摘要:隨著城市化和現(xiàn)代化進程的推進,污水回用處理技術(shù)問題困擾著城市的可持續(xù)發(fā)展,并影響著水資源的再生回用和可持續(xù)發(fā)展。文中以循環(huán)經(jīng)濟思想理念為基礎(chǔ),敘述了中國水環(huán)境的現(xiàn)狀、國內(nèi)外污水資源的研究進展、循環(huán)經(jīng)濟的含義以及在循環(huán)經(jīng)濟觀念下的污水處理新思路,探求了城市污水處理的重要性,以變廢水負價值的被動處理,轉(zhuǎn)變?yōu)橛瘍r值的資源化與經(jīng)濟化利用,形成新的經(jīng)濟增長點,實現(xiàn)環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益的高度統(tǒng)一,真正實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞:水資源,污水處理,循環(huán)經(jīng)濟

1中國水環(huán)境現(xiàn)狀

中國水資源總量為61 889億m3,平均降水量為648 mm/a,年均地表水資源量為27 115億m3,扣除重復利用量后,年均水資源量為28 124億m3,居世界第四位。按2005年人口統(tǒng)計數(shù)量,中國人均占有水資源量約2 151.8 m3,不到世界人均水量8 840 m3的四分之一,已被聯(lián)合國列為13個貧水國家之一。同時中國的用水量已由1949年的1 031億m3增加到2005年的5 633億m3,而且北方和沿海地區(qū)出現(xiàn)了不同程度的水資源短缺和水質(zhì)性污染的嚴峻形勢[。1,2]

據(jù)國家環(huán)境公報報導,中國江河流域普遍遭到污染,全國河川的生態(tài)功能嚴重衰退,且呈加速趨勢。經(jīng)對萬條河段的調(diào)查表明,水質(zhì)嚴重污染、不能用于灌溉(劣于Ⅴ類標準)的河段占23.3%;魚蝦絕跡的河段占45%;不能滿足Ⅲ類水質(zhì)標準、不能作為飲用水源的河段占85.9%。中國七大水系的污染程度由重到輕的順序為:遼河、海河、淮河、黃河、松花江、珠江和長江。海河、遼河的干流有一半河段的水質(zhì)劣于Ⅴ類;淮河191條支流中,有近萬河段的河水變黑發(fā)綠;國控141個城市河段中,63.8%的河段為Ⅴ類至劣Ⅴ類。

近年來, 中國淡水湖泊的水質(zhì)污染現(xiàn)象呈迅速增長之勢。全國大型淡水湖泊均達到中度和重度營養(yǎng)化, 其污染程度由重到輕依次為滇池、巢湖、南四湖、洪澤湖、太湖、洞庭湖、鏡泊湖, 且滇池和巢湖的全湖水質(zhì)劣于Õ 類。
中國近海海域水質(zhì)污染嚴重, 并有繼續(xù)惡化趨勢, 劣于Ó 類水質(zhì)標準的比例近53. 6% 。渤海海域在20世紀60年代之前, 曾發(fā)生過3次赤潮; 在70年代發(fā)生過9 次; 在80 年代發(fā)生過74 次; ,,; 而1997年一年就猛增到發(fā)生34次; 1999年7月間, 渤海出現(xiàn)了前所未有的赤潮大爆發(fā), 赤潮面積達6 300 km2, 持續(xù)了9天。中國城市的供水水源有30% 源于地下水, 而北方城市則有59%源于地下水。近20年來, 地下水水質(zhì)普遍呈惡化趨勢。1998年對全國118座大型城市的淺層地下水的普查表明, 有115座城市地下水受到不同程度污染, 占檢測總數(shù)的97. 5%, 其中嚴重污染的約占40% 。北方城市的地下水有90% 遭到污染, 其中有28% 已不適合作為飲用水源。其污染物主要有硝酸鹽氮、氨氮、有機物、鉻和酚。

2 國內(nèi)外污水資源化研究進展

2. 1 污水資源化的內(nèi)涵和意義

城市污水的排放量隨著用水量的增加而增加,由于發(fā)達國家對水污染的控制已經(jīng)相當?shù)轿? 并且制定了嚴格的排放標準, 因此城市污水水質(zhì)相當穩(wěn)定, 不受氣候與自然條件的影響, 又不存在長距離引水問題, 對污水只要處理得當, 已成了城市可利用的第二水資源。污水資源化就是指將工業(yè)廢水、生活污水、雨水等被污染的水體, 通過各種方式進行處理、凈化,使其水質(zhì)達到一定標準, 滿足一定用途的要求, 從而可作為一種新的水資源重新被利用。城市污水資源化的兩種途徑是直接回用和間接回用。城市污水的直接回用, 是由再生水廠通過輸水管道或其他輸水設(shè)施, 直接送給用戶使用; 間接回用則是由二級污水處理廠或再生水廠, 將處理后的出水直接排入水體, 再由用戶從水體中取水使用。直接回用有三種通用的模式: 即
( 1)從再生水廠系統(tǒng)敷設(shè)再生供水管網(wǎng), 與城市供水管網(wǎng)一起形成雙供水系統(tǒng), 其再生水一部分專供工業(yè)低水質(zhì)用水使用, 另一部分則專供城市綠化和景觀使用;
( 2)由再生水廠敷設(shè)專用管道, 輸送供大廠使用, 這種方式比較實用, 但用途單一;
( 3)將大型公共建筑和住宅樓群的污水, 就地處理、回收、循環(huán)再用。間接回用方式可以分為有意圖的間接回用和無意圖的間接回用。有意圖的間接回用, 是有計劃地將再生水和新鮮水混合后再使用, 這要取決于時間和空間的安全保證。由于再生水從排入水體到被利用時間的滯后, 以及混合后的物理化學凈化作用, 使再生水在自然生態(tài)系統(tǒng)中獲得進一步的凈化。在這個過程中, 微生物可以通過自然死亡和吞噬而減少, 而揮發(fā)性的有機物則可通過水的表面逸出, 而其余有機物則可因為化學作用而轉(zhuǎn)化。但另一方面, 水質(zhì)也會因藻類的增長, 以及初期雨水的排入而變壞。無意圖的回用, 則更加是普遍使用的方式。
污水資源化的意義:
( 1)再生水經(jīng)深度凈化替代自然水資源, 可緩解水資源不足的矛盾;
( 2)將城市污水當成水資源的原料, 制成工業(yè)用水, 可促進國家污水處理事業(yè)的發(fā)展;
( 3)減少人工子循環(huán)的排水量, 從而可減少對自然水的大循環(huán)的干擾, 更好的保護水環(huán)境。

2. 2 國內(nèi)外污水再生的主要處理工藝

污水能否回用的關(guān)鍵是污水處理技術(shù)。根據(jù)用途不同, 對回用水質(zhì)的要求也不一樣, 因此, 處理方法的選擇也不同。污水處理技術(shù)按其機理可分為物理法、化學法、物理化學法和生物化學法等。

通常污水回用技術(shù)需將多種污水處理技術(shù)進行合理組合, 即將各種水處理方法結(jié)合起來, 對污水進行深度處理, 這是因為單一的某種水處理方法, 一般很難達到回用水水質(zhì)的要求。目前, 污水集中處理回用的工藝中, 常用的有生物處理法, 如傳統(tǒng)的活性污泥法、填料活性污泥法、厭氧、缺氧、好氧活性污泥法、接觸氧化法、曝氣過濾池、生物流化床法、生物轉(zhuǎn)盤法等。經(jīng)以上工藝中的某種工藝作為二級處理后, 再用混凝沉淀、過濾、吸附、消毒(紫外、氯氣、臭氧或二氧化氯等)工藝作為后處理技術(shù), 以達到污水回用的要求。活性污泥法是最傳統(tǒng)的好氧生物處理技術(shù), 活性污泥即指借助微生物利用廢水中的有機物生長與繁殖而形成的絮凝體, 其工作原理是: 在廢水中通過曝氣供氧, 促進微生物生長, 形成活性污泥, 利用活性污泥的吸附、氧化分解、凝聚和沉降等性能, 來凈化廢水中的有機污染物�；钚晕勰喾ㄖ谐２扇〉膬身椬罨�本的技術(shù)措施是: 通過曝氣來提高反應(yīng)器水體中的溶解氧水平; 通過污泥回流來保證反應(yīng)器中的生物量與活性�；�于活性污泥原理的新型生化處理技術(shù)中, 較為典型和成功的是間歇式活性污泥法( SBR )和氧化溝。間歇式活性污泥法是將初沉池、反應(yīng)池和二沉池各工序放置在同一反應(yīng)器( SBR 反應(yīng)器)中進行, 處理過程分為進水、反應(yīng)、沉降、出水、閑置五個階段, 廢水在SBR 反應(yīng)器的曝氣過程中與污泥完全混合, 完成降解反應(yīng)后, 停止曝氣, 活性污泥顆粒在靜置中沉降, 上層的清水自反應(yīng)器中排出。SBR法的特點是簡化了工藝結(jié)構(gòu), 提高了反應(yīng)器的混合傳質(zhì)效率, 投資少, 反應(yīng)易于操作控制。氧化溝亦稱氧化渠或循環(huán)曝氣池, 其特點是采用橫軸轉(zhuǎn)刷或豎軸表面葉輪曝氣來推動水流。該工藝能耗低, 具有推流式和混合式兩者的特征。

3 循環(huán)經(jīng)濟的含義

循環(huán)經(jīng)濟目前尚無統(tǒng)一的定義, 僅有如下表述: 一是認為, 循環(huán)經(jīng)濟作為一種新的生產(chǎn)方式, 是在生態(tài)環(huán)境成為經(jīng)濟增長的制約要素、或成為一種公共財富階段的一種新的技術(shù)經(jīng)濟模式, 是建立在人類生存條件和福利平等基礎(chǔ)上的、以全體社會成員生活福利最大化為目標的一種新的經(jīng)濟形態(tài)。形成/資源-產(chǎn)品- 再生資源0閉環(huán)型物質(zhì)流動模式, 資源消耗的減量化、再利用和資源再生都僅僅是其技術(shù)經(jīng)濟范式的表征, 其本質(zhì)是對人類生產(chǎn)關(guān)系進行調(diào)整, 其目標是追求可持續(xù)發(fā)展。二是認為, 循環(huán)經(jīng)濟是指模擬自然生態(tài)系統(tǒng)的運行方式和規(guī)律要求, 實現(xiàn)特定資源的可持續(xù)利用和總體資源的永續(xù)利用, 實現(xiàn)經(jīng)濟活動的生態(tài)化, 其實質(zhì)是生態(tài)經(jīng)濟。三是認為, 循環(huán)經(jīng)濟是對物質(zhì)閉環(huán)流動型經(jīng)濟的簡稱, 把物質(zhì)、能量進行梯次和閉路循環(huán)使用, 在環(huán)境方面表現(xiàn)為低污染排放、甚至零污染排放的一種經(jīng)濟運行模式。循環(huán)經(jīng)濟實際上是一種模擬生態(tài)群落的物質(zhì)循環(huán)特征, 以物質(zhì)不斷循環(huán)利用、循環(huán)替代方式的經(jīng)濟發(fā)展模式。其特征是以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展為目標, 協(xié)調(diào)人與自然關(guān)系為準則,模擬自然生態(tài)系統(tǒng)的運行規(guī)律, 通過自然資源的低投入、高利用和廢棄物的低排放, 使經(jīng)濟活動按照自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律, 重構(gòu)組成一個/資源- 產(chǎn)品- 再生資源0的物質(zhì)反復循環(huán)流動過程, 從根本上消解長期以來的環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展的尖銳沖突, 以最小的成本, 獲得最大的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益, 實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用, 使社會生產(chǎn)從數(shù)量型的物質(zhì)增長, 轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量型的服務(wù)增長, 與自然界協(xié)調(diào)發(fā)展。

循環(huán)經(jīng)濟的本質(zhì)是一種生態(tài)經(jīng)濟, 是對傳統(tǒng)線性經(jīng)濟的革命, 可從以下角度理解其內(nèi)涵:從生態(tài)經(jīng)濟角度看, 循環(huán)經(jīng)濟是運用生態(tài)學原理來指導人類社會的經(jīng)濟活動, 倡導與環(huán)境和諧的經(jīng)濟發(fā)展模式。它要求把經(jīng)濟活動組織成一個/資源-產(chǎn)品- 再生資源0的反饋式流程, 其特征是低開采、高利用、低排放。所有的物質(zhì)和能源在這個不斷進行的經(jīng)濟循環(huán)中, 均能得到合理和持久的利用, 以把經(jīng)濟活動對自然環(huán)境的影響降低到盡可能小的程度, 使經(jīng)濟系統(tǒng)和諧地納入到自然生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)過程中, 實現(xiàn)經(jīng)濟活動的生態(tài)化。從資源經(jīng)濟角度看, 循環(huán)經(jīng)濟倡導在物質(zhì)不斷循環(huán)利用的基礎(chǔ)上發(fā)展經(jīng)濟, 建立起充分利用自然資源的循環(huán)機制, 使人類的生產(chǎn)活動融入到自然循環(huán)中去, 最大限度地利用進入系統(tǒng)的物質(zhì)和能量,提高資源利用率和經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量。

從環(huán)境經(jīng)濟角度看, 循環(huán)經(jīng)濟是環(huán)境和經(jīng)濟密切結(jié)合的產(chǎn)物, 倡導的是經(jīng)濟與環(huán)境和諧發(fā)展, 以解決經(jīng)濟增長與環(huán)境之間長期存在的矛盾, 最終實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境/雙贏0的最佳發(fā)展。

從物質(zhì)流動角度看, 傳統(tǒng)工業(yè)社會的經(jīng)濟是一種單向流動的線性經(jīng)濟, 物質(zhì)流動體現(xiàn)為/資源、產(chǎn)品、廢物0的單向流動特征; 循環(huán)經(jīng)濟把經(jīng)濟活動組織成一個/資源-產(chǎn)品- 再生資源0的閉環(huán)流動, 實現(xiàn)/低開采、高利用、低排放0, 以提高資源利用率、經(jīng)濟運行質(zhì)量和效益。從技術(shù)經(jīng)濟角度看, 循環(huán)經(jīng)濟以現(xiàn)代科學技術(shù)為基礎(chǔ), 通過技術(shù)上的組合與集成, 使一定區(qū)域內(nèi)的不同企業(yè)、不同產(chǎn)業(yè)、不同城市之間有機地鏈接起來, 形成相互依存的產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò), 實現(xiàn)企業(yè)、產(chǎn)業(yè)、城市之間的資源互補和有效的循環(huán)使用,最終形成閉環(huán)式的經(jīng)濟發(fā)展模式。循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式不僅可以體現(xiàn)在工業(yè)、農(nóng)、商業(yè)等生產(chǎn)和消費領(lǐng)域, 還可體現(xiàn)在人口控制、城市建設(shè)、防災抗災等社會管理領(lǐng)域, 最終實現(xiàn)社會的可持續(xù)發(fā)展。

4 循環(huán)經(jīng)濟理念下的污水處理新思路

4. 1 污水再生處理難題

隨著城市化和現(xiàn)代化進程的推進, 污水回用處理問題不斷困擾著城市的發(fā)展, 并影響著水資源的再生回用和可持續(xù)發(fā)展, 主要表現(xiàn)為: 首先, 中國城市污水處理能力薄弱, 與經(jīng)濟快速發(fā)展和城市化進程的加快極不相稱。這由兩方面原因造成: 一是當前水處理技術(shù)和工藝不適應(yīng)形勢發(fā)展的需要, 水處理設(shè)施的建造和運行費用偏高(工業(yè)廢水就更為嚴重)。二是水資源沒有實現(xiàn)市場化, 水價偏低,沒有施行/污染者負擔0的生活污水排放收費制度。三是回用水水價存在問題, 回用水處理工藝對投資和運行費用的影響很大, 就目前國內(nèi)外普遍使用的膜生物技術(shù)、物理化學工藝、接觸氧化工藝而言, 回用水處理成本較高, 因此在許多地區(qū), 回用水水價遠高于自來水的價格, 使得用水單位不愿意接受回用水, 污水回用受到限制。如何降低回用水的成本, 則成了回用水推廣的關(guān)鍵。

4. 2 污水資源化與循環(huán)經(jīng)濟的關(guān)系

目前, 國內(nèi)的污水處理主要依賴于污水處理廠, 這些污水處理廠所使用的污水處理技術(shù), 既吸收了國外的經(jīng)驗, 也發(fā)展了自己的技術(shù)。例如, 從國外引進的鼓曝法、A2 /O 法、氧化溝法等, 以及近幾年出現(xiàn)的生物膜法、高壓膜法等, 這些技術(shù)在不同程度上存在著基建造價和運行成本較高、處理效率有待提高等問題。巨額的運行費用, 嚴重制約了污水處理業(yè)的發(fā)展, 這就要求人們采用創(chuàng)新的方法和途徑, 來解決日益增長的污水排放量和污水處理能力之間的矛盾。要想改變污水處理這種步履維艱的窘境, 就必須把污水看作是一種資源引入市場, 把中水作為一種商品, 通過銷售中水來取得維系運行的經(jīng)費, 為經(jīng)營者創(chuàng)造利潤和再發(fā)展的資本。因此, 實現(xiàn)污水資源化, 走循環(huán)經(jīng)濟的道路, 才是改變本國城市污水處理現(xiàn)狀的有力措施。即既要節(jié)約投資、節(jié)省能源、節(jié)省人力物力, 又要能夠獲得最大的生態(tài)環(huán)境效益。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟, 建設(shè)節(jié)約型社會, 科技創(chuàng)新是重要的手段和核心路徑, 采用適宜的技術(shù)和工藝, 推廣使用符合標準的再生水,實施污水資源化, 將污水處理的戰(zhàn)略目標, 由傳統(tǒng)意義上的污水處理、達標排放, 轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕴岣咚�的綜合利用率為核心的水的循環(huán)再用, 是水資源再生利用的重要思路。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

5 結(jié) 論

中國污水再生利用的發(fā)展戰(zhàn)略就其本質(zhì)而言,就是要建立起水資源循環(huán)的新模式。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟是中國實現(xiàn)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。把污水看作是一種資源引入市場, 實現(xiàn)污水資源化, 走循環(huán)經(jīng)濟的道路, 才是改變國內(nèi)城市污水處理現(xiàn)狀的有力措施。污水的處理亟待以新的思路去尋找新的出路, 即既要節(jié)約投資、節(jié)省能源、節(jié)省人力物力, 又要能夠獲得最大的生態(tài)環(huán)境效益。也就是說, 污水處理不能完全依靠老辦法, 要盡可能地再辟蹊徑, 走循環(huán)經(jīng)濟之路。（淮安市淮陰區(qū)環(huán)保局）