科 技 动 态

第九期

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供 水 科 技

1、我国试点水生态文明城市建设

我国多地正试点开展以水生态文明城市建设为载体，探索保障水安全新途径。当前中国资源环境问题不断加剧，水安全新老问题交织，特别是水资源短缺，水生态损害，水环境污染等新问题形势严峻。确定的第一批水生态文明建设试点城市46个，第二批54个试点城市也已通过专家评审，这些城市将着重探索保障水安全的途径。

第一批试点城市之一的山东省临沂市，在推进水生态文明城市建设中，针对沂河洪水的威胁，近几年不断加修加固沂河堤防。目前，沂河堤防坝高路宽，不仅成了重要的防洪堤坝，还成了交通干线，并在沿线建起多处公园和景点，曾经水灾频仍的沂河两岸，生态环境大为改善，经济效益和社会效益显现。在实施水生态文明城市建设中，许多城市注重地下排水管网建设，使污水正常排得出，涝水及时排得去。北京市吸取2012年城市内涝教训，投入资金进行内涝治理，加大地下管网建设力度，保障排水畅通。

2、国务院重点推进节水供水重大水利工程建设

李克强总理5月21日主持召开国务院常务会议，部署加快推进节水供水重大水利工程建设，释放深化水利改革政策新信号。

国务院常务会议明确，从今明两年到“十三五”期间，要分步建设172项具有全局性、战略性节水供水重大水利工程，以此来夯实农业基础、保障粮食安全，提高水资源利用效率、改善水生态环境，同时带动相关产业发展、促进经济稳定增长。

从公开的报道来看，这已经是今年中央再次部署新一轮水利改革。3月全国两会期间，李克强总理在政府工作报告中提出，国家将集中力量建设一批重大水利工程，今年拟安排中央预算内水利投资700多亿元，支持引水调水、骨干水源、江河湖泊治理、高效节水灌溉等重点项目。本次国务院常务会议进一步明确水利改革目标，足以表明中央继续深化水利改革的决心和信心。

近年来，随着社会转型和经济结构调整，水利体制机制已经越来越难适应经济社会可持续发展。去年新一届中央领导班子上任，提出要推进新“四化”和生态文明建设，对水资源支撑保障能力又提出了更高要求，因此在新的发展时期，必须继续深化水利改革，加快建立有利于社会稳定和经济发展的水利制度体系。

要实现深化水利改革的新目标，就必须深入贯彻党的十八大、十八届三中全会精神，按照中央对水利改革发展的总体部署，充分考虑水利公益性、基础性、战略性特点，重点处理好政府与市场的关系、中央与地方的关系、建设与管理的关系，这样才会取得更大的、更圆满的成果。

具体来说，处理好政府与市场的关系，就是要充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，要使二者有机结合、优势互补，提高资源配置的效率和公平性；处理好中央与地方的关系，是要合理地划分涉及水利的中央事权、地方事权，以及中央和地方共同管理的事权，这样才能充分发挥中央和地方两方面的积极性；而处理好建设与管理的关系，则是在加快推进水利基础设施建设的同时，要着力强化水资源管理、水利建设管理、工程运行管理等，不断创新水利社会管理和公共服务。

在处理好上述三方面关系的同时，还要进一步健全公共财政水利投入稳定增长机制、监管，要鼓励和引导社会资本、民间资本投入农田水利建设中；对于一些公益性水利工程，要制定政府补贴机制，鼓励和引导企业、个人等符合条件的投资主体，以合资、独资、特许经营等方式投入水利工程建设。

目前新一轮水利改革的目标任务已经明确。接下来，各级政府需要尽快把行动统一到中央的总体要求和具体部署上来，这样才能营造全社会关注水利改革、水利投资的氛围，推动社会各界参与到水利改革当中，到2020年实现跨越式发展，同步实现建成小康社会的理想目标。

3、美国农村饮用水发展经历与经验

1、经过多年发展，农村饮水安全问题不突出

城市化程度高，城乡差别小。城乡饮用水水质标准高、一致，自来水可直接饮用。所有地区均实现了自来水供应，饮水安全问题不突出。

2、社区水源保护措施和机构比较完善

（1）美国约有11000个农村社区饮用水供给系统，供给1亿6千万人的饮用水。这些饮用水供给系统以湖泊，水库，河流为水源。这些水源一旦被污染，就需要投人大量资金进行净化。为此，政府决策部门深刻的认识到，有效的农村社区饮用水管理应该更加关注水源的质量和管理机制建设。

（2）管理机构：联邦、州和地方三级，美国国家环保总署是联邦主要负责水资源管理的机构。

（3）立法：清洁水法案和安全饮用水法案。

3、水源保护

（1）水源地保护区划分：三级延伸保护区、二级严密保护区和一级集水区。

（2）对水源区进行严格保护：三级保护区内必须防止难降解或不能联合降解的放射性污染物和化学物质的进人。一切可能导致地下水污染或水质下降的活动都被严格禁止，包括禁止将冷却水，浓缩水和雨水排人该区域，未与公共排水系统相连的家庭和工厂不允许在该区域出现。任何违反法令的人都被处以高额罚款。

二级保护区是取水口周围100~200m的区域。保护地下水卫生，最重要的是防止病原体污染。任何由人类持续干预而造成的地层破坏或移动行为都被严格禁止，包括建筑物建造或重建，开挖地表，有毒液体和垃圾的运输和存放。任何违法法令的人都被处以高额罚款，不管是故意还是无意的。

一级保护区即隔离集水区，是指位于一连串的取水口周围，约10m宽的带状区域。在此区域内，除了由当地水务部门授权的对取水口的维护和修缮外，上游土壤层的任何利用和扰动以及所有放射性污染都被严格禁止。

饮用水水源保护区都设立标志牌、警示牌，还在保护区周边的高速路、主干道上设立道路警示牌，提示司机或行人进人饮用水源保护区。

排 水 科 技

1、天津投用移动式污水净化站 每天处理污水3000吨

人身上脏了，可以到浴池搓澡；如今水脏了，也可通过“搓澡”变清洁。天津市北辰区小淀镇温家房子村近日投运了一套移动式污水净化站，让污水“搓”去杂质，变身成为达到排放标准的清水，如今每天处理污水近3000吨。

在温家房子村污水排放口现场可以看到，该设备主体由大小两个集装箱、一个提水泵站和一个水泥池组成，占地仅几十平方米。“这套移动式污水净化站，又名超磁分离水体净化站，主要采取超磁分离进行水体的净化。”正在调试设备的工程师王光华向记者介绍，首先利用提水泵站将污水送入超磁分离机，投加混絮凝药剂后，让水体里的杂质和悬浮物通过混絮凝反应产生磁性，再与超磁分离机的强大磁场产生吸附反应，带磁性的杂质和悬浮物便被“搓”出水体，实现固液分离。净化后的水体达到排放标准，可以直接排入河道；分离出的污物，经过脱水加药干燥后，再进行无公害处理。

王光华当场展示了处理前后的水，对比发现，处理前的水颜色墨黑，不透明，有浓烈刺鼻的味道；而处理后的水质透明，没有明显杂质。这套移动式污水净化站日处理能力最多可达5000吨，水体中的杂质悬浮物90%以上都能被分离出来。

目前，小淀镇污水管网正在铺设中，6月底前可投入使用，由于这套设备具备可移动的特点，可以安排到村里任何一个污水排放口，满足温家房子村生产污水和周边50多家企业工业污水的处理排放需求。

 

2、裕川污泥处理模式将在天津滨海新区推广

2014年5月5日，天津市滨海新区区委书记袁桐利一行80余人莅临裕川循环经济产业园考察调研，他对裕川全球首创的“微生物蛋白提取方式的污泥处理及资源化利用技术”做了高度评价，并将安排该技术在滨海新区试点区域进行尝试与推广。裕川集团董事长刘成林、裕川微生物公司总经理左健、副总经理何建强、薛咏海博士、崔静博士等人陪同参观。 

在裕川循环经济产业园的污泥处理车间中，刘成林对公司近年来的发展历程和未来发展规划作了简要介绍。袁桐利对车间设备运行管理情况以及生产情况进行了详细的询问，并对裕川全球首创的“微生物蛋白提取方式的污泥处理及资源化利用技术”做了高度评价。

在参观循环经济产业园“移动森林”项目中，区委袁桐利书记做了重要讲话，他提出裕川的污泥资源化利用技术，是一个很有意义的技术课题，并与随行人员交流，安排在滨海新区试点区域进行尝试与推广。

“移动森林”项目是裕川微生物公司利用控根容器技术，将公司独有的城市生活污泥水解技术产生的衍生物—干化残渣，进行加工处理，开发成适合园林苗木生长的蛋白营养土，作为生长基质材料，由于其保水保肥性能优越，配合滴灌技术后，如在全天津市范围内推广使用，每年可节约用水三亿立方米，并有使林木易于移栽和成活率高的显著特点。

3、脱水污泥生物产电研究获进展

哈尔滨工业大学市政学院赵庆良教授课题组最新研究成果“以脱水污泥为燃料的微生物脱盐电池的生物电化学脱盐和产电”，在国际著名期刊《生物资源技术》2014年4月号被作为封面文章发表。

该研究研制了以脱水污泥为底物的生物阴极微生物脱盐电池，同时实现脱盐、产电和污泥稳定，电池启动期缩短到3天，阳极底物的pH值始终维持在6.6~7.6，系统稳定运行的天数和有机物的去除率均有较大幅度的提高。这意味着脱水污泥可以作为一种适宜的阳极底物提高微生物脱盐电池脱盐和产电效能的稳定性，而经过一定程度稳定化的脱水污泥可用于进一步的资源化利用。

 

4、碧水源双膜过滤生活污水净化首达饮水标准

处理完的污水能达到饮用水标准？从北京海淀区水务局了解到，一项名为“双膜过滤”的污水处理工艺今年10月将在该区翠湖再生水厂试点应用。经此工艺净化的生活污水和居民家中水龙头流出的自来水一样干净，这在北京市历史上将是首次。

翠湖再生水厂位于海淀北部，2011年1月份建成运行，目前的日处理水量为1万吨，污水主要来源于周边的事业单位和居民小区，生活污水占了绝大部分。

今年，海淀区对翠湖再生水厂进行扩容改造，日处理水量将从当前的1万吨增加到2万吨。不仅处理能力翻倍，处理工艺也将换代升级。在传统的生物处理工艺基础上，增加“双膜过滤”技术，由中关村高科技企业碧水源公司负责具体实施。

利用膜技术对污水进行净化，这在北京市不是第一次。密云、海淀等多个区县的新建再生水厂都有应用。“这里说的膜，其实是一根根膜丝。膜丝表面覆盖着密密麻麻、肉眼看不到的小孔。每个小孔的直径大约只有0.1微米，相当于1毫米的万分之一。因为孔径小，可以截留水中95%的微生物、悬浮物和大分子污染物，但水分子可以顺利通过。”碧水源运行总监陈春生介绍。

在普遍采用的膜处理技术上更进一步，翠湖再生水厂拟采用的“双膜过滤”技术，顾名思义，就是在第一道膜过滤完后，再增加一道膜的过滤程序。“不过，和第一道膜相比，第二道膜的分离精度又精细了100倍，可以去除水中剩余的微量污染物和大部分盐分，只留下水分子和少量矿物质，相当于饮用水的水质。”

改造后的翠湖再生水厂将于今年10月份通水。采用“双膜过滤”技术，该厂预计每天可产生7000至1万立方米的高品质再生水。据了解，按此工艺，每立方米生活污水的处理成本在1元左右，比普通工艺高出10%到20%。

“虽然能达到饮用水标准，但按照本市现有的法律法规，污水处理后产生的再生水还不能作为饮用水水源。”海淀区水务局相关负责人介绍，这部分高品质再生水将主要用于为翠湖湿地补水，为附近小区、企事业单位提供供热循环水等。

“实际上，除了不能喝，纯水所具备的功能它都能实现。”陈春生表示，因为比普通再生水水质高得多，达到饮用水标准的高品质再生水用途也将更加宽泛，例如今后可以考虑为有特殊需求的企业、科研单位供水。“如果能实现大规模的应用，将能在一定程度上减少对地下水和新鲜水的需求。”

 

5、污水处理由量控向质控提升

截至2010年，我国县镇污水处理率60.1%，建制镇污水处理率不足20%，未建成投运的污水处理厂主要分布在东北和中西部的省份；根据《国务院办公厅关于印发“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划的通知》，“十二五”期间，我国新增城镇污水处理能力投资1040亿元，占总投资4300亿元的24.2%，可能主要投资于中小县镇的新建污水处理设施。

预计到2015年，我国城镇污水处理市场规模789亿元，其中，膜市场规模500亿元，所占比例最大。

与传统活性污泥处理法相比，膜处理法具有出水水质高、占地面积小、适应能力强、剩余污泥少、运维管理易、系统能耗低等优点。目前城市污水处理工艺一般采用一级处理和二级处理。一级处理主要通过物理方法去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，经过一级处理的污水一般达不到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的要求。二级处理一般采用生物处理技术，利用微生物将污水中的有机物降解去除。国内外的污水处理厂中，绝大多数采用的是活性污泥处理法和膜处理法。从原理上讲，两种方法均利用微生物去除废水有机物，但是两者在污水处理原理、技术成熟程度等方面存在较大差异。

膜处理法凭借自身技术优势，在城镇市政污水处理的市场占有率逐步扩大。虽然目前活性污泥处理法市场占有率远高于膜处理法，但未来，基于出水水质高、占地面积小等技术优势，膜处理法在市政污水处理的市场占有率在逐步扩大。

MBR得到日益重视和推广。膜生物反应器（MBR）是一种由膜过滤取代传统生化处理技术中二次沉淀池的工艺。上世纪60年代末，美国最初在生活污水处理中以超滤膜分离来代替二沉池，取得了极好的效果，但当初膜技术处于发展初期，膜价格昂贵，寿命短，能耗又高，未能得到推广和应用。上世纪80年代后，随着膜制造技术和膜分离工艺的日益完善，MBR的研究和应用重新得到重视和推广。

中国膜市场产值不断扩大，占世界的市场份额逐步提高。1999年，全球膜行业总产值在200亿美元左右，中国膜行业的总产值在28亿元人民币左右，仅占全球总产值的2.2%左右；而到2009年，全球膜行业总产值达到450亿美元左右，中国膜行业的总产值在250亿元人民币左右，占全球膜行业总产值提高到9%左右。

环境产业面临“政府将从总量考核向质量考核改革”问题，现有水厂应政策要求将提标改造。《国务院办公厅关于印发“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划的通知》中，内容包括加快污水处理厂升级改造，对部分已建污水处理设施进行升级改造，进一步提高对主要污染物的削减能力；“十二五”期间，全国规划范围内的城镇升级改造污水处理规模2611万立方米/日，可分别按行政级别及地域进行划分。

再生水厂建设对国家缓解水资源供需矛盾、保障城市可持续发展具有重要意义，受国家高度重视。根据《国务院办公厅关于印发“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划的通知》，到2015年，城镇污水处理设施再生水利用率达到15%以上，新建污水再生利用设施规模2675万立方米/日，可分别按行政级别及地域进行划分。

我国城市每年污泥产量巨大，并且快速增长。截至2010年，我国湿污泥产量2040万吨；污水处理厂的发展带动了污泥产量的迅速增加，预计到2015年，污泥产量将达到2600万吨。

目前国外污泥处理多为厌氧消化或好氧发酵，处置方法多用土地利用方法、以农用为主，资源化利用程度远高于国内。

而我国污泥处理方法中，以浓缩脱水为主；污泥处置方法中，以填埋为主。北京市环境保护科学研究院专家于2007年曾对我国污水处理厂污泥处理、处置进行研究。结果表明，多数污水处理厂采用浓缩脱水来处理污泥，而采用稳定化处理的污水处理厂比例不到20%。多数污水处理厂污泥的主要处置方法是填埋，而采用堆肥农用处置的比率不到15%。

按照《国务院办公厅关于印发“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划的通知》，我国多数污泥尚未得到无害化处理处置，截至2010年，我国污泥无害化处置率低于25%。到“十二五”末期，我国污泥无害化处置率的目标为：城市达到70%（其中36个重点城市达到80% ）、县城及建制镇达到30%。目前来看，差距很大。预计2015年我国污泥处理处置市场规模将达到64亿元。从污泥处理处置费用看，根据不同的处理处置技术，每处理处置1吨污泥需要的资金从100多元至800多元不等。

与国外城市污水再生利用相比，我国污水回用水平在污水再生利用率、再生利用水平、再生利用相关制度等方面与国外存在较大差距。

再生水利用对缓解水资源供需矛盾、减轻水环境污染、提高城市水资源利用综合经济效益等具有重要意义，但我国存在城市再生水配套管网建设滞后、再生水相对自来水成本较高等制约因素。因此，再生水将在我国经济发达、严重缺水地区发展良好。假设再生水平均年复合增长率为10%，预计2015年，我国再生水利用总量将达到54.3亿立方米；假设再生水价格取3.5元/立方米，则到2015年，我国再生水市场规模将达到190亿元。

根据《北京市人民政府关于印发北京市加快污水处理和再生水利用设施建设三年行动方案（2013-2015年）的通知》，到“十二五”末，北京市规划新建再生水厂47座，所有新建再生水厂主要出水指标一次性达到地表水Ⅳ类标准；其中，中心城区新建再生水厂11座，新城新建再生水厂15座，乡镇新建再生水厂21座。北京市规划新建再生水管线484公里，其中，中心城区新建再生水管线158公里，新城新建再生水管线326公里，扩大郊区再生水循环利用。随着配套管网建设跟进、自来水价格的逐步提升、水资源的日益紧张，再生水利用在北京将越发广泛。

我国废水污染源在线监测市场主要从COD在线监测仪器安装起步，过去10年经历了快速的增长。根据中国环境保护产业协会的数据，2000-2010年，我国COD污染源在线监测仪器平均年复合增长率45.5%，截至2010年，我国COD污染源在线监测仪器市场规模9.5亿元。

我国废水污染源在线监测设备体系的增长中，一方面来自省控、市控重点污染源增加而新增监测仪器安装，另一方面由于设备在进水口和出水口，环境潮湿、使用试剂存在腐蚀性，来自于现有污染源企业水质在线监测仪器存在更新换代的需求，一般情况下，仪器寿命在5年左右，需要定期更换。考虑到仪器设备增量以及存量的更新量，预计到2015年，我国COD在线监测设备市场规模将达到23.8亿元。

近年来，水质自动监测技术在我国地表水监测中得到了广泛应用，也取得了较大的进展。根据中国环境保护产业协会的数据，2008-2010年，我国地表水在线监测市场规模平均年复合增长率18.3%，截至2010年，我国地表水在线监测市场规模达5.1亿元。

环保部在“十二五”规划纲要中，已明确将氨氮、氮氧化物的监测约束性指标加入到现有监测指标体系中。另外，水利部也开始重视水质监测工作，逐步建立覆盖全国的水质监测网络体系。