系统。在印度,氧化塘是最常用的后处理方法。经厌氧、氧化塘两级处理后的出水BOD5、CODcr和TSS去除率分别为87%、81%和90%。在巴西NovaVista市的7000人生活污水处理工程中,以及哥伦比亚Bucarmanga镇的160000人生活污水处理工程中,后处理均采用的是兼性氧化塘。在墨西哥的厌氧生活污水处理工程中,后处理方法比较多样化,二沉池+氯消毒、淹没滤池+二沉池+氯消毒、氧化沟等,最后直接排入城市污水管网或用于农灌。在日本,城镇生活污水一般采用厌氧消化+好氧活性污泥法联合处理、厌氧滤池+好氧滤池以及厌氧滤池+接触氧化法组合处理。并且最新研制的具有脱氮除磷功能的高级型JOHKASO小型家用生活污水净化器系统,广泛应用于分散处理生活污水方面。[7]厌氧和好氧生物处理技术的组合能够有效的去除大部分有机和无机污染物。厌氧生物专家G·Lettinga教授断言厌氧处理生物技术如果有合适的后处理方法相配合,可以成为分散型生活污水处理模式的核心手段,这一模式较之于传统的集中处理方法更具有可持续性和生命力,尤其适合发展中国家的情况。[8]
厌氧-好氧组合处理工艺,充分发挥了厌氧技术节能、好氧技术高效的优势,成为目前污水处理工艺发展的主要趋势。在国外,由上流式厌氧污泥床反应器(UASB)和好氧生物膜反应器组成的厌氧—好氧组合处理工艺一直是研究的重点,[9,10,11]并针对组合工艺的硝化/反硝化性能和动力学机理展开了较为深入的研究。[12,13]近年来,Ricardo Franci Goncalves等[14,15]进行的小试和中试的研究结果表明,采用UASB和淹没式曝气生物滤池(BF)组合工艺处理生活污水,两段HRT分别为6h和0.17h时系统对CODcr 、BOD5 和SS去除率均在90%以上,并且该组合系统相对单一的UASB污水处理系统而言,有更好的稳定出水水质的作用。当BF段的污泥回流至UASB段时,厌氧反应器内有机物甲烷化的能力提高,使产气量增加、剩余污泥量减少,可以减少甚至省去污泥浓缩池和消化池。
由于以UASB为主体的厌氧-好氧组合处理工艺,受温度的影响较大,特别是在低温条件下,系统的性能不能得到充分的发挥。Igor Bodik等[16]通过中试试验研究了厌氧折流板生物滤池反应器和淹没式曝气生物滤池组合工艺低温下处理生活污水时的脱氮性能。系统经过一年的运行,在厌氧段和好氧段的水力停留时间分别为15 h和4h的条件下,即使环境温度低于10℃(平均气温5.9℃),对CODcr、BOD5和SS的去除率仍达80%左右。低温使硝化的活性受到一定的影响,温度在4.5-23℃范围内,TKN的去除率在46.4-87.3%间变化,并且该系统也具有一定的反硝化功能,为低温环境下生活污水的脱氮处理提供了参考。
5. 污水处理厂每一道工序目的是什么有什么科学原理
污水处理厂处理废水的工序以及原理如下
一、处理方法:
从污染源排出的污(废)水,因含污染物总量或浓度较高,达不到排放标准要求或不符合环境容量要求,从而降低水环境质量和功能目标时,必需经过人工强化处理的场所。一般分为城市集中污水处理厂和各污染源分散污水处理厂,处理后排入水体或城市管道。有时为了回收循环利用废水资源,需要提高处理后出水水质时则需建设污水回用或循环利用污水处理厂。处理厂的处理工艺流程是有各种常用的或特殊的水处理方法优化组合而成的,包括各种物理法、化学法和生物法,要求技术先进,经济合理,费用最省。设计时必须贯彻当前国家的各项建设方针和政策。因此,从处理深度上,污水处理厂可能是一级、二级、三级或深度处理。污水处理厂设计包括各种不同处理的构筑物,附属建筑物,管道的平面和高程设计并进行道路、绿化、管道综合、厂区给排水、污泥处置及处理系统管理自动化等设计,以保证污水处理厂达到处理效果稳定,满足设计要求,运行管理方便,技术先进,投资运行费用省等各种要求。
二、处理原理:
现代污水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。 一级处理主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水,BOD一般可去除30%左右,达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。 二级处理主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机污染物达到排放标准。 三级处理进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗析法等。 整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后,经过格栅或者筛率器,之后进入沉砂池,经过砂水分离的污水进入初次沉淀池,以上为一级处理(即物理处理),初沉池的出水进入生物处理设备,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反应器有曝气池,氧化沟等,生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床),生物处理设备的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理,一级处理结束到此为二级处理,三级处理包括生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备,一部分进入污泥浓缩池,之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥设备后,污泥被最后利用。
6. 请各位给我一些科普作文,我想参考一下,并另写一篇
1、太阳花
世界上的花有好多种,比如:广玉兰、月季花、玫瑰花、梅花、菊花、君子兰、茶花等等。但是,开花最多,颜色最丰富的花要属太阳花了。俗话说的好:“好花不常开”。太阳花也是好花,有红的、黄的、 白的、紫红的、深红的、橘黄的……太阳花的花瓣是单层的,形状像梅花,花芯上有红色有黑细丝上带黄点。太阳花的茎长长的,细细的,软软的,弯弯曲曲。它的枝干很细,叶子很密集,花开的挺多。
太阳花只有在见到太阳时才开花,每天太阳从东方徐徐升起时,太阳花们就争先恐后地张开它们的一张张笑脸。微风吹去,太阳花“摇头晃脑”似乎在念诗,又似乎向行人点头。太阳花的花骨朵儿是红色的,形状有黄豆般的大小。和其它的花骨朵不同,短短的、圆圆的。
太阳花的花籽是由几片小叶子而围成的。花籽像芝麻般的大,小花籽熟了后,散落在大地爷爷的怀抱中,经过阳光和雨露的滋润,第二年就能生长并开放出更加漂亮的太阳花了。
太阳花的生命力十分旺盛,她尽情地吮吸着蓝天奶奶赐于她的甘露,她贪婪地吸收着大地爷爷的营养。太阳花在大地爷爷和蓝天奶奶的呵护下茁壮成长,把祖国装扮的更加美丽,让美丽的大自然锦上添花。
太阳花到了晚上就像玩了一天的孩童,疲倦而又欣慰地进入甜美的梦乡。
喇叭花也是好花,它早开晚败,它和太阳花似乎是一对好姐妹,它们约定好了一起开放、一起进入甜美的梦乡,从不早开、早败,一起装点着这美丽的大自然。它们无私的奉献自己,从不要求祖国的回报和人们的赞赏
太阳花虽然没有玫瑰的高贵,菊花的芬芳,广玉兰的纯洁高雅,梅花的香气,但是太阳花却有无私奉献的精神。
我爱太阳花,爱它那顽强而又旺盛的生命力,我更爱它那无私奉献的精神。
2、植物篇—水仙花
小时候,我一直住在外婆家。那时,外婆家的院子里种了好多好多美丽的花儿。春天有迎春花、牡丹花;夏天有太阳花、蟹爪莲;秋天有菊花、一串红,夏天有腊梅花、水仙花。
其中我最喜欢水仙花,喜欢它的外表,更喜欢它的“内心”。它虽然没有牡丹花那样娇贵,没有太阳花那样红艳,没有菊花那样引人注意,也没有腊梅花那样清香醉人。可是水仙花亭亭玉立,水仙花玉洁冰清。还有一个更大的理由:“水仙花有着顽强的生命力。”
水仙花素有“凌波仙子”的美称。的确它那动人的身姿使人一见倾心。
外婆家的那几盆水仙花可美了。
一月,水仙花开了!它那翡翠般的碧叶翠绿翠绿,绿得发光,绿得鲜亮,纵横交错的绿叶间,错落有致地开着几朵洁白无瑕的小花,花中嵌着一属黄金般的花蕊,散出阵阵淡淡的幽香,显得格外高雅。水仙花与泥土无缘,雨花石是它的“土壤”。我想:我要像它那样在思想上纯粹洁白,没有一点污泥。水仙花的根部像只大洋葱,根下长着白色的根须,它们像一条条长长的蚯蚓绕着一块块坚硬的雨花石,又显得十分倔强。
一阵风拂过,小花摇晃着脑袋,摆动着它柔美的身躯,似乎穿着水晶衣裳在水石上翩翩起舞,使人见了心旷神怡。
冬天,很多花儿都经不住严寒的摧残,受不了命运的考验——枯萎了。而水仙花却毫不畏惧,当室外寒风凛冽、冰天雪地的时候,它傲然挺立着,还是那么精神抖擞、生机盎然,仿佛在与寒风搏斗,如此坚忍不拔,使人越来越喜爱它了。
我爱水仙!爱它的美丽芬芳,爱它的高尚纯洁,更爱它的顽强不屈!
3.
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关于空气的科普作文
随着我国政府对全世界公开承诺二氧化碳的量化减排指标,以低能耗、低污染、低排放为标志的低碳生活时代已如约而至。为进一步唤起广大中小学生爱护地球、保护环境的意识,促进低碳生活的行为方式。
低碳,英文为lowcarbon,意指较低的温室气体(二氧化碳为主)排放。就是低能量,低消耗的生活方式.简略理解,低碳生活就是返璞归真地去进行人与自然的活动低碳生活代表着更健康、更自然、更安全,同时也是一种低成本、低代价的生活方式。“低碳生活”带来的是一种新的生活质量观。过“低碳生活”,并不是意味着不能开车、住大房子、享受空调。低碳的真实含义是要给人们身体健康提供最大的保护和恬静感,对环境影响更小或者有助改善环境。如欧洲设置装备摆设了很多零排放建筑,隔热效果非常好,在自然通大学生低碳生活征文风的条件下,隔热层可以把室内温度调节控制到一个合适的程度,且能保持很长时间。在交通范畴,以开发太阳能汽车、生物汽油汽车等,同时大力成长公共交通。
低碳生活,在人类生活受到气候变化威胁的时候应运而生,它是地球向人类的一种诉求。专家指出,每个人都不可能过“零碳”生活,在资源匮乏的当下,我们要做的是,把有限的资源用于满足人们的基本需要,限定奢侈浪费。同时,树立“低碳生活”理念,在可选择、可替换的条件下,首选自然、环保、健康的生活方式。低碳生活可以从节约一度电、一滴水做起,每个人都应该留下自己的减碳足迹。
比如,日常平凡勤下手动脑,让旧物换新颜,也能够使成为事实“低碳”。一般学生宿舍都有很多废弃的盒子,如肥皂盒、牙膏盒、奶盒等,其实略加裁剪,就可以轻松将它们废物利用,比如建造成储物盒,可以在里面放茶叶包、化妆品什么的的物品;还可以利用方便面盒、罐头瓶、酸奶瓶建造一盏漂亮的台灯;喝过的茶叶渣,晒干做一个茶叶枕头,既恬静还能改善睡眠……
比如,外出时,要是低碳生活路不是很长可以步行,不需要坐车。这样既锻炼了身体,又减少了二氧化碳的排放,好处多多。在家中,在宿舍,可以种几盆吊兰,这样既改善了空气,又让住所变得春意盎然,永远都是绿色的。要是短时间内不用计算机,就将它转为睡眠模式。要是长时间内不用计算机,就将它关机。这样既省电又维护了你的电脑。晚上在教室在宿舍不需要把所有灯都照明,在哪个房间就开哪个房间的灯离开房间后要关闭房间的灯。少用纸巾,改用手帕,相当于保护了半片原本将被砍掉的森林。尽量少用一次性筷子,出门用餐时自己随身带一套炊具,这样既卫生,又不浪费。用废的干电池不能和其它垃圾配合放在一个垃圾箱里,要把它们专门放进“废旧干电池垃圾箱”中。
低碳生活,对于我们普通人来讲,是一种立场,而不是能力,我们应该积极提倡并去实践低碳生活,注重节电、节油、节水、节气,从点滴做起。让我们从身边的点点滴滴做起,为低碳生活做贡献。
7. 围绕“环境污染与科学发展观”这一主题,自拟题目,自选角度,写一篇议论文,字数在10
转变经济发展方式 大力发展循环经济
水污染防治是实现经济、社会与环境保护和谐协调发展的重要组成部分,关系到国家现代化建设和广大人民群众的切身利益。当前我国水污染形势十分严峻,防治水污染任务非常艰巨,为了确保人民喝上干净的水,保障经济、社会和环境和谐协调发展,我们必须转变传统的经济增长发展方式,走循环经济之路。用循环经济的发展理念,探寻防治水污染的措施,保护水资源永续利用,让人民喝上干净的水。
传统的粗放型经济增长方式是我国水污染严重产生的根本原因面对水污染的严峻现实,要求我们积极寻找其产生的原因和对策。我国水污染严重,究其原因,既有硬件的问题,又有软件的问题;既有经济实力不足和防治设施落后问题;也有认识跟不上和管理落后的问题;既有经济增长发展模式的问题,也有政策上的弊端和法制不完备的问题。而其中最根本的原因我认为是受传统的粗放型经济增长发展模式的影响和束缚。(1)长期以来,把传统的依赖资源消耗的单向流动的线形增长经济发展模式来发展经济,以资源高开采——高消耗——高污染来带动经济的高增长,结果导致水资源的高度破坏,造成水污染严重后果;(2)受传统粗放型经济增长模式的影响,在工业经济增长发展中不是以提高废弃物的最大利用率,提高水的资源化程度来减少污水的排放,而是把资源持续不断地变成废弃物来实现经济的数量型增长。结果增加污水排放总量,加剧水的污染。(3)错误地将经济建设与环境保护对立起来,在经济发展中先经济后环保;先污染后治理,结果污水处理设施缺乏稳定的资金来源,污水处理设施严重不足,污水处理率低,中水不能很好的回收利用,污水综合利用差,水污染不能有效控制。
解决水污染防治的根本出路在于发展循环经济解决水污染防治,保护好水资源永续利用必须转变传统的粗放型经济增长发展模式,走以最有效利用资源和保护环境为基础的循环经济发展之路。循环经济的核心是最有效利用资源,在经济发展中保护环境。发展循环经济是实现生态与环境污染治理目标的决定性举措。我们必须很好地学习、掌握循环经济,运用循环经济的理念去探索水污染防治的措施。
用循环经济的发展理念探索水污染防治措施胡锦涛总书记在2004年中央人口资源环境工作座谈会上明确指示“要加快转变经济增长方式,将循环经济的发展理念贯穿到区域经济发展,城乡建设和产品生产中,使资源得到最有效利用,最大限度的减少废弃物排放,逐步使生态步入良性循环,努力建设环境保护模范城市、生态示范区、生态省。”这些重要指示为我们发展循环经济,搞好水污染防治,保护环境指明了方向。走最有效利用资源和保护环境为基础的循环经济之路,运用循环经济的发展理念,探索水污染防治措施是保护水资源,做好经济与环境保护可持续发展,全面建设小康社会的必然选择。
1、用循环经济的发展理念,推进企业清洁生产,发展以清洁生产为主的生态产业。清洁生产是一种对生产原料、生产过程和产品售后服务全过程进行预防控制达到资源利用率最高,环境污染最少的科学方法。它既着眼于减轻水污染,保护环境,又重视节约水资源,发展经济。同时它实施生产全过程的控制,不断采取改进设计,使用清洁的能源和原料,采用先进的工艺技术与设备,改善管理,综合利用等措施,从源头削减污染,提高资源利用率,减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放,力求做到资源的最有效利用和废弃物(污水)的最小排放。以达到经济、社会与生态的和谐统一和可持续发展。
2、按照循环经济的理念,建立由共生企业群组成生态工业园区,形成循环经济产业链,促进经济社会与环境保护的可持续发展。在工业园区内,根据生态学原理组织生产,通过企业间的物质、能量和信息集成,形成企业间的工业代谢和共生关系,使上游企业的“废料”成为下游的原料,实现资源利用最大化。污水集中综合处理,中水四用,实现废水零排放,大大提高水污染防治能力,保护水资源永续利用,保护环境。
3、在一些区域流域积极开展循环经济的试点工作,用循环经济的发展理念,探索区域流域水污染防治的措施,建立生态补偿机制,防治水污染。
三、以循环经济观点防治水污染的具体措施
当前我国各区域的水污染形势有了新的发展。不仅有工业点源污染、城市污染,农业面源污染和农村污染也日益加剧,江河湖库的内源污染迅速上升,水生态系统严重蜕化,自我修复能力大大降低。
没有水资源保障,循环经济将无法发展。必须按流域保护水资源。区域水污染防治的创新考虑的出发点是:从大系统的观念出发,各部门协作,整体规划,防治并重,以防为主。通过产业结构调整、清洁生产、资源循环,把污染挡在上游;与此同时,在工业和农业,城市和农村,陆地和水体,生活污水、工业废水和农业污染综合治理;把处理后的中水有效地回收利用,形成水资源的循环利用;在可能的条件下,大力稀释、清淤,加强水生态系统建设。
1.建立负国内生产总值参照体系,以产业结构调整为防污主线
有条件的区域可以先行建立水污染的负国内生产总值参照体系,对产值较高,表面经济效益较好的产业和企业,按循环经济的原则规范。促进发展循环经济的产业结构调整,使企业真正产生循环经济的效益;不能保护由国家和地方政府投入治污,表面、片面上有产值能赢利的企业。初步、简单地统计负国内生产总值约等于国家、地方政府治污的投入。
2.建立行业万元国内生产总值用水定额指标体系,真正实现污水减量化
目前我国万元国内生产总值(GDP)的用水量是世界平均水平的4倍,是美国的8倍,是日本的25倍;而《21世纪初期首都水资源可持续利用规划》中有的地区是全国平均水平的3倍,也就是说,是日本的75倍!而我国的人均水资源量是世界平均水平的1/4。如此大的耗水量,如何支撑得了?如此多的污水,如何处理得了?只有使行业万元国内生产总值用水定额进入国家和区域的国民经济统计体系,有了法定的约束,才能真正实现污水减量化。
值得特别注意的是,我国加入世贸组织以后,如果仍然允许如此之高的耗水量存在,势必形成高耗水、高污染的产业向我国转移,污水量进一步增加,使我国的水污染形势进一步恶化,大大降低国际竞争能力。
3.以饮用水源地水质标准的制定带动治污标准的提高,保证人民身体健康,提高人民生活水平
目前还没有从人体健康出发的饮用水水源地水质标准,应由水利、卫生、建设和环保部门联合起来,抓紧制定,以此严格要求,提高污水处理标准,从源头保证自来水达标,让居民饮用水和生活用水的质量有可靠的保证,生活质量有所改善。饮用水源地水质状况应是区域全面建设小康社会的重要指标。上海自来水市北公司已于2001年2月按国际惯例向用户公布年度水质,应在其他特大城市推广。
4.清淤、输水加强水生态系统建设
水利部门要利用自己独特的优势,通过水利工程手段进行河湖本底清淤,不要先污染后治理,把二次污染即内源污染消除在上升阶段。
同时,要在排污总量超标的枯水时段,通过水资源的统一管理调水输水,稀释污染,使得水体达标。
以上两方面都是水生态系统建设,即整治已蜕变的水生态系统和防止对水生态平衡的大冲击,从而保持一个可以承载人类生存环境的良好水生态系统。
5.将中水回收利用纳入区域循环经济体系
目前我国的大多数污水处理厂没有正常运行,生产效率低下,如此也造成没能真正实现中水回收利用,考虑建立良性循环的水生态系统的需要,应将中水回收利用纳入区域循环经济体系。中水回收利用的办法:一是在水费中征收污水处理费,上交作为地方政府污水治理和中水回收利用管路的投入。二是由污水处理厂出售中水给市政环境部门、企业和用户,作为污水处理厂的成本和利润。三是地方政府制定一系列鼓励中水回收利用的政策,鼓励中水产业。
6.在特定区域试点节水型产业的循环经济
太湖流域和珠江三角洲等地区人均国内生产总值超过3000美元,有投入能力;水污染严重,全面治污迫在眉睫的地区,应按新思路制定一个全面的水资源规划。先建立污染负国内生产总值统计参照指标体系和行业万元国内生产总值用水定额指标体系,用这两个指标体系约束、限制以至禁止高耗水、高污染企业,进行产业结构调整,控制点源污染。做到生活污水截流,工业废水减排,农业污染控制,引水清淤修复水生态系统,建设节水防污型社会。以上述两个统计指标体系为标准,在上述地区以流域为单元,根据水资源状况提出纳污总量,按地区和企业分解,实行总量控制,保证地区经济发展;划分水功能区,实行区域控制,鼓励效益高、污染少的产业、企业和农户,控制面源污染;进行系统分析,科学计算来确定排污口,监测地下水质,充分利用水体自净能力,保证水质污染积累不再增加;在有条件的情况下,湖库清淤,河道疏浚,采取工程和生物措施控制内源污染。在此基础上,尽可能利用高新技术集中治污,促进中水回收利用。
在全面防治污染方面贯彻循环经济的理念,是水资源保护的新思路,是以水资源可持续利用保障可持续发展,全面建设小康社会的当务之急。
8. 冷门科普:古人是怎么处理污水的
下水道是一种城市公共设施,早在古罗马时期就有该设备出现。现代下水道的雏形源于拿破仑统治时期的法国巴黎,至今巴黎仍拥有世界上最大的城市下水道系统。一般说来,下水道系统是用于收集和排放城市产生的生活废水以及工业生产上所产生的工业废水。
我国古代在城市建设中也讲究一个城市的供水与排水系统的规划。我国古代有关下水道的名称有好几种,诸如沟、窦、续、石渠、埔墁等。所用的材料和方法也有多种,有用陶管铺设,有用石块修造,或用砖块砌成。据《考工记》记载:“窦,其崇三尺”,表明当时的下水道已有3尺高度。据《左传》"成公六年"(公元前585年)记载:“土厚水深,居之不疾,有汾浍以流其恶”(这里的恶指污秽),可见当时人民已发现积存污水今致人疾病,要排除污水以保障人体健康。后来的记载更为明朗,如宋代《养生类纂》引《鲁般宅经》说:“厅前天井停水不出主病患”;同书又引《琐碎录》说:“沟渠通浚,屋字洁净无秽气,不生瘟疫病”。根据这些记载,说明古人对污水处理,基本上是从卫生学角度来考虑的。
隋唐时代,我国封建文化高度繁荣,当时的城市建设和卫生设施,较前代更加进步。唐代的长安,为当时规模最大的都城,整个城市的设计布局,合理整齐,皇宫、百官的衙署、住宅、市场都分区设立。当时,把外廓城规整地划分为108个坊(居民区),王室所占的宫城和国家机构所在的皇城,位于北部正中,整个长安城不但街道宽敞,两旁还栽种整齐的树木,街道两侧普遍建有排水沟。从发掘到的朱雀街的排水沟来看,沟宽3.3米,深达2.3米。考古工作者又在东西两市的巷道下面,发现有砖砌的排水暗沟,这些暗沟最后都通向大街两侧的明沟。唐代长安的城市规划及卫生设施,在世界古文明史上无疑是领先的。
明、清都城北京的设计,即是参照唐代长安的城市规划。据清昭涟《哨亭杂录》记载,明宫廷内下水道工程更为壮大,或用生铜铸成,或用巨石砌成,管径粗达数尺。这在当时世界范围来说,也属少有的卫生工程。
9. 污水处理改造问题怎样实施科学的环保管理
保护环境已经成为我国经济持续发展的基本国策,因此,废水处理应符合我国制定的环境保护法规和方针政策。在环保的规划设计中,必须把生产观点和生态观念、环境保护结合起来统筹考虑,把治理废水和改进生产工艺、实行清洁生产结合起来统筹考虑。通过系统的分析和考证,寻求比较合理的治理方案。环保管理的主要原则归纳起来有以下几点:
(1)淘汰不合理的产品
对于一些传统的、低产值的、废水治理难度极大的垃圾产品应该下决心用高产值的、技术含量高的产品置换掉。如果某产品的年利润还抵不上每年用于废水的治理成本,这样的产品应下决心停止生产,换上污染少且易于治理达标的产品。
(2)加强管理,减少污染
企业管理也是防治污染的一个重要因素。如设备的跑、冒、滴、漏;不按操作规程办事造成的生产事故或产品报废等导致的大量高浓度废水的产生;用大量的水冲洗设备与地面,造成废水量的增加;冷却水与生产废水未做到“清浊分流”,都会增加废水的水量和废水的治理难度。
(3)建立区域性的小型污水处理厂
对工厂比较集中的地方,不必套用“谁污染,谁治理”的原则,而应该加强各企业间的联系,统筹考虑污染的治理对策,若有必要和可能,可将各个工厂的 废水集中处理,建立统一的污水处理厂,实行“谁污染,谁出钱”的治理方法。因为各个工厂由于产品的不同,废水的水质也不是一样的,如有的工厂的废水是酸性的,而有的工厂的废水却是碱性的,放在一起处理可以减少中和药剂的处理费用;有的工厂排出的高盐分低COD的废水,而有的工厂的废水却是高浓度易生物降解的,如果单独处理的话,都是治理难度很大的废水,但如果放在一起进行生化处理,由于水质条件的改善,不仅可以减少废水的处理难度,而且可以提高处理效率。
(4)提高水的循环利用率
为了减少废水水量,首先应该在废水产生的源头上多做文章。如可以考虑水的循环利用、或多次重复利用,提高水的循环利用率,尽量减少外排水量。在国外,某些先进企业水的循环利用率已经达到96%以上,而上海生产企业水的循环利用率还停留在20-30%的较低水平,尚有很大的潜力可以挖掘。提高生产用水的循环利用率不仅可以减轻环境污染,而且还能减少新鲜水的补充用量,在一定程度上可以缓和日益紧张的水资源问题。在废水处理时,也应该尽量考虑处理出水的循环使用。
(5)回收利用和综合利用
废水中的污染物,都是在生产过程中进入水中的原材料、半成品、成品和反应介质(如溶剂),特别是精细化工生产中一些化学反应往往不能十分安全,产品的分离过程也不可能十分彻底,因此在废水中尤其是在反应母液中常含有一定数量的有用物质。排放这些污染物质,就会污染环境,造成危害。但若加以回收利用或综合利用,便可以变废为宝,化害为利;或以废治废,取长补短,综合治理,就可以节省水处理的费用。
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