《污水处理行业简史以及我国水污染处理现状》

  • 来源专题:长江流域资源与环境知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: changjiang
  • 发布时间:2020-12-07
  • 北极星水处理网讯:污水处理的需求是伴随着城市的诞生而产生的。城市污水处理技术,历经数百年变迁,从最初的一级处理发展到现在的三级处理,从简单的消毒沉淀到有机物去除、脱氮除磷再到深度处理回用。污水处理的的每一次发展与进步都为人类的发展进步提供了必不可少的动力。而我国随着国民经济的高速发展和改革开放的不断深入,城市生产力不断提升,城市人口数量也不断增加,未来我国污水排放量也将随之增大,因此,对于污水处理的需求也必将进一步扩大今天在这里小编特地编辑整理了我国水污染处理的发展简史以及行业现状。

    早期行业发展阶段

    我国最早的污水处理历史是从二十世纪二十年代开始,1923年建成的上海北区污水处理厂的建立拉开的中国近代污水处理的序幕。

    上海北区污水处理厂是中国第一座城市污水处理厂,该厂占地0.84公顷,日处理能力为3500立方米,尾水排入沙泾港。此后几年,东区污水处理厂和西区污水处理厂相继建成,日处理量分别为1.7万立方米和1.5万立方米,处理后尾水分别排入黄浦江和苏州河。但是在此之后中国再无新的污水厂建立而且排水管道建设也很少。到1949年,全国排水管道总长度仅为6034千米,各地主要靠明渠或河道排处雨污水。

    初步发展阶段

    1949年建国以后,中国的污水处理行业经历了初步的发展,主要集中于脏乱差的老城区污水收集管道建设,污水截留,城市黑臭河湖整治改造等。著名的综合整治工程有北京龙须沟、天津赤龙河和四通河、上海肇家滨、南京秦淮河、武汉黄孝河等。与此同时在此期间中国还建设或开始建设了一批一级污水处理厂。如北京高碑店一级污水处理厂,日处理规模可达40万立方米。但是于此同时国内的污水处理技术依旧停留在较初级的阶段,多利用水体的自净或者较初级的水处理方式,没有把污水处理作为城市发展的一项重要内容,在技术上也没有较大的发展,仍处在相对比较落后的状况下。

    污水土地利用改造阶段

    从十九世纪六十年代开始,由于工农业的进一步发展污水农业灌溉的观念得到发展,此时污水污染程度较低许多缺水地区将污水灌溉利用作为经验进行推广如北京东南郊污水灌溉区、天津武宝宁污水灌溉区等。在1980年直接利用污水灌溉的农田更是达到133.3万公顷。极高的提高了我国农业水资源的利用效率,有效的缓解了当时水资源短缺和污水污染的问题。1957年,当时的建工部与农业部及卫生等部门把污水灌溉列入了国家科研计划。60年代,有关部门还曾在北京高碑店污水处理厂召开了“亚、非、拉国际污水灌溉研讨会”。鉴于污水灌溉的风险,1972年,国家在石家庄召开的全国污水灌溉会议,提出了“积极慎重”的污灌方针,并制定了污水灌溉暂行水质标准,以应对污水灌溉的风险。

    全面发展阶段

    随着改革开放的开始中国开始日益重视污水处理行业的发展,1979年9月我国第一部环境法(简称《环保法》)诞生,这标志着污水处理正式处于法律法规的管理之下。《环保法》明确规定了我国几种基本环境制度,如环境影响评价、“三同时”和排污收费制度等。1982年“六五”计划正式把“加强环境保护,遏制环境污染的进一步加重”定为国家发展的十项基本任务之一。1984年全国人大常委会审议通过《水污染防治法》。国家在环境保护、污水处理领域的政策日趋完善。这一时期,我国污水处理行业开始与国际接轨,并实现快速发展。

    快速发展阶段

    进入21世纪以来,国家全面加大了水污染治理力度。2002年出台了首个城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918),该标准的实施,有力促进了国内城镇污水处理业的快速发展。

    同时,国家陆续将淮河、海河、辽河和太湖、巢湖、滇池(三河三湖),松花江流域、三峡库区及上游(一江一库),以及南水北调水源地及沿线等流域列为国家重点水污染防治地区,这些流域内的污水处理厂得以迅速建设。

    另一方面,国家在“十一五”期间开始实施了“节能减排”战略,提出在“十一五”末期将化学需氧量(COD)总排放量在“十五”末的基础上降低10%,并将减排指标层层落实到各省、市、县。为完成国家下达的减排指标,各地纷纷采取措施,加速建设污水处理厂,全国污水处理步入高速发展状态。

    到2010年底,全国设市城市和县城共建成2842座城镇污水处理厂,总处理能力为1.28亿立方米/日。全国有1034个县的城关镇建成了污水处理厂,占县城总数的63.2%,16个省(自治区或直辖市)实现了“每个县(市)建有污水处理厂”的目标。

    2010年,全国污水实际总处理量343.7亿立方米,日均处理量1.01亿立方米,负荷率78.78%。全年COD消减量921万吨,BOD消减量395万吨,氨氮消减量70.4万吨,总氮消减量57.6万吨,总磷消减量10.5万吨,产生了巨大的环境效益。“十一五”期间,中国污水处理能力平均以20%以上的速度高速增加,创造了污水处理的世界最快建设速度。

    十八大以来生态文明建设被提高到空前的政治高度,推动了我国的环境政策发展迈上新台阶。为切实加大水污染防治力度,保障国家水安全,多项政策法规相继出台。2014年制定出台“最严环保法”;2015年,中央政治局常务委员会会议审议通过《水污染防治行动计划》简称“水十条”;2016年,中共中央政治局审议通过《长江经济带发展规划纲要》,长江生态保护上升到国家战略高度;2019年9月,习近平总书记提出黄河流域生态保护和高质量发展重大国家战略;2019年4月,住建部、生态环境部、发改委联合印发《城镇污水处理提质增效三年行动方案(2019—2021年)》。

    污水处理行业现状分析

    1、污水年排放量增加

    近几年,我国我国的污水排放总量持续增长。2014年中国城市污水年排放量445.34亿平方米,2018年增至521.12亿平方米。

    数据来源:住建部、中商产业研究院整理

    2、"污水处理厂数量增多

    目前我国工业废水排出以后基本进入城市污水管道,在城市污水处理厂进行处理。据《2018年城市建设统计年鉴》,2014年污水处理厂数量1807座,2016年污水处理厂突破2000座,2018年污水处理厂数量进一步增加达到2321座。

    3、污水处理厂处理能力提高

    “十二五”以来,我国明确将节能环保产业作为战略新兴产业,政府密集出台各项环保政策(如“水十条”),我国污水处理规模已具备一定规模,水污染治理能力效果显着。我国污水处理能力不断增强。2014年我国污水处理厂处理能力13087万立方米/日,2018年处理能力提升至16881万立方米/日。

    数据来源:住建部、中商产业研究院整理

    4、污水年处理量增加

    随着污水处理厂数量增加,污水处理能力提升,我国污水年处理量大幅提升。2014年污水年处理量401.62亿立方米,2018年逼近500亿立方米。

    目前,我国水处理已经形成完整的产业链,形成了成熟的污水处理工艺,污水处理率持续提升。2014年污水处理率90.18%,2018年达到95.49%。随着污水处理技术进步,预计我国污水处理率将进一步提升。

    5、我国污水处理区域发展不平衡

    由于我国东部沿海等经济发达地区,地方政府的财政实力相对较强,人民群众收入水平较高,对环境保护和清洁环境的需求较大。经济发达地区的人口集聚功能强,人口较为密集,城镇化水平较高,也更适宜于规模化污水处理设施的建设和运营。因此,我国东部沿海等经济发达地区的污水处理设施建设较为健全,污水处理行业发展相对较快。

    中西部经济较为落后的地区,由于财政综合实力有限、人口较为分散等原因,污水处理设施建设仍十分落后。

    污水处理行业发展趋势

    1、智慧水务市场潜力亟待释放

    智慧水务将海量水务信息进行及时分析与处理,并做出相应的处理结果辅助决策建议,以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程,从而达到“智慧”的状态。随着物联网、大数据、云计算及移动互联网等新技术不断融入传统行业的各个环节,新兴技术和智能工业的不断融合,智慧水务行业发展具有明显的前景。

    2、农村污水处理成蓝海

    由于农村经济条件限制以及居民环境保护意识的缺乏,许多村庄缺乏完善的污水收集系统,直排现象普遍。同时行政村污水垃圾治理相对缓慢,与城市、县城相比,污水垃圾等环境基础设施严重滞后。

    因此,城镇污水处理市场已趋于饱和,而村镇污水处理市场呈现一片蓝海。经测算,到2020年农村水环境治理剩余市场空间将超1298亿,长期市场则高达万亿体量。

    3、污水资源化带来新机遇

    《城镇生活污水处理设施补短板强弱项实施方案》提出缺水地区、水环境敏感区域,要结合水资源禀赋、水环境保护目标和技术经济条件,开展污水处理厂提升改造,积极推动污水资源化利用,推广再生水用于市政杂用、工业用水和生态补水等。

    截至2018年,全国再生水生产能力3578万立方米/日,利用率 15.98%,距《国家节水行动方案》目标到2020年20%、2022年22%存在较大差距。若2025年再生水利用率达到25%,预计“十四五”期间新增5023万立方米/日,新增再生水投资约528亿~891亿。

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    • 废水中各种污染物众多,重金属污染物,微生物污染物等来源也比较广泛,都是如何处理的呢?接下来跟着小编,一起来看看这21种常见污染物的来源以及污水处理方法。 1、耗氧有机物(易生化) 污水中耗氧有机物(易生化)主要有腐植酸、蛋白质、酯类、糖类、氨基酸等化合物,这些物质以悬浮或溶解状态存在于废水中。在微生物的作用下,这些有机物可以分解为简单的CO2等无机物,但因为在天然水体中分解时需要消耗水中的溶解氧,因而称为耗氧有机物。 含有这些物质的污水一旦进入水体,会引起溶解氧含量降低进而导致水体变黑变臭。生活污水和食品、造纸、石油化工、化纤、制药、印染等企业排放的工业废水都含有大量的耗氧有机物。 据统计,我国造纸业排放的耗氧有机物约占工业废水排放总量的1/4,城市污水的有机物浓度不高,但因水量较大,城市污水排放的耗氧有机物总量也很大。污水二级生物处理要重点解决的问题就是将这些物质的绝大部分从污水中去除掉。 耗氧有机物成分复杂分别测定其中各种胶有机物的浓度相当困难,实际工作中常用cODCr、BOD5、TOC、TOD等指标来表示。一般来说上述指标值越高,消耗水中的溶解氧越多,水质越差。自然水体中BOD5低于3mg/L时,水质良好达到7.5 mg/L时,水质已较差超过10mg/L,表明水质已经很差其中的溶解氧已接近于零。 易降解有机物利用生化法就可以去除,有推流式活性污泥法(例如曝气池),序批式活性污泥法(例如SBR、CASS工艺)、生物膜或者MBR等。 2、难生物降解有机物 难生物降解有机物指的是不能被未驯化的活性污泥所降解,而经过一定时间驯化后能在某种程度上降解的有机化合物。废水中的一些有毒大分子(以有机氯化物、有机磷农药、有机重金属化合物、芳香族为代表的多环及其他长链有机化合物)都属于难以被微生物降解的有机物,还有一些根本不能被微生物降解的可称为惰性有机物。 对含有这类有机物的废水应采取培养特种微生物等形式对其进行单独处理,或对其采用厌氧等特殊工艺处理使其部分CODCr转化为BOD5、提高可生化性然后再混合其他污水一起进行二级生物处理。 3、有机氮和氨氮 有机氮主要以蛋白质形式存在,还有尿素、胞壁酸、脂肪胺、尿酸和有机碱等含氨基和不含氨基的化合物,有些有机氮如果胶、甲壳质和季胺化合物等很难生物降解。生产或以这些有机氮为原料的工业排放的废水中会含有这些有机氮。 钢铁、炼油、化肥、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料生产等行业排放含有氨氮的工业废水,皮革、动物排泻物等新鲜废水中氨氮初始含量并不高,但由于废水中有氮的脱氨基反应在废水贮存或在排水管道中驻留一段时间后氨氮的浓度会迅速增加。 对有机氮工业废水可采用生物法处理,在微生物去除有机碳的同时,高级氧化通过生物同化及生物矿化作用将废水中的有氮转化为氨氮。氨氮废水的处理方法有汽提、空气吹脱、离子交换、活性炭吸附、生物硝化和反硝化等。 4、磷和有机磷 生活污水中磷的主要来源是含磷洗涤产品的使用、人类排泄物、生活垃圾,洗涤产品主要采用磷酸钠和聚合磷酸钠,洗涤剂中的磷随污水流入水体。工业废水是造成水体中磷超标的主要因素之一,具有污染物浓度高、污染物种类多、难降解、成分复杂等特点。若工业废水未经处理直接排放会对水体造成巨大冲击,对环境和居民健康造成不良影响。 磷的去除一般有利用聚磷菌的生化法(AO、A2O、氧化沟等)和化学除磷(PAC、PFS等),而工业污水中有部分的次磷及有机磷,必须用到高级氧化预处理之后才能正常除磷。 5、酸碱废水 高浓度含酸含碱废水来源很广,化工、化纤、制酸、电镀、炼油以及金属加工厂、酸洗车间等都会排出酸性废水。有的废水含有无机酸如硫酸、盐酸等,有的则含有蚁酸、醋酸等有机酸,有的则兼而有之。 废水含酸浓度差别很大,从小于1%到10%以上都有。造纸、印染、制革、金属加工等生产过程会排出碱性废水,大多数情况下含有无机碱,也有含有机碱。某些废水的含碱浓度最高可达百分之几。废水中除含有酸、碱外,还可能含有酸式盐和碱式盐,以及其他酸性或碱性的无机物和有机物等物质。 将含有酸碱的废水随意排放不仅会对环境造成污染和破坏而且也是一种资源的浪费。因此对酸、碱废水首先考虑回收和综合利用。 当酸、碱废水浓度较高时,例如含酸废水含酸量达到4%以上、含碱废水含碱量达到2%以上时,就存在回收和综合利用的可能性,可用来制造硫酸亚铁、石膏、化肥,也可以回用或供其他工厂使用。浓度低于4%的酸性废水和浓度低于2%的碱性废水由于回收利用意义不大,会进行中和处理。 6、油类污染物 高浓度含油废水的主要工业来源是石油工业、石油化工工业、纺织工业、金属加工业和食品加工业。石油开采、炼制、储存、运输或使用石油制品的过程中均会产生含有石油类污染物;而废水肉类加工、牛奶加工、洗衣房、汽车修理等过程排放的废水中也都含有油或油脂。 一般的生活污水中油脂占总有机质的10%左右,每人每天产生的油脂约15g左右。废水中所含的油类除了重焦油的相对密度可达1.1以上外,其余都小于1,故污水处理含油废水的重点就是去除其中相对密度小于1的油类。 废水中油类污染物的种类按存在形式可划分为5种物理形态。 (1)游离态油静止时能迅速上升到液面形成油膜或油层的浮油,这种油珠的粒径较大一般大于100μm约占废水中油类总量的60%—80%。 (2)机械分散态油,油珠粒径一般为10μm-100μm的细微油滴,在废水中的稳定性不高,静置一段时间后往往可以相互结合形成浮油。 (3)乳化态油油珠,粒径小于10μm一般为0.1-2μm,这种油滴具有高度的化学稳定性,往往会因水中含有表面活性剂而成为稳定的乳化液。 (4)溶解态油极细微分散的油珠,油珠粒径比微电解乳化油还小,有的可小到几个nm,也就是化学概念上真正溶解于废水中的油。 (5)固体附着油,吸附于废水中固体颗粒表面的油珠。 废水中的油类存在形式不同、处理的程度不同采用的处理方法和装置也不同。常用的油水分离方法有隔油池、普通除油罐、混凝除油罐、粗粒化聚结除油法、气浮除油法等。 7、致病微生物 一般认为,废水中的致病微生物有细菌、病毒、立克次氏体、原生动物和真菌五种。立克次氏体介于细菌和病毒之间,一些微生物学家把以致梅毒体为代表的致病螺旋体归纳为第六种致病微生物,而螺旋体介于细菌和原生动物之间。有些高于原生动物的微生物,如线虫也能致病。生活污水及屠宰、生物制品、医院、制革、洗毛等工业废水中常含有这些能传染各种疾病的致病微生物。 对致病病原体较为集中和含量较大的污水最好进行单独消毒处理,然后再和其他污水一起进行二级生化处理,这样可以减少消毒剂的消耗量。因为病原体在水中的存活时间较长,有的病毒和寄生虫卵用一般的消毒方法难以杀死。 消毒杀菌的方法有氯、二氧化氯、臭氧等氧化法、石灰处理、紫外线照射、加热处理、超声波等,另外超滤处理也可以除去水中大部分的细菌。就细菌、病毒的去除而言,臭氧氧化、紫外线照射等方法效果很好,但处理后的水中没有类似余氯的剩余消毒剂,无法防止微生物的再繁殖,通常需要在处理后再补充加氯处理。 8、硝酸盐和亚硝酸盐 微电解填料化肥制造、钢铁生产、火药制造、饲料生产、肉类加工、电子元件及核燃料生产等工业排放的废水中,含有高浓度的硝酸盐和亚硝酸盐。某些含有有机氮或氨氮的工业废水起初也许不含这些,但对这些废水进行好氧生物处理时,就有可能转化成硝酸盐或亚硝酸盐。 亚硝酸盐是氮循环的中间产物,在水中的稳定性很差,在有氧和微生物的作用下可被氧化成硝酸盐,在缺氧或无氧条件下可以被还原为氨。因此在清洁的水体中,亚硝酸盐的含量很低。含氮有机物无机化分解最终阶段的代表产物是硝酸盐,因此当水中的氮主要以硝酸盐形式为主时,表明水中含氮有机物含量已很少,水体已达到自净。 如果水中含有较多的硝酸盐而又含其他各种含氮化合物时,表明水体的自净过程正在进行或水体正在受到硝酸盐废水的污染。同时测定体中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等三种无机氮并结合有机氮和总氮的分析化验结果,可以分析水体受含氮化合物污染的程度和自净状况。 同样可以利用这些氮化物的分析结果,判断污水处理的效果,并指导调整脱氮工艺的运行。亚硝酸盐在胃里可与仲铵作用形成强致癌物,硝酸盐在人体内可以还原为亚硝酸盐 所以饮用硝酸盐浓度较高的水对人体健康也有危害。儿童饮用高硝酸盐含量的饮水会使血液中变性血红蛋白增加而出现中毒。 因此国家有关标准对水体中硝酸盐浓度做了规定,其中饮用水卫生标准规定最高允许浓度为20mg/L以N计,地表水质量标准GB 3838-2002规定集中式生活饮用水地表水源的硝酸盐最高允许浓度为10mg/L 以N计。 处理含硝酸盐或亚硝酸盐工业废水的常规方法是微电解填料生物反硝化脱氮。对于少量的含硝酸盐或亚硝酸盐工业废水还可以采用电渗析、反渗透、离子交换等方法。 9、氟化物 含氟产品的制造、焦炭生产、电子元件生产、电镀、玻璃,和硅酸盐生产、钢铁和铝的制造、金属加工、木材防腐及农药化肥生产等过程中,都会排放含有氟化物的工业废水。 含氟化物废水的处理方法可分为沉淀法和吸附法两大类。沉淀法适于处理氟化物含量较高的工业废水,但沉淀法处理不彻底往往需要二级处理,处理所需的化学药剂有石灰、明矾、白云石等。吸附法适于处理氟化物含量较低的工业废水或经沉淀处理处理后,氟化物浓度仍旧不能符合有关规定的废水。 10、硫化物 炼油、纺织、印染、焦炭、煤气、纸浆、制革及多种化工原料的生产过程中,都会排含有硫化物的工业废水,含有硫酸盐的废水在厌氧条件下也可以还原产生硫化物成为含有硫化物的废水。 含硫化物废水的处理方法有将硫化物转化为硫化盐进行絮凝沉淀和将硫化物转化为硫化氢汽提两类。 11、氰化物 自然水体中一般不含氰化物,如果发现水体中存在氰化氢那一定是人类活动所引起的。 水中氰化物的主要来源为工业污染。氰化物和氰氢酸是广泛应用的工业原料,采矿提炼、摄影冲印、电镀、金属表面处理、焦炉、煤气、染料、制革、塑料、合成纤维及工业气体洗涤等行业都排放含氰废水。另外石油的催化裂化和焦化过程也会排放含氰废水,其中电镀工业是排放含氰废水最多的行业。 常用的处理方法是氯氧化法、臭氧氧化法和电解氧化法。处理含氰污水时通常加入一定量的氧化剂次氯酸钠,首先使其转化为氯化氰再水解为氰酸盐,然后在碱性条件下被氧化成二氧化碳和氮在酸性条件下转变为铵盐。 12、酚 炼油、化工、炸药、树脂、焦化等行业会排放含酚废水,其中以土法炼焦排放的废水中含酚浓度最高,另外机械维修、铸造、造纸、纺织、陶瓷、煤制气等行业也放大量的含酚废水。 高含酚废水的处理方法有萃取、活性炭吸附和焚烧等。 中浓含水的处理方法有生物法、活性炭吸附法和化学氧化法等。 低浓度含酚废水也可用臭氧氧化或活性炭吸附等方法处理。 13、银 银是一种贵重金属呈银白色。常见银盐中唯一可溶的是硝酸银,这也是废水中含银的主要成分。硝酸银广泛应用于无线电、化工、机器制造、陶瓷、照相、电镀、以及油墨制造等行业,含银废水的主要来源是电镀业和照相业。 从废水中除去银的基本方法有沉淀法、离子交换法、还原取代法和电解回收法四种,吸附法、反渗透法和电渗析法也有被采用的。因为从废水回收银的经济价值较高,因此为了达到高回收率,常联合运用多种方法,比如含银较多的电镀废水可通过离子交换、蒸发或电解还原得到较完全的回收。 14、镍 微电解镍是一种银白色的金属,有很好的延展性和高度磁性。废水中的镍主要以二价离子存在,比如说硫酸镍、硝酸镍以及与许多无机和有机络合物生成的镍盐。 含镍废水的工业来源很多,其中主要是电镀业,此外采矿、冶金、机器制造、化学、仪表、石油化工、纺织等工业,以及钢铁厂、铸铁厂、汽车,和飞机制造业、印刷、墨水、陶瓷、玻璃等行业排放的废水中也含有镍。 处理含镍废水的方法有微电石灰沉淀或硫化物沉淀法、离子交换法、反渗透法、蒸发回收法等。 15、铅 纯铅呈灰白色是工业上使用最广泛的有色金属之一,常被用作为原料应用于蓄电池、电镀、颜料、橡胶、农药、燃料、涂料、铅玻璃、炸药、火柴等制造业。铅板制作工艺中排放的酸性废水铅浓度最高,电镀业倾倒电镀废液产生的废水铅浓度也很高。 处理含铅废水的常用方法有沉淀法、混凝法、吸附法、电偶铁氧化法等。 16、铬 纯铬是一种呈钢灰色的耐腐蚀金属硬度较大。随着工业的发展铬及其化合物的应用日益广泛,含铬废水的排放量随之日益增加。含铬系列缓蚀剂是循环冷却系统非常有效的药剂之一,曾经得到大规模应用。 油墨、染料及油漆颜料的制造及铬法制革、电镀、铝阳极化处理和其他金属的清洗等工业都离不开铬化合物,铬化合物还可作为木材的防火剂和阻火剂。这些工业排放的生产废水中自然会含有数量不同的铬,铬在水中以六价(CrO42-)和三价(CrO2-)离子形态存在,工业废水中主要以六价形态存在。 含铬废水的处理方法是先将六价铬还原成三价铬,再使三价铬生成氢氧化物沉淀后去除。对于高浓度含铬废水蒸发回收是一种高浓度有机废水,在技术和经济上均可行的方法,离子交换法可以将含铬废水的排放浓度降到较低的水平。 17、汞 汞又称水银,是一种银白色的液体金属具有升华性质。由于汞具有一些特殊的物理化学性质因此被广泛应用于氯碱、电子、石化、化工、冶炼、仪表、造纸、炸药、农药、纺织、印染、化肥、电器、制药、油漆、毛皮加工等工业的生产过程中。例如在化工和石油化工业中,汞被用作塑料生产及加氢、脱氢、磺化等反应的催化剂,这些工业排放的生产废水中自然会含有数量不等的汞。 处理含汞废水的常用方法有硫化物沉淀法、微电解离子交换法、吸附混凝法、还原过滤法、活性炭吸附法及微生物浓集法等。 18、有机氯 有机氯化合物包括氯代烷烃、氯代烯烃、氯代芳香烃及有机氯杀虫剂等,其中对环境影响较大的是有机氯杀虫剂和多氯联苯,主要来自农药、染料、塑料、合成橡胶、化工、化纤等工业排放的废水中。 有机氯废水主要用焚烧法处理,焚烧产物为氯化氢和二氧化碳,为回收和处理焚烧产生的氯化氢,焚烧的具体方法有焚烧-烟气碱中和法、焚烧-回收无水氯化氢法和焚烧-烟气回收盐酸法。 19、苯并芘 苯并芘,简称BaP,是多环芳烃PAH中具有代表性的强致癌稠环芳烃。自然水中BaP的来源可分为人为源和天然源两种,前者主要来自于有机物的不完全燃烧,后者主要来自自然规律的生物合成。因此,在有有机物的不完全燃烧的行业,比如说炼油、焦化、等工业废水及氨厂、机砖厂、机场等排放的废水中不同程度地存在BaP。 BaP虽然毒性较大但去除相对简单和容易,臭氧、液氯、二氧化氯的高级氧化作用和活性炭吸附、絮凝沉淀及活性污泥法处理,均能有效去除废水中的BaP。 20、镉 镉是一种灰白色的金属,自然界中主要以二价形式存在。镉电镀可以为钢、铁等提供一种抗腐蚀性的保护层,具有吸附性好,而且镀层均匀光洁等特点,因此工业上90%的镉用于电镀、颜料、塑料稳定剂、合金及电池等行业,含镉废水的来源还包括金属矿山的采选、冶炼、电解、农药、医药、油漆、合金、陶瓷与无机颜料制造、电镀、纺织印染等工业的生产过程中。 含镉废水处理方法有氢氧化物或硫化物沉淀法、吸附法、离子交换法、氧化还原法、铁氧化体法、膜分离法和生化法等,对于高浓度或经过离子交换后浓缩的含镉废水,电解及蒸发回收法也是一种切实可行的方法。 21、砷 砷呈灰色金属光泽,不溶于水,但有多种含砷化合物易溶于水。无机砷主要以亚砷酸离子和砷酸离子的形式存在于水中,在存在溶解氧的条件下,亚砷酸可以被氧化成毒性较低的砷酸盐。砷酸和砷酸盐存在于冶金、玻璃仪器、陶瓷、皮革、化工、肥料、石油炼制、合金、硫酸、皮毛、染料和农药等行业的工业废水中。 砷的常规处理方法有石灰或硫化物沉淀,或者用铁或铝的氢氧化物共沉淀,废水处理传统的絮凝过程也可以有效去除废水中的砷,另外利用活性炭或矾土的吸附以及离子交换,对废水中砷的去除也取得了不同程度上的成功。 近年来,利用生化法处理含砷废水的研究已取得了进展,实验证明活性污泥法对砷的去除极为迅速,在0.5小时内可以去除总量的80%左右,在1~2小时左右达到平衡状态,即砷与污泥短时间接触后就有大量的去除效果。不过,活性污泥对低浓度砷的去除率明显高于对高浓度砷的去除率,这也说明污泥对砷的去除能力也是有限的。
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    • 编译者:郑春晓
    • 发布时间:2019-05-14
    • 一直以来,我国水资源短缺,水污染问题严重,同时废水排放量居高不下,水环境亟待改善。近年来,随着国家对环境保护重视程度的不断提高,“水十条”、“十三五”等一系列支持性政策的出台给污水处理行业带来广阔的市场空间。未来几年在PPP模式进一步规范和专项行动持续加码、打好“碧水攻坚战”以及环保大会召开的背景下,污水处理的市场需求将加速释放,行业发展潜力巨大。   污水处理产业链及历程概述   产业链是各个产业部门之间基于一定的技术经济关联,并依据特定的逻辑关系和时空布局关系客观形成的链条式关联关系形态。产业链中大量存在着上下游关系和相互价值的交换,上游环节向下游环节输送产品或服务,下游环节向上游环节反馈信息。   我国污水处理行业产业链包括上游污水处理科研、规划设计,中游污水处理设备制造、采购及工程建设以及下游的运营、管理、监督和维护。   回顾中国污水处理的发展进程,20世纪60年代-70年代,中国开始自行投资兴建一批污水处理设施和污水处理厂。在计划经济体制下,污水处理厂全部为国有事业单位,运营能力差,绝大部分污水厂为一级处理,污水处理厂运行专业人员极度缺乏。   2002年以后,中国城市污水处理无论在数量还是质量上都得到了迅速的发展。建设部陆续颁布了一系列相关文件,为国内外投资人提供了明确的政策预期和法律保障,为城市污水处理市场各类主体规定了行为准则。   中国污水处理市场化改革在探索中前进,2014年以来,污水处理行业的PPP模式逐渐兴起,该模式以“利益共享,风险分担,长期合作”为基础,促进政府和公司在污水处理设施方面的基础建设。   人均水资源稀少,水污染问题严重   我国水资源短缺问题严峻。根据水利部发布的显示,截至2018年底,我国水资源总量27960亿立方米,人均水资源为2004立方米/人,仅为世界平均水平的1/4,是联合国13个贫水国之一,特别是北方和部分东部地区人均水资源量严重偏低。   我国水资源污染严重。根据2017年中国水资源公报,全国河流优良(Ⅰ-Ⅲ类)水质、Ⅳ-Ⅴ类水和劣Ⅴ类的占比分别为78.5%、13.2%、8.3%;全年总体水质为Ⅰ-Ⅲ类的湖泊有32个,Ⅳ-Ⅴ类湖泊67个,劣Ⅴ类湖泊24个,分别占评价湖泊总数的26.0%、54.5%和19.5%;全年总体水质为Ⅰ-Ⅲ类的水库有920座,Ⅳ-Ⅴ类水库120座,劣Ⅴ类水库24座,分别占评价水库总数的86.4%、11.3%和2.3%。综合来看,水资源污染问题较为严重。   污水排放量巨大,生活污水成主要来源   随着我国经济的不断发展,人们的生活水平日益提高,生活用水量持续增加。近年来,我国的总用水量基本维持在稳定水平,从2014年6095亿立方米变动为2018年的6110亿立方米。同时,工业用水和农业用水作为最主要的用水方式近5年的用水量在缓慢降低。而生活用水量则相反,近年来逐年递增,从2014年的768亿立方米持续增长至2018年的850亿立方米。   国家统计局数据显示,2017年我国废水排放总量为699.7亿吨,较2016年稍有下降,但仍维持在较高水平,污水处理工作刻不容缓,2018年随着我国总用水量的增加,废水排放总量将会有所上升。在2017年的所有废水排放中,工业废水排放量181.6亿吨,占总排放量的26.0%;城镇生活污水排放量517.8亿吨,占总排放量的74.0%,城镇生活污水占比逐年升高,已经成为污水的主要来源。   政策扶持力度大,处理能力持续增强   近年来,政府对环保的重视程度不断增加,推出了很多支持性政策,这对环保行业的发展来讲无疑是特别有利的。作为环境保护的一个重要方面,水环境治理同样得到了政府的高度重视,《水污染防治行动计划》《关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》等一系列文件陆续下发,积极开展水污染治理行动。   最近几年来国家不断推出政策加强环境保护力度,作为环保行业中的重要内容,污水处理行业在政府政策的支持下近几年发展态势较好。根据住建部发布的《城市建设统计年鉴》显示,城市污水日处理能力从2011年的11303万立方米增加到2017年的15743万立方米。污水处理厂座数也相应地从1588座增加到2209座,7年增长了39.1%,增长迅速。   县城污水日处理能力也从2011年的2409万立方米增加到2017年的3218万立方米,污水处理率从70.41%增加至90.21%,污水处理厂座数也从1303座增加到1572座。   区域分布差异明显、四川居全国榜首   截至2017年底,全国累计建成污水处理厂8591座,其中城市建成2209座,县城建成1572座,全国建制镇建成4810座。从全国污水处理厂区域分布情况来看,主要集中在华东地区,2017年底有3065座(城市703座、县城332座,建制镇2030座),约占全国污水处理厂数量的35.68%;其次为西南地区,2017年底有2111座(城市281座、县城286座,建制镇1544座),约占全国污水处理厂数量的24.57%。其他区域分布情况如下:   从污水处理厂具体省份分布情况来看,截至2017年,全国污水处理厂数量最多的为四川省,达到942座,其中建制镇拥有720座,占比76.4%;江苏省和山东省分别以871和861座位列第二和第三。其他地区均在700座以下。   PPP模式逐渐兴起,政策规范利好民营企业   为解决地方政府债务问题,推进市场化进程,2014年起财政部和发改委开始大规模推广PPP模式,从2014年至今,PPP经历了快速的扩张。同时,从2014年12月开始,财政部陆续公布了四批PPP示范项目,总数目达到1093个,总投资2.6万亿元。其中,2018年2月最新公布的第四批PPP示范项目共396个,其中污水处理项目达到36个,占比9.09%,比例达到新高,总投资约150亿元。随着这些项目的逐步开展,将带动大批社会资本投入到污水处理行业中,有利于污水处理企业的发展壮大。   2017年7月,财政部等部门联合发布《关于政府参与的污水、垃圾处理项目全面实施PPP模式的通知》,要求政府参与的新建污水、垃圾处理项目全面实施PPP模式,有序推进存量项目向PPP转型,PPP模式将继续深化并加速落地。   作为环保产业的重要内容,污水处理行业近年来发展状态良好,势头强劲,在PPP模式催化订单加速释放和社会资本投资力度不断增强的驱动力下,行业内公司业绩保持稳步增长,特别是博世科和国祯环保,2018年营业收入和净利润增速均高达50%以上。   国有企业把持,拟在建项目规模巨大   近年来,中国污水处理业迅速成长,已经发展成为一个竞争激烈的行业。目前中国规模以上的污水处理企业有336家,行业快速发展,市场竞争激烈。   目前,国有企业、集体企业、外商及港澳台投资企业、私营企业和其他性质企业数量占整个污水处理行业企业数量的比例达到96%。从中国污水处理行业的竞争格局来看,国有企业目前市场份额(按销售收入)最高,其次是其他性质企业,不过国有企业在中国污水处理市场近几年的份额略有所下降。   根据市场监测数据显示,2018年第三季度,市场共发布 846项,总投资约3077.37亿元,其中污水处理拟在建项目数量最多的为广东、四川和贵州,分别为86、79、60个,其余地区均在60个以下。以第三季度投资情况来看,我国污水处理是一个万亿级的投资市场。   投资额方面,辽宁省位列第一,合计为738.74亿元,主要受“兵器工业集团精细化工及原料工程项目”投资额巨大影响,单个投资额达到了695亿元;广东省和湖北省则分别以244.96亿元和220.01亿元为例第二和第三,其余省市则均在200亿元以下。   市场竞争激烈,并购整合之风日盛   在国内,随着领先企业实力不断壮大,通过投资兼并重组来抢占市场份额已成为龙头企业的做大做强的重要手段,行业并购整合之风日盛。与此同时,国有资本也开始进入该领域。   由于污水处理行业目前比较分散,尚未出现标杆性的龙头企业,它们需要借助并购整合迅速成长。近年来,专业化水务公司以其运营效果佳和优良服务逐渐得到越来越多的市场认可,污水处理市场的区域壁垒呈现松动迹象,一些龙头水务公司逐渐走出本地市场进入其他地区。而在全国攻城略地的过程中,一些公司还结合自身优势逐渐打造出污水处理企业并购重组的不同模式。其中具有代表性的模式分析如:   国内污水企业近年来正处于整合阶段,兼并和重组类案例较多。   随着环境监管及消费结构的变化,污水处理行业的“黄金时代”刚刚开始。显然,无论是资本还是水环境治理企业都意识到,该领域跑马圈地的黄金时代正在到来。能够抢占先机而后立稳脚跟的行业翘楚,正在定义污水处理领域新的排行榜。未来3-5年,污水处理行业的整合、重构必然会成为趋势,恒者恒强是亘古不变的道理。   城镇污水处理接近饱和,乡镇污水处理成蓝海   城镇污水处理率接近饱和。截至2017年底,我国城市污水处理率为94.54%,距离“十三五”规划的目标95%已非常接近,县城污水处理率达到90.21%,“十三五”规划的相应要求基本已实现,城市和县城污水处理率均已达到较高水平,所以增加污水处理率已经不再是污水处理行业的主攻方向。   乡镇污水处理成蓝海,高速增长阶段即将开启。与城市和县城污水处理情况不同,我国乡镇地区经济较为落后,再加上环保意识不强,污水处理设施不完善,基础设施严重不足,使得乡镇污水处理率偏低。在2017年,全国建制镇的污水处理率仅为49.35%,与“十三五”规划中70%的目标相比仍有较大差距,集中处理率也仅为39.56%。在全国所有的建制镇中,对生活污水进行处理的数量仅占总数的47.06%,污水处理覆盖率较低。在乡村中,这一情况更为严重,全国污水处理率仅为17.19%,通过污水处理厂进行集中处理的比率只有8.20%,污水处理厂个数也只有874座。从数量上看,对生活污水进行处理的乡村仅占25.13%,污水处理能力严重不足。   国家高度重视农村环境污染问题,在政策以大力支持。在2017年2月生态环境部联合财政部印发的《全国农村环境综合整治“十三五”规划》中,明确表示到2020年,新增完成环境综合整治的建制村13万个,结合水质改善要求和国家重大战略部署,“十三五”期间,全国农村环境综合整治重点为“好水”和“差水”周边的村庄,涉及1805个县(市、区)12.82万个建制村,约占全国整治任务的92%。