武汉科技馆水展厅(水处理厂)
污水处理厂是从污染源排出的污(废)水,因含污染物总量或浓度较高,达不到排放标准要求或不符合环境容量要求,从而降低水环境质量和功能目标时,必需经过人工强化处理的场所。一般分为城市集中污水处理厂和各污染源分散污水处理厂,处理后排入水体或城市管道。有时为了回收循环利用的废水资源,需要提高处理后出水水质时则需建设污水回用或循环利用污水处理厂。
水处理厂的处理工艺流程是有各种常用的或特殊的水处理方法优化组合而成的,包括各种物理法、化学法和生物法,要求技术先进,经济合理,费用最省。设计时必须贯彻当前国家的各项建设方针和政策。因此,从处理深度上,污水处理厂可能是一级、二级、三级或深度处理。污水处理厂设计包括各种不同处理的构筑物,附属建筑物,管道的平面和高程设计并进行道路、绿化、管道综合、厂区给排水、污泥处置及处理系统管理自动化等设计,以保证污水处理厂达到处理效果稳定,满足设计要求,运行管理方便,技术先进,投资运行费用省等各种要求。
我国污水处理产业发展进步较晚,新中国成立以来到改革开放前,我国污水处理的需求主要是以工业和国防尖端使用为主。改革开放后,国民经济的快速发展,人民生活水平的显著提高,拉动了污水处理的需求。进入二十世纪九十年代后,我国污水处理产业进入快速发展期,污水处理需求的增速远高于全球水平。
1990年以来,全球污水处理表观消费量以年均6%的速度增长,而九十年代的十年间,我国污水处理表观消费量年均增长率达到17.73%,是世界年均增长率的2.9倍。进入二十一世纪,我国污水处理产业高速增长。2000年-2004年,我国污水处理消费量从188万吨增长到447万吨,增加了2.3倍,年平均增长率在27%以上。其中,2001年,我国污水处理表观消费量达到225万吨,超过美国成为世界第一污水处理消费大国。同时,污水处理进口也大幅度增加。1998年,我国污水处理进口100万吨,由此成为世界上最大的污水处理进口国。2004年与1998年比,污水处理进口增长幅度年均达到27.14%。预计2005年,中国污水处理表观消费量将达到500万吨,进口仍将保持在300万吨左右。
伴随着污水处理市场的快速发展,我国污水处理产量也结束了长期徘徊的局面,实现了高速增长。我国污水处理产量从2000年的46万吨增长到2004年的236万吨,年平均增长率在82.6%,占国内市场需求的比重也由2000年的24.47%提高到2004年的52.80%。而同期,世界污水处理产量则仅以6%左右的速度增长。
从九十年代后期起,我国国有和合资企业通过引进和技术改造,先后建成了一系列污水处理生产线,污水处理工艺技术装备达到国际先进水平,污水处理生产初具规模。污水处理品种结构也发生了积极的变化,污水处理产品质量迅速提高。特别是国内污水处理冷轧板增长迅速,2003年,国内冷轧板产量达到170万吨,首次超过进口量,自给率达到66%;2004年,国内冷轧板产量达到200万吨,自给率达到70%以上。从2004年底到2005年底,国内冷轧污水处理产能将增加约150万吨,基本满足国内市场需求。到2007年,我国将成为污水处理的净出口国。
从总体上看,我国污水处理正在经历由规模小、水平低、品种单一、严重不能满足需求到具有相当规模和水平、品种质量显著提高和初步满足国民经济发展要求的深刻转变,污水处理需求将逐步实现自给。
污水处理工艺分三级:一级处理:物理处理,通过机械处理,如格栅、沉淀或气浮,去除污水中所含的石块、砂石和脂肪、油脂等。二级处理:生物化学处理,污水中的污染物在微生物的作用下被降解和转化为污泥。三级处理:污水的深度处理,它包括营养物的去除和通过加氯、紫外辐射或臭氧技术对污水进行消毒。可能根据处理的目标和水质的不同,有的污水处理过程并不是包含上述所有过程。
污水处理厂址的选定是城市和工业区的总体规划的组成部分。厂址的选择同城市和工业区排水管道的布置、处理后污水出路密切相关,应进行深入的调查研究和技术经济比较,并应考虑以下原则:
1、厂址必须位于给水水源的下游;如果城镇、工业区和生活区位于河流附近,厂址必须在它们的下游,而且要在夏季主风向的下风向,并应同城镇、工业区、生活区以及农村居民点保持一定的距离,但又不宜太远,以免增加管道的长度。
2、厂址应尽可能与处理后出水的主要去向(如灌溉农田)或受纳水体靠近。
3、充分利用地形,选择有适当坡度的地区,以满足污水处理构筑物和设备高程布置的需要,节省能源和动力。
4、尽可能少占和不占农田,并考虑后续建设发展的可能性。
随着国家实施节能减排战略、加快培育发展战略性新兴产业,中国污水处理厂的建设规模和服务范围将进一步扩大。污水处理建设市场和运营市场进入高速发展期,产业整合逐步展开,污水处理市场化改革将进一步推进,中国污水处理投资运营市场具有广阔的市场空间。此外,新型城镇化的推进将为环保产业带来巨大商机,污水处理基础设施建设向中小城市和小城镇倾斜的趋势。
一方面,尽管设定的城市污水处理率已提前完成70%的目标,但县城和建制镇污水处理率依然较低。另一方面,中国农村污染不断扩大,导致流域支流、河网以及地下水的水质持续快速恶化。《国务院办公厅转发环保总局等部门关于加强农村环境保护工作意见的通知》(国办发【2007】63 号)指出,要逐步推进县域污水处理设施的统一规划、统一建设、统一管理。有条件的小城镇和规模较大村庄应建设污水处理设施,城市周边村镇的污水可纳入城市污水收集管网,对居住比较分散、经济条件较差村庄的生活污水,可采取分散式、低成本、易管理的方式进行处理。中小规模的水污染治理项目具备广阔的市场发展前景。
根据《国务院办公厅关于印发“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划的通知》,“十二五”期间,中国新增城镇污水处理能力投资1040亿元,占总投资4300亿元的24.2%。中经未来产业研究中心预计到2015年,中国城镇污水处理市场规模789亿元。
根据国家环保部环境规划院、国家信息中心预测,在处理水平正常提高的情况下,中国“十二五”和“十三五”期间的污水处理投入(含治理投资和运行费用)将分别达到10583亿元和13922亿元;而在既定控制目标下,“十二五”和“十三五”期间中国污水处理投入将分别达到12781亿元和15603亿元。
【编辑:刘思】