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我国水处理行业前景初探
发布于:2012-05-31  14:08:22
 

[摘要] 本文简述了我国目前水体污染的状况,对水处理行业的技术发展和影响因素进行了简要综述,并对行业前景进行展望。

[关键词] 水污染;水处理技术;工业节水

一 前言

水是万物之源,生命之本,是社会经济发展的命脉,是不可替代的宝贵自然资源。然而,全球变暖与过度开垦砍伐等诸多人为因素的影响,导致淡水资源急剧减少,缺水已成为世界性的问题,成为制约社会进步和经济发展的瓶颈[1]。1997年1月20日,联合国发出了淡水资源短缺的警报:“缺水问题将严重制约下世纪的经济和社会发展,并可能导致国家间的冲突”。这份题为《对世界淡水资源的全面评估》的报告指出,目前全世界1/5以上的人口,即12亿人面临“中高度到高度缺水的压力”。该报告还预测,到2025年,世界人口将激增到83亿,全世界将有1/3的人口遭受“中高度到高度缺水的压力”。随着工业的发展和人口急剧增长,淡水紧缺问题已引起世界各国的普遍关注,我国面临的淡水紧缺问题尤其严峻。我国水资源居世界第六位,但人均水量仅为世界人均水量的1/4,居109位,加之淡水资源的时空分布不均和我国人口分布不均、社会发展不均,造成部分城市淡水资源严重紧缺。目前全国有300多个城市缺水,日缺水量约1000万立方米以上,50多个城市严重缺水。淡水资源紧缺已严重影响这些地区的人民生活和经济发展,每年造成直接经济损失数千亿元。

日益尖锐的水资源供需矛盾迫切需要解决办法,进一步贯彻落实合理用水、节约用水举措的同时,污水处理、中水回用、再生水等诸多水处理技术应运而生。物与物之间是相互矛盾的,也是环环相扣的,日益严重的水资源问题成为制约社 会发展的桎梏,却有形的成就了水处理行业及相关产业链市场的重重商机,也诠释了水处理行业发展的巨大空间。

二 我国水处理行业发展现状

从水处理行业的实际运行角度看,可将其划分为循环水系统治理、水资源综合治理、自来水供应及其他特种水处理三个类别。循环水系统治理行业主要包括中央空调冷却循环水处理、冷冻循环水处理、采暖水处理、集中供暖循环水处理、工业冷却冷冻循环水处理几个细分市场的设备生产和销售。水资源综合治理行业主要包括污水治理、景观环境水体治理、雨洪利用、城市污废水综合利用、普通生产污废水综合利用几个细分市场。自来水供应及其他主要是由自来水供应及其他水处理行业构成。

由于自来水供应及其他这一细分行业对水处理的技术要求较低,各类技术也较为成熟,下文的水处理行业主要研究对象为循环水系统治理和水资源综合治理行业。

2.1 循环水系统治理技术

循环水处理技术归根结底就是在控制水质指标的前提下,保障系统稳定可靠运行、降低处理成本、提高浓缩倍数、节约水资源、杜绝二次污染排放等。目前,循环水系统治理领域的主要技术是物理方法和化学方法。

2.1.1 物理法水处理技术

物理法水处理技术的发展先后经历了强磁处理、高压静电处理、高频电磁处理及射频处理四大阶段。目前,基于强磁处理和高压静电处理技术的产品因使用条件的限制已逐渐失去竞争优势,高频电磁处理及射频处理技术成为主流技术,射频式物理场水处理技术在国内外集中式空调及采暖系统的循环水处理领域得到广泛应用。

2.1.2 化学法水处理技术

循环水化学水处理技术是通过向循环水中投加水质稳定剂等化学产品的形式来解决系统结垢、腐蚀及菌藻滋生等问题。化学法循环水处理技术的发展是随着大型化肥、石油、化工、冶金装置的引进而发展起来的,主要是通过加药设备定时或定期向循环水中投加定量药剂来控制水质的结垢、腐蚀及菌藻滋生等问题。

目前,地表水、地下水及污水回用等动态性补水水质逐渐应用于循环水系统。动态化的补水水质与静态化的循环水水质要求之间就产生了矛盾,物化法水处理技术较好地解决了这一问题。即在物理法静态化处理循环水技术的基础上,辅以动态化化学法处理,解决由于补水水质波动造成的循环水水质不稳定的问题。该方法是循环水系统治理领域未来的发展趋势[2-8]

2.2 水资源综合治理技术

水资源综合治理领域尚未形成具有全部功能的生产工艺,各种技术方法散见于污水、景观水、雨洪等相关水处理领域。

2.2.1 污水治理技术

目前我国污水处理中应用较多的技术包括氧化沟工艺、SBR法、CASS工艺、接触氧化法、曝气生物滤池工艺(BAF)、MBR法和速分生物处理技术等。选取主要方法描述如下:

(1)CASS工艺

CASS(Cyclic Activated Sludge System)工艺是近年来国际公认的处理生活污水及废水的先进工艺之一。其基本结构是:在序批式活性污泥法(SBR)的基础上,反应池沿池长方向设计为两部分,前部为生物选择区也称预反应区,后部为主反应区,其主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置。整个工艺的曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行,省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统;同时可连续进水,间断排水。

(2)MBR工艺 膜生物反应器(MBR)

是一种将膜分离单元和生物处理单元结合的新型水处理技术,在近几十年来得到迅猛发展。该工艺应用中空纤维膜取代了活性污泥法中的二沉池,进行固液分离,有效的达到了泥水分离的目的。膜的高效截流作用,可以有效截流硝化菌,使其完全截流在生物反应器内,使硝化反应得以顺利进行,有效去除氨氮,避免污泥的流失,同时可以截流一时难于降解的大分子有机物,延长其在反应器的停留时间,使之得到最大限度的分解。

(3)速分生物处理技术

速分生物处理技术是一种新型污水处理技术。该技术的原理是利用流体力学中的“流离”原理,突破传统的生物处理方法,使处理系统中单一生物环境转变为多变生物环境,使污水在集合体内多次重复发生厌氧、好氧反应,且处理过程无需沉淀池、反冲洗和污泥处理等系统。速分生物处理技术的核心是“速分生化球”,作为生物载体,填充在专门设计的速分生化池内,附着在其上的生物膜是生化处理系统的主体作用物质。速分生化球可正常使用30年而无需更换,比传统的生物填料节约了大量的更换、维护费用。

2.2.2 景观水治理技术

目前,景观水治理技术是以物理法处理为主的较为简单的处理工艺,点源处理以截污换水为主,面源处理以气浮过滤为主,内源处理以增氧清淤为主。对于景观环境水体的治理通常采用的方法有:

(1)以过滤和充氧为主要特征的物理方法;

(2)以投放药品控制微生物为主要特征的化学方法;

(3)以加大与空气接触面积为主要特征的生化处理法;

(4)以定期接种有净水作用的微生物为主要特征的生态处理法。

2.2.3 雨洪治理技术

雨洪即雨水,属于微污染水源。收集环节、处理技术上相对简单,主要是解决储存和水体保持的问题,该环节的治理技术与景观水的处理并无本质区别。

目前,单一的处理技术已无法满足水资源综合治理领域的要求,以生物修复净化处理为代表的多种技术复合是必然的发展趋势。其核心是利用高效复合型微生物或培育的水培植物、水生动植物的新陈代谢活动,对水体环境中的氨氮、亚硝酸、有机物等有害物质进行转移、转化及降解作用,降低水中污染物浓度COD值;同时光合类细菌能利用光能和水中简单的无机物进行光合作用,固定水体中的氮和磷等元素的同时,产生氧气,增加水体中的含氧量,使好氧微生物通过自身的新陈代谢作用,把水中的有机污染物分解成简单的无机物进一步吸收并利用水中的氨氮、磷等营养元素和其他可溶性污染物,降低水体富营养化程度,从而使水体得到净化和恢复,达到新的生态平衡。从技术的本质上说,这种生物修复净化技术是对自然界恢复能力和自净能力的一种强化。

三 我国水处理行业前景及影响因素

我国水处理行业未来发展前景看好,主要影响因素在于:

(一)国家政策控制下的刚性需求,主要表现为国家鼓励推动水污染治理、推动节能减排实施、重视水资源循环利用、解决缺水地区饮水问题等政策引发的需求。这些需求将主要促进循环水市场、中小规模的工业污水处理市场迅速发展。

我国是缺水国家,人均水资源占有率仅有2300立方米。国家十分重视水资源的保护和循环利用,鼓励发展循环经济、支持可持续发展、强力推行节能减排、重视绿色环保产业发展,这些都涉及到节约水资源、加大利用程度的诉求。据中国环保总局的预测报告显示,“十二五”期间中国的废水治理投资正常情况下可达1.06亿元,且“十三五”总投入较“十二五”仍有30%以上的增长。在城市污水治理上国家提出了70%的治理率目标,各地区的城市污水处理厂建设、景观水体治理、工业污废水综合利用等项目投资明显增大。循环水处理和水资源综合治理下游市场的投资必然拉动设备制造和工程集成服务需求增长,行业未来增长动力明显。

(二)经济发展、人民生活水平提高产生的内在需求,主要表现为城市改造升级、中高档社区建设、人民对生活环境要求提升带来的公园绿地建设等新增水处理需求。这方面的需求将主要促进雨水、景观水处理和生活污水处理市场的发展。

我国还处于城市化的中级阶段,城市化率仅为45.7%,距离国外发达国家70%以上的指标要求距离还很大。城市建设及房地产相关市场发展必然要求配套的城市管网、给排水、雨洪处理、生态景观水体治理等需求扩展。这是人民生活水平提升要求城市具备的基本功能。可以说,循环水系统治理和水资源综合治理行业随着我国的城市化进程发展将持续保持需求增长,这是未来几十年内不可逆转的发展趋势。

四 结语

水是人类赖以生存和发展的珍贵资源,人们对清洁水的需求是一个长期性的问题。水问题的严重性和重要性已日益成为社会各界的共识,水处理是影响到每一个人的全球性问题,中央和地方各级政府部门都把水问题提到重要位置,要节水、要加速水污染的治理、要促进水的循环利用,水处理将成为中国未来发展最快的产业之一。

参考文献

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[8] 徐鸣, 罗建中, 肖明威. 微污染水源水预处理技术进展[J]. 水资源与水工程学报, 2005, 16(3): 65-67.

 
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