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清水保障
  2015-03-13 15:20  
引言

虽然在控制城乡污染源(包括工业)方面取得了一定成绩,但仍有大量的污染源没有得到控制。几十年来,随着人口增长和工业发展,黄淮海流域几乎所有的河流都存在水质下降现象。本章回顾了现阶段的污染防治工作,拟定了提高现行国策执行效果的行动计划,以实现保质保量为各大兴利用户供水的预定目标。现有及拟用废水处理与回用(见第八章)方法详见图4.3。

黄淮海流域的水污染控制现状

中国的水污染源: 黄淮海流域的生活与工业水污染控制也象其它地方一样,是一个复杂的过程,取决于城乡生活和工业废水以及固体废弃物处理设施。

城市生活废水处理(粪水和厨房废水)一般通过城市污水系统完成,包括污水回收系统、截流/泵站、处理厂以及处理废水和发酵污泥排放设施,把住户/楼房与系统连成一片。没有与系统相连的住户/楼房则利用化粪池等现场单个处理设施进行处理,最后通过坑道排入地下。

城市垃圾通过城市垃圾回收处理系统进行处理。未回收垃圾通常被地表径流冲进排水渠,然后进入河道。流域水质评价往往忽略垃圾的作用,而这种作用可能非常明显。

城市化地区的工业企业可以利用现场处理系统进行生活和工业废水处理,处理后的废水排入城市污水系统。同样,他们也可以对本单位的固体废弃物进行处理,或者运到市里进行处理/处置。

村镇往往没有公共污水系统,所以废水和垃圾处理一般由各家各户自己解决。

生活污水中所含的主要污染物(以BOD或COD计)为生物可降解物,通过城市废水处理厂进行处理后基本上能除掉BOD以及沉降固体物和悬浮物(石油类、油脂、悬浮颗粒物)。

工业废水不但含有可降解有机物,还可能含有城市废水处理厂回收/处理不了的物质,包括有毒物、易爆物和腐蚀物。在向环境或城市污水排污之前,工业企业应该通过厂内处理除掉这些物质。

由于规模经济效应,工业企业向城市污水系统排污(不含有害物质),由城市废水处理厂除掉可降解有机物,大大节省双方投入,是对城市和企业都有利的一件好事,尤其是在工业废水含有大量可降解有机物的时候。

为了便于城市受纳工业废水,符合城市和企业的双重利益,必须建立许可证制度,要求企业在向城市污水系统排污(或直接向环境排污)之前先除掉有害物质,进行有效监测,加强排污管理,并支付排污费。

城市污水系统的建设运行往往需要有大笔投资,市里一般不太重视没有与系统接通的住户/楼房,他们采用的现场设施往往不能正常发挥作用,导致污水排入排水系统,往往足以抵销城市废水处理厂可能取得的水污染改善效果。因此,完善的城市污水系统必须有适当的现场设施管理(在美国,这项工作由地方卫生部门负责)。

黄淮海流域现状: 黄淮海流域工程和非工程措施的效果实施较差,所有发展中国家基本上都是这种情况。城市污水系统往往只收集城市污水,城市污水处理厂通常只搞一级处理(除掉沉积物和悬浮物),除掉1/3的BOD/COD。很多地方的工业废水没有完全得到控制,许多乡镇严重缺乏废水处理基建投资。1997年,城市污水设施投资只占国内生产总值的0.22%。海河流域共有49个废水处理厂,日处理能力22.01亿升/天,处理废水约占48%;而淮河流域的日处理能力在4.74亿升/天,处理废水约占13%。

目前,造纸业是最大的COD污染源。其它主要行业包括食品、制药、化工和制革。多数企业,尤其是国有企业,采用的都是落后生产工艺,鲜有清洁生产工艺,缺乏有效的管端废水处理设施。此外,由于资金不足,管理部门(国家环保局、地方环保局)把工作重点放在大企业上(日排污量在100m³/天以上),不重视成千上万的小企业(乡镇企业和农村养殖场,排污量较小,但总排污量很大,有时占了大企业的一半)。

中国的水污染防治法规以及标准(环境和排污标准)好象是照搬西方国家的成例,没有认识到中国的标准与做法必须符合发展中国家的实际和财力,比如黄淮海流域。尤其是要解决以下几个问题:

  • 现行国家法律/法规的监督和执行不力,包括工业及其它排污许可证制度执行不力,所以对生活污水缺乏有效的监测/控制。其主要原因是负责具体工作的各省和地方环保局资金/人手不够。西方国家(如美国)的经验证明,一个国家法制如果缺乏有效的监督/执行,无论其内容上多么完善,都是没有多大意义的。加州有句老话,"没有有效的监测/执行,就没人老老实实地遵守"。这里要指出的是,尽管有效的监测/执行在工业化国家已经走上了正轨,因为这是污染控制的主要内容,但迄今为止还没有哪个发展中国家建立并执行过有效的环境污染控制监督/执行机制。中国现在应该正视这个问题。

  • 正如大多数发展中国家一样,国家环保局颁布的排污标准似乎多多少少都照搬了发达工业国家的成例,所以与大部分地区的实际情况严重不符。只要标准合理,是可以较好地用于排污单位的,否则会产生副作用,没人会遵守。同样,现行河水水质分类环境标准体系似乎也不合适,应该根据中国的水污染治理实际加以修改。

  • 水利部和国家环保局的水质监测工作缺乏协调配合,造成数据收集的严重差距和浪费。

黄淮海流域的河水污染(以及浅层地下水)已经到了无法承受的地步,而且随着人口增长和工业发展,情况只会更糟。要达到预定的水利治理目标,就必须要有大的动作,其中包括工程措施、非工程措施和体制改革等。

行动计划的重点

污染防治设施建设是拟用行动计划的一项内容。但正如上面所说,污染并不是黄淮海流域面临的唯一问题。随着污染程度的提高,可供利用的水资源会越来越少,供水公司不得不远离城镇周围排污点的地方寻找干净一点的取水点。另外,几十年来依靠地下水补充日趋减少的可供地表水量的现象越来越严重。灌溉和城市取水点上游的城市污染严重,给下游居民造成了严重的公共卫生影响。因此,污染是与缺水和地下水位下降是分不开的。为了在最短的时间用最少的投资发挥污染防治措施的最大效益,必须承认这种联系,并列出环境问题比较突出(不光是污染问题)的重点城市清单。

水污染治理决策支持系统中列了一个COD和有毒污染比较严重的城市清单,然后选出排污量最大的城市,进一步确定重中之重。行动计划的重点主要是根据各城市在以下几方面的得分来确定的:(i)公共卫生、(ii)环境、(iii)可持续水资源利用,其中以公共卫生为重中之重。防治重点及其权重详见表7.1,重点城市详见表7.2。

表7.1 重点城市/地区选择标准

问题

重点

权重

环境/公共卫生

有毒污染物排放量最大的城市

10

环境/公共卫生

COD浓度最高的城市

7

公共卫生

位于取水点上游的城市

6

资源/公共卫生

缺水程度最高的城市

5

公共卫生

灌溉取水点上游的城市

4

资源/环境

持续开采地下水最多的城市

4

资源/环境

人工补给潜力最大的城市

3

表7.2 海、淮河流域重点城市一览表

海河流域

北京 唐山 张家口 长治 承德 忻州 安阳 石家庄 信阳 天津
焦作 邯郸 大同 邢台 保定 濮阳 滨州 沧州 德州 阳泉
秦皇岛 聊城 朔州 衡水 鹤壁 廊坊 济南      
淮河流域 济南 临沂 驻马店 蒴州 徐州 菏泽 平顶山 蚌埠 开封 商丘
淮阴 阜阳 连云港 阳城 郑州 淄博 周口 枣庄 台州 阳城
六安 许昌 漯河 信阳 淮安 泰安 淮南 淮北 宿县 日照
  南阳 青岛              

进一步减少排污量的预案

城市污染防治工程措施:   减少工业排污量的工程措施有:(a)工业废水处理、(b)清洁生产技术、(c)处理废水回用。

行动计划考虑了减少海河、淮河流域排污量的多种预案,分别称为1、2、3号方案。

在加快2、3好方案进程的条件下,工业废水处理厂的利用会有所改善,处理水平也应该能实现水质的明显改善。水污染防治决策支持系统的输入数据表明,淮河流域2010和2020年的处理水平分别达到80%和95%,海河流域达到90%和100%。通过2、3号方案减少城市工业排污量后,海、淮河2010和2020年的废水处理水平分别达到90%和80%,与2000年排污量相仿。同样,通过提倡清洁生产工艺,2、3好方案应该能加速废水强度的下降,2010年和2020年分别下降30%和20%。

预计水平年的工艺废水回用率将从2010年的5%提高到2020年的10%,2号方案2010年提高到20%,3号方案2020年提高到50%。

一类城市污水处理在2010年应该达到二级处理,2020年达到全面处理,而二类城市应该同期开展一、二级处理。要推广城市生活废水的回用。一类城市2010年和2020年的回用率要分别达到20%和35%,二类城市达到15%和30%(详见表7.1)。同时,农村地区也有少量废水回用,只要有一定的机构和设施建设,达到10%的回用率还是可行的。

总的要求是各流域2020年达到15%的废水回用率。

以上各项条件的重点是可降解有机物,但这部分污染物只占整个水污染控制问题的一半。另一半涉及工业企业在向环境或城市污水系统排污前必须除掉的有毒物控制,以防严重危及公共卫生和水生生态。根据2、3号方案,2020年有毒物浓度约下降50%。

农村工业污染防治工程措施:  海、淮河流域乡村企业占排污总量的比重继续上升,预计2020年分别占18%和22%。根据3号方案,2020年该比例应该下降60%左右。通过实施管端处理计划,并结合采取清洁生产工艺,2010年和2020年造纸业废水的比重将在原有强度的基础上分别下降20%和12%,同期其它行业生产废水的比重分别下降45%和30%。

图 7.1: 城市生活污水处理行动计划

乡镇污染防治非工程措施: 3号方案拟通过城市低收入社区的专用发展计划改进农村住户/房屋的现场粪水处理设施,以大大改善现场设施的运行,避免粪水进入排水系统。

前面说过,农村养殖场排放大量的可降解有机物,过去对这个问题一直没有予以重视,但今后将通过以下办法加以解决:基本上在所有的养殖场都设有简单的沉淀池,大幅减少直接排入河道的COD排放量。通过这个简单的技术,COD降幅可达80~90%。继续实施社区发展计划,改进设计和运行,推广技术应用,2020年COD降幅可达90%。水平年山东和河南为养殖业COD的最大排污省,所以第一项措施只在两省实施。

海、淮河流域预测污染程度:   按3号方案,2020年淮河流域的COD排放总量约从2000年的690万m³减到190万m³以下,海河流域约从2000年的520万m³减到120万m³。下面对城市污水系统的拟用行动计划还有更详尽的介绍,其中包括排入城市污水处理厂的生活污水与工业企业排放的可降解COD联合处理,以形成规模经济(详见图7.2、7.3和7.4)。

图7.2: 海河与淮河流域实施不同行动方案COD荷载变化

实施上述拟用行动计划后,预计环境水质应该普遍从V+类(COD浓度>25mg/升)或V类提高到IV类(20mg/升)或Ⅲ类(15mg/升)。此外,通过增加流量,减少排污量,进入渤海和黄海的排污量将会出现大幅减少。本次研究预测结果表明,2000年海河流域的排污总量将从目前的982000吨/年降到220000吨/年,淮河流域从2000年的814000吨/年降到347000吨/年。

非工程措施:   关于污染防治行动计划中非工程措施的主要建议如下:(a)用重量标准代替浓度标准;(b)研究环境标准;(c)研究排污标准;(d)根据化验分析标准修改监测计划;(e)尽快着手重量管理系统的应用;(f)把环境影响评价的工作重点放在工业污染上,而对其它许多污染源(比如乡镇企业、小型养殖场)的规划工作作得很少,所以要对其它已知污染源进行环境影响评价程序;(g)编写适合于发展中国家的乡镇企业规划、设计、运营和监测手册;(h)加强地方环保局的许可证发证制度,提高透明度;(i)研究排污费收费制度,比如说收费标准每年提高5~10%,保证排污企业依法缴纳。

工程措施实施投资:   对行动计划的实施投资进行了计算,其中包括(a)城市工业(分造纸业和其它行业)、(b)城市生活、(c)农村工业(乡镇企业)、(d)农村养殖、(e)农村生活。同时,对城市部分(即城市工业和城市生活)行动计划的实施投资也分一、二类城市进行了计算。海河流域总投资为1190亿元,淮河流域为1490亿元见表11.1)。

图 7.3: 海河流域主要污染源 COD 荷载 (1,000 吨/年)

 

方案1:城市工业和生活污染状况保持不变,农村工业稍有处理及清洁生产,农村生活重复用水比率0.1,化粪池处理后COD浓度达到180毫克/升,畜牧养殖COD无处理,所有有关牲畜数据来源源于IWHR,不包括家禽数据,这与水需求数据保持一致(下同);

方案2:城市工业和生活污水经处理厂处理并考虑清洁生产,农村工业实行废水处理及清洁生产,农村生活重复用水比率0.1,化粪池处理后COD浓度达到80毫克/升,河北、北京、山东牲畜COD入河量减少50%;

方案3:城市工业和生活污水经处理厂处理,清洁生产并重复利用,农村工业实行废水处理及清洁生产,农村生活重复用水比率0.1,化粪池处理后COD浓度达到80毫克/升,流域内所有省市牲畜COD入河量于2010年减少75%,2020年减少90%。

图 7.4: 淮河流域主要污染源 COD 荷载 (1,000 吨/年)

方案1:城市工业和生活污染状况保持不变,农村工业稍有处理及清洁生产,农村生活重复用水比率0.1,化粪池处理后COD浓度达到180毫克/升,畜牧养殖COD无处理,所有有关牲畜数据来源源于IWHR,不包括家禽数据,这与水需求数据保持一致(下同);

方案2:城市工业和生活污水经处理厂处理并考虑清洁生产,农村工业实行废水处理及清洁生产,农村生活重复用水比率0.1,化粪池处理后COD浓度达到80毫克/升,河北、北京、山东牲畜COD入河量减少50%;

方案3:城市工业和生活污水经处理厂处理,清洁生产并重复利用,农村工业实行废水处理及清洁生产,农村生活重复用水比率0.1,化粪池处理后COD浓度达到80毫克/升,流域内所有省市牲畜COD入河量于2010年减少75%,2020年减少90%。

图 7.5 海河流域重点城市COD荷载 (1000 吨/年)
方案1(基本情景)及方案3(污水处理厂+废水回用+清洁生产)

 

图 3.6 海河流域重点城市COD荷载 (1000 吨/年)
方案1(基本情景)及方案3(污水处理厂+废水回用+清洁生产)


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