水污染防治主要手段分析
我國的水環境當前存在的主要問題有三個:一是水資源短缺;二是水污染;三是用水的極大浪費。七十年代以來,盡管我國在水染防治方面做了很多工作,但水污染的發展趨勢仍未得到有效控制,許多江、河、湖泊、水庫的水質仍在下降。我國主要水系長江、黃河、松花江、珠江、遼河、海河及淮河斷面監測結果表明,36.9%的河段達到或優于地面水環境質量Ⅲ級標準,其中Ⅰ類水質占8.5% ,Ⅱ類水質占21.7%,Ⅲ類水質占6.7%;63.1%河段的水質為Ⅳ、Ⅴ或劣Ⅴ類,失去了作為飲用水源的功能,其中Ⅳ類水質河段占18.3%,Ⅴ類水質占7.1%,劣Ⅴ類水質占37.7% 。其中長江、珠江水質較好,監測河段中70%以上達到或優于地面水環境質量Ⅲ級標準;黃河 、淮河、海河有28%~29%達到或優于地面水Ⅲ級標準;松花江、遼河污染嚴重,分別只有4% 和11.3%達到或優于地面水Ⅲ級標準。
我國一些湖泊的污染比河流更加嚴重,如滇池、巢湖都嚴重富營養化,全湖水質為Ⅴ~劣 Ⅴ類;太湖中等富營養化,湖水為Ⅳ~劣Ⅴ類。1998年我國海域監測到赤潮22起,其中南海10起,東海5起,渤海和黃海7起,對我國近海生態系統和水產資源造成嚴重的破壞。我國本來就是一個缺水國家,全國600多個城市目前大約有一半的城市缺水,而水污染使缺水形勢顯得更為嚴峻。日趨嚴重的水污染不僅降低了水體的使用功能,進一步加劇了水資源短缺的矛盾,對我國正在實施的可持續發展戰略帶來了嚴重的負面影響,而且還嚴重地威脅到城鄉居民的飲水安全和人民群眾的健康。
汪部長在中國水利學會成立70周年大會上的學術報告《水環境承載能力分析與調控》中指出,"我國的水污染問題已十分嚴重,其造成的嚴重后果不亞于洪災和旱災,已經到了迫在眉睫、非解決不可的時候了"。本文討論了水污染防治的幾種手段----經濟手段、技術手段、行政手段和法律手段。
2 水污染防治的手段
2.1 法律手段
長期以來,我國的水污染防治主要是以健全法制和加強環境道德教育為主,輔以一定的經濟處罰。1996年,全國人大對《水污染防治法》進行了修訂,修訂后的《水污染防治法》集中體現了我國水污染防治由分散治理為主轉向集中控制與分散治理相結合,由末端治理為主轉向全過程控制、清潔生產,由單一的濃度控制轉向濃度控制與總量控制相結合,由區域管理為主轉向區域管理與流域管理相結合的指導思想的轉變,為我國進一步加強對水污染防治工作的監督管理和強化執法奠定了堅實的法律基礎。
2.2 行政手段
(1)達標排放
國務院規定到2000年底,全國所有工業污染源都要做到達標排放,否則就要采取關、停、并、轉等措施。對企業治污提出時限要求,并按此進行監督檢查,大大提高了企業治污的責任感和緊迫性,也大大增強了地方各級政府的責任感和監督力度,推動了企業的清潔生產和產業結構的調整。
達標排放管理的一個重要考慮因素是各流域水資源利用和水量特點。在國家標準基礎上,各地應結合當地社會經濟發展和生態環境保護對水資源與水環境質量的要求,考慮水體實際納污能力,制定具體的分流域甚至分河流的污染排放水質標準。對于社會經濟產業結構比較落后,污染嚴重而且治理難度較大的流域,應分階段制定達標排放計劃,以最終實現水體變清,保障水資源可持續利用。
(2)總量控制
我國的許多河流和湖泊的污染已十分嚴重,污染物排放量已大大超過水環境的承載能力,而這些地區的經濟和人口都還在發展,因此,為實現這些區域環境與經濟的協調發展,必須對污染物排放總量進行控制。實施“總量控制”有利于產業結構優化和布局的合理化,有利于推動經濟增長方式的轉變,有利于促進資源節約、技術進步和治理污染,是實現我國跨世紀環境目標的重要舉措。
總量控制要宏觀總量控制和微觀控制相結合,排污總量控制和河道徑流量控制相結合。對于水資源利用過度,河道徑流受到過度影響的河流應制定最小基流保護方案。尤其重要的手段是對水利工程的調節和調度,確保河道天然徑流過程不受過度的影響,保證一定的壩下泄流量,改變傳統的建設一個水庫,截斷一條河流的錯誤做法。
2.3 經濟手段
城市排水設施及污水處理廠的建設和運營管理采取國家補助、地方籌措、企業合理負擔的原則,多渠道解決建設資金來源; 貫徹執行排水許可、增容許可和排污收費制度。污水處理市場化。在收取水費的同時收取水污染處理費。污水處理廠實行企業化經營,按成本核定收費標準。
城市排水設施及污水處理項目的設計、施工必須以公開招標的方式進行,形成公平合理的競爭市場,擇優選取競標者,確定合理價格,提高工程設計、施工質量,保證工期。
2.4 技術手段
(1)清污分流,市政管網雨污分流,減少污水量。
實行清污分流,減少污水量,提高污水濃度。在污水濃度提高的基礎上,發展高效、節能、投資省、占地少、運營成本低的污水處理工藝和裝備; 提高水質、水量、液位、泥位監測和自動控制水平; 防止惡臭、噪聲,擴大綠化面積,以改善勞動環境和勞動條件。
(2)推廣應用清潔生產工藝和清潔產品,將污染消除在生產過程中。
所謂清潔生產工藝,是指應用的原料,中間產品和產品對環境不會造成嚴重污染,即使有也是輕微的。例如,合成洗滌劑的生產中用不含磷洗滌劑取代含磷洗滌劑,從而在生產過程中消除了磷的最大污染源;在農藥生產中取消了六六六,DDT等高毒性,高殘留的有機氯農藥,代之以高效、低毒、低殘留農藥;采用清潔生產將污染物消除在生產過程中,消除了它們對水環境的污染,從而把水污染防治的重點從末端治理轉向源頭控制。
(3)加快城市污水處理廠的建設和現有城市污水處理工藝的改進。
隨著城市人口的增加和居民生活水平的提高,城市供水量和污水排放量也在不斷增加,而城市污水處理率一直很低。就全國來說,城市生活污水排放量已達到全國污廢水排放總量的40%左右,很多大城市及沿海城市甚至接近70%,而我國的城市污水處理率卻還不到10%。“八五”期間,我國城市日供水能力共新增2979萬噸,而污水處理能力僅增加436萬噸,差距越來越大,使得城市生活污水對水環境的影響也越來越大。
我國污水處理設施落后,污水處理率低,是造成我國水環境污染的主要原因之一。不少城市污水處理廠有錢建得起,卻無錢維持正常運行,一些中小城市建成的常規活性污泥法處理廠尤其如此,除資金缺乏之外,操作運行和管理人員技術和管理水平低,難以掌握和操作技術復雜的處理過程和設備。目前在污水處理技術方面,活性污泥法的應用最廣,但傳統的活性污泥法流程復雜,基建費高,運行費也很可觀。我國經濟實力薄弱,不應該完全抄襲發達國家的經驗和技術來解決自己的城市廢水處理問題。應該重視研究開發和推廣經濟、節能和有效的處理技術。具體設想如下:
改進傳統的活性污泥工藝。例如取消初沉池。我國大多數城市因多種原因 (如設置化糞池,污水管道內滲嚴重,給水浪費等) 污水有機物濃度低,BOD≤100mg/L,設置初沉池,一般能削減BOD負荷30%左右,難以使其后的曝氣池維持正常運行。目前國外一些污水處理廠,為了有效地去除氮、磷和改善活性污泥沉淀性能,采用了取消初沉池的工藝。 對于我國處理低濃度污水的處理廠,取消初沉池能更加充分利用有限的碳源,提高出水水質 ,同時簡化了處理流程,節省了基建投資和運行管理費用。
新建城市污水處理廠時,盡量采用革新的活性污泥工藝如二段曝氣法(AB 法)、A/O流程及A/A/O流程等。
(4)清淤消除內源污染
污染物來源多且坡度緩的水域,通常累積較厚的污泥。有機物百分含量高達二位數,而水體的CODMn達15毫克/升時,就是國標規定最差的Ⅴ類水了。污泥是水下的污染源庫,在氣溫變化大或持續高溫時,底泥上翻進入水體形成黑臭或造成污染事故。因此,在有較厚污泥堆積的水域,清除污泥是削減水域污染物、改善水環境的必要措施。
(5)面源污染的治理
面源污染包括化肥、農藥的農田徑流,未經處理隨雨水進入河流的村鎮生活污水、生活垃圾、固體廢棄物等。除工業污水和城市生活廢水外,面源污染是造成河湖水質不斷惡化的另一個重要原因。尤其在實現了工業污染源排放總量控制和加快城市污水處理廠建設后,面源污染對水體的影響將會越來越突出。
在農村,由于污染源分散,污水量少、資金有限、技術力量薄弱等原因,宜于采用天然凈化系統,天然凈化系統是指利用天然水體或土壤自凈作用對廢水進行處理的系統。主要包括生物穩定塘、人工濕地和土地處理系統。天然凈化系統主要利用了水域的自我凈化能力,汪部長在《水環境承載能力分析與調控》中特別強調了水域的自我凈化能力,并介紹了日本治理農村面源污染的成功經驗,日本在處理面源污染時十分注意利用植物和微生物來提高水體的凈化能力。
生物穩定塘:
生物穩定塘利用水域的自我凈化能力。按凈化作用機理分為兼性塘、曝氣塘、好氧塘、厭氧塘和綜合生物塘等。不同類型的穩定塘串聯組成的生物穩定塘系統,往往具有更好的處理能力,還可以將出水回用于農業、漁業,收到一定的經濟效益,例如灌溉農田,養殖漁業等。在中小城市和農村,經常會有一些不宜耕作的低價土地或廢棄坑洼池塘,在這種情況下,生物穩定塘就成為最具優勢的處理方案。
為了提高生物穩定塘的處理能力和處理效果,可以在塘中種植一定的水生植物或放養一些水生動物,如浮水植物鳳眼蓮、挺水植物蘆葦等,種植此類高等水生植物,可以有效地控制出水的藻類,除去水中的有機毒物及微量重金屬,還可利用收獲的植物而獲得一定的經濟效益。
人工濕地:
汪部長指出:“濕地是地球的腎,水經過腎臟,水質可以變好。濕地保護也應是我們水利工作的內容之一。”人工濕地主要用于小城鎮、村鎮的污水處理。人工濕地為工程筑造的濕地,筑有圍堤,為保證污水有良好的水力流態和較大體積的利用率,采用適宜的形狀和尺寸,及進水、出水和布水系統。其中種植蘆葦等沼生植物。它主要通過土壤、微生物、植物所組成的系統對廢水完成一系列凈化過程,既達到廢水處理的目的,又可利用廢水中的營養物質和水于農業。人工濕地運行簡單,處理效果良好, 不僅能去除COD、BOD等有機物,而且能除磷脫氮和去除重金屬等;人工濕地也可以推廣應用于雨水處理。
人工濕地也可以用于許多工業廢水 如化工、石油化工、紙漿、紡織印染、重金屬廢水、化學試劑等的處理。
污水處理與利用:
在我國的中小城鎮和農村,在污水處理上應處理與利用相結合,利用生態處理系統,在污水處理的同時實現污水的無害化和資源化,從而實現水的良性循環和水資源的可持續發展。
污水處理生態系統是以太陽能為初始能源,通過在污水生態系統中種植水生作物, 進行水產和水禽養殖,形成人工生態系統。在太陽能的推動下,通過生態系統中多條食物鏈的物質遷移、轉化和能量的逐級傳遞、轉化,將進入該系統污水中的有機污染物進行降解和轉化,最后不僅去除了污染物,而且以水生作物,水產(如魚、蝦、蟹 、蚌等) 和水禽 (如鴨、鵝等) 的形式作為資源回收,凈化的污水也作為再生水資源予以回收再用,使污水處理與利用結合起來,實現了污水處理資源化。
總之,我國水污染的狀況是嚴重的,我們有限的淡水資源數量不足,質量在下降。為了更快地改善我國的水環境,保護水資源,我國的水污染防治應綜合治理,因地制宜,采用處理與利用相結合的措施。尤其是農村面源污染種類繁多,產生量大,分布面廣,治理難度大。應作為一項系統工程,它包括農村垃圾、人畜糞便、作物秸稈等固體廢棄物及生活污水、生產廢水的處理,化肥的減量合理使用,農藥和有機物的控制,水土流失的治理等等方面。對待農村的面源污染,盡可能利用生態處理系統,結合生態農業建設,實施綜合整治措施,在污水處理與固體廢物處置的同時,實現污水與固體廢物的無害化和資源化,實現水的良性循環和水資源的可持續利用,使農村社會、經濟進入可持續發展的良性循環。
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