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香港的水工业

2007-10-08 01:48:57   来源:   作者:   【 评论:0

近些年,有很多地区性和国际性的水和废水会议在香港举行。这些会议的议题很广,通常会见到有关水源、技术、工程、建筑]、运行维护和财政问题的优秀论文。事实上,水源问题是更复杂的问题。为此,本文将有关我们对水源的需求、利用和处理的历史进行回顾。
  香港的原水来自于江河。19世纪40年代,人口以每十年1,000,000的速度迅猛发展。50年代大量人口的涌入,已没有足够的基础设施为人口的急速增长而提供用水。
  50年代,人们用水船从珠江口运水,以解决缺水问题。60年代,建设了一座海水淡化厂以应付紧急缺水。很显然,香港本土已经没有能力满足对用水的需求。可喜的是,香港同广东省达成了协议,从东江供应原水给香港。这标志着50年代令人记忆犹新的用水危机历史的终结。
  水库是给水系统的重要组成部分。香港有建于100年前POKEUKAM水库和延伸到海里的HIGH ISLAND水库两座,库容分别为234百万立方米和281百万立方米。集水面积覆盖陆地面积的三分之一,包括130公里的箱涵和转输隧道。现有的水处理系统由173公里长的水渠、18个水厂和176个泵站所构成的网络组成。
  目前,香港每天供应饮用水250万方以上,其中70%原水由大陆境内的东江供给。城市的发展对临近水源的依赖性导致配水管网和泵站在90年代初期迅速扩大,系统的处理能力和输送能力增加77%,从每年6.2亿立方米增加到11亿立方米。
  为保证供水的安全性,香港已经作了大量的改革。
  香港从来就没有重工业。由于香港地形单一,农业活动很少,由集水区域汇集的水污染相对较少。从东江来的水,流经距离较长,部分流经渠道是敞开式的,由于沿途工业和密集型农业的发展,据最近的报道,当水达到香港的水库时,水质已经有些下降。
  马鞍山水厂于1996年底投入运行,设计和施工时采用了最实用的技术,自动化程度很高。该厂可以根据原水水质的变化来调节过滤和消毒工艺。水厂本身设计简单紧凑,包括各种处理工艺、三层沉淀池、氯气接触池、控制室、实验室和管理设备,强化了运行效率并节省建筑空间。
超现代的牛潭美水厂和太古水厂正在建设中,采用了欧美先进的工艺设计,主要特点为三级高速过滤、活性炭吸附、减少三卤甲烷类产生的臭氧消毒,以及完善的工艺控制自动化。
  这些新水厂的净水工艺,不但能适应水质变化,处理含有天然有机物质、氨氮、硝酸盐的原水,还可以去除合成有机化合物和挥发性有机化合物。
  尽管香港可以保证供水,处理标准也是世界最好的,但处理费用很昂贵。为节省用水,香港已经建设了世界上唯一的海水冲洗系统。这个概念于50年代首次提出。今天,它已经发展成为一套完整的系统,包括18个海水提升泵站,在此海水经过粗格栅、曝气和氯化消毒后用于冲洗,总长1038公里的管网,直径范围从20mm到1200mm,供应香港650万总人口的大部分,并在水厂法规(waterworks regulations)的监督下使用。据估计,海水冲洗系统节约了16%的原水供应。但这也产生了一些问题,本文稍后将讨论下游废水处理厂问题。
  香港有着美丽的海港,在过去的岁月里,潮涨潮落有助于沿海岸线排除污水。由于水质很好,在60年代末,还可以在港口举办游泳竞赛。
过去的几十年,生活和工业废水仅仅经过一级处理,如粗格栅即排入海港。截止70年代末,香港总人口超过400万,新兴城镇如沙田和太古正在形成,无法利用海潮的冲刷自净,很显然,必须建造污水处理厂。
  70年代初期,在SHEK WU HUI建设了最早的模型污水厂,做了大量的试验以评价不同处理工艺对出水和污泥处理的影响。模型水厂对试验这些工艺处理高含盐量的海水冲洗废水有着重要的作用。
  在新市镇沙田和太古设计建造的污水处理厂,采用传统的活性污泥工艺、产生甲烷气体的污泥硝化,和板框压滤污泥脱水。出水满足当时的皇家协会标准(royal commission standard),即生化需氧量(BOD)小于20ppm,悬浮(SS)小于30ppm。
这些早期的处理厂也对施工材料和涂层提出了特殊要求,以适应高含盐量的污水,并证明了活性污泥生物处理工艺在这种单一的条件下运转良好。由于含盐量高,处理厂出水不能用于农业和其他回用。
  在1980年,以控制10个水控制区的废水排放,颁布了水污染控制条例《water pollution control ordinance》。对沙田和太古的生物处理厂进行改造,提高营养物的去除率,以保护(TOLO)港的水体。在SHEK WU HUI/ 粉岭和元朗建造了两座二级污水处理厂,以保护内陆水体水质。为保护香港岛,90年代在赤柱的一个岩石洞中建造了一座污水处理厂,同时在岛内建了几座生物处理厂。
  为处理工业废水中高浓度有毒化合物,在青衣岛建造了特殊的化学废水处理厂。该厂采用了先进的环保工艺,不但可以处理有毒污水,还能回收废物。据报道,这个化学废物处理厂可以安全处理香港90%的化学废物。
  即使在前述水厂投入运行后,在九龙半岛南部和香港岛的北部海岸线的排水问题仍需解决。采用的措施包括将香港划分为16个区,每个都部署自己的污水控制计划(sewerage master plan,简称SMP)。改进污水系统后提高了污水收集率,并增加了处理设备,以得到更有效的一级处理。
  为了达到香港水质控制目标,1990年制定了战略性的污水处置计划(Strategic Sewage Disposal Scheme,简称SSDS)。该计划由16个SMP内的许多一级处理厂、泵站和连接这些SMP的管网组成,将污水送到位于STONECUTTER ISLAND的集中污水处理厂,经化学强化一级处理(chemical enhanced primary treatment,简称CEPT)后,通过香港  南部特别选定的海底排水口排放至大海。
尽管由于土壤条件和深海隧道的泄漏有些耽搁,位于青衣的CEPT污水厂最近投入了运行,BOD和SS去除效果良好。该厂的污泥脱水设备可以将污泥浓缩至固体含量在30%以上,浓缩污泥用于垃圾填埋或在将来用于焚烧处理。
  从集水区域到水库和水厂,淡水遍布整个港岛范围。海水经过处理也可以供给家庭、办公室和工业生产使用。废水最终将通过污水收集系统流入污水厂,经处理后排放至附近水体,而邻近就是一些最美丽的海岸和世界闻名的海滨。
  从目前的现状和未来的发展趋势看,有几个有关的香港市民的问题需要关注:
  1. 在香港集水区域内的空气污染不断加剧,广东省东江流域人畜废水、农药、杀虫剂和其它工业活动对水源或河流造成污染增加的情况下,如何保持和提高饮用水水质?
  2. 战略污水处置计划(SSDS)现在的执行情况已经与其最初的概念存在分歧。如果仅采用化学强化一级处理,人们将对该计划的有效性提出质疑。随着珠江污染的加剧,该问题会变得更加复杂化,就会提出各种看法:香港在做什么,香港所做的会不会对水质产生任何影响;尤其是在西部用水问题上,需要加强香港和广东省更加密切的合作,以解决地界交叉处的水质问题。
  3. 水资源匮乏而水处理费用昂贵。然而,包括香港在内的许多国家都把饮用水和污水处理作为一项社会公益事业,希望政府承担大部分投资。谁污染谁付费的原则从社会和政治角度角度都不能被接受。
  4. 在传统意义上,水厂和污水处理由政府负责。而政府机构管理这些服务行业的效率通常是令人怀疑的。水系统管理的私有化,有成功的也有失败的。在多数情况下,消费者愿意付给这些私人公司;即使几十年积累下来的资产没有用于供水发展。
在香港,土地价格是很高的。如果水库、泵站、管网等的总价值(包括土地费用)都计算在它们的市场价值里,水的供给和处理将是非常昂贵的。那么,最后的问题是“真正私营化的水系统能否存在?”
  5. 目前,自来水的供给和废水处理分别由水务署(Water Supplies department)和排水服务处(Drainage Services Department)负责管理。然而,消费者仅收到一份帐单。如果所有与水有关的产业统一由一个部门管理,是否会有其它的益处?
  6. 中央空调系统占总电力能源供应的大部分。现在普遍采用的技术是空气制冷的冷却器。众所周知的是,采用水制冷的冷却器可以节约能源10%—15%。水务署对这项服务可以提供较高的税率,这不但能给家庭用户一定的补偿,而且对环保有益。
  从以上的论述可以看出,供水的安全性、安全饮用水的提供和使废水处理达到环境排放标准,这些都给专业水处理公司提供了机遇和挑战,但据人口预测,香港人口将从现在的650万增加到2011年的810万(有些人还预测香港可以负担1000~1200万人口)。我们只能假定,我们现在所做的一切只不过是为了将来要做的大量工作打基础,以保护香港人的长期经济、社会和环境福利。
  本文所提的一些问题可能仅对香港才有,其它的是普遍问题。我们所能确定的是,随着人口的增加和环境的恶化,必须进行更多的研究,采用新的和有效的水处理技术,需要更多的投资,建立更公平合理的制度。机遇与挑战是巨大的,在未来几年内会有更多的机会给专业水处理公司。


译者:李冬 深圳市自来水(集团)有限公司水技术研究所
(译自水工也学术研讨会——1999香港论文集,本文为香港工程师协会主席POONLT,OTTO在会议上的讲话)

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