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蓝鲸环保水务

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污水处理必须遵循水循环基本规律
发布时间:2019-05-18

生态环境恶化主要是因为水资源的不合理开发利用造成的。水危机产生的主要原因是:一方面水资源的短缺与不合理利用并存,另一方面为污水处理能力不足,造成江、河、湖、库及近海水域水质富营养化日益严重。水资源短缺和污染是目前制约经济和社会可持续发展的重要因素。污水处理作为污染防治的基本措施已经受到人类的普遍关注。从总体上看,污水处理忽略了污水处理的整体性和水循环的基本原理,以单一指标作为衡量基准。污水处理需要建立新的衡量标准,从水自然循环和社会循环入手,寻求水循环的基本规律,实现水资源的良性循环。


水循环


系统论认为,水的自然循环是具有自组织结构的非平衡开放系统,水的社会循环是具有人工组织结构的平衡系统。


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水的自然循环


从地球诞生,可能就有水的存在。以水为介质地球完成了物质、能量和信息三要素之间的交换,由水平啄收和储存太阳能,完成能量的转换,使地球由一个“死球”进化为一个“活球”,从此有了生命的产生。可以说是水孕育了生命的发生、发展,也孕育了地球的整个变迁过程。

在无人类参与或人类干预很小的条件下,水的存在形式主要包括云,地表水(包括海洋、冷雪、湖泊、沼泽、河流等),地下水和生物水四部分。这四部之间呈四面体状的相互关系,云由其余三种水体通过蒸发而形成,再通过雨、雪、雾和冰雹等,分别进入其余水体;地表水体的大部分水源来自于云和地下水体,同时自身也进行着各种形式的转变,这其中也完成着物质、能量和信息的转换过程;地下水体主要来源于地表水体的下渗和云;生物水和其余三个方面都有不可分割的关系,但从总量上来看相对小了很多,所以可以认为云、地表水体和地下水体起了决定性作用,决定着水的循环方向和整体特性。这三种水体之间的循环主要依靠太阳能来推动的,生物能相对作用较小,自然系统起了决定性的作用。自然水体利用太阳能和生物能在循环过程中携带和产生物质和

能量,保持熵值的稳定,即水体自净。


水的社会循环


水的社会循环是水自然循环的一个子系统,又包括农业灌溉、工业用水和居民生活用水三个系统。这些系统通过取水系统和排水系统相互连接成一个复杂的网络系统。与自然循环相比,社会循环具有可控制性和系统完成有序化以及在时间上的及时性。

人类诞生以来,对水循环的干预作用越来越大,尤其在工业革命以来,大量的水被应用,大量的含有高浓度有机物和无机物的水被排放到自然水体,大大超过了水体自然循环中太阳能和生物能所能带走的负荷,造成大量物质在水体中积累,也增加了人类的利用成本。水循环系统的熵值增加,原有的平衡被打破,新的平衡即将建立。

水自然循环是一种开放的自组织系统,维持地球物质、能量和信息的交换,由于太阳能和生物能的参与作用使系统维持相对稳定的有序状态。由于人类活动的参与作用,输进了原本没有的新物质和能量,打破了原有的有序状态,向一种新的有序状态演变。人类的社会活动是一种有组织的活动,不同于自然循环的自组织活动。多年来人类活动的结果表明,人类的有组织活动违背了水自组织活动的基本规律,这就是水危机产生的根源,也是生态环境恶化的根源。


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水处理发展状况


我国的水污染经历了一个从工业废水到生活污水,从行业重视到国家重视,从国家重视到全民重视,从直接排放到末端治理;从单独分散的点源治理到流域性和区域性的水污染防治发展;工业废水从末端治理转移到清洁生产为主的“污染综合预防”;生活污水从合流集中处理排放到分流、分散处理回用的发展过程。这期间除了经济、社会以及环保观念等因素制约处,渗透着人们对水和水污染控制认识逐渐深入的过程。

我国工业废水城市污水排放量大,到2000年排放量达到3000亿m3。工业废水的治理始于六、七十年代,到“七五”期间(1986~1990)被列入国家科技攻关重点项目,“九五”期间国家攻关课题中工业废水的研究内容彻底由末端治理向清洁生产转移,把污染控制和生产过程紧密结合起来,提出通过加强生产环节的管理、技术设备改造以及工艺流程改进,提高水利用率,减少工业废水和污染物排放量。 

80年代以前城市污水多为直接排放,从“七五”开始国家科技攻关逐步研究一些城市污水处理技术,随着“八五”、“九五”的开展,在城市污水处理方面已经具备了成熟的处理技术。随着水源短缺,城市污水成为重要的城市杂用水水源,污水回用也成为城市污水处理面临的主要问题。我国“七五”期间提出了回用水质标准,到“八五”、“九五”这一技术也取得了长足的进步。

多年来,从借鉴国外经验消化吸收到自行研制设计,我国的水处理技术已经步入国际先进行列。但是由于我国经济基础相对薄弱,城市化、工业化进程还需要大量资金扶持,环保资金相对投入较小,已经建设的处理设施跟不上城市建设和工业改造的步伐,所以水处理率还远远不能达标,致使我国的环保事业存在严重的瓶颈。

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