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一文讀完瑞典水處理發(fā)展史
發(fā)布日期:2020/7/23 13:32:31

   瑞典是世界上較早使用抽水馬桶的國家,從旱廁到抽水馬桶的演變,折射出瑞典污水處理發(fā)展的進(jìn)步。今天的“水看世界”將帶大家了解瑞典污水處理的情況。

 
  先來(lái)回顧下瑞典的污水處理史吧:
 
  19世紀末
 
  瑞典的一些大型城市開(kāi)始第一次建造污水處理系統,鋪設地下管道,將廚房和新安裝的抽水馬桶產(chǎn)生的污水排放到附近的湖海中去。以往的旱廁處理系統轉而通過(guò)貯糞坑或桶來(lái)收集生活垃圾,收集的垃圾被作為糞肥使用。
 
  1880年
 
  瑞典已有12個(gè)城市擁有地下排水系統,抽水馬桶的使用極大程度地改善了家庭衛生情況。
 
  20世紀20年代
 
  污水處理系統先在大城市盛行,隨后逐級推廣到了規模較小的城鎮和社區。
 
  20世紀60年代
 
  由于水體出現富氧化,河流遭到污染并且在污染物中發(fā)現了重金屬和化學(xué)沉積物,大量藻類(lèi)導致海濱浴場(chǎng)關(guān)閉。在這樣的背景下,瑞典環(huán)境保護署(以下簡(jiǎn)稱(chēng)瑞典EPA)于1967年成立,一年后國家引入了水污染治理專(zhuān)項基金用于治理城市污水,同時(shí)瑞典制定了環(huán)境保護法,并于1969年生效。
 
  20世紀70年代
 
  瑞典投資15億瑞典克朗來(lái)提升污水處理能力,同時(shí)對具備污水處理系統的工廠(chǎng)也加大投資。這些措施減少了污水排放,使河水變得清澈,海濱浴場(chǎng)恢復開(kāi)放,漁業(yè)也得以復蘇。
 
  現在
 
  幾乎所有城市家庭都接通了污水處理廠(chǎng)。超過(guò)95%的污水經(jīng)過(guò)生化處理后排放。許多大型工廠(chǎng)、礦場(chǎng)和機場(chǎng)都配置專(zhuān)用的污水處理廠(chǎng)。當然,依然有近70萬(wàn)家庭由于未接通市政水處理管道,不得不依靠小型污水設施來(lái)進(jìn)行處理系統。這些系統所排放的氮磷化合物,加重了河流和海洋的環(huán)境負載量。
 
 
  市政污水的排放問(wèn)題
 
  自20世紀60年代起
 
  由于越來(lái)越多的社區污水排進(jìn)了大型污水處理廠(chǎng),導致污水廠(chǎng)排放的營(yíng)養類(lèi)污染物含量顯著(zhù)增長(cháng)。
 
  20世紀60至70年代
 
  用于去除有機和含磷污染物的現代化污水處理系統建成使用,使得這些污染物排放量大幅下降。
 
  自80年代中期之后
 
  瑞典采用新型凈水技術(shù),降低了含氮污染物的排放。
 
  過(guò)去十年里
 
  含磷污染物和可降解BOD的去除率一直維持在95%左右,2012年含氮污染物的平均去除率約為60%。
 
 
  瑞典的污水處理工藝
 
  瑞典的污水廠(chǎng)通常采用機械、生物、化學(xué)等處理工藝組合的方式處理污水。通常第一步是機械處理去除顆粒物。常見(jiàn)的工藝組合包括:
 
  · 生物處理工藝
 
  · 化學(xué)處理工藝
 
  · 生化處理工藝(常規三級處理)
 
  · 生化處理工藝+脫氮處理工藝
 
  · 生化處理工藝+輔助工藝(如過(guò)濾裝置)
 
 
  1.機械處理工段
 
  這個(gè)階段主要通過(guò)初沉池去除粗大顆粒和懸浮物。
 
  · 進(jìn)水格柵首先篩除較大的固體物質(zhì),以免堵塞泵和后續處理過(guò)程產(chǎn)生臭味
 
  · 沉砂池主要用于沉降石子、砂礫之類(lèi)較大的顆粒物,分離的顆粒物被抽排出去,大部分流向垃圾填埋場(chǎng)。
 
  · 初次沉淀可以分離殘留的顆粒物。較大的顆粒物沉積在池底,被刮泥機刮除,進(jìn)入到污泥斗,最后將污泥斗中的污泥抽出作分離處理。
 
  2.化學(xué)處理工藝
 
  這一階段主要通過(guò)使用絮凝劑進(jìn)行化學(xué)沉降來(lái)達到除磷的目的。絮凝沉淀后產(chǎn)生的污泥經(jīng)過(guò)分離處理,最多可以去除90%的磷。
 
  3.生物處理工藝
 
  前兩個(gè)階段處理后的污水,在這個(gè)階段通過(guò)微生物作用可以去除污水中的有機物。通過(guò)生物處理工藝,可去除污水中90%的溶解性有機物以及20%的氮。通過(guò)沉降,將絮凝后的微生物分離出來(lái)。
 
  4.除氮工藝
 
  一些污水廠(chǎng)還在生物處理環(huán)節加入了除氮工藝。除氮工藝過(guò)程較為復雜,因此一般只用于大型污水廠(chǎng)或特殊敏感地區。通過(guò)調節好氧池和厭氧池,建立適宜微生物生長(cháng)的環(huán)境。在好氧條件下,硝化細菌將氨氮氧化成硝酸鹽。隨后在厭氧環(huán)境下,反硝化細菌將硝酸鹽轉變成氣態(tài)的NOx。通常,除氮工藝下氮的去除率在50%~75%左右。
 
  5.過(guò)濾
 
 
  當污水廠(chǎng)排放水有特別嚴格規定時(shí),通常為提升處理效果,會(huì )在處理工藝末端增加一道過(guò)濾工藝。該階段可以去除懸浮物,或者一些在沉降池中未沉降的顆粒物。
 
  瑞典和歐盟在污水處理方面的規章制度
 
  20世紀40年代初
 
  制定了污水排放的相關(guān)法規,涵蓋工業(yè)許可的發(fā)放
 
  1956年
 
  國家水環(huán)境巡視組成立
 
  1969年
 
  瑞典通過(guò)了環(huán)境保護法案
 
  1999年
 
  瑞典單獨制定了覆蓋所有環(huán)境污染影響的規章制度
 
  2000年
 
  通過(guò)《水框架指令》
 
  2008年
 
  出臺海洋環(huán)境相關(guān)指令
 
 
  自1995年成為歐盟成員,瑞典也將歐盟的法律融合到本國的一些法規中。歐盟較為重要的水質(zhì)法規包括:
 
  洗浴用水指令 (76/160/EEC)
 
  飲用水指令(80/778/EEC)(修訂版(98/83/EC))
 
  城市污水處理指令(91/271/EEC)
 
  硝酸鹽指令 (91/676/EEC)
 
  水框架指令(2000/60/EC)
 
  海洋戰略框架指令(2008/56/EC)
 
  工業(yè)排放指令 (2010/75/EU)
 
  1.城市污水處理指令
 
  關(guān)于排放水含氮污染物和耗氧污染物濃度,規定中給出了寬泛的限值范圍。其中耗氧污染物濃度限值適用于全國,而含氮污染物濃度限值僅適用于排放到海洋環(huán)境中的污水。
 
  2.污水中營(yíng)養物質(zhì)的回收利用
 
  如果污水中的營(yíng)養物質(zhì)可經(jīng)回收處理用于農業(yè)生產(chǎn),將會(huì )帶來(lái)環(huán)境和經(jīng)濟的雙贏(yíng)。而未經(jīng)處理排放后的營(yíng)養物質(zhì)會(huì )造成嚴重的水體富營(yíng)養化。
 
  磷主要存在于污泥中,可作為農田和其他土地的肥料。用于制作肥料的污泥不能含有大量諸如重金屬和有機物之類(lèi)的有害物質(zhì)。代表水務(wù)行業(yè)的“瑞典水與污水協(xié)會(huì )”設立了一套質(zhì)量認證體系-REVAQ。該質(zhì)量體系的獲得可以為污水廠(chǎng)的污泥利用提供保證。在瑞典,近一半以上的污水都是經(jīng)REVAQ認證的污水廠(chǎng)處理的。污水廠(chǎng)將水中的養分去除,并將其與污泥混合在一起,但目前的處理方法還不能去除環(huán)境污染物。后者到達內陸水域和海洋環(huán)境的話(huà),會(huì )影響當地的海底動(dòng)物和魚(yú)類(lèi)。有時(shí),這些污染物還會(huì )殺死用于污水處理的微生物,給處理工藝帶來(lái)嚴重問(wèn)題。某些物質(zhì)還會(huì )留在污泥里,擴散到農田和環(huán)境中。有害污染物也可以通過(guò)地表徑流進(jìn)入污水??赏ㄟ^(guò)設計有效的方案將地表徑流從污水中分離出來(lái),或在進(jìn)入污水廠(chǎng)之前對徑流進(jìn)行處理。
 
  盡管投入了大量的人力、物力和資金以減少環(huán)境污染物的流入,但處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥仍然含有許多有害物質(zhì)。這或多或少引起了人們對未知物質(zhì)所產(chǎn)生的后果的關(guān)注。全氟化合物(PFAS)就是一個(gè)例子。該化合物具有生物持久性。
 
 
  該圖顯示了1987-2012年污水廠(chǎng)污泥重金屬含量的變化。
 
  污水廠(chǎng)處理量為20,000到100,000pe。
 
  如圖表所示,近幾十年來(lái),污水廠(chǎng)污泥的質(zhì)量有所改善。然而,要生產(chǎn)出更好、更清潔的污泥,還有很多工作要做。以銀和三氯生為例,二者通常用作生產(chǎn)抗菌和抗真菌藥物。由于它們的化學(xué)特性,可能會(huì )造成在污泥中大量沉積。在不斷提高污泥質(zhì)量的同時(shí),還可以采取在源頭將尿液和污水分離的方法,以及從污泥中提取養分和分離污染物,來(lái)實(shí)現營(yíng)養物的循環(huán)利用。病原體也會(huì )通過(guò)各種方式進(jìn)入到污水中,因此還需要在回收利用之前對污泥進(jìn)行消毒。
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