浙江省污水处理现状、问题及对策研究_水环境论文

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       一、浙江水环境基本情况

       浙江是一个水资源小省,过去5年水资源总量平均约1000亿立方米,人均水资源1760立方米,为全国人均水平的80%,世界人均水平的25%,逼近世界缺水警戒线(人均水资源量少于1700立方米)。浙江也是一个用水大省和废水排放大省。2012年,浙江用水量约220亿方,其中农业农村用水91亿方,工业用水61亿方,城镇生活用水42亿方;有监测的废水排放总量约42亿方,其中工业废水排放17.5亿方,城镇生活废水排放24.5亿方,废水排放总量和工业废水排放总量均居全国第4位。

       大量的废水排放导致水环境污染。据2013年浙江省发布的环境公报显示,全省江河干流的部分支流和流经城镇的局部河段存在不同程度的污染,鳌江、京杭运河和平原河网污染严重。全省221个省控断面的监测显示,水质达到或优于地表水环境质量Ⅲ类标准的为63.8%(Ⅰ类9.1%、Ⅱ类27.1%、Ⅲ类27.6%),Ⅳ~Ⅴ类标准的为24%,劣Ⅴ类水质占12.2%(见表1),臭河、黑河、垃圾河超过1万公里,水环境质量总体低于全国平均水平(据2013年国家环境公报,长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河、浙闽片河流、西北诸河和西南诸河等十大流域的国控断面中,Ⅰ~Ⅲ类水质断面占71.7%,Ⅳ~Ⅴ类水质断面占19.3%,劣Ⅴ类水质断面占9.0%)。江河污染导致水质性缺水。2012年,全省因水环境污染大约减少了100亿方水资源。

      

       进一步分析表明,浙江水环境质量近10年提高缓慢,水质达到或优于地表水环境质量Ⅲ类标准的比重,2013年为63.8%,仅比2003年提高了1.2个百分点。从变化趋势看,自2004年浙江实施第一轮“811工程”以来,全省八大水系及运河、平原河网的水质呈逐年改善态势,8大水系达到或优于地表水环境质量Ⅲ类标准的比重,2009年和2010年连续两年超过70%。但2011年以后,水环境质量明显下了一个台阶,3年平均为63.7%(见图1)。

      

       图1 2003-2013年浙江省地表水水质变化状况

       究其原因,主要是近年来废水排放总量明显增加,2013年达到41.91亿吨,比2010年增加2.5亿吨,比2009年增加5.41亿吨(见表2)。

      

       因此,推进五水共治、加强污水治理,浙江已经刻不容缓。这不仅是建设美丽浙江的重要举措,也是缓解浙江水资源短缺的必要手段。

       对于浙江省的水环境问题,不少学者也进行过研究。蔡临明(1999)②提出污染性缺水已成为浙江省经济可持续性发展的制约因素,治理浙江水环境需要加大宣传力度、制定节水政策,把水作为商品推向市场。陈六一等(2010)③提出浙江水环境状况不容乐观,农村面源污染问题突出,改善水环境的方式必须将总量控制逐步规范化和法制化。刘贵莲等(2011)④提出浙江省水资源价格机制不合理,自来水费和污水处理费一起由供水部门收取,造成污水处理费过低,不足补偿污水处理实施的投资和运营成本,因此需要建立分成的水资源价格机制,同时吸引社会资金共同开发水资源。米伟洁等(2012)⑤提出影响我省水环境水质的因子主要是氨、氮、磷,严重的酸雨还造成地质金属元素释放,引起水体金属含量超标;保护浙江水环境需要采用生态修复的方式,如建设人工湿地。以上研究成果表明浙江省的水环境问题十分严重,给水环境带来负面影响的因素众多,但是不能得到普遍的结论。因此本文从水环境污染成因出发,对影响浙江水环境的因子进行深入的分析,并结合浙江“五水共治”的举措,提出治理浙江水环境的政策思路与对策建议。

       二、水环境污染成因分析

       浙江总体上是独立水系,水环境质量主要取决于污水排放总量及其达标情况。2013年,浙江实际排放的污水总量约120亿吨,其中化学需氧量COD超过150万吨,主要包括工业废水、城乡生活污水和农业废水及畜禽养殖污染物排放等。

       (一)工业废水

       工业废水包括生产废水和生产污水,含有随水流失的工业生产用料、中间产物、副产品以及生产过程中产生的污染物,具有面广、量大、污染物质多、组成复杂、毒性大、处理难等特点。如电力、矿山等部门的废水主要是无机污染物、重金属等,造纸、纺织印染、食品等行业的废水含有大量有机物。

       浙江工业废水排放量很大。2013年,全省工业用水量约60亿吨,由环保监测的工业废水排放量16.37亿吨,比2012年减少了6.67%。⑥但实际排放的工业废水总量远远超过环保部门的统计,主要是工业园区外的企业特别是小企业大多没有污水管网,许多企业还有偷排现象。据有关部门估计,全省未经处理直接排放的工业废水总量估计在年8亿吨左右,约占全国工业废水偷排量的5%,占全省工业废水排放总量的1/3。以此推算,2013年浙江工业废水排放总量约为25亿吨。

       分行业看,纺织业废水排放量占全部工业废水排放量的37.5%,造纸行业废水排放量占28.4%,化工行业废水排放占13%,金属制品业(电镀)废水排放量占2.8%,四大行业排放的工业废水超过总量的80%(见图2)。这表明,治理工业废水,必须切实做好印染、造纸、化工等行业的减排工作,尤其要加快推进这些行业的转型升级。

      

       图2 浙江省工业废水排放行业构成⑦

       除部分企业直排、偷排外,浙江工业废水排放中最突出的问题是低标排放(按国家一级B和二级标准排放),有的甚至没有达到国家一级B和二级标准排放,达到国家污水排放一级A标准的工业污水处理厂几乎为零。这导致COD和氨氮排放总量较大。环保部门的监测表明,2013年浙江省工业废水排放中,COD和氨氮年排放量分别为19.11万吨和1.26万吨。

       (二)城镇生活污水

       城镇生活污水包括厨房洗涤水、洗衣机排水、淋浴排水、厕所等其他排水,主要来自于家庭、商业、学校、医院、旅游服务业及其他城市公用设施。这些污水中,有的是一些无毒有机物,如糖类、淀粉、纤维素、油脂、蛋白质、尿素等;还有相当数量的微生物,包括一些病原体,如病菌、病毒、寄生虫等;还有大量的氮、硫、磷等无机盐类化合物,是水体富营养化的罪魁祸首。

       总计监测表明,2013年浙江城镇生活污水排放总量约25.5亿吨,比2012年增加4%。其中,COD和氨氮年排放量分别为56.4万吨和9.5万吨⑧,远远大于工业污水中的污染物总量。

       目前,浙江全省大中小城市普遍建立了污水处理厂,总量在260家左右。绝大多数城镇居民生活污水已接入了污水管网系统,通过提升泵站输送到污水处理厂进行二级处理后排放。大多污水处理厂可以达到国家一级B排放标准,但达到国家一级A标准的不足60家。在乡镇一级,650个建制镇中尚有69个镇没有污水处理设施或污水处理厂,279个乡大部分没有污水处理厂和污水处理设施,有污水处理厂的许多乡镇也没有形成完善的污水管网,污水处理率总体不到50%。

       (三)农村生活污水

       农村生活污水主要是指农村厨房污水、洗涤污水、卫生间污水等。近10年来,随着农村的快速发展,农民生活方式发生了巨大改变,自来水、抽水马桶、洗衣剂、淋浴设施走进了普通农户家庭,农民生活用水量大量增加,农村水环境污染日趋严重,大部分水源中重金属、氨氮、总磷、化学耗氧量、大肠杆菌等指标均存在不同程度的超标,有的小河小溪垃圾成堆。

       据专家估计,农村生活用水目前大约是每人每天150升,按浙江5500万人、城市化率62%推算,我省农村生活污水年排放量在10亿吨左右,COD排放约20万吨。根据省农办的统计,截至2013年底,浙江省28653个建制村中,农村生活污水治理农户受益率在80%以上的建制村仅3527个,占总村数的12.31%;已开展生活污水治理但农户受益率在80%以上的建制村12707个,占总村数的44.35%。农村生活污水治理任务很重。

       (四)农业废水

       农业废水主要包括农田灌溉废水、畜禽养殖废水和水产养殖废水。

       浙江农业灌溉废水总量很大。2012年全省农田灌溉用水总量为75.80亿吨。这些灌溉用水与农药、化肥融合在一起,形成了农业灌溉废水,年排放总量大约在40亿吨,其中COD约2万吨,氨氮1万吨⑨。

       农药、化肥超量使用是形成农业灌溉废水的主要因素。据统计,2000年以来我省农药、化肥使用量一直保持在高位(见表3),2012年,我省化肥施用量92.2万吨(折纯),亩均26.4公斤,比全国平均水平高10%,是世界平均水平的2倍;农药使用量6.4万吨,亩均1.83公斤,是全国平均水平的2.5倍,是世界平均水平的4倍。由于使用方法不科学,平均只有10%-20%的农药附在农作物上,80%则流失在土壤、水体和空气中,并在灌溉或降水等淋溶作用下污染地表水和地下水。

      

       畜禽养殖废水是农业废水的重要方面。2012年,我省生猪全年养殖量3272.7万头,年末存栏数牛17.7万头,羊107.2万只,兔373.5万只,家禽全年养殖量36597.3万只(见表4)。专家估计,1头牛的排泄物超过3头猪,1头猪的排泄物超过7个人。按畜禽养殖总量推算,2012年浙江全省畜禽粪尿排放量约1000万吨,其中COD排放约20万吨,成为影响农村水环境质量的一个重要因素。

      

       水产养殖废水对水环境的影响也很大。2012年,全省淡水养殖面积约320万亩,每年排放的养殖废水超过20亿吨。这些废水含有大量的残饵、残药及鱼(虾、蟹)类排泄物,通过养殖场换水、清塘或潮汐等途径进入周围水体,对农村水环境造成了严重污染。我省还有135万亩海水养殖面积,对海洋环境也造成了一定的污染(见表5)。

      

       三、治污水的基本原则与思路

       治污水是一项系统工程,需要多年持续不断的努力。从浙江基本情况看,我们认为,治污水首先要确定四个重要原则,以此指导全省的污水治理。

       (一)要有一个较高的目标定位

       目标定位决定基本思路和工作举措。目前,浙江水环境质量的基本格局是:水质达到或优于地表水环境质量Ⅰ类标准的占9.1%,Ⅱ类标准的占27.1%,Ⅲ类标准的占27.6%,Ⅳ类标准的占15.4%,Ⅴ类标准的占8.6%,劣Ⅴ类占12.2%。一般认为,Ⅰ类水是未受污染的清水,可直接饮用;Ⅱ类水较清洁,过滤后可成为饮用水;Ⅲ类水处理后可成为饮用水或普通工业用水;Ⅳ类水是普通农业灌溉用水;Ⅴ类水是普通景观用水;劣Ⅴ类是无用脏水。因此,浙江治污水的基本目标是消灭劣Ⅴ类水体,逐步提高Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水比重,争取通过10年努力,从目前的70%左右提高到80%以上。

       消灭劣Ⅴ类水体是发达国家治水的普遍做法。在日本,水质达标率(Water Compliance Rate)在2003年达到75%,2013年达到90%,几乎没有劣Ⅴ水(13)。在美国、欧洲等发达国家,也都消灭了劣Ⅴ水体。因此,把消灭劣Ⅴ类水作为治污水的基本目标,是切实可行并符合国际潮流的。

       消灭劣Ⅴ类水体,逐步提高Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水比重,必须逐步提高污水排放标准。浙江省政府已经决定,到2017年,全省所有污水处理厂排放的水质要达到国家一级A标准。我们的建议是,还要制定高于国家标准的浙江标准。

       国家一级A是我国的最高标准。但从具体技术指标看,国家一级A各项指标标准都不高,全部低于Ⅴ类水标准(见表6)。浙江水资源总量偏小,每年不到1000亿方,如果没有较高的污水排放标准,就难以实现消灭劣Ⅴ类水体的目标。因此,我们建议要尽快研究制定高于国家标准的浙江标准。

      

       (二)严格控制污水排放总量

       实现消灭劣Ⅴ类水体、逐步提高Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水比重,必须严格控制污水排放总量。

       首先要逐年削减污水排放总量。地标水水质与污水排放总量直接相关。从浙江省近10年地表水水质(见图1)与污水排放总量(见表2)的关系看,地表水水质改善不快与污水排放总量未能得到有效控制有很大的关系。尤其是劣Ⅴ类水比重,近10年来反复波动,下降趋势不明显(见图3),表明浙江全省的污水排放总量仍然过大,必须痛下决心实行总量控制,力争到2020年,将目前120亿吨的年污水排放总量削减到80亿吨左右。

      

       图3 2003-2013年浙江省地表水劣Ⅴ类水比重变化状况(15)

       其次要分流域确定污水排放总量。浙江8大水系及京杭运河、平原河网水质差异很大。瓯江、飞云江、苕溪水质良好,总体为Ⅰ~Ⅲ类水,无明显污染河段;椒江、曹娥江、钱塘江较好,Ⅰ~Ⅲ类水断面占70%-80%;甬江水质一般,Ⅰ~Ⅲ类水断面约占50%;鳌江、京杭运河、平原河网污染严重。因此,要按照分类指导的办法,对各水系实行差异化的总量控制。具体建议是:瓯江、飞云江、苕溪流域可维持现有排放总量,椒江、曹娥江、钱塘江流域应削减20%的排放总量,甬江流域应削减30%的排放总量,鳌江、京杭运河、平原河网流域应削减50%的排放总量。

       (三)积极推进水环境修复

       从理论上讲,当所有的污水、废水通过截污纳管进入污水处理厂高标处理和排放,大部分被污染的河流经过一个时期的休整,可以通过自然界的自净能力得到修复。但一些被严重污染的河流,如臭河、黑河、垃圾河,其生态系统已被严重破坏,丧失了自净能力,必须借助人工干预才能彻底修复。

       统计表明,浙江全省臭河、黑河、垃圾河超过10000公里。截至2014年8月底,已消灭垃圾河6500公里,治理黑河、臭河4000公里。但是,已消灭的垃圾河、已治理的黑臭河如何长期保洁,尚未治理或彻底治理的黑臭河如何尽快实现有效治理,必须要有系统性方案。

       消灭垃圾河不难。浙江省已消灭的6500公里垃圾河,合计投入7.9亿元,平均每公里仅投入12万元。难的是如何建立农村生活垃圾的收集、处理系统,实现长期保洁。农村生活垃圾“户集、村收、镇运、县处理”浙江已经实施了几年,目前存在的突出问题是运行成本比较高。必须在坚持“户集、村收、镇运、县处理”的同时,积极推进农村生活垃圾分类,形成“就地处理”与“集中处理”相结合的处理体系。

       治理黑河、臭河要分类指导。有的黑河、臭河还有一定的自净能力,通过截污纳管、减少外源污染物,经过一个时期的自我净化可以实现有效治理。有的黑河、臭河已经丧失自净能力,必须在做好截污纳管的同时,对河床进行清淤、换水等治理。最为突出的问题是治理费用很高,据统计,今年浙江已治理的4000公里黑、臭河,平均每公里治理成本接近70万元,有的每公里超过1000万元。为此,我们建议,对治理费用比较大的黑臭河可以实行项目化,引入民间资本,政府予以固定收益或补贴。

       (四)做好长期作战的准备

       从国际经验看,水环境治理是一个长期的过程。日本的琵琶湖是日本最大的淡水湖,流域面积8240平方公里,在1930年前还是清澈见底,可以直接饮用的。1950年开始,随着日本战后经济的快速增长,工业废水和生活污水未经处理直接排入琵琶湖,导致水质不断恶化。1971年,日本颁布了《水污染控制法》,该流域随后执行了比国家标准严格2-10倍的新标准。1980年,日本出台了《琵琶湖富营养防止管理条例》,再次对该流域的企业排放标准、监管力度、污水处理设施进行升级。经过了近40年的努力和近200亿美元的投入,琵琶湖的污染得到了有效控制,水质明显提高,达到了国内地表水质Ⅱ类标准。

       莱茵河的治理历程也十分漫长。莱茵河全长1320公里,流经9个国家,被德国视作“父亲河”,曾一度是直接饮用水源。上世纪六十年代开始,每天约有5000-6000吨的工业和生活污水排入莱茵河。到1970年前后,莱茵河被严重污染,COD浓度达到30-130毫克/升,相当于我国劣Ⅴ类水体。1970年,莱茵河流域各国开始联手治理莱茵河。经过了近40年的治理和近300亿欧元的投入,莱茵河水质达到了国内地表水质Ⅱ类标准(16)。

       浙江的污水治理也要有长期作战的准备,乃至三、四十年的具体打算。期间,既要实现所有污水的截污纳管,又要实现所有污水处理厂的提标改造和污水的高标排放,还要实现严重污染河流及流域的生态修复。我们判断,这项工程至少要持续20年,总投入1000亿元以上。

       四、治污水的具体建议

       治污水是一个系统工程,必须综合运用法律、经济、技术、行政等各种政策手段,形成治污水的强大合力。

       (一)抓紧修订《浙江省水污染防治条例》

       《浙江省水污染防治条例》是根据《中华人民共和国水污染防治法》等法律、行政法规,结合浙江省实际而制定的,于2009年1月1日起施行。实施5年多来,在防治水污染、保护和改善环境、保障饮用水安全等方面发挥了积极作用,有效保护了全省的水环境。但也存在一些薄弱环节,主要是法律要求不够严。建议在修订中,突出强调所有污水废水未经处理或处理不达标不得向环境排放,同时明确各类废水污水达标排放的法律期限。如,工业废水、城镇生活污水,2017年起必须全面实行达标排放,未达标的一律不得排放;农村生活污水、畜禽养殖和水产养殖污水废水,2020年起必须全面实行达标排放,未达标的一律不得排放等等。通过制定严格的地方法规,为污水治理创造良好的法律环境。

       (二)加强污水处理厂建设和提标改造

       污水处理厂建设及提标改造是治污水的核心举措。要根据浙江城市化、工业化发展基本趋势,抓紧研究制定全省污水处理厂建设和改造规划,新建一批城乡污水处理厂及污水管网,改造现有污水处理厂,确保全部工业废水、城镇生活污水、农村生活污水、畜禽养殖和水产养殖污水废水得到有效处理并达标排放。要在积极推进2017年所有污水处理厂排放水质达到国家一级A标准的同时,抓紧制定高于国家一级A标准的浙江标准,力争到2020年全省所有污水处理厂排放水质达到更高标准。还要研究制定更严、更高的工业废水入网标准,明确到2017年,未达标的工业废水一律不得入网,倒逼企业转型升级和落后生产能力淘汰。

       需要强调的是,工业废水达到国家一级A排放标准难度很大,技术要求很高,目前绝大多数工业污水处理厂还不具备这样的技术能力。因此,污水处理厂在建设和提标改造中要积极运用国内外先进技术,各级政府要切实加强相关技术引进、消化吸收和研究开发的政策扶持。

       (三)建立健全有利于节约用水、反映环境成本的水价制度

       理论和实践都表明,提高水价有利于节约用水;用水总量减少,需要处理的污水和废水总量也相应减少。因此,制定有利于节约用水、反映环境成本的水价制度,是推进治污水的重要举措。全面建立“基本水价+污水处理费”制度,使这一制度全面覆盖城乡生活用水、工业用水、农业灌溉用水以及畜禽养殖和水产养殖用水。全面建立健全“阶梯式”城镇生活用水水价制度,适度提高城镇生活用水中的污水处理费,为有效处理城镇生活污水、实现高标排放奠定必要的基础。建立与工业污水水质挂钩的污水处理费制度,对符合入网标准,但污染物浓度较高的工业污水,收取更高的污水处理费。逐步对农村生活污水、畜禽养殖污水、水产养殖污水等建立污水处理费制度,有效控制农业面源污染和农村点源污染。

       (四)积极推行第三方治理制度

       推行环境污染第三方治理,是十八届三中全会《决定》的明确要求。就治污水而言,所谓第三方治理就是由利益相对方来处理污水、实现高标排放。从浙江实际看,目前污水处理主体主要有三类:一是地方政府主办的污水处理厂,包括大部分城镇污水处理厂和部分工业园区的工业污水处理厂;二是企业自办的污水处理厂,主要是大部分工业污水处理厂;三是由政府委办的第三方污水处理厂,包括部分城镇污水处理厂和工业园区污水处理厂。从监管的角度看,政府主办的污水处理厂与监管部门是利益共同方,企业自办的污水处理厂与企业是利益共同方,两者都很难实现有效监管。因此,必须按照要求,分期分批将政府主办的污水处理厂和企业自办的污水处理厂移交第三方管理和营运。

       推行污水第三方治理,必须合理确定参与污水治理第三方主体数量。理论研究表明,如果全省的数百个污水处理厂,有数百个独立的第三方来运营,监管的工作量会很大,有效性会降低。因此,我们建议可以分区域设立若干个污水处理运营主体。这既有利于获取污水处理的规模经济效应,又便于环保部门加强监管。

       (五)建立健全生态补偿与奖惩制度

       全面推进污水治理,既要充分调动各地的积极性,又要给各地适度的压力。从浙江情况看,各市县污染排放差异很大,如化学需氧量,有的县市年排放量超过2万吨,有的县市年排放量不到2千吨。但在现有的体制中,前者缺乏足够的压力,后者缺乏积极性。为了改变这一状况,今年浙江在开化县和淳安县开展了相关改革试点,这项试点主要是两个政策,一是实行与污染排放总量挂钩的县财政向省财政上缴生态补偿专项制度,开化县和淳安县每年排放的化学需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物总量,按每吨3000元上缴省财政。二是实行了与出境水水质挂钩的财政奖惩机制,开化县和淳安县的出境水水质,Ⅰ类水每个百分点省财政奖励120万元,Ⅱ类水每个百分点奖励60万元,Ⅲ类水不奖不罚,Ⅳ类水每个百分点罚20万元,Ⅴ类水每个百分点罚60万元,劣Ⅴ类罚120万元。这项制度应尽快组织总结评估,及时在浙江全省推广。我们的建议是,明年先行推广第一个试点政策,即对各县、市、区,根据其化学需氧量和氨氮排放总量,第一年省财政按每吨1000元收取生态补偿专项,第二年按每吨2000元收取生态补偿专项,第三年按每吨3000元收取生态补偿专项,第四年、第五年以此类推增加,促使各地不断加大减排力度。

       注释:

       ①本节图表数据都来源于《浙江省环境公报2013》。

       ②蔡临明:《浙江水环境评价及水环境污染防治对策》,《浙江水利科技》,1999年增刊。

       ③陈六一、徐鹏伟:《浙江省太湖流域水环境管理思路研究》,《环境污染与防治》,2010年第9期。

       ④刘贵莲、朱美虹:《浙江省污水资源化现状与对策分析》,《中国水资源》,2011年第3期。

       ⑤米伟洁、俞建军:《浙江饮用水源地环境状况及存在问题分析》,《人民长江》,2012年第13期。

       ⑥浙江省科技厅、浙江省环保厅:《千万吨工业废水污染物减排技术转化工程实施方案》,浙科发(2103)99号。

       ⑦数据来源于浙江省科技厅、浙江省环保厅:《千万吨工业废水污染物减排技术转化工程实施方案》,浙科发(2103)99号。

       ⑧浙江省环保厅:《浙江省环境公报》,2013。

       ⑨浙江省统计局:《浙江省统计年鉴》2013。

       ⑩数据来源:《浙江省统计年鉴》2000-2013。

       (11)数据来源:《浙江省统计年鉴》2000-2013。

       (12)数据来源:《浙江省统计年鉴》2000-2013。

       (13)赵华林、郭启民:《日本水环境保护及总量控制技术与政策的启示》,《国际瞭望》,2012年第12期。

       (14)数据来源:《地表水环境标准GB3838-202》。

       (15)数据来源:《浙江省环境公报》,2003-2013。

       (16)许卓、刘剑:《国外典型水环境综合整治案例分析与启示》,《环境科技》,2008年增刊第二期。

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浙江省污水处理现状、问题及对策研究_水环境论文
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