*第一执笔人:董国华,福建省水利厅农水处处长,高级工程师
[摘要]该文总结了我省水利工程水处理学科在农村供水、污水处理、水环境的生态修复等方面的发展现状,提出了今后重点推广应用和研究方向。
[关键词]水利工程 水处理 学科发展 报告
1 引言
水是生命之源、是人类生存的基础,水对人类社会和经济发展越来越显示其重要的作用,而当前水资源短缺和水生态环境污染造成的水危机已经成为我省社会经济发展的重要制约因素,水危机的缓解必须依靠水资源的可持续利用和保护,水资源可持续利用和保护应该优先发展水处理,建立系统完备的水处理体系,才能真正得到实现。
水利工程水处理技术是一门新兴的学科,是研究以水质为中心的水资源开发利用和保护的综合性工程学科。主要内容有四个部分:一是技术基础学科。包括水利学、水化学、水生态学、水处理生物学、流体力学、水质公共卫生学。二是水质与水处理工艺技术。包括化学水处理技术、生物水处理技术、物理水处理技术和水质分析技术。三是水处理工程技术。包括水利工程、给水净化处理工程、污水处理工程。四是水处理设备、材料制造技术等。
2 社会经济发展对水处理的要求
近20多年来,我省的经济以年10%左右的速度增长。伴随着经济、人口的增长以及城镇化水平的不断提高,环境污染日益加剧,水污染的形势更加严峻,许多水库、河流甚至流域都存在着不同程度的污染,特别是城市内河,乡镇经济较为发达的城镇地表水、地下水存在着严重的污染,这就形成水质型缺水,只有通过水处理技术才能使水质型缺水状况得到缓解与改善。同时人类在开发资源中不可避免地造成了对自然界的破坏,人类在发展经济的同时要落实科学发展观,必须把节约水资源与保护水环境作为对子孙后代负责的重点来考虑。实现人水和谐发展、可持续发展,也给水处理提出更高的要求。
3 水处理发展现状
3.1 村镇供水水处理技术现状
农村供水(包括农村饮水和乡镇供水)是农村经济社会发展的重要基础设施,是改善农民生活、提高农民收入、稳定农村经济不可替代的物质基础。农村供水的水处理工艺和技术措施与城市供水没有本质的区别,提高供水水质、提高供水安全可靠性、降低能耗、降低药耗、降低漏耗同样是农村供水的主要技术进步方向。目前我省农村供水水处理工艺主要有四种模式,一是饮用水水源为深井水和泉水的一般不处理,直接供水到农户;二是对未受污染的地下水,符合《地下水质量标准》(GB/T14848)中III类水标准,或《生活饮用水水源水质标准》(CJ3020)要求时,仅需在水源点投药、氯化物消毒处理即可;三是对符合(GB3838)Ⅲ类以上的地表水水体,原水浑浊度常年低于20NTU,瞬间不超过60NTU时,采用慢滤,消毒或微絮凝加消毒;四是对于地表水原水浊度长期低于500NTU,瞬间不超过1000NTU,采用常规的混凝(澄清)--过滤—消毒处理工艺。截至2005年,统计全省8155处集中式供水工程中,有3534处设有水处理净化设施,占集中式供水的43.33%。
3.2 农村污水处理现状
随着我省乡镇经济的发展,农村水污染最大的来源主要是乡镇企业。同时农村化肥、农药年使用量越来越大,畜禽养殖污水、生活污水普遍缺乏有效治理,相当部分村庄没有排水沟渠和污水处理系统,垃圾堆放在房前屋后、坑边路旁甚至水源地、泄洪道、村内外池塘,无人负责垃圾收集与处理,使地表水及浅层地下水水质普遍恶化,有的地方出现了有河皆干,有水皆污的严重局面,饮用水中有害物质含量超标。目前,我省村镇污水处理刚刚起步,正进行小部分集镇治污的试点工作。
3.3 水环境生态系统修复现状
水生态系统是由水生生物群落与水环境共同构成的,具有一定结构和功能的动态平衡系统。我省的主要水系有闽江、九龙江、汀江、晋江、赛江和木兰溪,生态环境治理的重点是保护“五江一溪”流域天然林资源,改善江河源头重山脆弱的生态环境;以治理水土流失,加快护岸林带和水源涵养林建设,提高各流域森林覆盖率,维护生物多样性。根据福建省水资源2006年公报,全省7个主要水系的69个省控断面检测结果表明,全省主要江河评价河长共2583公里,评价河段中,水质优于《地面水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类标准的河长为2197公里,占85.06%;污染(Ⅳ、Ⅴ类和超Ⅴ类)河长为386公里,占14.94%。几年来,污染河段长度在逐年减少,体现了水生态环境处理的效果。
4 水利工程水处理发展展望
4.1 存在的问题与挑战
(1)目前农村供水还存在着4621处集中式供水没有净化处理设施,占全省集中式供水的56.66%。部分村庄虽设有处理设施,也只有简易净化处理,工艺简单,管理粗狂,同时,我省还有20%的行政村(约3000个行政村)用水还存在着困难,供水安全保障面临严峻的挑战。
(2)水体的面污染源尚未得到有效控制,至2007年9月,城市污水处理厂才建成33座,设计处理能力205万吨/日,污水处理率水平还较低,污水资源化利用和达标排放与2010年规划的要求还存在较大的差距,河道和溪流的水体还存在不同程度的污染。不少城镇、村镇污水直接排放、水土流失严重、湿地植被退化、农业污水和灌溉水的污染超过水系自我修复的能力。
(3)上世纪80年代以来,由于人类活动,大量未经处理的污水直接排放,造成我省村镇范围内水质污染问题愈来愈严重,水和水生生物资源遭到严重破坏,导致水资源的可利用性降低和水生态系统退化。目前水污染的范围已由城市向农村、由内陆向近海、由地表向地下扩展;水污染的形式结构则呈现点源与面源污染共存,新污染与二次污染交互作用,降解污染物特别是为许多物种提供良好的繁衍生息环境的作用大大降低,进一步加剧了水生态失衡。
4.2 发展展望
4.2.1 村镇给水处理技术展望
近年来,随着我省乡镇经济的发展,水污染状况也日趋严重,主要污染指标为高锰酸盐指数和氨氮,部分水库富营养化程度问题突出,地下水也受到一定的点状和面状的污染,局部地区地下水部分水质指标超标,主要有总硬度、硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮、铁、锰、氯化物、氟化物、PH值等,水源受到不同程度的污染是困扰大多数自来水厂的普遍问题。另一方面,随着广大群众生活水平的提高,人们对饮用水的水质的要求也在不断提高,因此必须在现有水处理技术和工艺的基础上,发展新的水处理技术与工艺。
