水资源配置角度 重审“提标改造”

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编者按:目前，全国各地都在陆续提高污水处理厂的排放标准。我们更注重污水处理的排放角度，但水资源是循环的。我们可否从另一个角度来看问题，例如从水资源准备的角度来了解污水处理厂的排放标准，以及充分发挥投入的财力和人力。学术界对此也非常直言不讳。污水处理厂的总氮指标是否应该严格控制是一个影响很大的问题。中国水网今年6月底举办的“2009城市水务产业技术论坛”也将对此问题进行深入探讨。湖泊富营养化及其蓝藻水华已成为中国和世界许多国家面临的重大环境问题。2007年，中国太湖爆发了大规模的蓝藻，无锡的饮用水供应中断了一周。2008年，太湖流域168家污水处理厂提出了升级改造的口号，并下大力气坚决执行甲类排放标准。目前，人们普遍认为，除了磷的控制处理，富营养化的控制需要严格控制氮的排放，各地都投入了大量的污水脱氮处理。近日，江苏省政府出台了《太湖流域水环境综合治理实施方案》，决定投资1083亿元实施保障饮用水安全、工业点源升级、节水减排等项目。，确保到2012年，太湖水质由2005年的劣ⅴ类提高到ⅴ类；到2020年，太湖水质将从五级提高到四级。辽宁省于2008年8月1日实施的《污水综合排放标准》(db 21/1627-2008)规定，省级管辖城市中心区的城市污水处理厂和国家、省、市各级工业园区的污水处理厂应符合gb 18918《城市污水处理厂污染物排放标准》中的甲级标准。

目前，我国大部分地区的污水处理厂仍执行《城市污水处理厂污染物排放标准》(gb 18918-2002)中的二级或一级B类排放标准。如果要达到一级甲等排放标准，总氮指标需要从20毫克/升提高到15毫克/升..据太湖流域升级改造一线专家介绍，bod5、cod和tp容易达标，但总氮和氨氮难以达标，一般需要额外的深度处理，成本较高。此外，当冬季气温较低时，总氮是不稳定的。可以说，总氮和氨氮的去除是污水处理厂升级改造的最大难点和最大投资。

通过严格控制污水处理厂总氮和总磷的排放指标，可以控制湖水的富营养化吗？！中国科学院水生生物研究所研究员王红柱多年来对长江流域的40多个湖泊进行了比较研究。他认为，无论总氮浓度如何，湖水中的总磷浓度都是限制浮游藻类生长的最重要因素，藻类总量取决于总磷而非总氮，从而证明了田间条件下的氮控制不能减少藻类总量(相关成果已发表在2008年5月出版的《英国淡水生物学》杂志上)。同年8月，加拿大和美国科学家在对一个湖泊进行了近40年的长期湖沼学实验研究的基础上，也提出了在湖泊富营养化治理中不需要控制氮的观点:减少水体中氮的输入将极大地促进固氮蓝藻的发展；只要磷充足且有足够的时间，在固氮过程中藻类的总量可以达到较高的水平，使湖泊保持高度富营养化。

如果你想限制一个有机体的生长，它必须由一个因素来控制。这两项研究共同揭示了一个规律，即简单地在较长的时间尺度上降低氮负荷并不能控制浮游藻类的总量，而是诱导固氮蓝藻水华的生长。自然生物固氮和闪电固氮不断地将空气体中的大量氮转化为水中的氮，但幸运的是，没有类似的方法来补充水中的磷，而且大多数磷化合物溶解性差。在污水处理中，脱氮需要硝化和反硝化，这是复杂和昂贵的，而除磷相对容易。沉淀絮凝法可以去除水中80% ~ 95%的磷，且成本低。对于藻类生长来说，氮和磷都是必不可少的元素，因此磷的控制似乎已经成为长期有效治理湖泊富营养化和限制藻类生长的最重要因素。

发表在《自然杂志》第24卷第2期上的“美国湖泊富营养化的研究与治理”一文指出，目前营养物质在水中的内循环、营养物质与沉积物的关系及其对藻类生长的影响已引起美国的广泛关注。美国对清湖的研究表明，沉积物上部储存的磷为3500吨，平均每年从外部来源输入的磷为160吨，而参与内部循环的磷为550-700吨，沉积物释放的磷成为支持藻类生长的主要营养源。

控制藻类，尤其是有害藻类(包括蓝藻和甲藻等)不是一件容易的事。)；完成一场战斗甚至更不可能。为了控制和控制藻类，有必要对藻类的生理学和生态学、生物地球化学、藻类周围环境的水化学和动力学以及湖泊海洋生态学有足够的了解。在当今高度发达的科学技术中，我们还应该在分子水平上对生物学、藻类、病毒学和基因工程有足够的认识和理解。只有掌握了这些知识，我们才能真正找到一种经济有效的控制和控制有害藻类的工程方法，把我国湖泊富营养化的研究和控制提高到现代高科技水平。