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曲久辉:中国城市污水处理的发展历程及未来展望

杏耀-杏耀娱乐-杏耀登陆_杏耀登录网站 时间:2020年01月03日 12:17

  水污染控制现在是中国面临的最紧迫挑战之一。在与环境污染的斗争中,废水处理起着至关重要的作用。尽管中国拥有世界上最大的废水处理能力和市场,但其发展历史实际上很短。与一个世纪前已经广泛实施废水管理的工业化国家相比,中国的废水管理在40年前几乎是空白。

  自1979年改革与发展以来,中国进入了快速发展时期。伴随着经济的快速发展和城市化,城市污水的数量急剧增加,并且由于越来越多的工业废水进入下水道,废水的组成变得越来越复杂。随着向环境中废水排放量的增加。加剧的环境污染直接威胁到城市水和粮食安全,从而迫切需要水污染控制。为了应对这一挑战,中国开始建设更集中的污水处理厂和补充设施。

  然而,污水处理厂和辅助设施(特别是下水道和污泥处理系统)的发展速度和处理能力仍落后于中国的经济增长和工业发展。总体水环境质量持续下降,杏耀招商迫使中国政府实施更严格的污染控制策略。2007年,由于严重的水体富营养化,太湖发生了大规模藻类繁殖,严重威胁了附近城市的饮用水安全。从这以后,地方政府开始执行更严格的污水处理厂废水排放标准。一年后,第一个实施一级A废水排放标准(GB18918-2002)的污水处理厂在无锡投入使用。

  中国的水环境污染也加剧了水资源短缺,特别是在华北地区,这引起了对废水回收和再利用的迫切需求。北京在这方面开创了先河,并在建设水再生基础设施方面取得了巨大进展。2016年,北京高碑店污水处理厂升级为再生水厂,处理能力达到100万m3/d,宣布了中国从简单处理到再生处理的过渡。但是与许多发达国家相比,中国的总体水回收率仍然很低,并且由于质量相对较低,再生水主要作为景观水重复利用。现阶段,再生废水的价格仍然与常规供水缺乏竞争力,并且回用水基础设施和计划的建立进展缓慢。

  经过近40年的惊人发展,中国现在拥有全球最大的市政废水基础设施。截至2018年底,中国已建成5000多个市政污水处理厂,日处理能力将近2亿m3/d。到2018年,污水处理率已达到90%以上。

  污水处理厂的建设只是中国污水处理行业快速增长的一部分。得益于强大的国家行政管理体系和发达国家的宝贵经验,中国在过去40年中在废水基础设施建设和管理方面取得了跨越式进展。中国的水务企业的总市值和运营能力均处于全球先进水平。废水管理模式也已从单一的政府主导的建设和运营模式转变为涉及政府和企业的多重系统。这种转变不仅在一定程度上减轻了政府的财政负担,而且提高了废水处理设施的建设和运行效率。

  得益于持续增长的远远超过世界其他地区的资金支持,中国现在还拥有水管理领域全球最大的研究团队。从出版物中可以看到中国的创新能力和国际竞争力,中国在水研究领域的SCI论文总数仅次于美国。如此卓越的创新能力为中国废水管理模式和处理技术的未来革命奠定了坚实的基础。

  (1)水厂的设计和运营与可持续发展的要求不一致。当前,提高污染物去除率仍然是污水处理厂运行的核心目标,并且在全国范围内的污水处理厂中越来越多地采用一级A废水标准。为此,大多数工厂取消了一级沉淀池,实施了延迟的曝气工艺,并增加了一些生物滤池以提高氮的去除率。这增加了能源化学消耗,因此使污水处理厂间接成为温室气体排放的不可忽略的来源。

  (2)下水道系统的滞后发展。这一方面导致废水收集不充分(2018年下水道通行率约为90%),另一方面导致较低的污水处理厂运营率(86%)。这样的市政污水收集不充分加上雨水稀释显着降低了有机强度,同时增加了污水处理厂进水口的污染物复杂性。结果,废水中的有机物不足以支持反硝化和厌氧污泥消化。废水污泥的低有机含量和高含沙量使其无法进行厌氧消化处理。据估计,中国的污水处理厂不到3%配备了厌氧消化设施,其中相当一部分运转不佳。因此,中国的污水处理厂基本上没有能量回收,更不用说养分资源的回收了。如何提高中国废水处理的可持续性仍然是一个待解决的关键问题。

  (3)污水处理厂废水排放标准与当地条件和环境保护要求之间的联系不紧密。中国废水性质,环境条件和经济发展水平的地域多样性意味着,不同的污水处理厂有必要采用因地制宜的方式,灵活的技术和废水排放标准,而不是目前普遍采用的统一模式。目前,正在考虑区域差异的新一轮污水处理厂排放标准升级。但是该新标准设定了接近4级地表水水质标准的特殊污染物限值。一个核心争议是在全国范围内实施这种严格的排放标准是否有必要并且在经济上可行。

  (4)污水处理厂污泥的处理很少受到关注。结果,来自污水处理厂的大量污染物富集的污泥最终未经适当处置就返回了环境,成为另一种污染源。另一方面,污水处理厂的运行通常会由于产生的气味和噪音而干扰附近居民的生活。随着城市化的发展,这个问题变得越来越突出,许多现有的污水处理厂逐渐被城市社区包围。因此,在污水处理厂,环境与人类社会之间建立和谐关系对中国的废水管理提出了另一个挑战。

  尽管在具体排放标准方面存在争议,但可以肯定的是,未来中国的废水行业将实施更加严格和全球范围的水污染控制。实际上,北京,天津,江苏,浙江和湖南等许多省市已经开始实施更严格的当地污水处理厂废水标准。根据国际发展趋势,下一步将是加强对新兴污染物和水回收的控制,而这仍处于中国的起步阶段。

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  简介描述:水污染控制现在是中国面临的最紧迫挑战之一。在与环境污染的斗争中,废水处理起着至关重要的作用。尽管中国拥有世界上最大的废水处理能力和市场,但其发展历史实际上很短。与...
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