世界污水处理现状研究

世界污水处理现状研究

关键词：水资源短缺 污水处理 活性污泥 循环利用

摘 要：在全球水资源日益匮乏的今天，利用污水处理达到循环利用是解决这一问题的重要途径。本文通过分析污水处理基本方法及世界各国污水处理历史和发展现状的介绍，说明通过污水处理实现循环利用是节约能源长期发展的经济实用的途径。

今年夏天，作为交换生，我在新加坡进行了为期两周的交流学习。短暂的学习期间，我们还对新加坡的城市建设、社会发展等进行了综合考察。除了整洁的环境、良好的秩序、稳定的发展，给我留下很深印象的是见识到了水再生的重要。新加坡是一个四面环海的岛国，淡水资源几近于零，自身拥有的淡水只有上天赐予的雨水，50％淡水靠从马来西亚进口。但在新加坡，自来水可以直接饮用，从无缺水事件发生。这都要归功于新加坡政府的四大“国家水喉”计划之一的“新生水计划”。在水资源日益匮乏的今天，新加坡的成功已成为全世界的榜样，通过污水处理达到再生水循环利用，是解决能源，保护环境，实现可持续发展的重要途径。1

一、再生水资源开发的重要意义

1、世界及我国水资源现状。虽然地球表面72%被水覆盖，但是淡水资源仅占所有水资源的0.75%，有近70%的淡水固定在南极和格陵兰的冰层中，其余多为土壤水分或深层地下水，不能被人类利用。地球上只有不到1%的淡水或约0.007%的水可被人类直接利用。 全球淡水资源不仅短缺而且地区分布极不平衡，约占世界人口总数40%的80个国家和地区约15亿人口淡水不足，其中26个国家约3亿人极度缺水。中国也是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为2.8万亿立方米，占全球水资源的6％，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的1／4、美国的1／5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。人均可利用水资源量更少，仅为900立方米，并且分布极不均衡。到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。

2、再生水资源开发是大势所趋。开发利用再生水资源，对于缓解水资源短缺、促进水资源合理利用、支撑社会可持续发展有重要作用，实现污染减排和环境改善相结合，是同时解决城市水资源紧缺和水环境污染两大难题最经济最有效的措施。污水排放稳定，不随降雨状况而改变，以污水为水源的再生水可作为稳定的供水水源。而经过净化的污水可作为一种再生的水资源,具有集中、量大、水质和水量都较稳定的特点,能够用于工业、农业、市政与建筑用水等方面。

二、新加坡再生水发展现状

新加坡政府为解决国家水资源短缺问题，实行开源与节流双项并举，提出开发四大“国家水喉”计划，即天然降水、进口水、新生水和淡化海水。新加坡新生水计划是指将生活污水通过合理的排水系统传送到新生水厂，经过一系列处理后，就得到了可循环利用的新生水。再生水绝大部分是供应给工业、商业、服务业，以及环境美化，同时有很小部分注入蓄水池，与天然水混合后送往自来水厂，经进一步处理后达到饮用水标准，间接作为饮用水供应。目前其再生水厂日供再生水总量可达23.62万m3/d，占日供水量的15%以上，目标是再生水占日供水量达到30%以上。新生水是新加坡“化腐朽为神奇”的例子。有了新生水，新加坡在水供上更加自给自足，而国人也很明白新生水的重要性，废水回收、过滤、再生，使每一滴水都有超过一次的用途。

三、污水处理的基本原理和流程 污水处理有着一系列的专业流程，新加坡的污水处理是通过先进的双向渗透

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摘自上海情报服务平台 《新加坡水资源管理概况》 作者：张小芸

膜和紫外线消毒技术处理后成为再生水，其再生水的费用为每立方米再生水0.3新元，远远低于国外海水淡化的花费。

大多数污水处理厂仍使用活性污泥法进行污水处理。各种污水通过管道汇集到污水处理厂，首先要有格栅进行初步清污，把大型污物截阻。为了让上游来水提升至后续工艺所需高度，需要泵房将水泵到初沉池。初沉池与二沉池是污水处理工艺中的重要部分。初沉池通过沉淀约去除可沉物、油脂和漂浮物的50%。污水接下来进入曝气池，曝气池通过曝气原理进行污水处理。也是活性污泥法中很重要的一步。曝气是使空气与水强烈接触的一种手段，其目的在于将空气中的氧溶解于水中，或者将水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中。换言之，它是促进气体与液体之间物质交换的一种手段。在曝气池里，向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。将水中的污物吸附到污泥上。水随后进入二沉池，二沉池是活性污泥系统的重要组成部分，其作用主要是使污泥分离，使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。在二沉池里沉淀的污泥一部分将回流到曝气池中继续进行污水处理。经过处理的污水有的灌入地下水，有的作为中水进行洗车等日常活动。

四、其他国家污水处理发展现状

美国：美国将再生水作为供水资源已有二十年之久，可谓再生水的先驱者。早在一九七六年美国南加利福尼亚州桔城水区的第21 世纪再生水厂，经膜技术处理提炼出的高质量的再生水注入到地面水中。2现在美国最大的污水处理厂——ELWRF于1992年建造在洛杉矶县的El Segundo市。这个水处理厂每天产生3000万加仑的再生水, 节约下来的水足够6万个家庭用一年。这个数字是惊人的，也体现了水再生的重要。再生水可以用于很多用途，ELWRF是美国唯一一个可以根据客户要求生产5种不同水的处理厂。这五种水分别是：1.广泛用于工业和农业灌溉的三级水；2. 用于工业冷却塔的硝化水；3. 软化的反渗透水: 将二级处理的水微滤, 反渗透和消毒, 然后再补充回地下水；4. 提纯的反渗透水, 用于炼油厂的低压锅炉；5. 超高纯的反渗透水, 用于炼油厂的高压锅炉。更多种类的再生水，能使这些来之不易的水资源得到充分利用。在美国，连再生水厂都将节约进行到底，ELWRF安装了6万平方英尺的太阳能设施, 可以提供水处理厂10%的高峰用电. 应用这些太阳能, 每年向大气减少了356吨二氧化碳排放, 相当于种植了100英亩的树林, 或者少开89万英里的车。3美国再生水厂的环保精神是所有国家都值得借鉴的，在节约中更节约。

以色列：以色列是世界水资源最匮乏的国家之一，但以色列对再生水的认识比较早。以色列长期缺水，所以以色列人认为，把城市污水作为非传统的水资源加以开发利用是解决缺水问题的唯一出路。早在20世纪60年代，就把污水回用列为一项国家政策:废水如果没有用尽，不可使用海水淡化，城市的每一滴水应至少回用一次。以色列已经将污水处理作为了基本国策，在以色列，人人心中都将水再生像我国的计划生育一样铭刻在心。4以色列的污水处理厂也有很多自己的独特处理方法，以色列人称该工厂为Shafdan，该工厂处理的废水通过普通设

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摘自《给水排水技术动态》2004年第02期 美国和新加坡采用膜技术实现污水再生回用的技术水平与发展动态 作者：李健;李富元。 3

摘自中美环保科技交流论坛 《美国最大的再生水处理厂- 洛杉矶西湾ELWRF》 4

参考《环境保护与循环经济》 走进以色列水资源再生利用 作者:朱京海

备净化后将重新注入地面，通过取自里雄莱锡安市和雅夫内城的沙子进行再一次过滤。通过这一过程，显著改善了水质，过滤后的水最终可以安全地用于各种形式的灌溉。这个处理厂根据当地特有的地质发明了独特的污水处理方法。这所污

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水处理厂也在联合国的评选中脱颖而出成为了全球的样板。以色列的污水处理厂在国内取得了巨大成功，现在他们把目光投向了中国市场经常在中国开办展览会等介绍污水处理技术的活动。以色列的经验是在节约中创新，找到符合自己地域的独特污水处理方法。

日本：日本的地貌与以色列不同，有着充沛的降水，水资源比以色列要多得多。但国土狭窄所以水资源利用率不高，加之二战后日本重建和20世纪70年代起，日本经济高速发展，工业用水，生活用水耗费巨大。造成了日本部分地区,特别是一些大中城市频发严重的缺水、断水现象,迫使日本不得不大力修建水库和人工引水渠,进行大规模的水资源开发,但由此也引起了公众对生态破坏的担

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忧,新建水库的选址由此变得越来越难。此时，日本政府不得不大力加强了节水和水循环利用措施,污水再生利用也从20世纪80年代开始进入高速发展阶段,并在当时的日本通产省下面成立了一个专门从事污水再生利用技术开发和推广的机构——财团法人造水促进中心。7日本的再生水厂大多毫不张扬，大多建在地下。位于东京都江东区有明水再生中心，地上是一座运动场，可供大家健身锻炼。8日本的再生水很少用作农灌，大多作为生活在用，在日本南部地区，甚至作为直接饮用水。

五、我国再生水资源开发的不足和发展 为了解决水资源短缺的问题，中国污水处理起步很早但技术及管理水平很落后，甚至没有再生水这个名词出现。仅有的几个污水处理厂也只是进行简单的处理。1982年我国建设第一座大型城市污水处理厂——天津市纪庄子污水处理厂，并于1984年开始运行。自此我国陆续兴建了许多类似的处理厂。虽然发展前景一片光明，但问题也不少。

一是污水处理厂建设资金的短缺。这个问题也是其他公益设施得不到建设的原因，政府应加大提供资金的力度让污水处理厂普遍到中国的每一个城市。

二是污水处理厂运行经费不能到位。只建可不行，污水处理厂日常运行也需要资金链支持，目前中国2/3污水处理厂都不能满负荷运行，造成了极大的资源浪费

三是进口设备的维修及设备配件的开发。这个问题与污水处理的人才息息相关，进口的设备没有得到妥善的维修就会损坏。没有真正的人才，使所有努力都将白费。

四是污水处理工艺选择跟风，不结合实际情况。许多地方在大张旗鼓的兴建污水处理厂时，没有像以色列一样，根据自身特点，污水水质，选择污水处理方法，而是盲目跟风，导致失败。

五是污水处理后的再生水得不到充分的利用。巨大的投资建设了污水处理厂，经过处理后的再生水不能得到充分利用，甚至有的地区还将处理后的再生水与未经处理的污水混在一起同流合污，有的地区没有将再生水回用却排入大海造淡水资源的浪费。

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参考 新浪博客 环保：联合国为何赞扬以色列的污水处理厂 参考豆丁网 《污水再生利用国外主要发展情况》 7

参考《环境工程学报》2011年第06期 《日本城市污水再生利用方面的经验分析》 作者：张昱;刘超;杨敏; 8

摘自中国侨网 《参观日本水再生中心》

六是污泥没有真正达到无害化，没有最终处置的途径。吸附了许多有害有机物的污泥，如果没经过无害化处理还会给环境造成二次污染，有的污水处理厂甚至将污泥让一些农民随意拿走当肥料，对农作物造成了伤害。

现在全世界的污水处理正在蓬勃发展，但做事应该开源节流，污水处理只是节流，我们更应该提倡减少污水排放，减少水资源污染，少一点污染，让地球多一点美丽。9

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参考 慧聪网 《中国城市污水处理事业发展的历史与现状》

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/qsar.html