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分類:行業(yè)熱點(diǎn) > 污水處理 發(fā)布時間:2018年9月14日 10:42 作者: 來源:IPP評論 作者:孟羽 藍(lán)偉光 文章來源:北極星固廢網(wǎng)
中國在過去幾十年粗放型發(fā)展中,水資源遭受嚴(yán)重污染,水體逐漸喪失納污自凈能力,水中污染物的累積成為重大環(huán)境安全隱患。在生態(tài)文明建設(shè)受到高度重視的大背景下,水污染治理雖得以快速推進(jìn),但主要以修建城鎮(zhèn)污水處理廠來治污,效果并不盡如人意。
根據(jù)《2016年城鄉(xiāng)統(tǒng)計年鑒》顯示,截至2015年底,中國投入運(yùn)營的城鎮(zhèn)污水處理廠(不包括一些工廠按國家要求自行建造的污水處理廠)超過了5000座,日處理能力超過2億噸,污水處理率超過85%(城市93.4%、縣城87.4%),已經(jīng)成為世界上污水處理能力最大的國家。
然而,有評估性研究*指出,城鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)盡管有助于緩解湖泊富營養(yǎng)化問題,湖泊里藻類爆發(fā)的情況仍時有發(fā)生,意味著富營養(yǎng)化問題并沒有得到完全解決,水質(zhì)也還沒有達(dá)到清潔狀態(tài)。此外,幾乎人口集中的城市/鄉(xiāng)鎮(zhèn)都已經(jīng)建了污水處理廠,因此通過擴(kuò)建或新建污水廠來進(jìn)一步控制水污染的空間已非常有限。
*Tong, Y.D. et al. 2017. Decline in Chinese Lake Phosphorus Concentration Accompanied by Shift in Sources since 2006.Nature Geoscience, Vol.10: 507-512.
對此,有部分專家建議,通過進(jìn)一步提高污水廠的排污標(biāo)準(zhǔn)來加強(qiáng)污染控制與治理。但是,這樣真的能更有效地控制水污染嗎?
先看看排污標(biāo)準(zhǔn)是什么。中國的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)分為兩類兩級,兩類是指環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和污染物排放標(biāo)準(zhǔn),兩級是指國家和地方。環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),是指為了保護(hù)人民健康、社會物質(zhì)財富和維持生態(tài)平衡而制定的,規(guī)定環(huán)境要素中所含有害物質(zhì)或因素的最高限額。污染物排放標(biāo)準(zhǔn)則是指為了實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件或環(huán)境特點(diǎn)而制定的,對人為污染源排入環(huán)境的污染物及其濃度或數(shù)量作出的限制性規(guī)定。
對于水污染,以上有關(guān)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的說明需要注意兩點(diǎn)。第一,排污標(biāo)準(zhǔn)需要考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件和環(huán)境特點(diǎn)。中國幅員遼闊,地域差別極大,一方面,影響污染物排放的地理、氣候、人口與產(chǎn)業(yè)等關(guān)鍵因素迥然不同,另一方面,影響污染物治理的自然納污能力和經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件大相徑庭。然而,目前執(zhí)行的包括城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)在內(nèi)的各種排污標(biāo)準(zhǔn)卻是“一刀切式”的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)*,并沒有反映實(shí)際存在的地區(qū)差異。提高排污標(biāo)準(zhǔn),就是更嚴(yán)格化這個統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),也并不會更適合各地區(qū)的實(shí)際情況。
*盡管分為國家和地區(qū)兩級,由于地方標(biāo)準(zhǔn)制定的技術(shù)能力有限,只有北京、上海、江蘇等少數(shù)地區(qū)制定了地方標(biāo)準(zhǔn)。這些少數(shù)地區(qū)的地方標(biāo)準(zhǔn)只能比國家標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格,也說明了國家標(biāo)準(zhǔn)是普遍和基本的標(biāo)準(zhǔn)。
第二,盡管可以將污水處理廠視為污染物傳輸鏈的“末端”,一個潛在的人為污染源,但它并非唯一的污染源,因此,中國也對污染物制造源頭的各產(chǎn)業(yè)行業(yè)制定了相應(yīng)的排污標(biāo)準(zhǔn)*,只是,目前污染控制和治理的焦點(diǎn)仍集中在“末端”,對“前端”污染源的排放控制缺乏足夠重視。源頭沒有得到有效控制和治理,若直接排入環(huán)境,便是直接增加環(huán)境污染,污水廠排污標(biāo)準(zhǔn)的提高對此毫無作用;若排入市政污水管網(wǎng)進(jìn)入城鎮(zhèn)污水處理廠,由于污水廠的處理技術(shù)及指標(biāo)限值主要是針對生活污水的污染物組成而設(shè)計的,提高污水廠的排污標(biāo)準(zhǔn)既不表示現(xiàn)有指標(biāo)體系的根本性改變(增加來自其他污染源的污染物指標(biāo)),也不表示現(xiàn)有處理技術(shù)的根本性改變(除了能有效去除生活污水里的污染物,還能有效去除來自其他污染源的污染物),因此污水廠排污標(biāo)準(zhǔn)的提高仍然不能解決問題。
*如石油煉制工業(yè)物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB31570-2015)、無機(jī)化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB31573-2015)、中藥類制藥工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB21906-2008)、畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18596-2001)等。
綜上所述,污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)本身存在不適合地區(qū)實(shí)際情況的缺陷,而將控制水污染的重點(diǎn)放在污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)的提高是一種“末端治理”的思路,缺乏系統(tǒng)的生態(tài)觀,效果必然有限。既然如此,反其道而行,或許能獲得比較理想的效果。
首先,追蹤溯源,找到污染物的主要來源,從源頭進(jìn)行治理,并逐步實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)、綠色制造。
在城市,水污染主要是生活污水和工業(yè)廢水等點(diǎn)源污染。前面提到,城鎮(zhèn)污水處理廠的污水處理技術(shù)主要是針對生活污水中的污染物而設(shè)計的,對于工業(yè)廢水中的污染物不一定能有效去除,所以應(yīng)嚴(yán)格要求各工業(yè)企業(yè)在將廢水排入市政管網(wǎng)之前做預(yù)處理。這方面可以學(xué)習(xí)新加坡的經(jīng)驗(yàn)。新加坡針對自己產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中重要的石油能源、半導(dǎo)體制造業(yè)、建筑業(yè)等耗水污染型行業(yè),提供了工業(yè)尾水預(yù)處理達(dá)標(biāo)方案,并鼓勵企業(yè)根據(jù)自己的生產(chǎn)流程開發(fā)應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)對尾水進(jìn)行處理和循環(huán)利用,保障了工業(yè)污染物在進(jìn)入市政管網(wǎng)之前被有效去除。這樣的方式不僅能夠減少污水廠的處理壓力,也可以同時實(shí)現(xiàn)節(jié)水節(jié)能等目標(biāo)。
與城市不同,農(nóng)村主要的污染來自種植業(yè)化肥、農(nóng)藥的低效使用和養(yǎng)殖業(yè)抗生素、激素的大量濫用。中國的種植業(yè),化肥和水的使用效率只有20~30%,不但造成水的大量浪費(fèi),大量化肥也因?yàn)闆]有被作物吸收而進(jìn)入環(huán)境,造成水和土壤的污染,并成為湖泊富營養(yǎng)化問題的主要誘因。養(yǎng)殖業(yè)方面,絕大多數(shù)業(yè)主對于抗生素和激素缺乏合理用藥知識,發(fā)現(xiàn)藥效降低后不斷加量、加次,在增加用藥成本的同時導(dǎo)致有害細(xì)菌抗性增強(qiáng)、人體抗藥性降低、生物演化方向改變等問題。針對此類面源污染的控制,可以借鑒以色列經(jīng)驗(yàn),研發(fā)低毒、高效、易降解的化肥,采用效率更高的施肥灌溉方式*,加強(qiáng)抗病菌種的開發(fā)應(yīng)用,加大對農(nóng)民相關(guān)知識的普及,促使他們減少抗生素、激素和農(nóng)藥的使用。
*以色列的滴灌、噴灌等新型灌溉方式,使水的使用效率達(dá)到75%、化肥的使用效率接近90%。
無論是工業(yè)企業(yè)基于生產(chǎn)流程來設(shè)計建造水的預(yù)處理及循環(huán)利用系統(tǒng),還是農(nóng)業(yè)畜牧業(yè)業(yè)主通過施肥灌溉方式的改變來實(shí)現(xiàn)水和化肥的高效利用,都體現(xiàn)了“清潔生產(chǎn)”與“綠色制造”的概念,也就是在保證產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、成本及充分滿足人類需要的前提下,綜合考慮環(huán)境保護(hù)和資源效益的現(xiàn)代化生產(chǎn)制造模式。當(dāng)所有的生產(chǎn)者有意識地將降低能耗、節(jié)約資源、最小化環(huán)境危害等目標(biāo)與策略融入生產(chǎn)流程設(shè)計,就能逐步協(xié)調(diào)優(yōu)化生產(chǎn)活動的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)與生活、生態(tài)的“三生共贏”。
其次,對于污水處理環(huán)節(jié),無論是在“前端”還是“末端”,都應(yīng)遵循因地制宜的原則,按照當(dāng)?shù)氐臈l件和用水的要求來制定適宜有效的污染處理方案和指標(biāo),既要避免處理不足的問題,也要防止處理過度的問題。通過嚴(yán)格監(jiān)測水質(zhì)、采用對水中主要污染物的有效去除技術(shù),可以逐步解決處理不足的問題。
但對于處理過度則需要特別討論一下,因?yàn)樗诂F(xiàn)階段還沒有得到充分的重視。所謂處理過度,也就是因處理水質(zhì)超過現(xiàn)實(shí)需要而產(chǎn)生高昂的經(jīng)濟(jì)和社會成本。舉個簡單的例子,如果一味強(qiáng)調(diào)水質(zhì)的提高而不考慮植物生長的需要,氮、磷、氨氮等對植物有益的營養(yǎng)元素/物質(zhì)就會被大量去除,不僅造成技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi),也不利于恢復(fù)和增強(qiáng)生態(tài)環(huán)境的機(jī)能。其實(shí),只要對植物種類稍加選擇*,即使采用技術(shù)簡單、成本低廉的技術(shù),處理后的水也可以就地利用,通過植物的作用達(dá)到凈化水、促進(jìn)植物生長、節(jié)約新鮮水等多重環(huán)保目標(biāo)。
*例如棉花能吸收利用含鹽量高的水,蘆葦、美人蕉、馬蹄蓮等水生植物都能通過生物作用很好地去除水中的氮、磷、氨氮和固體懸浮物(SS)。
實(shí)際上,一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將生態(tài)凈化與污水處理結(jié)合來制定排污標(biāo)準(zhǔn),于是,我們可以看到同一國家不同地區(qū)有不同的標(biāo)準(zhǔn)(見表1和表2美國兩個州發(fā)放的排污許可證),也能看到一些國家某些與生態(tài)功能相關(guān)的指標(biāo)比中國的標(biāo)準(zhǔn)寬松(見表3)。
表1 美國加州Hyperion污水處理廠許可證里面的污染物限值信息(CA0109991)
表2 美國明尼蘇達(dá)州Bois Forte-Lake Vermillion污水處理塘許可證里面的污染物限值信息(MN0061310)
表3 德國、日本與中國在相關(guān)指標(biāo)上的限值比較(數(shù)值越大越寬松)
中國政府投入了大量資金興建和維護(hù)城鎮(zhèn)污水處理廠,粗略估計,2006—2014年間的總投資達(dá)到人民幣1萬億元。如果單純強(qiáng)調(diào)排污標(biāo)準(zhǔn)的提高而不探討綜合治理之策,極可能導(dǎo)致污水處理成本的增加,給政府和運(yùn)營企業(yè)帶來更多的債務(wù)壓力,卻無助于水污染的進(jìn)一步控制及生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)。這種利用投資和能耗來換取污染物的減少是與低碳循環(huán)、綜合利用等生態(tài)文明的根本要求背道而馳的。
飲用水領(lǐng)域的純凈水也存在處理過度的問題。由于水源污染、自來水生產(chǎn)工藝落后及自來水在管網(wǎng)運(yùn)輸和水箱儲存過程中受到“二次污染”等問題,中國城市居民已經(jīng)普遍意識到自來水的飲用安全問題,并接受了純凈水作為自來水的飲用替代品。但是,幾乎所有的純凈水都是采用反滲透膜法制備而成的,制水過程耗能大、浪費(fèi)自來水、產(chǎn)生大量廢水,經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益都較低。且因?yàn)榉礉B透膜的過濾工藝是將水中溶解的所有物質(zhì),遑論有害還是有益,都完全剔除,所以制成的純凈水中缺乏天然有益礦物質(zhì),長期飲用將給人體健康帶來不利影響*。
*包括WHO和中國第三軍醫(yī)大學(xué)舒為群教授的研究組的研究表明,長期飲用純凈水會增加心腦血管病及腦中風(fēng)的風(fēng)險,可能增加人體對鉛的吸收,尤其影響兒童的身體和智力發(fā)育。
總之,城鎮(zhèn)污水處理廠只是水污染控制和治理系統(tǒng)的一個組成部分,通過提高這個部分的排放標(biāo)準(zhǔn)并不能有效達(dá)到污染控制的目標(biāo)。采取系統(tǒng)的生態(tài)觀,不僅關(guān)注“末端”,更關(guān)注污染的源頭,遵循因地制宜的原則,采用經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)和方案,可望在有效減少并逐步消除水污染的同時,達(dá)成降低污染控制成本、提高水循環(huán)利用效率、節(jié)省資源能源等綜合目標(biāo),將“綠水青山就是金山銀山”的理念落實(shí)到思路與行動中。
本文作者:新加坡亞太水規(guī)劃協(xié)會孟羽博士、廈門大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院水科技與政策研究中心藍(lán)偉光博士
來源:IPP評論 作者:孟羽 藍(lán)偉光
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