公路粉煤灰路堤设计与施工技术规范模板模板.doc
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1、中国水资源污染治理技术策略摘要:水环境污染和水资源短缺是全球淡水资源正面临两大问题。伴随中国经济快速发展,人口增加,人民生活水平逐步提升,工业化和城市化步伐加紧,用水量急剧增加,污水排放量也对应增加,加剧了淡水资源短缺和水环境污染。中国污水处理设施落后,污水处理率低,是造成中国水环境污染关键原因之一。为了愈加快地改善中国水环境,保护水资源,在学习国外成功和优异经验同时,应汲取中国外失败教训并结合中国实际情况,对中国水污染防治和水资源保护采取综合治理方法。要研究、开发和应用基建费低、能耗低和运行费低革新技术。因地制宜,采取处理和利用相结合方法,利用生态处理系统,在污水处理同时实现污水无害化和资源
2、化,实现水良性循环和水资源可连续利用。 关键词:水资源水污染技术策略可连续利用 0概述 伴随经济发展,人口增加,生活水平不停提升,世界范围淡水资源需求和消耗不停增多,对应城市污水和工业废水排放量也在不停增多。因为污水处理设施滞后和非点源污染控制不够得力,使全球淡水资源正面临两大问题:水环境污染和水资源短缺。这在部分国家和地域,尤其是发展中国家和地域,愈益严重并有加剧趋势.。 在本世纪60、70年代曾发生过石油和能源危机,这种危机愈演愈烈,并最终引发了部分局部战争。经过新能源,如核能、太阳能和风能开发和利用,一定程度上缓解了这一危机。一样地,淡水资源危机日益加剧,不仅影响了大家正常生活,甚至威胁
3、了大家生存,这也一样孕育着国家和地域之间冲突和战争威胁.。 在1998年8月份召开水和可连续发展会议上法国总统希拉克对代表们警告说如果不立即行动起来,下个世纪可能因水而引发战争.。在她关键讲话中说水是生命源泉,但也常常是冲突起源。联合国确定了70处和水相关冲突地域,从近东到西非,从拉丁美洲干旱地带到印度次大陆;关键闪燃点包含以色列和阿拉伯国家之间争吵;埃塞俄比亚和埃及对尼罗河争吵;印度和孟加拉国对恒河争吵;土耳其、叙利亚和伊拉克对幼发拉底斯河争吵等。 当水不是潜在冲突起因时,它也可能引发大外交问题,比如墨西哥抗议美国对科罗拉多河上游污染,有时水甚至成为政客们交易工具。 早在1977年各国就已经
4、预感到这种全球性水危机威胁,为此召开了联合国水会议,在会议上和会后,对这一问题性质和危害程度,预防这一危机爆发应采取方法有了越来越多共识。1992年在全部柏林召开水和环境会议上,重申了上次会议提出一些标准,愈加明确了共同面临问题。同年在巴西里约热内卢召开联合国环境和发展.会议上也关键讨论了水问题。1997年在联合国可连续发展委员会和联合国大会第十九次尤其会议上,深入强调紧急行动起来合理开发利用水资源;利用生态系统等途径保护好现有水资源;和将水资源纳入总经济框架中一系列方法和计划。如利用市场机制采取价格和交易许可等方法控制水资源有效合理分配。在联合国水资源管理战略措施教授组会议上指出:水是一个有
5、限脆弱环境资源,是一个社会和经济物品。在竞争使用者之间对有限水资源分配,对生态系统和国家经济发展,包含就业收入产生和分配有着重大影响;对土地计划利用和人口在城市和乡村之间迁移也有着深刻影响。为此,应将保障人民基础水量需要,和水资源开发和分配经济政策制订和实施相结合.。1998年在巴黎召开了国际水和可连续发展会议,明确指出:水资源是以后世界经济和社会可连续发展关键原因之一,必需对水资源进行合理开发和利用.。尽管联合国为了合理开发和利用水资源,召开了数次国际性会议,经过了相关决议和声明,颁布了一系列标准和方法,但收效不大,尤其是国际河流水资源合理开发、利用和保护困难重重,举步维艰。为了改变这种局面
6、,联合国可连续发展委员会定时调查世界水资源情况,并在第15届会议上审查了世界淡水资源全方面综合评价,为世界水资源合理开发和利用迈出了第一步。世界上共有215条国际河流,占世界关键流域面积2/3,即使大多数发达国家已建立了管理体系,不过水资源分配仍然是关键潜在冲突起源。水资源越缺乏,冲突可能性越大。潜在问题往往是个观念问题,每个国家全部把其水资源看成是能够在自己领土内自由开发资源,当不考虑上下游国家利益和团结时,就会引发担心关系。 所以国际流域组织网(InternationalNetworkofBasinOrganisation,INBO)在巴黎会议研讨会提议中提出,多个相邻国家共享水资源管理,
7、应该认识到这一点,即水没有国家和行政管理界限,而且应该按对应流域规模组织管理体系,如国际管理委员会,可成为国际河流流域可连续管理路径和增强该流域各国家之间合作.。和水资源管理亲密相关给水和排水设施建设,在发达国家和发展中国家和地域存在着巨大差距,情况截然不一样。在发达国家和地域,如北美、西欧,给水普及率为100%,拥有优异给水处理和配水设施,可靠饮用水水质,达成了安全生饮程度;污水管道和处理系统普及率全部在90%以上,以二级处理为主,为了预防受纳水体富营养化,很多污水处理厂采取了去除磷、氮等营养物处理工艺;主动开展污水回收和再用,依据回用目标,采用对应处理方法和深入净化工艺,如:农田浇灌、浇洒
8、绿地、高尔夫球场等;甚至在部分缺水地域,如美国加州南部,二级处理出水经活性炭吸附过滤,反渗透等工艺回流入地下或地表水饮用水源中.。 在发展中国家和地域,因为缺乏必需资金,不能建成完善给水和排水设施;已建成给水和排水设施,因为缺乏必需管理和运行费用,缺乏训练有素管理和运行人员,无法正常运行,部分采取优异技术和设备给水和污水处理设施更是如此。相关资料表明,在发展中国家,约有10亿人没有给水设施,约20亿人没有排水和污水处理设施。只有极少一部分城市污水得到了处理,大部分未经任何处理污水直接排入周围受纳水体,严重污染了水源水,破坏了水环境.。 饮用水源污染和给水处理设施落后,使发展中国家人民饮用水合格
9、率低,并引发了多个疾病,包含癌症。即使在最发达国家美国,也不能完全消除水传染性疾病发生,在1920.1992.年这70多年间,共爆发水传染性疾病1768.次,共有472228.人得病,1091.人死亡。1993.年在维斯康星州,蜜尔沃基市(Milwaukee,Wisconsin)爆发了有文件记载以来最严重由阴胞子虫引发饮用水传染病,共有40多万人患病,4000.余人住院,122.人死亡.。 在发展中国家情况愈加严重,每十二个月因饮用污染水引发上亿人得腹泻病,约200万儿童死亡;有约2亿人感染肠道病毒,有.人死亡。1973年首次发觉旋转病毒(Rotavirus),它是由供水受粪便污染或饮用水处理
10、不好造成,关键引发病毒性感冒和肠炎。在美国14岁年纪组中,估量有100多万人由旋转病毒引发严重腹泻,其中150人死亡。在世界上每十二个月有4.5万人所以死亡。在发展中国家,由此引发儿童胃肠炎每十二个月超出1.25亿人,其中1800.万人为中等严重和严重病例。另外危害很大病原菌-霍乱也一直困扰给水界,自从18世纪霍乱蔓延肆虐欧洲和北美以来,因为缺乏必需卫生设施(下水道系统),人口增加,净化水技术有限等,造成数次大规模爆发。1995年6月泛美卫生杂志报道,在美国1076372.个霍乱病例中,有10098.人死亡.。 1中国水资源和水环境基础情况 1.1中国水资源基础情况 伴随中国经济快速发展,人口
11、增加,人民生活水平逐步提升,工业化和城市化步伐 加紧,用水量急剧增加,污水排放量也对应增加,加剧了淡水资源短缺和水环境污染 。 中国水资源总储量平均每十二个月达28000.亿m3,但人均水资源拥有量仅为2340.m 3/a,为世界平均值1/4。而且水资源时空分布不均,造成南多北少,东多 西少局面。在北部降水大部分集中在69月份,此期间降水量占整年降水量70%80% 。缺乏生态保护意识,部分急功近利做法严重破坏了森林和植被,破坏了生态系统平衡, 造成洪涝和干旱频繁发生。 城市严重缺水制约了经济发展,影响了人民正常生活。在80年代,全国缺水城市236 座,缺水总量1200.万m3/d;90年代初,
12、缺水城市增加到300座,总缺水量为1600 .万m3/d;估计将有450座城市缺水,总缺水量将达.万m3/d。 中国水环境污染情况也相当严重,依据1998年中国环境情况公报.,全国废水 排放总量为395亿m3,化学耗氧量排放总量为1499.万t,分别比上年(1997年)下降了5 %和14.7%。生活污水占废水排放总量49.1%,生活污水COD排放量占COD排放总量46.2 %,均比上年有所增加。 中国关键水系长江、黄河、松花江、珠江、辽河、海河、淮河和太湖、巢湖及滇池断 面 监测结果表明,36.9%河段达成或优于地面水环境质量级标准,其中类水质占8.5% ,类水质占21.7%,类水质占6.7%
13、;63.1%河段水质为、或劣类,失去了作 为饮用水源功效,其中类水质河段占18.3%,类水质占7.1%,劣类水质占37.7% 。其中长江、珠江水质很好,监测河段中70%以上达成或优于地面水环境质量级标准;黄 河 、淮河、海河有28%29%达成或优于地面水级标准;松花江、辽河污染严重,分别只有4% 和11.3%达成或优于地面水级标准。 中国部分湖泊污染比河流愈加严重,如滇池、巢湖全部严重富营养化,全湖水质为劣 类;太湖中等富营养化,湖水为劣类。1998年中国海域监测到赤潮22起,其中南海10起,东海5起,渤海和黄海7起,对中国近海 生态系统和水产资源造成严重破坏.(如表1)。1.2污水处理设施
14、中国污水处理设施落后,污水处理率低,是造成中国水环境污染关键原因之一。 中国城市供水设施建设要比排水设施优异得多,比如1996年中国城市供水设施服务人口普及率达成了94.5%,而同年城市污水处理率仅13.1%,而且城市污水日处理能力 增加幅度远低于城市日供水能力增加幅度;19901998年城市市政公共污水处理厂平均年 增加日处理能力110万m3左右,而城市供水年增加日供水能力850万m3左右。如照此模式 发展,城市水环境恶化情况将难以缓解或好转.。 表11998年中国七大水系污染情况 项目类类类类类劣类关键污染物长江(%) 4 67411104悬浮物、高锰酸钾指数、氨氮黄河(%) 0 24 5
15、 47 12 12 悬浮物、挥发酚珠江(%) 29 36 7 2224石油类、悬浮物、氨氮淮河(%) 0 11 1718648高锰酸钾指数海河(%) 5 19410953石油类、高锰酸钾指数、挥发酚、氨氮辽河(%) 4.5 2.3 4.5 22.7 4.5 61.4 氨氮、高锰酸钾指数、挥发酚松花江(%) 00467218挥发酚、石油类 因为现在仅有部分城市征收排水设施有偿使用费或污水处理费,而且收费额低于 污水处理成本,城市污水处理厂所需费用关键靠政府财政支持,因为资金不足,使部分已建 成污水处理厂难以维持正常运行。 另外,中国非点源污染也相当严重,关键有农田径流,很多农田施用大量化肥、农药
16、 包含有机磷、有机氯农药,其中有些是高毒性、难降解、高残留农药,在食物链中有富集 作用,对水环境污染和对人体危害较大。2中国水污染控制改善方法 中国水污染情况是严重,我们有限淡水资源数量不足,质量下降。中国各级政府已 认识到水污染治理和水资源保护关键性,认识到经济和社会连续发展有赖于环境保护 和资源合理开发利用,包含水环境保护和水资源合理开发利用,重视和加速了水污染 治理设施建设,争取在20世纪末使中国城市污水处理率达20%(归口于城市市政设施 污 水处理厂).,假如把工矿企业修建污水处理设施处理能力统计在内,估量 城市污水处理率达30%以上,假如把池塘、人工湿地、土地处理(农田浇灌)等自然法
17、处理 设施处 理污水量考虑在内,污水处理率可达40%(国外统计污水处理率全部把塘系统、土地、湿地处 理系统等考虑在内)。 据统计中国工业废水处理设施总处理率已达成87%(1998).,但实际上处理 工业废水量远达不到该值,因为部分调查统计表明,中国工业废水处理设施只有1/3是运 行正常,1/3运行不正常,而另1/3停产不运行。 不少城市污水处理厂有钱建得起,却无钱维持正常运行,部分中小城市建成常规活性 污泥法处理厂尤其如此,除资金缺乏之外,操作运行和管理人员技术和管理水平低,难以掌 握和操作技术复杂处理过程和设备。 经过几十年努力,尤其是近十年努力,中国水污染治理工作已经有很大发展,城市 污水
18、处理率从80年代末5%发展到90年代末近20%,局部水环境已经有所改善,但总体上全 国水环境并未有显著改善,有些水系如东北松花江和辽河,污染反而加剧. 。 为了愈加快地改善中国水环境,保护水资源,在学习国外成功和优异经验基础上,汲取 国外和自己失败教训并结合中国实际情况,对中国水污染防治和水资源保护应采取综合 治理方法。 2.1推广应用清洁生产工艺和清洁产品,将污染消除在生产过程中 这种清洁生产工艺(Cleaner Production Process).,在国际上最近也称为 环境友好(Environment Friendly)生产工艺,因为她们应用原料,中间产品 和产品对环境不会造成严重污染
19、,即使有也是轻微。比如,合成洗涤剂生产中用不 含磷洗涤剂替换含磷洗涤剂,从而在生产过程中消除了磷最大污染源;在农药生产中取消 了六六六,DDT等高毒性,高残留有机氯农药,代之以高效、低毒、低残留农药生产; 部分化工产品生产中使用汞催化剂生产工艺被无汞新工艺替换等,全部是将污染物消除在生 产过程中,消除了它们对水环境污染和在水生态系统中富集及对人潜在危害。 2.2因地制宜,多个方法并举处理污水处理问题 现在中国在污水处理技术方面有一个倾向,认为活性污泥法是最有效,忽略和排斥了其 它处理方法和技术。其实在任何国家,全部不是任何一个单一处理方法能 完全处理污水处理和水环境污染问题,即使在发达国家,比
20、如美国,也是采取多个处理方 法来处理城市污水和工业废水。比如,美国共有稳定塘上万座,占处理污水总量25% ,它和土地处理,人工湿地等系统成为中小小区(城镇)关键处理设施,. 。美国在应用塘系统、土地处理系统过程中研究开发和推广应用了多个多样优异、科学 、高效、节能、工程化和美化新型塘系统(如优异组合塘系统、双曝气功率水平多塘系统 、水力调整贮存塘、完全封闭蒸发塘、水生植物塘等)。德国、法国、加拿大、澳大利亚、 巴西、东南亚、非洲也有大量塘系统在应用。近十年来英国、德国、法国、荷兰等人工湿 地发展快速,它和塘系统不仅成为中小城镇关键污水处理设施,而且也成为雨水处理主 要设施,和工业废水关键处理技
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