水体污染及其防治

水体污染及其防治

 

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　　水是生命之源。据报道，随着世界人口的增长，加之对水资源管理不善和滥用，到2000年全球已有14亿人缺乏安全洁净的饮用水。至少，每年有1500万人死于因饮用被污染的水而引起的疾病。水资源专家警告说，石油危机之后，下一个危机就是水资源危机。

　　2000年，联合国发表的一份报告称，全球只有约0.08%的水适合人类饮用。因此，全球约有10亿人没有纯净饮用水，20亿人没有适当的洗手间设备。从而，导致每天有5000多名儿童死于与饮用水被污染有关的疾病。

　　本文根据有关媒体公开发表的资料，简要综述我国水体污染的严峻形势，着重介绍污水处理及水污染防治的部分技术方法、重要工程项目和技术政策，供有关人士参考。

　　一、我国水体污染的严峻形势

　　据报道（2001年），我国水资源总量为每年2.8万亿立方米，而实际可利用量约为每年8000～9500亿立方米，居世界第六位。但是，我国人均水资源占有量只有每年2300立方米，仅占世界人均水平的1/4。我国是世界上13个贫水国家之一。水资源已成为制约我国经济社会可持续发展的重要因素之一。节约、保护和合理开发利用水资源，已具有全局性的战略意义。不仅如此，水体污染已成为我国最主要的环境问题。它不仅加剧了我国水资源短缺的紧张状况，严重制约着我国经济社会的可持续发展，而且严重威胁着人民的身体健康和生命安全。因此，切实解决水环境问题同样具有全局性的战略意义。

　　㈠、水体总体污染形势与发展趋势

　　《1999年中国环境状况公报》指出，我国水环境面临的严重问题是水体污染和水资源短缺。1999年，全国工业和城市生活废水排放总量为401亿吨，废水中化学需氧量（化学需氧量又叫做化学耗氧量，用COD表示）为1389万吨。废水排放总量比上年略有增加。其中，生活污水和生活COD排放量，首次超过工业废水及其COD排放量。我国主要河流有机物污染普遍，辽河、海河污染严重，淮河水质较差，黄河水质不容乐观，松花江水质尚可，珠江、长江水质总体良好。多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，水质污染有逐年加重的趋势。 2000年，水利部的一项水资源质量评价结果表明，从全国情况看，水污染正从东部向西部发展，从支流向干流延伸，从城市向农村蔓延，从地表向地下渗透，从区域向流域扩散。全国有1/4以上的人口，饮用不符合卫生标准的水。水体总体污染形势十分严峻。

　　2000年，建设部城市水资源中心主任、研究员邵益生指出，水源水质保护的难度将进一步增大，污染已成为我国城市安全供水的最大障碍。他说，1997年全国建制市，水排入总量大约为351亿立方米，年集中处理率仅为13.4%。大量未经处理的城市污水直接排放，已经造成了城市水环境严重恶化，已有90%的水源水质遭受了不同程度的污染。预计到2010年、2030年和2050年，全国城市的污水排放量，将分别增加到640亿立方米、850亿立方米和1080亿立方米。这将对水资源保护带来巨大的压力。他测算，如果要保护城市水资源并逐步改善水环境，必须加大污水处理力度。2010年、2030年和2050年的城市污水处理率，至少要分别达到50%、80%和95% 。其累计投资至少需要1.2万亿元。否则，水资源水质将继续恶化，直到完全丧失使用功能。其结果，将进一步加剧水资源的供需矛盾。

　　㈡、江河污染

　　2000年，水利部对全国700余条河流约10万公里河长，开展的水资源质量评价结果表明，目前已有46.5%的河长受到污染（相当于Ⅳ类水和Ⅴ类水）；10.6%的河长受到严重污染（已超Ⅴ类水），水体已丧失使用价值；90%以上的城市水域受到污染严重。在全国七大流域中，太湖、淮河、黄河流域均有70%以上的河段受到污染；海河、松辽流域污染也相当严重，污染河段占60%以上。据水利专家分析，我国江河污染的主要原因，是由于城市和工矿企业的点源污染所致。

　　2001年，国家环保总局的信息更加清楚地表明，我国七大水系已经没有一条干净的河流，全部受到污染。其污染程度由重到轻的顺序是：辽河、海河、淮河、黄河、松花江、珠江和长江。污染最严重的辽河，干流丧失使用价值的劣五类水占到了86.7%！很多江河流域出现了典型的污染型缺水。几年前广州市就被迫放弃了珠江水源，花巨资到几十公里以外的西江和东江取水。

　　如上所述，目前我国90%以上的城市水域受到严重污染。另据报道（2001年），因污染而不能饮用的地表水，占全部监测水体的40%。其中，流经城市的河段78%已不能作为饮用水源。25%的河流水资源，由于长期污染已丧失使用价值。

　　㈢、湖泊污染

　　据报道（2001年），与大江大河污染同步的是淡水湖泊富营养化。巢湖、白洋淀和滇池等湖泊无不受其所害。昆明世界园艺博览会前后，国家虽投入40多亿元巨资整治滇池，但目前滇池的富营养化状态依旧，环保部门设立的13个水质监测点的水质全部为劣五类水。环保专家的研究表明，水污染造成的直接经济损失与治理经费之比至少是1∶10。

　　㈣、海洋污染

　　1、海洋污染状况

　　据报道（2001年），江河湖泊污染以后，随着百川归海，污水又严重地污染了近海水域，打破了我国近海的生态平衡。近年来发生的大量赤潮，就是其直接的后果。仅1998年就发生赤潮22次，直接经济损失10多亿元。中科院院士沈韫芬呼吁：我国水污染已冲破最后的防线，如不立即采取紧急措施，后果不堪设想。

　　据2000年报道，1999年完成的全国海洋污染基线调查表明，近20年来，我国海洋污染范围不断扩大，大部分河口、海湾以及大中城市临近海域污染日趋严重。1998年，我国近海海域水质劣于国家一类水质标准的面积，已达20万平方公里，比1992年扩大近一倍。近海海域主要受营养物污染和有机物污染，并逐年加重。局部海域油污染和重金属污染仍较突出。人工合成的有毒有机物质，在近岸海水、沉积物和海洋生物体内普遍检出；近岸海洋生物污染损害日趋显著，赤潮等环境污染损害事件频发，海洋生态破坏加剧。近50年来，围海造地、开垦滩涂总面积超过70万公顷，滨海湿地丧失近50%，红树林丧失70%左右，近岸珊瑚礁80%遭到不同程度的破坏。专家认为，造成我国海洋环境恶化的根本原因，是陆源污染和人为活动。排入海洋的污染物数量持续增加，导致我国海洋污染面积越来越大。资源的无序、无度、无偿开发，是海洋生态破坏的主要原因。2000年5月18日，国家海洋局在根据上述调查成果发布的《20世纪末中国海洋环境质量公报》中指出，我国海洋环境恶化的总趋势至今仍未得到有效的遏制，保护海洋环境是21世纪我国面临的重要任务。

　　《1999年中国环境状况公报》指出，近岸海域东海污染最重，其次是渤海，南海、黄海水质相对较好。沿海各省（区、市）中，上海、浙江、广东等省（市）近岸海域污染较重，海南、山东等省近岸海域水质相对较好。1999年，中国海域共纪录到15起赤潮，比1998年减少7起。

　　2、赤潮及其成因和危害

　　赤潮是指海洋中某些微小浮游藻类和微小细菌，在一定条件下，因爆发繁殖或聚集而引起水体变色这样一种有害的生态异常现象。它对渔业生产、海水养殖业和旅游业都会造成严重危害。如果人食用了被赤潮污染的贝类和鱼类，那么会引起食物中毒甚至死亡。 赤潮发生的原因与海洋环境污染有关。例如，渤海海域周围全是现代化城市区和工业区，生活污水和工业废水排入海洋，造成了渤海污染。据不完全统计，到1998年，每年由陆地排入渤海的污水总量约30亿吨，所携带的污染物约70万吨。1998年9月，渤海辽东湾海域发生面积达3000平方公里的赤潮。这是近年来在我国海域发生的、面积最大的一次赤潮。

　　㈤、地下水污染

　　1、地下水资源分类分级标准

　　我国《地下水资源分类分级标准》GB15218－94，将地下水资源划分为允许开采的地下水资源和尚难利用的地下水资源两类。按照勘查阶段、水文地质研究程度、地下水资源研究程度、开采技术经济条件研究程度这4项内容，把经勘查获得的地下水资源量分为A、B、C、D、E五个级别，并规定了各自的应用范围，具有较强的可操作性。适用于地下水资源的勘查设计、报告编制、审批、统计，水源地立项、设计，国民经济计划、规划以及水资源开采分配等方面。

　　2、地下水污染状况

　　地下水的补给主要依赖于地表水。据报道（2001年），我国每年有80%以上的工业与生活污水未经处理便直接排放，2000多万亩农田使用污水灌溉，加上农药和化肥的大量施用，污染物必然会渗入地下污染地下水。而且，因地下水过量开采而造成的地下水位不断下降，在客观上又为污染物的加速入渗创造了有利条件。

　　监测表明，我国地下水已从点状污染发展到面状污染。全国有50%的浅层地下水已遭到不同程度的污染，其中有40%已不适宜饮用。长江三角洲浅层地下水普遍受到污染。全国至少有76座城市地下水不符合饮用水标准。沈阳、包头等城市某些地段的地下水甚至无法使用。另一项对北京、天津、河北等地的调查显示，华北地区一半以上被调查土地的地下水，含硝酸盐的浓度超过了每升50毫克，有的竟高达每升300毫克，远远超出国家规定的饮用水标准。在北京可采用地下水资源中，有45.9%已受到不同程度的污染。河北沧州市的Ⅳ类水和Ⅴ类水，合计已占可采用地下水的77.92%。

　　3、地下水污染的特点

　　⑴、主要超标指标及其分布特征

　　据报道（1998年），城市地下水污染的主要超标指标是：矿化度、总硬度、硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、氯化物、氟化物、PH值、铁和锰等。城市地下水污染的主要分布特征是：北方城市地下水污染程度普遍高于南方城市，受污染项目多且超标率高，华北地区受污染最为突出；“三氮”（氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮）污染较为普遍；矿化度和总硬度污染主要分布在东北、华北、西北和西南地区；铁和锰污染主要分布在南方地区。

　　⑵、治理难度大、成本高、技术缺乏

　　有关专家强调指出，地下水与地表水不同，循环速度很慢，平均周期为1400年，特别是深层承压水，循环周期以万年计。一旦污染很难恢复和逆转，治理起来不仅经济投入大，而且至今还没有一项令人满意的技术。最好的防治办法就是不要污染它。

　　⑶、具有隐蔽性、发现困难

　　不仅如此，地下水污染还具有隐蔽性特点。专家们指出，地表水发生污染，可以从颜色、气味等物理性质上直观地判断出来。而地下水发生污染，则轻易看不见、闻不到。要了解地下水是否污染只能通过观测井。但是，我国目前的现状是观测井很少。当地下水污染物到达观测井孔而被发现时，污染范围可能已经很大，当地的人和牲畜可能受危害已久。

　　⑷、受污染土壤和含水层治理和恢复困难

　　此外，地下水污染常涉及到受污染土壤及含水层的治理和恢复问题。如果受到的是一种有机物污染（如石油），那么当地下水在孔隙介质里流动时，污染物会残留在孔隙里，形成一种持久性污染源。这也是地下水污染后治理难度很大的原因之一。

　　⑸、三大污染源

　　有关专家指出，在我国有三个方面的地下水污染问题应当引起重视。一是沿海地区的海水入侵。二是硝酸盐污染，其来源主要是地表污水、废水排放。三是石油和石油化工产品的污染。 ㈥、污水净化再利用——污水资源化

　　在我国水体污染的严峻形势下，实现污水净化再利用——污水资源化，无疑是水体污染防治的重要措施之一。它不仅对于改善和保护水环境，保障人民身体健康和生命安全，促进经济社会可持续发展具有十分重要的意义，而且已成为解决我国水资源危机的一条重要途径。

　　据报道（2001年），有关专家指出，我国每年有1300亿立方米污水，其中80%以上未经任何处理便直接排放出去。如果能把其中的50%净化循环再利用，就会有600多亿立方米的水可资利用，这比我国第二大河——黄河的年径流量500亿立方米还要大。遗憾的是，污水净化再利用在我国还没有提升到应有的高度。水利部公布的1999年水资源公报显示，当年全国污水处理回用量只有区区19亿立方米，仅占全国总供水量的0.34%。而在以色列，废水利用率已达到70%。

　　二、水质、水色与水味

　　㈠、水质

　　据介绍，自然界的水并不是纯净的。天然水均含有一定的杂质。这些杂质大体上可分为三类：一类是溶解质，包括钙、镁、钠、钾、铁、锰、硅等盐类和二氧化碳、氮气、氧气、硫化氢、沼气等气体；一类是胶体物质，如硅胶、腐殖质胶等；另一类是悬浮物，包括细菌、藻类、原生动物、泥沙以及其它飘浮物。 自然界水中这些杂质的存在，直接影响着水的性质和质量。人们评价水质的优劣，也是根据水中所含物质的种类和数量来进行的。对饮用水水质的一般要求是：水的感官和物理性质良好，不含有病虫、微生物和寄生虫卵，含有人体需要的矿物质，不含有害的化学物质。

　　㈡、水色

　　清洁的天然水是无色的。水层较深时常呈浅蓝色，水中含有较多的钙、镁离子时，则呈深蓝色，这两种都属于正常水色。如果天然水中混入其它杂质较多，水色就变得五花八门。例如，受铁离子和锰离子污染的水呈棕黄色；藻类会将水染成黄绿色；硫化氢进入水体后，由于氧化作用会析出微细的胶体硫，使水呈翠绿色。根据水色的不同，可以大体判断杂质的存在和水体受污染的程度。 我国饮用水卫生标准规定，饮用水的色度不应超过15度，这是采用铂钴比色法测定的。达到这一标准的水，用肉眼是看不出颜色的。也就是说，凡是用肉眼能辨认出颜色的水，都达不到饮用水卫生标准。

　　㈢、水味

　　清洁的天然水是无味的。只有水中溶有较多致味物质时，水才会有各种味道。例如，含较多氯化物的水有咸味；含较多诸如石膏、芒硝等硫酸盐的水可产生苦味；水中铜离子量超过每升1.0毫克也会产生苦味；受到粪便和其它腐烂性有机物污染时，水会产生臭味；在水流缓慢的坑塘中，一些藻类过度繁殖，也会给水带来臭味，如钟罩藻可使水带有腥臭味，合尾藻常使水带有烂黄瓜味。

　　三、水体污染与人体健康

　　㈠、严重威胁人体健康

　　水、空气和阳光是人类生存的三大要素。其中，水是生命存在的第一要素，被称为“生命之源”。生活污水、医院污水以及制约、屠宰、洗染和工业废水，把病原微生物等污染物质带进了江河湖海以及地下水和自来水中，严重威胁着人们的身体健康。

　　㈡、病原微生物及其危害

　　病原微生物分为病原菌、病毒、寄生虫三大类。

　　1、病原菌

　　水体中的病原菌主要指传染性肠道病原菌，如伤寒杆菌、痢疾杆菌、霍乱弧菌等三种。这些病原菌都足以使人致病，严重时还会造成人的死亡。

　　2、病毒

　　常见的病毒有肠道病毒、腺病毒、呼吸道病毒及传染性肝炎病毒等。肠道病毒包括脊髓灰质类病毒，可以使人的肢体麻痹和瘫痪；柯萨奇病毒能使人患假性脊髓灰质炎和无菌脑膜炎、心肌炎、心包炎。腺体病毒是脱氧核糖酸病毒，寄生于人或动物的腺体组织中，主要引起上呼吸道感染、支气管炎、气管炎，个别还可能导致结膜炎。呼吸道病毒除通过呼吸道传染外，饮用水也可传播。病毒性肝炎大多数是由于水体污染而传播开来的。

　　3、寄生虫

　　常见的寄生虫有肠道蠕虫、蛔虫、鞭虫等。 可见，污染水体是病原微生物传播的主要途径之一，对人体健康造成的危害是十分严重的。

　　四、污水处理及水污染防治技术方法

　　㈠、日本简易污水处理法

　　1、利用录像带外壳净化污水

　　据报道（1996年），日本索尼公司开发出一项利用废损盒式录像带（外壳）净化河水的新技术，从而实现了以废治污的一箭双雕的目的。该公司将不合格录像带（外壳）用作净化剂，取得了高出传统处理方法数倍的污水净化效果。据介绍，上述用于污水处理的净化剂，主要是用于生产盒式录像带和录音带外壳的聚苯乙烯类塑料。将其溶化在无水硫酸之中，再倒入工业废水，废水中造成水质污染和混浊的物质便会被凝固；分离这些物质后，便能得到净化水了。这种净化剂具有极强的净化能力，仅用一个录像带外壳，即可处理13吨污水。

　　2、利用乳酸菌饮料瓶净化污水

　　据报道（2001年），这种污水处理法不需要特殊的微生物，也不需要昂贵的设备，只利用废弃的乳酸菌饮料瓶（聚苯乙烯塑料），就能够使污水净化。日本第一工业大学教授石井勋发明的这种技术，其工作原理很简单：用去掉底部的乳酸菌饮料瓶无秩序地充填起来，形成过滤槽，让污水在其中缓慢流动，再向水中充入空气，使多种微生物在其中得以生存和繁殖，并分解有机物，从而形成类似河流的自我净化机制。经过处理的污水可循环利用。这一简易污水处理技术在日本越来越受到重视。应用该项技术生产的家庭生活废水和厕所排泄物净化槽，正在日本普及推广。 值得指出的是，关于江河自我净化的一个典型实例，是长江的自我净化功能。据报道（1998年），中国科学家首次发现，长江有特殊的自我净化能力。湘江、资江、沅水、澧水等4条河流，分别从洞庭湖南面和西面流入，然后注入长江。这4条河流都流经大型金属矿区。据检测，其水中分别含有一定数量的镉、锑、汞、铅等危害环境的矿质元素。然而，这4条河流的水流入洞庭湖与长江汇合后，却未发现这些有毒元素。专家认为，这是因为长江流经三峡时水中带入大量的碳酸盐，钙、镁含量较高，使江水呈弱碱性。而上述4条河流的水却呈弱酸性。这两种水相遇，经化学反应中和后，有毒元素附着于泥沙沉积于入湖口三角洲处，从而保证了长江水不受这4条河流的有害矿质元素的污染。

　　㈡、美国利用太阳能处理污水

　　1、利用太阳能处理污水的新装置

　　据报道（1993），美国阿尔伯克基市桑迪亚研究所，最近研制成功一种利用太阳能进行污水处理的新装置。在这种装置中，设计安装了多幅可以移动的反光镜面或反光镜槽；将太阳光聚集照射污水管道，使污水管道温度升高，从而活化加在管内污水中的催化剂二氧化钛，将污水中的有毒物质激化为带电分子；这些带电分子相互撞击、分解，变为更小的分子……经检测，经这种装置处理过的污水，有毒物质的最后含量只有10亿分之几，已经变成了不会对人体造成任何危害的净水，达到了普通饮用水的标准。

　　2、利用光催化作用分解污水中的有机物

　　据报道（1996年），美国佛罗里达洲太阳能研究所和新墨西哥州桑迪亚国家实验室的人员，尝试用太阳能除去污水中的有机化合物。这种方法的原理，本质上与利用放大镜的聚焦能力在阳光下点燃树叶相似。他们利用椭圆形的镜子，把阳光聚焦到内含污水的玻璃上。这种名为光催化作用的过程，可以在几秒钟内把有机物分解，使污水变为清水。此法所需设备简单，效果明显。

　　㈢、用蛭石矿物溶液净化污水

　　据报道（1998年），在非金属矿物蛭石中加入无机酸，再将矿物溶液抽出（作为矿物质盐）加水稀释1万倍，经特殊处理后便可用于净化污水和废水。污水被净化后可以再利用。

　　这种被称为天然矿物溶液的物质，在污水处理中有着广泛的用途和非凡的功效。它不仅可以对污水和废水进行净化处理，而且还可已加入自来水中以除去有害物质，使自来水变得更加纯净，人们可直接饮用；用于养殖，可为鱼类提供良好的生长环境；用于农业、园林灌溉，可促进农作物生长和果实成熟；还可用于改善土壤结构。到1998年，日本已有不少家庭在使用这种矿物溶液。

　　㈣、城市污水回用于钢铁工业成套技术

　　据报道（1995年），由陕西省太原市排水管理处与北京环保研究院，共同研制成功的城市污水回用于钢铁工业成套技术，已经在大连市通过国家科委鉴定。有关专家认为，该项技术达到了国际先进水平。它采用长污泥龄、不投加碳源的生物脱氧除磷工艺，将太原北郊污水净化厂的二级处理水，回用于太原钢铁公司，作为高炉冷却用水的补充水。使用该项技术产生的剩余污泥量，较常规的生物处理技术减少一半以上。在生产运行3年多时间里，生产出再生水1100多吨，节约82万元。

　　㈤、污水再生新技术——F/BF法工程试验

　　据报道（1994年），清华大学环境工程研究所和太原市政工程设计院，共同研究开发的污水再生新技术——F/BF法工程试验，取得突破性成果，达到国际标准。该工程试验采用的生物膜过滤组合工艺，是我国污水回用深度处理领域中的首次工程实例。经处理后的污水——再生水，取代了自来水供低压水暖锅炉使用，还可用作工业循环冷却水等。

　　㈥、工业废水处理技术

　　1、甲醇废水处理技术 据报道（1991年），对人体和环境有害的甲醇废水，已由中国纺织大学化纤系陈季华副教授用生化法处理成功。他将好氧菌、兼氧菌、厌氧菌这三种完全不同的菌族放在同一个装置中，使之相互作用，共同对甲醇废水进行处理，结果获得成功。经处理后的甲醇废水，不但甲醇含量降到了0.5PPm以下，而且无污泥生成。这一世界上独创的新工艺，为我国化工系统废水处理开辟了新的途径。该项目获得了上海市科技进步一等奖、第六届全国发明展览会金奖。据悉，已有10多家生产和科研单位要求引进这项新技术。

　　2、用XHC法处理含铬废水

　　据报道（1992年），用XHC－1型除铬机，加入除铬剂，处理含铬工业废水，从除铬机中流出的是水质清澈透明的水。

　　含铬工业废水广泛存在于医药、冶金、化工、皮革、纺织等制造行业，造成严重的环境污染。过去，采用离子交换法、反渗透和超滤技术等进行处理，不但投资大、设备复杂，而且效果也不尽理想。沈阳地质矿产研究所，提出了用XHC法处理含铬废水的原理，并自制出效果良好的除铬剂。该所又与沈阳水处理厂共同研制出了XHC－1型除铬机。样机一次试用成功。该项技术成果已申请了国家专利。

　　沈阳新城化工厂曾采用亚硫酸法治理含铬废水，每天的药剂成本达3000元，但治理还是不彻底。每年向环保部门缴纳罚金和向厂区周围居民、农户赔偿损失就达数十万元。XHC－1型除铬机样机一出，该厂就进行了试用。在碱（中）性条件下，除铬剂“吃掉”了所有的铬离子。不但水质达到了国家规定的排放标准，还可供工业回用；治理中产生的废渣，或焚烧彻底解毒或风干后进行综合开发利用，不产生二次污染。若该厂全面利用这项含铬废水处理技术，每天可节约药剂成本1500元，还可节省数十万元的环境污染罚款和赔偿费。

　　3、用非金属矿粉处理味精废水

　　据报道（1992年），用非金属矿粉处理味精废水的新技术，在浙江金华试验成功。这是浙江第三地质大队，在杭州味精厂协助下开发的一项新技术。已于当年1月14日通过评审。

　　味精废水的处理是国内外一大难题。1981年，该大队采用非金属矿粉为基料，辅以“活化”加工，研制出HB－絮凝吸附剂，对高浓度的有机味精废水进行物理吸附，使有机物迅速絮凝、沉淀。再应用催化剂理论选择两种非金属矿石，借助生化细菌，降解废水上清液有机大分子，大大降低了废水中的COD（化学耗氧量）含量。经处理后的味精废水，达到了国家废水排放标准。此外，该项试验还能回收高蛋白的有机物污泥作为饲料添加剂。从而，结束了传统的酵母处理味精废水的落后局面。 据估算，使用HB－絮凝吸附剂处理味精废水，整个工程投资可以下降50%，处理每吨味精废水的成本至少可降低40%。专家们认为，HB－絮凝吸附剂不但为工业发酵行业处理有机废水开拓了一条新路子，而且还拓展了非金属矿产品的应用前景。

　　4、矿山废水处理技术

　　⑴、金属矿山废水处理技术

　　据报道（1995年），一项具有国际先进水平的矿山酸碱废水处理二段中和新技术，最近在江西铜业公司德兴铜矿研制成功。这是由日本提供无偿援助的、中日合作项目《德兴铜矿废水处理开发调查》取得的新成果。

　　解决矿山在采矿和选矿过程中产生的酸碱废水污染问题，一直是一个辣手难题。该项目研制出利用尾矿分级溢流液，处理矿山酸性废水的二段中和技术及空气搅拌技术。实验显示，废水经处理后水质全部达到国家废水排放标准。此项技术在同类大型矿山具有普遍推广价值。

　　⑵、煤矿矿井废水处理技术

　　据报道（1992年），处理煤矿矿井废水的回用装置和净化剂，已由陕西省环境保护研究所研制成功并通过专家鉴定。这种装置和净化剂，可使矿井废水回收再利用，并可使其水质达到生活饮用水标准。该装置采用物理、化学处理工艺，主要设备有净化器和离子交换器。其特点是处理过程中加入的净化剂，由发电厂废物粉煤灰等原料经加工制成，具有成本低、效果好、以废治废等特点。据测算，每吨废水处理费用仅为0.36元，低于工业用水费用。

　　5、处理石油加工废水的单塔汽提污水处理装置

　　据报道（1992年），举世瞩目的联合国环境与发展大会正在巴西召开的时候，由辽宁省抚顺石油三厂自行设计建造的我国第一套单塔汽提污水处理装置（模型）赴巴西参展。

　　单塔汽提污水处理装置，是用以处理石油加工过程中产生的含硫和含氨废水的设备。与世界上当时使用较多的“双塔”比较，它具有能耗低、功效高、成本低、操作简便等特点。

　　1983年，这套装置在抚顺石油三厂建成并投入使用以后，不仅根治了在石油加工过程中每小时排放出来的、含硫化氢的异臭气体和氨量很高的工业废水，而且每年还能从中提取贵重化工原料液氨600吨、硫磺300吨，年创效益75万元。

　　6、用脱硫菌处理制药废水

　　据报道（1992年），制药厂通常采用氯化钡处理青霉素生产过程中产生的高浓度硫酸根废水。这种方法不但购买药品耗资大，而且需要大量人力物力用于运输氯化钡和处理废水产生的沉淀物。地矿部水文地质工程地质研究所的科技人员，提出了利用脱硫菌还原硫酸盐的代谢作用，处理高浓度硫酸根废水的方法。其硫酸根去除率在90%以上。从而，为制药厂提供了一种有效的废水处理方法。 ㈦、用炉渣填料、二段生物接触氧化处理污水

　　据报道（1992年），由太原市市政工程设计院高级工程师方志文首创的以炉渣为填料、应用二段生物接触氧化处理污水新工艺，已通过有关部门技术鉴定。该工艺具有时间短、效率高、投资少、耗能低、管理方便等特点。经古交中心污水处理厂等3家污水处理厂实验，应用该工艺可节省基建投资和填料费用250万元，处理后的水质符合国家规定的城市二级污水处理水质标准。

　　㈧、用生物法治理浅层地下水氮污染

　　据报道（1996年），长春地质学院赵林博士关于浅层地下水氮污染治理的实验研究，最近已通过论文答辩。该项研究成果为大面积、高效而廉价地治理浅层地下水污染开辟了一条新途径。 浅层地下水污染的治理主要采用化学方法。然而，用化学方法治理不但成本高、效率低，而且治理污染不彻底，容易造成二次污染。

　　赵林博士经过3年实验研究，通过人工培养出了一种具有较强脱氮能力的细菌，并通过系列模拟实验，验证了其应用效果，为用生物法治理地下水污染揭开了新的一页。

　　在应用脱氮细菌进行治理时，将脱氮细菌投入污染区，使之在水力作用下向下或侧向运移。脱氮细菌专门以“氮”为食物，“吃”进有害物质，将其转化为无害物质，以氮形式逸出地下水系统。对于农业区大面积浅层地下水氮污染，可将脱氮细菌制成粉剂，借助农业耕作大面积翻耕土壤之机，施撒于犁底区，通过降雨或人工灌溉的水力作用，将脱氮细菌输送到犁底层以下1～1.5米深度处，即可达到治理目的。该法经济而简便。

　　该项成果已在一些地区应用，效果显著。而且，微生物的培养、繁殖是比较廉价的。在大面积农业区浅层地下水氮污染治理中，若能解决好利用翻种植入细菌的方法技术问题，经济投入也将是比较低的。

　　㈨、用改性粘土矿物治理赤潮

　　据报道（1999年），赤潮是当今全球性的海洋灾害。我国1972年至1994年，共发生256次赤潮。仅1998年赤潮造成的经济损失就达10亿元。

　　中科院广州地球化学研究所王辅亚研究员等人通过研究发现，粘土矿物具有离子交换、吸附、催化等优异性能。尤其是改性后的粘土矿物，其表面物理化学特性产生极大的改变。将其喷洒于赤潮海域，利用其对赤潮生物的絮凝作用，可对赤潮起到良好的治理作用。

　　初步的研究和实验结果表明，利用改性粘土矿物治理赤潮的机理在于：由于改性粘土矿物具有较大的表面积、特殊的表面电性和酸性以及很强的吸附能力，因而除了对海藻具有很强的絮凝作用以外，还能够吸附水体中过剩的营养物质，如氮、磷、铁、锰等，破坏赤潮生物赖以生存和繁殖的物质基础；同时，粘土矿物的离子还可附着在藻体内外，当这些离子在藻体内外附着过多时，藻体就难以生存而最后死亡，从而达到治理赤潮灾害的目的。 我国拥有丰富的粘土矿物资源，又是赤潮多发国家。这一利用非金属矿物资源治理赤潮灾害的方法，不仅具有良好的经济效益和社会效益，而且具有广阔的发展前景。

　　五、污水处理及水污染防治工程

　　污水处理及水污染防治新技术、新方法、新工艺的开发和推广应用，为污水处理及水污染防治工程的建设和发展奠定了坚实的科学技术基础，为充分发挥污水处理及水污染防治工程的经济、社会和环境效益提供了重要的科学技术条件。污水处理及水污染防治工程是水体防污和治污的工程措施。它对于从根本上实现水体防污和治污的目标具有重要的意义。

　　㈠、北京实施污水资源化工程

　　1、工程概况

　　据报道（1993年），以前，北京日排污水量高达220万立方米，其中只有10%经过简单的一级处理，1%的污水经过二级处理，余下部分被直接排入河渠或用于农业灌溉，造成了严重的环境污染。

　　1999年，北京城地下污水管道纵横绵延2430 公里，每天有250万立方米污水从这里流走。由于污水处理程度不高，加之北京地区地势西高东低，水往东流，西部供水范围内的大小7000个渗坑、渗井和一批污水沟排泄的废水，不仅分别流入穿越城区的18条河流，污染了河水，而且废水还从渗坑、渗井中直接渗入地下，污染了地下水。

　　从1998年年初起，北京投资100多亿元，开始实施污水资源化工程。近几年，北京市大抓污水处理厂的建设，变废为宝。到1999年6月，高碑店、方庄小区和北小河等污水处理厂已经建成投产。到1999年年底，日污水处理量可达108万吨。此外，还将在市区建设日处理污水总量130万立方米的几座大型污水处理厂，加上郊区县的6座小型污水处理厂，到2002年，北京市污水处理总量将达到90%以上。污水经深度处理后，将用于工业、农业和绿化等领域，并最终向分质、分类供水方向发展，从而减少北京水资源的取用量。

　　2、高碑店污水处理厂工程

　　高碑店污水处理厂位于北京东郊高碑店村。工程于1990年12月5日正式动工。它建成后将是我国最大、技术设备最先进的现代化污水处理工程。工程总设计规模为日处理污水100万立方米。工程分两期实施。每期工程的日处理污水能力均为50万立方米。

　　据报道（1993年），经过北京市政工程总公司3年施工，高碑店污水处理厂一期工程于当年12月24日如期建成通水。它是当时国内最大的污水处理厂，工艺设备先进。日处理污水50万立方米，服务人口240万。它的建成使北京1/4的城市污水得到处理，并使通惠河的水质得到彻底改善。而且，每日还能为东方化工厂和高碑店电热厂，分别提供12万立方米和8万立方米的工业用水，为农业提供20万至30万立方米的灌溉用水，缓解北京地区水资源紧张局面。另外，还日产400吨泥饼，为农业提供高效肥料；消化池日产沼气2万立方米，可发电4万度，承担部分生产用电。高碑店污水处理厂一期工程的建成投产，对于治理北京水污染、改善和美化北京的生态环境，对于缓解北京地区水资源紧张局面，促进北京经济社会的可持续发展，都有着重要的意义。它具有明显的社会效益、经济效益和环境效益。

　　到高碑店污水处理厂全部工程建成通水后，北京市污水处理率将由原来的 1%一跃提高到40%以上；污水处理面可覆盖北京老城的大部分地区和东郊工业区，使北京城南、城东流域面积达96.61平方公里范围的污水，得到有效处理。

　　高碑店污水处理厂由北京市市政设计研究院设计。污水处理工艺选用了缺氧——好氧空气曝气活性污泥法和污泥重力浓缩后中温两极消化法等目前国际上较为先进的二级生物处理工艺。一期工程占地68公顷，建筑面积3.9万平方米，绿化面积5.9万平方米。整个工程的设计和布局合理，并且突出了经济、美观、实用的原则。

　　㈡、滇池污染治理工程

　　1、滇池污染概况

　　据报道（1996），滇池是云南高原最大的断陷湖泊和淡水湖泊，水域面积340多平方公里。它具有蓄水、旅游、运载、调节气候等多种功能，是我国乃至东南亚地区最具魅力的风景旅游胜地之一。到1996年的前几年，由于人口急速膨胀和对资源的无节制开发利用，每天排入滇池的生产、生活污水和工业废水多达50万吨，使滇池水受到严重污染，因而被国务院列为全国近期重点治理的三大污染湖泊之一。

　　滇池分为外海和内海两大部分。由于特殊的地理位置和地形走势，滇池流水通过外海注入金沙江支流普渡河，而靠近昆明市区的内海（即草海）却变成一片“死海”，池水污浊不堪，恶臭刺鼻，脏不忍睹。

　　2、滇池污染系统治理工程的总体规划方案

　　投资30亿元、花18年时间实施的、滇池污染系统治理工程的总体规划方案，将按照水域分割、截污堵源、引水济昆的思路，分3步实施。近期目标以减缓流域内生态环境恶化速度为主；中期目标是集中力量抓好20多个重点污染源的治理；远期目标是在基本控制住水体污染发展趋势之后，再花10年时间，采取综合治理措施，实现湖区和流域生态环境的良性循环。

　　到“八五”期末，兴建两座日处理污水25万吨的污水处理厂，完成分流排污的草海输水隧道等重大工程。同时完成工程造林的大部分任务。 随着排污隧道、船闸、节制闸、沙河整治等主体工程相继投入使用，从根本上治理滇池已经露出曙光，还滇池一池清水已为时不远。

　　3、治理草海排污隧道工程

　　治理草海，从西山脚下开挖一条排污隧道，以加速草海水的流动和缩短换水周期，使之逐步变浊为清。

　　1996年8月1日，投资近2亿元开凿的排污隧道正式投入使用。监测资料表明，置换前，草海水体的化学耗氧量为每升90.54毫克，高锰酸盐指数为每升9.34毫克，氮含量为每升5.73毫克，磷含量为每升0.79毫克。经过近1个月的首次置换，这4项指标分别下降了42%、54%、26%和35%。原先又黑又臭的污水开始向黄绿色转化，水质机理的改善已收到明显效果。

　　㈢、上海苏州河合流污水治理一期工程

　　据报道（1993年），当时国内最大的污水治理工程项目，被誉为上海的“生命工程”的苏州河合流污水治理一期工程，已于当年12月29日通水。从此，上海市区每天有140万立方米污水不再排入苏州河，可消减苏州河80%的有机污染物，逐步消除苏州河黑臭现象。

　　该项工程充分利用市区原有的下水道系统，并建造一个截流系统，截取流入苏州河的合流污水；经简易处理后，排入长江，依靠长江大水体充分混合、扩散和稀释。

　　该项工程的一期工程西起普陀区丹巴路，东至浦东竹园长江排水口，横穿上海9个区。一期工程历时10年。改造和新建截流泵站33座，建造了当时亚洲最大的污水泵站——设计流量每秒40立方米、扬程22米的彭越浦泵站；而且建造了当时国内最大的污水预处理厂以及长达33.39公里的截流总管等项工程。一期工程总投资16亿元。

　　㈣、天津东郊污水处理厂工程

　　据报道（1993年），天津建成当时全国最大、处理成本最低的污水处理设施——东郊污水处理厂。该厂占地29.6公顷，设计日处理污水40万吨。这座由中、法两国合作建设的大型污水处理厂，包括污水和污泥两项处理。可承担天津市红桥、河北、河东3个区、两大排水系统的污水处理任务。

　　㈤、成都污水处理厂二期工程

　　据报道（1997年），占地430余亩、设计概算总投资4.7亿元的成都污水处理厂二期工程，已于当年9月29日正式开工。该项工程是四川省、成都市在“九五”期间，环境治理和成都府南河综合治理的重要配套工程。设计日处理污水30万立方米。整个工程预计于1999年初竣工。

　　㈥、淮阴污水处理厂工程

　　据报道（1993年），苏北淮阴市于1990年新建的四季青和北京新村两座污水处理厂已同时投产。北京新村污水处理厂是新村配套设施之一，污水日处理能力为4000立方米，是苏北第一座生活污水处理厂。四季青污水处理厂设计规模为日处理污水6.5万吨，是当时苏北最大的污水处理厂。

　　㈦、煤矿矿井水净化工程

　　据报道（1993年），一项能将矿井水净化为工业用水及生活饮用水的工程，最近在山东新汶矿务局泉沟煤矿竣工并投入运行。这在山东省还是第一家。

　　煤矿矿井水是煤矿在开采过程中，由地下水与其它物质汇集而成的一种混合物。它含有大量的煤泥、硫磺、煤屑等物质。该矿每年有近150万吨的矿井水被排出矿井后流失。该项工程竣工并投入运行以后，矿井水日净化量达2500吨，日淡水量达1200吨。在矿井水净化后产生的淡水中，15项指标均符合国家饮用水标准，可以完全满足全矿工业用水和4000多名职工家庭的生活用水。每年节约资金达10万元。

　　㈧、太原市水污染综合治理工程

　　据报道（1992年），太原市是陕西省能源、重工业、化工中心城市，废水排放总量达每日66万立方米，其中工业废水排放量占70%左右。

　　1959年投入运行的北郊污水处理厂，采用了较为先进的生物处理法，使太原钢铁公司的工业废水接近于原水质。仅1989年至1991年，就已向太钢提供再生水200万吨，节约费用40万元。当时该市最大的杨家堡污水处理厂，每月处理污水6.5万吨，再生水全部作为工业用水。

　　该市积极开展污水回收利用技术研究。先后试验成功生物硝化脱氮、生物陶粒接触氧化法等5种污水处理新方法。该市还加强了排污监测，采用发放排水设施许可证的办法，有效控制了废水排放量和流向，对超标排放户收取超标排放补偿费。

　　㈨、英国泰晤士河流域污水处理工程

　　据报道（2000年），提高水资源重复利用率，加强水资源保护，实现污水资源化，也是英国在治理泰晤士河过程中采取的重要措施。在泰晤士河流域建设了450座一级污水处理厂。同时，建立了系统的地表水、地下水水质监测网，制定了水质质量分级标准。 五、污水处理及水污染防治技术政策

　　2000年7月18日，我国建设部、国家环保总局和科技部，正式颁布了其联合制定的《城市污水处理及污染防治技术政策》。该项政策根据目前我国城市70%左右的污水未经处理直接排放、造成全国1/3的河段受到严重污染的状况，提出了到2010年全国设市城市和建制镇的、污水平均处理率不低于50%的目标。在污水处理工艺选择上，提出了3种类型的处理深度要求。该项政策规定：⑴城市以及重点流域和水资源保护区的建制镇，必须建设二级污水处理设施；⑵封闭或半封闭的水体，应建设具有除磷脱氧功能的二级强化污水处理设施；⑶非重点流域和非水资源保护区的建制镇，可先建一级强化污水处理设施，再实施二级污水处理。

 

 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2001年4月19日撰写于重庆