污水处理与资源化利用

第21卷第3期辽宁工程技术大学学报(自然科学版)2002年6月Vol.21,No.3Journal of Liaoning Technical University (Natural Science)Jun，2002文章编号: 1080502030388-08污水处理与资源化利用于洋，周金娣，王显军(辽宁工程技术大学土建学院 辽宁明新123000摘要:通过对我国日前水资源储最，需水概况，指出我国水资源态势的严熏性。我闫水资源匮乏的主委因素是地面径流量H益酸少，自日超量开采地下水，用水浪费及水体/重朽染。提出污水回用的重要性，必要性及叮能性。井针对 H前我国水处理工作的艰巨性，提出今后对，工业废水的处理必须遵循工业生产的循环经济原则，提高城市污水的北害化处理率:开发水处理新T艺从而降低水处理费用，并且进-步完善水处理理论科学。关键词:水资源水污染，污水资源化，水处理中图号: X52 .文献标识码: A0引言自20世纪70年代以来，世界上最热门的话9 000亿元。据世界观察研究所预测: 2010年， 我题之- *就是水资源问题。2000 年全世界有80多个国城市生活用水增长60%，达800亿m'，工业用国家约15亿人口淡水不足，26个国家3亿人口生水增长62%，需水总量为6988亿m',缺额为380活严重缺水，估计到2025年，全世界将有23亿亿m'; 2030年，需水总量为7000到8000亿m',人口无安全用水①。与世界各国相比，我国的水缺额400到500亿m'。据中国工程院日前发布的资源和水环境状况更令人州忧。立项研究报告指出:我国实际可利用的水资源量约8000到9500亿m',即2030年，我国的需水1我国水资源概况量已接近可利用量的极限。我国水资源总最很丰富，河川年径流量为272水资源不足的原因分析115亿m',地下水储量8 288 亿m'，去除重复水.量后，总资源量为28124亿m',居世界第4位(据全球变暖、厄尔尼诺、拉尼娜联合效应的结1993年PAI公布的各国年径流量统计数字重新排果，使我国北方和南方地区连续三年面临历史最列。但人均水资源量很低，1998 年为2 251m'，严重的干旱， 高温少雨，大风扬沙的天气增加了2000年降为220m'，仅为世界人均量的25%弱。水分的蒸发，使江河湖泊水位持续降低，淮河干亩均水资源量为1 760m'，为世界平均量的65%左流甚全出现从未有过的断流，水库蓄水严重不足，右，被联合国列为世界上13个贫水国之一。据国50%以上干涸，这是我因出现“水荒"的自然原囚。.际标准，凡人均淡水拥有量为1000m’的，为人类长期以来造成我国水资源匮乏的人为因素有以下生存起码要求量，我国河北、辽宁、宁夏等六省几点。区，人均淡水量已小于500 m',北京市仅为人均3002.1地面径流量减少m'。2目前我国城市缺水60亿m', 680 座城市中有我国大部分河流由于两岸植被破坏,水土流失400多城市缺水, 40个城市严重缺水。全国有5 533严重，导致水体含沙量大，河床抬升,水量减少。例万公顷(占耕地面积的41.3%)耕地是无灌溉设施如，世界最著名的“悬河”- _黄河，是我国第二大的干旱地，9933 万公顷的缺水草地，平均每年受河，排名世界第五位，但年径流量仅为592亿m',旱耕地为2700公顷。因缺水，我因减少工业产值70列世界的24位。其年均含沙量居世界大河之首。中国煤化工:年均断流超百收稿日期: 20-07-05YHCNMH G作者简介:干洋(1946-), 男，山东茌平人。副教授。本文编校:孙树江①2000联合園统计数字②2000中国水利水电科学院研究报告第3期于洋等:污水处理与资源化利用.389天，1997年，甚至达226天。正常年份,黄河年缺报: 1996 年，全国有78%的城市河段不适宜做饮水300化m'.用水源，50%的城市地下水受污染，2000 年，我50年代，我国湖泊总面积为7.1万km?,占陆国七大流域地表水断面水质满足地面水三类水质地淡水资源的38%，80年代,湖泊总而积缩小1.86要求的也只有57.7%，13.8%的断面 属五类水质。万km?，蓄水量减少513亿m'。近50年来，我国3污水的资源化利用年均消失天然湖泊20多个国。2.2盲 目超量开采地下水解决我国日前用水紧缺的途径是“开源节因地面水日趋减少，对地下水的消耗量急剧流”，污水回用也是其中很重要的一种。 城市污水增长，占全球液态淡水97%的地下水有0.1%是可或生活污水经过处理后，达到一定的水质标准，以再补允并可进行持续开发利用的。目前，我国可在一定范围内重复使用的非饮用的杂用水，称对地F水的开发速度已远远超过其自然补给率，为“再生水”1“中水”或“回用水"。城市污水可仅中国东部黄淮海平面下的蓄水层就为1.8亿人提作为再生水资源，供工业/农业/渔业及市政等多方供饮用水:中西部农业灌溉大部分靠地下水，北面用水。工业方面，目前最多的用于冷却水，其方城市用水量的50%来自地下水田。在某些地理条他如生产工艺用水，油井注水、矿石加工用水、件下，对地下水的超采可能引起地下蓄水层沉积洗涤水、消防水等。利用污水灌溉农田，在我国物变得致密，从而永久缩减蓄水层的贮水容量。已有久远的历史。污水中含有大量的N、P等植物营养物，具提供肥料，改良上壤等优点。但也必这种减少相当可观，并且是不可逆转的。须注意作物特点及污水性质采用合理的灌溉制度2.3用水浪费及方法，制定严格的污水灌溉标准。至1998年底，我国在生产、生活的各个环节用水，都存在我国污灌农田面积已占总灌溉面积的7.3%， 节约着极大的浪费。由于工艺设备和管理的落后，工天然水资源376亿m8。城市污水回用于城建,业用水量远远大于发达国家，2000 年，我国工业主要做绿地、风景区及娱乐用水。我国“十五”万元产值耗水91m'，是发达国家的5- -10倍，工计划初步规定，城市污水处理量的10%，进一步业用水重复利用率小于55%,而发达国家已达80%处理后，做再生水回用。以上。农业用水占我国总用水量的80%左右，且矿井水，是煤矿在开采过程中的外排水，其因灌溉方法不当和灌渠的高渗漏率(全国仅灌渠特点是排放量大，毒性低。据统计，平均每开采It渗漏损失率高达1700多亿m2/年),用水有效率仅原煤排水4.36m'，以我国1998 年~2000年间，原为40%，只是发达国家的1/2. 城市生活用水同样煤年均产量10亿t计，外排矿井水达43.6亿m/存在浪费，我国目前人均生活用水为欧洲国家的2年。矿井水稍加处理即可做工业用水，经深度处.倍:城市输配水管网及用水器具的漏水损失高达理作为饮用水也完全满足我国饮用水标准。矿井20%，年均60化m',仪便器漏水每年损失水量达水作为再生水的利用对缓解我国矿区.特别是北方50亿m⑤。矿区缺水是非常有益的。另外，因矿井水水质较城市污水好，所以处理矿井水的投资费用远远低2.4水体污染于城市污水处理厂，-般为城市污水处理厂投资近十年，我国年均排放废水量为600亿m',的10%-20%。其中50%来自工业排放，在年均300亿m3的工业废水中，县及县以上企业的废水处理率低于70%，4污水处理而处理达标率仅为50%左右，我国城市生活污水4.1 污水处理任务的艰巨性排放量占废水排放量的50%以上，且呈逐年上升趋势，而污水处理率非常低，1998 年仅为16.52%，污水处理对保护我国的水资源及解决水匮乏仍有80%以上污水直接排放。处理或稍加处理未司题都县--顶坶木性的保证.本世纪水处理任务达标的废水年均达400亿m',据中国环境状况公中国煤化工对国家的经济可持2000国家林业局研究报告fHCNMHG@200美国世界观察地下水的冲击)，帕亚萨始帕特⑤2001 $鹏在纪念第九届“世界水日”讲话⑥2000中国环境状况公报390辽宁工程技术大学学报(自然科学版).第21卷续发展产生瓶颈效应甚至水质灾害。废水浓度的达标排放。历史事实证明这并不能有目前，我国水环境污染控制虽已取得很大成效防止水污染的发展，而且治污的投资效益也不绩，但是水环境质量仍很差，中国七大重点流域理想。T流仍有42.3%的断面水质低于三类水质标准，失对工业废水的处理不能仅停留在终端的达标去作为饮用水的功能。从90年代中期开始，治理排放，必须从生产源头开始。遵循工业生产的循的三河三湖.工程计划，并实施工业废水达标的“零环经济原则，即减量化，再利用和资源化。实施点行动”。虽然在执行过程中，行动之轰轰烈烈，清洁生产，采用清洁原料或减少单位产品的使用.投资之巨大，都是我国水污染治理史上前所未有量;通过重新设计制造工艺，增加工业循环水的的，但是效果却十分的有限。淮河水治理计划中利用率来节约水资源;达到最终废水排放的减量要兴建的52座城市污水处理厂，至今只建成4座, .化。废水治理由排放型、处理型工艺向资源型治使淮河断面水质仍有46%低于四类标准。今年8理工艺转化，是废水处理的必然趋势，也是工业月初，又因蚌埠开闸，蓄积已久的“污水团”集废水由达标排放转向控制总量排放的途径。中下泄到干流中，造成沿淮地区饮水困难，发生加快建设城市污水处理厂，提高城市污水的无害自1994年以来的第二次特大污染事故。滇池与太化处理率，可以缓解水资源供需矛盾，实现污水湖的蓝藻泛滥并没有制止住，又发生太湖流域“清资源化。在建立城市污水处理厂时，必须考虑增澄漾”水质被严電污染事故。加水处理的深度。即不仅要有效去除大肠杆菌总更令人担忧的是，当国家花费巨大精力在治悬浮物.耗氧污染物等，还必须加大N.P等植物营理“三河三湖”时非重点治理水域的污染情况却养物及其他有毒有害有异味的污染物的去除率，在增加。长江三峡库区的水质问题，近日又成为这是防止水体富营养化的必然措施。此外，还必众多环境专家瞩目的焦点。到目前为止，新区沿须增强水的活性，提高水的功能。依据排放水体线尚未设计-座污水及垃圾处理设施，废弃的旧原本条件、属性和功能，在采用物理生物技术去城无清理规划，沿江堆放的垃圾尚未运走。若大除水中有毒有害物质的同时，保持水中适宜矿物坝蓄水后，仅重庆段垃圾(总量286万吨)淹没质的含量及有益于人体健康的微量元素，并赋予水中后，垃圾中的有机物按70%发酵，就可使整水以能量。使水分子团变小，增强水的溶解力、个库区水中的COD理论值增加7个单位，造成整渗透力、代谢力和扩散力等，即恢复水的正常构个水体水质下降，随着2003年- -期蓄水的临近，架及功能。这不仅是城市污水处理面临的重大课治理工作变得更加紧迫否则将是“一江污水向东题，也是治理污染水体及其他废水时必须注意的流”，重蹈葛洲坝截流后，黄柏河的覆辙;长江中-大问题。F游六省市，已基本完成2000 年工业企业“一我国城市污水处理能力极弱，与经济快速发控双达标”任务，但沿江城市生活污水治理工作展和城市化进程的加快极不相称。这由两方面原仍停滞不前，使长江成为沿江城市的“下水道”。因造成: - -是当前水处理技术和工艺不适应形势广东省本为河流众多，水资源丰富的省份，目前发展的需要，水处理设施的建造和运行费用偏高却因用水浪费(生活用水量居全国之首), 2000 年(工业废水就更严 重)，二是水资源没有实现市场排污水量106.5 亿m',为全国第-。 造成西江.韩化，水价偏低，尤其没有施行“污染者负担”的江水质污染严重，部分地区水质已为劣V类,广排放污水收费制度。我们水处理科技人员应开发东省将继上海市后成为我国另- -座水质性缺水的出具有突破性的水处理新工艺，实现建造及运行省份。费用降低25%以上的目标。另外，应从政策上解决资金来源，实施水工业的市场化水价概念和污4.2 污水处理的展望水排放收费制度，使解决城市污水处理问题有足我国的水处理工作是在经济高速发展的80年够的资金，从而实现我国水资源水质高于II类标代，工业废水大量排放，水体被严重污染的环境准的目标中国煤化工中形成并发展起来的，水处理工作的重点是工业水YHCNMHG的紧迫性对第3期于洋等: 污水处理与资源化利用391污水处理工作的新技术、新材料、新工艺的开发时，还应尽早完善水处理理论科学。目前，我们提出了更高的要求。我们不能局限于走引进、消不仅不能对沉淀池中低速水流条件下悬浮物的分化的老路，而应高屋建瓴，将最先进的科技成果离过程进行精确描述，也尤法对膜分离技术中的应用到水处理领域中来，在水处理领域实现飞跃动量及质量传递过程进行理论分析:更为可悲的与突破。目前，由国内专家研制的“膜生物反应是,水处理设备的构型越复杂，其各部分的确定越器”(即MBR),“电晕法”技术可以使水处理技要依赖于规范; -套现代化的水处理设备，一方术从传统的生物氧化法阶段转向生物物理或化学面存在着用一系列复杂的微分方程描述的理论，物理法时代。纳米材料在水处理领域的应用更是另方面又存在着只能靠规范进行描述的工艺流- -例。该技术的核心是将纳米材料对通用的污水程:不仅如此，目前广泛采用的描述水质的参数处理净水剂、絮凝剂和杀茵消毒剂，加以物化改也具有相当大的不精确性或不确定性，缺乏精确性，形成多元复合型高效水处理剂。该水处理剂的理论，制约了水处理技术的发展。因此，结合配合成套设备和工艺，叮旷泛应用于城市污水和水处理技术特点创造一套水处理专用的基础科学工业废水的治理，建厂与运行费用只相当于传统与技术基础科学学科是水环境现实的需要，是时方法的60%，该方法使污水充分曝气、混凝，提代发展的需要。高污泥的沉降效率，缩短了工艺流程，节省处理参考文献:时间和空间，使T.艺稳定可靠。另外，在去除或(1) }辉， 周金娜，环境科学基础(M.北京科学哉及出版社2000稳定污泥中的有害物质的同时，适当补充N、P等[2]刘鸿亮，韩国刚，严济|心，等中国水环境预测与对策概论|M1.北京.平衡肥份，使污泥成为生态肥料。运用该方法治中国环境科学出版社，1988.理污水，可使污水处理由排放型治理工艺向资源[31陈家琦，王浩，水资源学概论M.北京:中国水利水电出版批，1996.型治理工艺的转变成为可能。41于详，周金娣，南岳阜新地区矿井水资源化1.德国柏林.柏林工业在我们对污水处理技术提出更高要求的同大学学报，1996. 343511:45-46.6The Wastewater Treatment and ReuseYU Yang, ZHOU Jjin-di, WANG Xian-jun(Colee of Civi and Architetural Engineering, Liaoning Technology University,Fuxin 13000,China)Abstract: The gave stuation of water resoure in China at present is pointed out by summarizing the reserve andconsumpion. The water resoure is highly inadequate becuse the surface runoff has reduced day by day, thegroundwater rnoff has ben mined bindly. Water has been plluted sriusey.,eople have wasted a lot of water,The wastewater reuse is nesr, important and prsible To counter arduousnes in the wastewater teatmen,the article puts forward a principle about circulaing econolmy in the teatment of industial wastewater,developing new technology in order to reduce cost and heighten teaing ratio of the sewage disposal in city, andperfect further the theory in wastewater treatment.Key words: water resources; water contamination; wastewater reuse; wastewaler treatment中国煤化工MYHCNMHG