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水处理生物学论文

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水处理生物学论文

水处理生物学论文范文第1篇

随着我国经济水平的提高及工业的大规模发展,水环境污染也越来越严重,地表水及地下水出现了许多新增污染物,给人们身体健康产生严重危害。为了遏止水环境继续恶化,一些新技术、新工艺应运而生。在给排水科学与工程专业课程体系中,《水处理新技术》正是这样一门重要专业课[1],它强调污水处理的“新技术”、“新工艺”,具有较强的工程实践性,兼具一定的理论知识。该课程涉及范围广泛,内容较多,但课程学时较短,如何在短时间内培养学生工程实践能力,是广大教学工作者面临的一个共同难题。笔者尝试通过案例教学法让学生更好地掌握课程知识,培养学生分析问题与解决问题的能力,并在此与广大同行探讨案例教学法设计的要点。

1 案例应注重理论与实践紧密结合

理论知识是工程实践的基础,在2012年教育部《高等教育本科专业》中将“给水排水工程”专业更名为“给排水科学与工程”专业[2],名称的更换标志着科学理论基础在专业人才培养的重要性。因此在《水处理新技术》课程教学的案例选用上,需要理论与工程实践并重,同时与教材紧密结合,通过案例来启发学生思考,并建立理论和实践的联系。

在生物脱氮新技术单元,以短程硝化-反硝化工艺(SHARON)工艺为案例进行介绍。传统硝化过程是指氨氮(NH4+)先氧化成亚硝氮(NO2-),再被氧化成硝态氮(NO3-),两个步骤分别由氨氧化细菌(AOB)和亚硝化氧化细菌(NOB)催化完成(式1和式2)。

NH4+ + 1.5O2――NO2- + H2O + 2H+ (1)

NO2- + 0.5O2――NO3- (2)

这两个过程是独立的,且亚硝酸还原菌能够以NO2-为底物进行反硝化反应(式3),而不是传统观念认为只能以NO3-为底物进行反硝化反应(式4)。

在案例教学中通过介绍短程硝化-反硝化的微生物学理论知识,使学生更容易理解SHARON工艺的运行方式与特点。综合比较化学反应式1和2,理论上氧气(O2)可以节省25%,对应工艺过程中可以节省曝气量25%;综合比较化学反应式3和4,甲醇(CH3OH)可以减少40%,对应SHARON工艺反硝化过程中可以节省外加碳源40%。这样从理论和工艺两方面进行案例分析,加深学生对SHARON工艺的理解,并增加其对生物脱氮新技术的认识。

2 案例需具有新颖性和典型性

与文献相比,教材往往具有一定的滞后性。在《水处理新技术》教材中介绍的新技术、新工艺,它们的特点与应用范围可能会随着实际工艺研发而发生一些变化。为了及时掌握这些变化,需要阅读最新文献。案例选用上也要紧跟水处理新技术的发展,及时补充新知识,才能避免学生走出校园后出现知识与实际情况脱节的问题。

在厌氧生物处理技术中,以厌氧颗粒污泥为案例,介绍最新的分子生物学技术――荧光原位杂交技术(FISH)在厌氧颗粒污泥菌群检测中的应用,讲解其在厌氧颗粒污泥形态特征检测中的应用,并介绍厌氧颗粒污泥形成的机理。通过这些讲解,让学生了解厌氧生物处理技术的最新发展成果与研究技术。

另外,案例选用要具有典型性与代表性,不能只有一、两篇文献的报道,而要得到广大同行的认可,并经过工程实践的检验,这种案例才更有说服力。

3 案例应与科研紧密联系

我校《水处理新技术》课程是在给排水科学与工程专业大四上学期开设,很多学生即将开展毕业设计(论文),一些同学随后会进入研究生阶段开展课题研究。因此可以通过案例激发学生兴趣,培养学生科研能力。在氧化沟工艺介绍时,以我国的第一座三沟式氧化沟污水处理厂――邯郸市东污水处理厂为案例,介绍氧化沟工艺运行流程图、各构筑物的运行参数及对污染物的处理效果。这样学生在做排水方向毕业设计,遇见氧化沟工艺的设计就能与课堂知识联系起来;或者学生在做氧化沟生物脱氮的毕业论文的时候,课堂所学知识可以为毕业论文的开展提供良好的基础,进一步为研究生生物脱氮相关课题研究奠定基础。

4 增强与学生的互动性

教学过程中,学生的积极参与是保证教学效果的重要因素[3]。因此案例实施过程中,老师需要充分挖掘学生潜力,调动他们的积极性,提高其学习兴趣和主动参与意识,从而培养学生发现问题、分析问题与解决问题的能力,达到提高《水处理新技术》教学质量的目的。值得注意的是,课堂中往往是几个表现突出的学生主动性强,而部分学生则好像事不关己,不会积极参加案例的讨论[4]。因而在案例教学过程中,除了关注表现积极的学生外,还需要强制性地要求一些不参与讨论的学生发表观点,活跃整个课堂气氛,增强案例法的教学效果。

水处理生物学论文范文第2篇

1.1生态工程

生态工程以复杂的社会——经济——自然复合生态系统为对象,遵循应用生态系统中物种共生、物质再生循环及结构与功能协调等原则,以整体调控为手段,以人与自然的协调关系为基础,以高效和谐为方向,为人类社会及自然环境双受益和资源环境可持续发展设计的具有物质多层分级利用、良性循环的生产工艺体系。以期同步取得生态环境效益、经济效益和社会效益[1]。

1.2生态工程原理

生态工程涉及生态学、生物学、工程学、环境科学、经济和社会等领域,原理众多。我国学者(马世骏1986、颜京松1986、Ma&Yan1989,Yanetal1992)在系统生态学理论的基础上,对生态工程的原理作了精辟论述和提炼。把生态工程原理总结为整体、协调、自生、再生循环等基本原理。孙铁珩,周启星等[2]提出污水生态工程是指运用生态学原理,采用工程学手段,把污水有控制地投配到土地上,利用土壤-植物-微生物复合系统的物理、化学等特征对污水中的水、肥资源加以回收利用,对污水中可降解污染物进行净化的工艺技术,是污水治理与水资源利用相结合的方法。

2主要生态工程污水处理技术

2.1污水土地处理系统

污水土地处理系统是一种污水处理的生态工程技术,其原理是通过农田、林地、苇地等土壤--植物系统的生物、化学、物理等固定与降解,对污水中的污染物实现净化并对污水及氮、磷等资源加以利用[3]。根据处理目标、处理对象的不同,将污水土地处理系统分为慢速渗滤(SR)、快速渗滤(RI)、地表漫流(OF)、湿地处理(WL)和地下渗滤(UG)五种主要工艺类型[4]。

土地处理系统造价低,处理效果佳,其工程造价及运行费用仅为传统工艺的10%~50%。其中污水湿地生态处理系统又称人工湿地,目前研究最为深入、应用最广泛。通过人工湿地生态工程进行水污染控制不仅可以使污水中的水得以再生利用,还能使污水中的有机物、N、P、K等营养物得到利用。整个系统呈自然式良性循环,构成了具有自适应、自净化能力的水陆生态系统。该系统管理简单,稳定后几乎不需要人的参与,物耗、能耗低,效率高。生态系统中的植物群体不需要另行施肥与灌溉,还兼有美化环境的功能,这种生态净化方法实现了水环境可持续发展[5]。

以人工湿地处理系统为例,土地生态处理系统对污水的净化机理如下:系统中的填料(介质)具有巨大的比表面积,易形成生物膜,污水流经颗粒表面时,其中的污染物质通过沉淀、过滤、吸附作用被截留[6]。

2.2污水生态塘处理系统

生态塘系统是以太阳能为初始能源,通过在塘中种植水生作物,进行水产和水禽养殖,建立人工生态系统,,通过天然的生化自净作用,在自然条件下完成污水的生物处理[7]。有机物质在生态塘处理系统中得到降解,释放出的营养物进入了复杂的食物链中,产生的水生作物、水产都可以被收获。生态塘处理系统能够有效地处理生活污水及一些有机工业废水,对有机物和病原体有很好的去除效果,具有投资少、运行费用低、运行管理简单的优点。但该系统占地面积大、易出现短流、温度较高时易散发臭气和孳生蚊虫、对氮磷的去除效果不稳定。近年来,我国生态塘污水处理工艺研究侧重在两个方面[8]:筛选、培育高效水生净化植物;组合曝气、水生植物、水产养殖多个生物处理单元的综合功能,营建生化一体化水生动植物复合生态体系,是污水处理与资源利用的完美结合,构建了一个完整的生态系统和良好的内部良性循环系统。

2.3蚯蚓微生物滤池系统

蚯蚓生态滤池是滤床中建立的人工生态系统,由滤床填料、蚯蚓及布水系统等组成。系统利用蚯蚓和微生物的协同作用对污水中含有的各种形态污染物质进行处理和转化。蚯蚓可对污水和污泥进行吸收和分解,清扫滤床,防止堵塞[9]。蚯蚓粪便可以滤除污染物,提高处理效率。蚯蚓的存在可作为家禽饲料。污水中的生物膜污泥微生物通过食物链最终被有效地转化为蚯蚓的增长及其排泄物,而蚯蚓的机体及其排泄物又可成为他微生物的分解利用对象,从而进行新一轮的生态循环。

3生态污水新型处理技术

如利用土壤毛细管浸润扩散原理,研制成功的地下毛细渗滤系统(theundergroundcapillaryseepagesystem,UCSS)[11]。地下毛细渗滤系统(UCSS)的中心部分是地下毛细渗滤槽,它通过土壤过滤和微生物降解来去除污水中的污染物。在一定程度上解决了常规土地净化污水处理系统占地面积和运行费用问题,还可回收污水和营养物质(包括氮、磷和钾)用于植物生长。

活机器(livingmachine)系统是加拿大出生的海洋生物学家约翰·托德(JohnTodd)发明的,是利用太阳能以及利用由多种多样直接或间接从太阳获得能量的生物组成生态系统,将水产养殖与人工湿地结合起来并封闭在温室里,以创造一个高效的污水处理过程[12],包含了沉淀、过滤、净化、吸收、挥发、硝化和反硝化、厌氧和好氧分解过程,在获得高标准水质的同时避免了自然处理系统占地大、滞留期长、寒冷气候处理效果欠佳等弊端。

结语

污水生态处理技术基本上不涉及化学能的投入和化学品的消耗。根据国情,我国的污水治理必须走生态处理技术的道路[13]。

水处理生物学论文范文第3篇

关键词:活动课;实践;发展;自主性

生物活动课是生物课堂教学的延伸,是提高学生素质的重要手段,是集知识体、思维链、能力键、与再生力(学会学习的能力)为一体的重要课程。生物活动课服从与生物教育目标,又必须渗透下列各项具体目标:

(1)培养动手操作能力;

(2)培养观察力、注意力、记忆力、思维能力和创造能力;

(3)培养合作、竞争意识;

(4)培养关心集体、团结互助的社会公德意识;

(5)培养自尊、自信、自立、自强的优秀品质;

(6)培养自学能力及资料检索处理能力;

(7)激发学习生物学兴趣,培养学习生物学情感。

1生物活动课的构建原则

为了更好地根据生物活动课特点开展活动,须遵循以下原则:

1.1生物活动课与学科课程内容互补原则。

1.2全面发展与个性培养相统一原则。

1.3自主性和主导性相结合原则。

1.4规定性与创造性相结合的原则。

1.5实效性和因地制宜原则。

1. 6趣味性和多样性原则。

2 生物活动课现状透视

近几年,活动课程的设置受到教育部门及部分学校的重视,但目前许多师范学校生物活动课不同程度偏离活动课的构建原则,存在以下不容忽视的问题。

2.1组织上的自发性

生物活动课虽然强调自愿参加,但总要依赖与一定的组织形式,以保证活动课的正常开展。目前,部分师范学校生物活动课仍处于自发状态,无牵头的组织者、无组织发展的有关程序、无严格的组织纪律、无检查评估的组织部门。这样的自发组织是不稳定、不长久的。

2.2内容上的随意性

活动课内容应根据学科的培养目标,考虑到和教材的衔接,体现有序性。而有些学校或生物教师在安排的内容上随心所欲,没有通盘考虑课程体系,又没有精心设计活动方案,也不参照相应的活动课教材,使活动具有很大的盲目性,收不到实效。2.3形式上的单调性目前部分师范学校开展生物活动课时,忽视了学生的兴趣、爱好的差异,搞简单的一刀切、大呼隆的群众性活动,没有指定有专长的教师作指导。久而久之,把本来有兴趣的学生培养成无兴趣的人,抑制了学生个性的发展,有特长的学生得不到及时发现和接受相应的培养。

2.4开展活动的不经常性

由于活动经费、活动场地设施、活动时间等诸多因素的限制,生物活动课开展的不够正常,前后脱节,缺乏连续性、递进性。

3生物活动课的实践

我校针对开展生物活动课存在的问题,以生物活动课构建原则为指导,结合学科特点,反复实践,总结以下活动方式和操作形式。3.1健全的组织结构

开展生物活动课必须由教务处、教研室主任、班主任组成的健全管理系统。聘请有专长的生物教师任指导,选拔对生物学有兴趣的学生组成活动集体。制定明确的活动计划,包括活动课题、内容、目的、要求、时间、、参加人数、活动形式等,做到有的放矢。并从实际情况出发,因地制宜设计每一个活动方案,既能使学生在活动中学

到技能,还能在一定程度上使教育为当地的经济建设服务。

3.2独特的方案设计

活动课是学生在教师指导下的一种科技活动,优秀的活动方案是学生活动成功的重要前提。在活动中教师应创造条件,引导学生参与一些活动方案的设计,倡导参与意识,把握好学生参与的契机;体现自主性和主导性原则。以“空中绿化调查的活动课,,进程为例,设计活动方案。

活动进程

教师行为

学生行为

空中绿化对城市建设的影响

我市空中绿化的程度

空中绿化对各行业的影响

交代活动目标

明确活动目标

空中绿化的类型有那些

我市空中绿化的程度怎样

空中绿化对交通、旅游有何影响

制约空中绿化的因素有那些

提出问题

引导思考

积极思考

勇于探究

调查居民阳台的绿化

调查马路的栏杆绿化

调查建筑物的屋顶绿化

组织调查

激发动机

亲自实践

动手操作

我市居民阳台绿化率不足10%

马路栏杆、厘顶的绿化率近为零

我市空中绿化还存在着许多问题

总结讨论

解疑释疑

讨论辨析

质疑问难

国内外城市绿化情况

影响环境的因素

引发联想

促进迁移

积极想象

举一反三

提交调查报告或

撰写科研论文

评价分析

自我检测

3.3丰富多样的活动内容

3.3.1参观考察

结合当地的实际,组织学生参观市蟹苗养殖厂、贝雕工艺厂、水族馆、珍稀蝴蝶展、海洋生物标本展,还参观市污水处理厂、市环境检测中心;组织学生看科普电影和录像;考察新海电厂循环水的利用情况。参观考察过程中请有关技术人员现场讲解,参观后组织学生谈收获、写体会,教师作总结。

3.3.2实验探究

根据学校现有的实验条件,开展一定的实验活动;也可以根据日常生活中发现有意义的课题,在教师的指导下进行实验,让学生独立思考,主动探究,亲自实践,动手操作,敢于创造。如《绿蒂王、梧桐等花卉的组织栽培》、《用废弃茶叶、栎叶栽培灵芝高产技术的研究》、《玳瑁的人工饲养试验》、《玉兰种子的芳香油提取试验》等。

3.3.3开展讨论

生物活动课上可就有兴趣的问题开展讨论,如我国是否存在蜂鸟?蜂鸟与雀天娥到底有那些区别?也可就某些重大工程建设展开讨论,如围绕高公岛核电站的建设对我市经济的促进作用和可能对环境产生副面作用开展讨论。讨论中,注意营造自由商讨的气氛,使学生敢于大胆表述,注重培养学生的说理能力,加强语言规范表达的训练,也渗透了环境教育。

3.3.4撰写小论文

指导学生撰写小论文也是生物活动课的一项重要内容,根据学生的年龄、认知水平可以布置一些“课题”或让学生自己选题,进行论文的撰写,以提高写作能力。题材可源于学习书本知识的心得、体会,如“为什么有的黄瓜吃起来很苦"、“大象的生殖能力到底有多大”;也可源于日常生活及生产实际的总结体会,如“豆虫的人工饲养"、“药用昆虫的调查"、“烟台百里香的香料提取"等,然后,由师生共同组成的评审组从科学性、创造性、应用性对论文进行评审,给优秀者以奖励。

水处理生物学论文范文第4篇

论文摘要:随着经济的快速发展以及人们生活水平的不断提高,城市环境已经成为人们评价一个城市发展程度的重要指标。城市废水处理――这一影城市下游环境的重要工程,其实施效果对于我国环境有着重要的影响。文中就城市废水处理新技术进行了简要的分析。

可持续发展路线的实施,增加了我国各级政府对环境保护的认识和治理力度。城市污水处理,作为一个城市发展程度的重要标志,其实施效果已经成为了评价城市发展程度的重要指标。城市污水处理的效果不仅仅关系到城市所在地周边的环境保护,更关系到下游城市人们的身体健康以及经济发展。加快城市污水处理建设,加快城市污水处理新技术的应用,促进城市和谐发展以及可持续发展路线的实施,是目前我国城市污水处理相关部门的首要任务。

1.我国城市污水处理现状分析

目前我国城市污水处理的面临着重要的考验,现有污水处理系统已经不能满足日益增加的城市污水量。而工业废水、日常生活排放污水在城市内部的流向对流经城市的河流以及浅层地下水也都有着不同程度的污染。这也使得我国多数城市水源受到污染,加大了城市生活用水处理的费用,加剧了我国城市废水污染程度。近年来为了加快我国可持续发展战略目标的实施、促进我国水资源优化、保护环境,我国很多城市已经开始了对城市内污水流向的治理,减少污水在城市内流向对浅层地下水的污染。同时大力应用新的废水处理技术,加快污水处理建设,为我国可持续发展路线的实施打下坚实的基础。

2.城市污水处理新技术分析

2.1曝气生物滤池技术分析

曝气生物滤池是一种经过改良的新一代上向流曝气生物滤池。它既可以用于污水的二级处理,也可以用于处理出水需要回用等其它要求的污水深度处理,并且能够达到很高的排放水质标准。由于曝气生物滤池工艺将滤池和生化反应器结合起来,因此不再需要沉淀池;占地面积小,是常规工艺的1/4~1/5,节省大量征地和地基处理费用;池容小,土建工程量比其它工艺少20%~40%;全部模块化结构,改扩建容易,工期短;上部出水为清水,滤头不易堵塞,检修和更换容易。无需放空滤池中滤料;可对厂区进行全封闭,无臭味污染,视觉和景观效果好;不需要单独的反冲冼水和反冲洗水泵,降低了设备投资和运行费用;穿孔管曝气,节省设备投资和维护费,效率高。而膜式曝气头通常在运行两年后开始丧失其效率;自动化程度高,操作人员少;低温运行稳定,受温度影响很小;由于其具有连续的物理过滤能力,一旦生物反应发生问题,滤池仍可去除绝大部分的悬浮物;而且仅需要几天即可恢复生物处理能力,而活性污泥法需要几个星期才能恢复;由于其具有的众多有点,我国已经在2002年在广东南海新建了一座设计流量为50000m3/d的新型曝气生物滤池污水处理厂,从近6年的处理运行情况来看,运行稳定,处理效果好,是投资较少的一种新技术应用典型。

2.2天然有机化学污水处理技术的分析

天然有机化学在污水处理方面的优势已经被人们认可,也使得其在污水处理中的发展前景越来越好。化学混凝与生物法共同作用污水处理法已经成为了天然有机化学污水处理发展的新方向。该工艺能有效去除水中的颗粒物、磷和氮,使出水水质达到一定的水平。有些国家把化学混凝法加生物处理作为主要的处理方法对城市生活污水进行处理,如挪威、瑞典、丹麦,其70%的污水都用混凝法+生物处理。其它一些国家如美国和香港用一种叫做化学强化一级处理法,该法比化学混凝法需要的混凝剂量更少,但足以去除大部分磷同时大大加快沉降速度。

世界上最常用的混凝剂为铝盐和铁盐,也有一定数量的有机聚合物作混凝剂或助凝剂。水和污水中的污染物去除是通过已知的机械原理即破坏胶体的稳定性而混凝,或者是化学药剂与固体水解产物共同沉降来完成。混凝法的效率是受混凝剂的物理及化学特性、进水及工艺条件等因素的影响。

污水处理无疑是要花钱的。问题是要找到一种不仅投资少而且长期运行费用低的最经济最有效的方法。根据欧洲污水处理经验,要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脱除85%氮,则化学强化一级处理+生物处理是最经济有效的。化学处理法特别是在工业污水比例大、污水水质日/年变化大时更显其最经济有效。在快速发展的工业化城市,企业排放的污染物会影响甚至破坏传统的生物处理过程,而化学处理法在这方面具有许多的先进性,能处理很多不同的污水,能承受很大的冲击负荷。对实际污水处理工程而言,首先用化学法进行污水处理研究,不仅能承受冲击负荷,将污水处理到一定的程度,还可以了解污水的组成和变化情况,为较易受污水冲击负荷、毒性物质影响的生物处理提供保护。种种优势预示了天然有机化学污水处理的良好发展前景。

2.3污水生物处理方法分析

生物污水处理是用生物学的方法处理污水的总称,是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物,使污水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸,甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等,如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气(如藻类光合作用产氧等)为污水中好氧微生物提供活动能源,促进好氧微生物的分解活动,使污水得到净化,如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物处理效果好,费用低,技术较简单,应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时,就要用生物的方法作进一步处理。生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本特点,满足其要求条件;污水中BOD与COD比值要大于0.3。温度影响较大,冬季一般效果较差。

3.加快分流制排水管网的推进,促进污水处理的实施

我国原有城市排水管网多位合流制排水管网,其是通过在城市中铺设一套排水管网用来排泄污水和径流雨水。这样的排水管网导致后期在进行污水处理时加大了处理量,增加了污水处理费用。而目前较为先进的分流制排水管网,是在城市中设两套独立的排水管网,分别排泄污水和径流雨水。这就使得在后期进行污水处理过程中,可以不对径流雨水进行处理,只针对污水进行处理,大大降低了污水处理费用。铺设分流制排水管网的费用与合流制排水管网污水处理费用相比,分流制虽然一次性投入较大,但是综合比较可以发现,其在管网运行多年后,总体费用只占合流制管网污水处理的42.7%。因此,加快我国老城区合流制管网改革,在建设新城区时积极采用分流制排水管网设计是污水处理发展的必然方向。

结论

城市污水处理新技术的不断涌现,为城市污水处理提供了更过的选择空间。同时也使得我国污水处理技术正在向着国际化的标准迈进。通过新技术的应用及人们对日常生活中无磷清洁用品的广泛使用,减少有害污水的产生,为我国环境保护打下坚实的基础。

参考文献

[1]李笑雯.城市废水处理技术[M].化学工业出版社,2006,7.

[2]梁国庆.城市污水处理生物技术分析[J].农业技术,2007,8.

[3]杨欣.居民生活污水的处理[J].化工信息,2007,8.

水处理生物学论文范文第5篇

[论文关键词]我国本身水资源十分短缺,经济的发展和城市化进程的加快,以及水污染问题的日益严重,更加加剧了我国水资源的短缺,这种情况下,污水回收就显得尤为重要,本文简单探析了我国城市污水回收的现状和发展战略。

城市污水主要包括生活污水和工业污水,城市污水回收指的是,生活和工业污水经过处理后,作为工业,农业或市政用水的水源。城市污水中含有污染物质的水量仅占整个污水量的0.1%,其余绝大部分是可用清水,而且城市污水就近可得。水量稳定、易于收集,污水处理技术也比较成熟,将城市污水经常规处理后回收再用于工业是完全可行的。尽管我国水资源十分短缺,但长期以来,城市污水回用一直发展缓慢,水价过低和体制问题是主要阻碍。由于多数城市水厂实行微利甚至政府补贴运行,水价过低,大多数地区回用水在经济上明显没有优势。管理体制分割又影响了水资源的统一管理,地表水、地下水、供水与用水排水之间条块分割,形成“多龙管水”。

另外,由于水资源危机感和节水意识不强,认为水取之不尽,用之不竭的观念还未完全清除,同时,污水回收方面的科技投入也相对不足,政策鼓励也欠完全,导致全国大型污水回收项目为数不多,与发达国家相比,我国城市污水的回收率还很低,但是西方发达国家已经有了许多成功的实例。美国自50年代起,即开始着手这方面的工作,据报道,美国357个城市实现了污水回收再利用,其中回用于农业占55.3%,回用工业占40.5%;日本早在1962年就开始污水回用的实践,70年代东京、名古屋和大阪等城市就已将城市污水处理后回用于工业;前苏联莫斯科东南区设有专用的工业水系统,有36家工厂使用处理后的城市污水,每日污水回用量达5.5×105m3;南非联邦不但工业使用再生水,而且在约翰内斯堡市,每日自来水的85%加入的是城市再生水,开创了使用污水回用到饮用水的先例。随着我国经济建设和城市化的快速发展,使城市污水排放量增长很快。目前,我国城市污水年排放量已达414亿立方米,已建污水处理设施400余座,城市污水处理率达到30%,二级处理率达到15%。根据“十五”计划纲要要求,到2005年中国城市污水处理规模将超过4000万m3/d,城市污水集中处理率将达到45%,这就给城市污水回收创造了基本条件。

经济的发展和城市化进程的加快,以及水污染问题的日益严重,也导致我国的城市缺水问题十分突出。据统计,我国目前668座城市中有400多座城市存在不同程度缺水,其中136座城市严重缺水,日缺水量达1600万立方米,年缺水量60亿立方米,由于缺水每年影响工业产值2000多亿元人民币。严重缺水城市主要集中在北方,占全国的2/3,占南方城市总数的30%;南方占全国的1/3,占南方城市总数的17.8%。北方缺水城市中主要是资源型缺水,即城市发展的需水量超过当地水资源承受能力;南方缺水城市中除沿海少数城市外,基本上属于工程型或污染型缺水,即因工程设施不足或水质受污染造成。

一方面城市缺水十分严重,一方面大量的城市污水经治理后又白白流失,浪费了大量的可利用资源。和城市供水量几乎相等的城市污水中,只有0.1%的污染物质,远低于海水中3.5%的量值。水在自然界中是唯一不可替代的、也是唯一可重复利用的资源。城市污水就近可得,易于收集,再生处理比海水淡化成本低廉,基建投资比远距离引水经济。城市污水可以作为可靠的第二水源,这已成为当今世界各国在解决缺水问题时的共识。但是,由于污水回收再利用的复杂性,在我国开展污水回收必须注意以下几个方面的工作。

一、正确进行城市污水回收的规划和设计

由于再生水的需求者通常比较分散,用水量较小,因此铺设再生水管道系统是推广污水再生利用的关键。为了保证处理后的再生水能够送到各个用户,首先必须编制城市污水再生利用规划,确定污水深度处理的规模、位置、再生水管道系统的布局,以指导再生水厂和再生水管道的建设和管理。由于以前的道路和市政管道建设时未能预留再生水管道的位置,或者即使可以安排再生水管道也需要破路才能施工,这便造成了推广城市污水再生利用的一个主要困难。

二、切实保障城市污水资源化的安全性

在再生水利用的过程中间,保障安全性是非常重要的,不能只注意到大力推广污水的再生回用,而不注意到安全问题。首先是卫生安全,如回用到农业要保证农作物的卫生质量、保证土壤的质量、保证地下水的质量不受到影响。如果要回用到工业要保证工业品的卫生质量、工业用水系统的卫生质量,如工业冷却水管道系统会不会因为污水水质达不到要求而受到影响,也要注意到环境卫生受不受影响,如灌溉城市绿地、冲刷城市马路、冲洗城市汽车,要注意到有没有造成传染病的可能性,所以卫生标准是最重要的。当然,如果要补给饮用水源则更要注意饮用水源的安全性,另外,其它还有很多安全保障,例如供给的保证度,需要水的工业如果断水就不行。当然,还有一些特殊的水质要求,如硬度等等。

三、建立必要的政策法规,推进城市污水资源化

如制定再生水回用水质的标准,包括物理学标准、化学标准、生物学标准;加强对工业废水排放进城市下水道的水质控制,现行工业废水排放至城市下水道的水质标准要严格实施,要特别注意含有重金属的废水和含有持久性有机污染物的废水,传统的污水处理工艺不可能去除这些持久的有机物,如果不在源头加以控制,并将造成严重后果。应该促进工业清洁生产,要在源头减少废水量,降低污染负荷。通过清洁生产达到节水、减污的目的,以保障污水回用的安全性。改革水价政策也十分重要,对水资源、自来水、污水排放和再生水都要定价。

四、开发利用适合国情的城市污水处理技术