王洪臣
在6月19日下午由中國(guó)水網(wǎng)和清華大學(xué)環(huán)境系主辦的2008水業(yè)高級(jí)技術(shù)論壇上,北京城市排水集團(tuán)總工程師王洪臣以《對(duì)中國(guó)污水處理及再生問(wèn)題的戰(zhàn)略性思考及未來(lái)可行的技術(shù)路線選擇》為題發(fā)言,他在發(fā)言中認(rèn)為,污水處理達(dá)到一級(jí)A出水標(biāo)準(zhǔn)之后,水質(zhì)仍然比較差,一級(jí)A的出水仍然不能滿足環(huán)境的需要。另外,從水量的平衡來(lái)看,我國(guó)需要對(duì)1000億噸的污水進(jìn)行深度處理,繼續(xù)回用。以下根據(jù)其發(fā)言內(nèi)容整理,未經(jīng)本人審核。
我跟大家討論的題目是對(duì)中國(guó)污水處理及再生問(wèn)題的戰(zhàn)略性思考及未來(lái)可行的技術(shù)路線。分兩個(gè)方面:一、從水質(zhì)和水量?jī)蓚€(gè)方面的分析,來(lái)探討我們國(guó)家未來(lái)的污水處理及再生的趨勢(shì)是什么。二、基于我們的討論探討未來(lái)的發(fā)展方向,以及可行的技術(shù)路線。
先從第一個(gè)方面談起。
我們先說(shuō)為什么要提這個(gè)問(wèn)題。先簡(jiǎn)單總結(jié)一下,近十五、六年來(lái),我們國(guó)家污水處理領(lǐng)域里面,比較關(guān)鍵的幾個(gè)發(fā)展的環(huán)節(jié)。
首先,在二十幾年以前,主要的精力用于建設(shè)排水管網(wǎng),排水管網(wǎng)建設(shè)成功之后,基本上能夠解決很多公共衛(wèi)生的問(wèn)題。緊接著一些地區(qū)建設(shè)了一批一級(jí)處理廠,一級(jí)處理廠本質(zhì)的功能主要就是清除淤泥;80年代中期之后,很多地區(qū)開(kāi)始了以活性污泥工藝為主的二級(jí)處理設(shè)施的全面建設(shè),二級(jí)處理的作用可以治理黑臭;90年代中期之后,應(yīng)該說(shuō)我們國(guó)家從科研、研究、設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng),比較大規(guī)模得進(jìn)入到污水處理的脫氮除磷的階段。具體從脫氮除磷來(lái)看,隨著對(duì)系統(tǒng)的要求,也有幾個(gè)系統(tǒng)的方面。第一個(gè)是以96年的標(biāo)準(zhǔn)為標(biāo)志,明確提出來(lái)污水處理廠要升級(jí),緊接著2002年的標(biāo)準(zhǔn),也就是GB 18918的2002標(biāo)準(zhǔn),明確提出來(lái)一級(jí)A和一級(jí)B,這時(shí)候明確了氨氮、磷都要做去除的工作。在三四年以前,2002標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始發(fā)布之后,絕大部分新建的污水處理廠普遍執(zhí)行的是一級(jí)B。在2006年,當(dāng)時(shí)的國(guó)家環(huán)保總局對(duì)2002年的標(biāo)準(zhǔn)(GB 18918-2002)發(fā)布了一個(gè)修改,里面有一句很關(guān)鍵的話:城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入國(guó)家和省確定的重點(diǎn)流域及湖泊、水庫(kù)等封閉、半封閉水域時(shí),執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的A標(biāo)準(zhǔn)。
通過(guò)這幾個(gè)歷史階段簡(jiǎn)單提出幾個(gè)問(wèn)題來(lái):現(xiàn)在的目標(biāo),我們有一個(gè)基本的共識(shí),就是污水處理率應(yīng)該達(dá)到百分之百,雖然很難達(dá)到絕對(duì)的百分之百,但是我們規(guī)劃、建設(shè)都在照百分之百的處理去做。出水的水質(zhì)目前最高標(biāo)準(zhǔn)是執(zhí)行2002標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)A。同時(shí),在缺水地區(qū)的出水,部分再生利用,開(kāi)始執(zhí)行市政雜用或景觀環(huán)境用水標(biāo)準(zhǔn)。
現(xiàn)在簡(jiǎn)單分析一下,我們的城市污水處理從脫氮除磷再迅速到一級(jí)A,我們能不能滿足現(xiàn)實(shí)的需要。達(dá)到一級(jí)A之后,是不是就是污水處理以及再生水行業(yè)工作者,最終要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。回答這個(gè)問(wèn)題,做一些討論,對(duì)于我們?cè)O(shè)施、設(shè)備的規(guī)劃、建設(shè),以及政府的監(jiān)管,它的客觀意義都是比較大的。
首先,基于水質(zhì)的分析來(lái)看,達(dá)到一級(jí)A出水標(biāo)準(zhǔn)之后,水質(zhì)仍然比較差,一級(jí)A的出水仍然不能滿足環(huán)境的需要。
第一個(gè)問(wèn)題,到了一級(jí)A之后,COD仍然是50毫克/升,COD(50)中仍有大量污染物進(jìn)入環(huán)境,且多為污染強(qiáng)度大的難降解物質(zhì),對(duì)下游水源可造成本質(zhì)影響,對(duì)環(huán)境潛在的污染和影響還是比較大。再一個(gè),從封閉半封閉的水體來(lái)看,我們一級(jí)A的標(biāo)準(zhǔn),總氮仍然是15,磷是0.5,這么高的氮和磷造成景觀水體的富營(yíng)養(yǎng)化。再一個(gè),從再生水來(lái)看,我們景觀環(huán)境用水也好,市政雜用水也好,普遍的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)比較低。另外,氨氮(5)等物質(zhì)影響工業(yè)冷卻使用。再一個(gè),從色度(30)、臭味、濁度等感官指標(biāo)來(lái)看,我們?cè)偕乃|(zhì)也不能滿足實(shí)際的需要。即便是經(jīng)超濾膜過(guò)濾后的水質(zhì)色度仍然在30左右,30左右的色度,稍微一停留,一注意,認(rèn)真一看,那么不能滿足再生水的需要。所以,第一點(diǎn)從基于水質(zhì)的要求來(lái)看,我們即便達(dá)到了一級(jí)A仍然還有許多工作要做。
從水量的分析來(lái)看,我們覺(jué)得問(wèn)題還要大。先簡(jiǎn)單回顧幾個(gè)數(shù):第一個(gè)是中國(guó)的水資源總量25000億立方米,和美國(guó)基本接近,排世界的第六位。從云氣資源的一般規(guī)律來(lái)看,如果沒(méi)有大的變化,這個(gè)數(shù)不會(huì)有太大的變化。但是,我們?nèi)司Y源不到2000立方米,世界第121位。中國(guó)可用水資源總量為8000—9500億立方米,由于氣候變暖的影響,極端降雨天氣明顯增加、可利用水資源在減少。2006年全國(guó)用水總量是5795億噸,世界第一,利用率已達(dá)到70%。所以,咱們國(guó)家來(lái)水雖多,存下的卻在減少,人多、業(yè)大、用量大、且越來(lái)越大。
從未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)看,據(jù)中國(guó)工程院一個(gè)院士牽頭的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)2025年中國(guó)人口將達(dá)到16億,用水量將達(dá)到800億噸,接近所有可用水資源。從糧食的安全水平看,養(yǎng)活16億人口至少有7億噸糧食。如果照現(xiàn)在的灌溉效率來(lái)看,要生產(chǎn)出7億噸糧食,如果灌溉效益不提高,需要增加2000億方的農(nóng)業(yè)灌溉用水,這個(gè)水顯然是沒(méi)有,需要投入2萬(wàn)億提高灌溉效率,保證糧食安全。這2萬(wàn)億如果放到我們的污水處理里,放到再生水中,咱們提出了一個(gè)關(guān)鍵性的戰(zhàn)略措施,在全國(guó)進(jìn)行節(jié)水型社會(huì)的建立,還要對(duì)每個(gè)城市進(jìn)行認(rèn)證。
再望下看,當(dāng)用水量接近可用水量的時(shí)候,為了生存會(huì)毫不猶豫把所有的水取過(guò)來(lái)用了,這樣回避不了的后果就是生態(tài)環(huán)境用水量將為零。事實(shí)上分析這個(gè)情況,基于全國(guó)的數(shù)據(jù)來(lái)分析看,華北地區(qū)、西北地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)這種情況,繼續(xù)往南看,往北看,處于這種狀態(tài)的城市越來(lái)越多。
剛才從水質(zhì)來(lái)看,從水量來(lái)看,我們分析,我們現(xiàn)在的一級(jí)A仍然不能滿足需要。我們從水量的平衡來(lái)看,需要1000億噸的污水進(jìn)行深度的處理,繼續(xù)回用。
基于這兩點(diǎn)分析,我們就先提出需求。關(guān)于水污染的順口溜比較多,一個(gè)通常的說(shuō)“50年代淘米洗菜,60年代洗衣灌溉,70年代水質(zhì)變壞,80年代魚(yú)蝦絕代,90年代人畜受害。”比如滇池的一些資料。50年代的時(shí)候,滇池的水是比較好的,水質(zhì)達(dá)到了地表水二類(lèi)標(biāo)準(zhǔn),到了70年代,仍然處于地表水的三代,80年代開(kāi)始污染,90年代惡化。我們經(jīng)常想起一句話,“一條大河波浪寬,風(fēng)吹稻花香兩岸”,現(xiàn)在照這句話找那個(gè)河,沒(méi)了。
所以,我們現(xiàn)在的需求首先來(lái)說(shuō)是需不需要回到五六十年代的水質(zhì),可能我們不僅需要那個(gè)時(shí)候的水質(zhì),也需要那個(gè)時(shí)候的水量。首先,我們的需求開(kāi)始有了。如果有,很簡(jiǎn)單,我們應(yīng)該毫不猶豫地把上千億噸水做徹底深度的處理。就我個(gè)人的實(shí)踐來(lái)看,至少?gòu)默F(xiàn)在的需求來(lái)看,處理的深度,主要的水質(zhì)指標(biāo)應(yīng)該是COD20—25,COD從40、50降到25,包含了去除了很多很多的對(duì)于未來(lái)生態(tài)污染很大的污染物。從滿足需求來(lái)看,氨氮應(yīng)該是1,總磷不應(yīng)該是現(xiàn)在的1.5,還需要低,從總氮來(lái)看是5,色度即便是再生水都是在30左右,真正細(xì)看比較好的水,色度應(yīng)該在10,濁度以及衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)應(yīng)該是要求比較嚴(yán)。
我們的污水處理工作者完成了這個(gè)任務(wù)之后,無(wú)論從水質(zhì)和水量將從根本上扭轉(zhuǎn)中國(guó)的水環(huán)境惡化的局面,緩解水資源緊缺的矛盾。也就是說(shuō),我們這個(gè)行業(yè)對(duì)實(shí)現(xiàn)我們國(guó)家可持續(xù)發(fā)展做出的貢獻(xiàn)是巨大的。把上千億噸污水完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì),初步測(cè)算在6000億人民幣左右。北京年污水量達(dá)到了10億噸,我們測(cè)算一下把這10億噸處理完大概需要投資40到50億。
全國(guó)是這樣一個(gè)情況,那么對(duì)對(duì)海河、黃河、淮河、遼河,西北諸河流域以及其他高度缺水地區(qū),進(jìn)行簡(jiǎn)單水資源平衡,會(huì)發(fā)現(xiàn),規(guī)劃的時(shí)候不應(yīng)該是簡(jiǎn)單的一級(jí)A,應(yīng)當(dāng)全面地提高。這應(yīng)該是這些地區(qū)現(xiàn)在的污水處理及再生的目標(biāo)。
如果把這一千億噸污水處理到剛才的水質(zhì),有哪些技術(shù)需要做?現(xiàn)在簡(jiǎn)單的討論一下技術(shù)路線。
現(xiàn)在正在爭(zhēng)論的熱點(diǎn)就是用生態(tài)處理,尤其是污水處理廠處理完了以后,是用生態(tài)處理方法,還是繼續(xù)上臭氧,上曝氣生物濾池?用更深入的方法?目前對(duì)這個(gè)問(wèn)題爭(zhēng)論比較大。從污染的角度看,這個(gè)問(wèn)題回答起來(lái)比較好,以濕地和穩(wěn)定塘為代表的生態(tài)處理工藝,本質(zhì)上是讓部分污染物進(jìn)入了環(huán)境,“地”和“塘” 都是環(huán)境,尾水中的污染物恰好是高污染強(qiáng)度的難降解物質(zhì)。而人工處理工藝是以“池”或“器”為代表,證明在人工的狀態(tài)下做,不會(huì)讓污染物進(jìn)入到環(huán)境之中。所以說(shuō),個(gè)人的觀點(diǎn),對(duì)于現(xiàn)在污染物種類(lèi)越來(lái)越多,污染強(qiáng)度越來(lái)越大的強(qiáng)度下,不適合占大量的土地搞生態(tài)處理。這是技術(shù)路線的第一個(gè)方面。
技術(shù)路線的第二個(gè)方面,水質(zhì)指標(biāo)要加到一起,現(xiàn)在有規(guī)定的可能達(dá)到300多項(xiàng)。這300多項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)抓重點(diǎn)是很關(guān)鍵的,我們覺(jué)得大概可以分成六個(gè)方面:一是感官指標(biāo);二是有機(jī)污染指標(biāo);三是無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)指標(biāo);四類(lèi)是生物安全性指標(biāo);五類(lèi)是生態(tài)安全性指標(biāo);六是特殊用途指標(biāo)。這些指標(biāo)相互關(guān)聯(lián)比較多,有的處理設(shè)施在建設(shè)的過(guò)程當(dāng)中,把90%的投資和精力都用到去提高脫氮除磷上,現(xiàn)在需要討論一個(gè),所有這些指標(biāo)之中,重中之重,排在絕對(duì)第一位的仍然是COD。我們細(xì)看,如果濁度和色度比較高,仍然是COD指標(biāo)比較高,如果我們生物安全有問(wèn)題,其它也是跟COD高度相關(guān)的,我們很多生態(tài)安全性指標(biāo),都會(huì)跟COD有關(guān)。雖然國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)全面去做,但是在選擇的時(shí)候,應(yīng)該高度重視COD。其實(shí)在一級(jí)A的達(dá)標(biāo)過(guò)程當(dāng)中,我們一般的工藝技術(shù)路線使COD低于50毫克/升是一項(xiàng)很簡(jiǎn)單的事情,但是COD低于50毫克/升,通過(guò)分析,很多的生態(tài)安全指標(biāo),很多其它的污染指標(biāo)仍然大量存在。
再望下說(shuō),可行的技術(shù)。現(xiàn)在面臨的新任務(wù)來(lái)看,我們永遠(yuǎn)不能忘記用了上百年的活性污泥,以活性污泥為核心的技術(shù),仍然承擔(dān)著90%以上的污染物去除,包括重金屬在內(nèi),這是一項(xiàng)基礎(chǔ)的工作。在這個(gè)工作之上,我們?cè)龠M(jìn)行強(qiáng)化污水處理,并且采取有效的措施進(jìn)行精細(xì)處理,從而大幅度提高水質(zhì)。
技術(shù)路線的第二部分,是可行的深度處理技術(shù)。現(xiàn)在各種各樣的深度處理技術(shù)比較多,我們從時(shí)間來(lái)看,滿足高水質(zhì)來(lái)看,用砂濾仍然是一個(gè)很好的選擇,微濾、超濾也行。為什么高度宣揚(yáng)臭氧技術(shù)?它能最有效的降低COD,從而解決消毒、氧化、除臭一系列的問(wèn)題。臭氧配合后面的生物處理,可使水質(zhì)有很大提高,包括生物安全性等,那么,臭氧技術(shù)的成熟度也已經(jīng)是非常高了。
最后一點(diǎn),前面的污水處理過(guò)程需要做強(qiáng)化的工作,后面的深度處理需要做技術(shù)的優(yōu)化、選擇,但是最終我們總的一個(gè)想法,有些工藝、技術(shù),把兩個(gè)任務(wù),一個(gè)粗,一個(gè)精合到一個(gè)單元去做,恐怕不是最優(yōu)的選擇,所以我們還是建議一定要分成粗和細(xì)兩個(gè)階段去做。
為了深度處理,我們北排研發(fā)中心投資做了很多的工作。北京市看,我們做了一個(gè)規(guī)劃,想在明年開(kāi)工,初步的計(jì)劃未來(lái)幾年把所有的污水主要指標(biāo)達(dá)到四類(lèi),通過(guò)達(dá)到四類(lèi),我們希望我們的污水處理行業(yè)把大江大河變清。
謝謝!
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