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中国污水处理现状分析

点击数:13832015-05-25 来源:泓济环保

1. 我国污水排放情况

  随着我国现代化及工业化的不断推进,废水排放总量不断增长,据统计,从1994年到2013年十年间,我国废水排放总量一直在增加,2013年达695.4亿吨,同比增加1.5%。其中工业废水排放量为209.8亿吨,占总量的30.2%;城镇生活污水排放量485.1亿吨,占总量的69.8%,比上年增加4.8%。

2. 我国污水处理厂建设情况

  随着污水排放量的增加以及我国对水环境质量的不断重视,污水处理厂作为城镇污水净化的主要设施,其数量也在逐年上升。2007年到2012年,我国污水处理厂数量由1258增加到3340,增加了近2倍。2012年我国污水处理能力达日均1.42亿立方米,处理能力仅次于美国,位居世界第二。所有污水厂中,3%为超大规模厂(日均处理量大于30吨),13%为大规模厂(日均处理量为10—30万吨),75%为中等规模厂(日均处理量为1-10万吨),9%为小规模厂(日均处理量小于1万吨)。

图1 中国各区域污水厂数量、处理能力和GDP分布

  超大规模厂和大规模厂主要集中在北上广等大城市。图1是污水处理厂在全国8个区域的数量、处理能力和各区域的GDP分布,可以看出污水厂在全国的分布极不均匀,有着明显的区域特征。大部分污水处理厂和处理能力集中在东部地区尤其是沿海地带,而西部地区污水处理厂和处理能力明显较低。因而污水处理厂数目和处理能力与个区域的GDP呈正相关。图2为中国污水厂所执行的排放标准情况(Resue为回用标准,DB为当地标准)。由图可以看出,58.5%的污水厂执行1级B标准,24.9%的污水厂执行1级A标准,13.22%的污水厂执行2级标准。再生水只占0.9%,因此我国在再生水利用方面还有很大的进步空间。

图2 中国污水厂执行的排放标准情况

3. 污水处理工艺

  图3是不同规模污水处理厂在不同处理工艺下的COD去除率(图中1—13分别表示不同的污水处理工艺。1为预处理,2为传统活性污泥法,3为A²/O,4为A/O,5为氧化沟,6为SBR,7为MBR,8为A/B,9为生物膜法,10为曝气生物滤池,11为生物接触氧化法,12为人工湿地,13为其它)。由图可看出,中等规模厂所应用的工艺类型最为丰富,其原因除中等污水厂的数量最多,还可能由于一些工艺并不适合小规模和大规模的污水处理厂。据2012年中国统计年鉴统计,MBR、人工湿地、SBR和生物膜工艺在超大污水处理厂中并无应用。这4种规模的污水处理厂的平均COD去除率分别为81%、85.5%、87.5%和86.5%,差异不大。

图3 不同规模污水处理厂在不同处理工艺下的COD去除率

  图4(a)为不同处理工艺在污水处理厂的数量和设计处理能力中的分布情况,图4(b)为不同工艺在不同规模污水厂中所占的比例,由图可知,我国污水处理的主要工艺为氧化沟、A²O和SBR。选择这三种工艺的污水厂占总数的72%。其中选择氧化沟的为29.21%,A²O的为25.45%,SBR的为17.19%。对于不同规模的污水厂来说,所选的主要工艺有所侧重,对于中规模厂,氧化沟为主要工艺,对于小规模、大规模厂和超大规模厂,A²O均为主要工艺。

图4 不同污水处理工艺分布情况

4. 未来发展趋势

图5 我国环境污染治理投资、城市排水管道长度和污水处理能力的变化情况

  图5是2007年至2012年,我国环境污染治理投资、城市排水管道长度和污水处理能力的变化情况。由图可知近年来我国的污水处理能力发展迅速,到2012年,污染治理投资达8200亿元,城市排水管道长度达43.9万千米,污水处理能力达日均1.41亿立方米。污水处理工艺与国际标准一致,一般污染物的去除率较高,COD的平均去除率达85%,整体来说污水处理厂的现状较为良好。但依然存在许多急待解决的问题。首先,营养物质的去除效率有待提高,氨氮的去除率目前仅为37%。其次,污水排放标准应更严格具体。在污水回用方面,我国的提高空间很大,低回用现状可能来自于不太严格的排放标准导致污水回用质量不达标。再者,污泥的处理与处置将是未来污水处理厂的关注重点,目前我国污泥处理处置情况存在很多问题,污泥稳定化和无害化程度低,仅不超过四分之一的污水处理厂建有污泥稳定设施,而且大部分并未真正运行。污泥中含有大量的重金属和有机污染物,如不适当处理将给环境带来不可估量的危害,因此污泥的处理与处置将是未来的研究重点。最后,现今的污水处理厂大多运行费用高,而且产生大量的温室气体。

  因而我国的污水处理厂除进一步提高污染物去除效率外,更重要的是转变思路,革新工艺。在进一步去除污染物的同时,降低处理能耗,减少温室气体的排放,国外诸如奥地利、美国、德国等国家已经逐步建立的能源自给自足的污水处理厂,利用污泥厌氧产生的能量,满足了污水厂运行的所有能耗。这不仅解决了污泥的处理问题,同时实现了能源的回收。“概念厂”的提出也是基于这种思想。污水的再生回用是另一发展思路,提高污水回用率将极大的解决缺水问题。但回用标准以及回用方式等问题有待进一步讨论。

本文参考:Current state of sewage treatment in China.


 

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