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一文读完瑞典水处理发展史

2020/7/25 18:11:44
瑞典是世界上较早使用抽水马桶的国家,从旱厕到抽水马桶的演变,折射出瑞典污水处理发展的进步。今天的“水看世界”将带大家了解瑞典污水处理的情况。 先来回顾下瑞典的污水处理史吧: 19世纪末 瑞典的一些大型城市开始第一次建造污水处理系统,铺设地下管道,将厨房和新安装的抽水马桶产生的污水排放到附近的湖海中去。以往的旱厕处理系统转而通过贮粪坑或桶来收集生活垃圾,收集的垃圾被作为粪肥使用。 1880年 瑞典已有12个城市拥有地下排水系统,抽水马桶的使用极大程度地改善了家庭卫生情况。 20世纪20年代 污水处理系统先在大城市盛行,随后逐级推广到了规模较小的城镇和社区。 20世纪60年代 由于水体出现富氧化,河流遭到污染并且在污染物中发现了重金属和化学沉积物,大量藻类导致海滨浴场关闭。在这样的背景下,瑞典环境保护署(以下简称瑞典EPA)于1967年成立,一年后国家引入了水污染治理专项基金用于治理城市污水,同时瑞典制定了环境保护法,并于1969年生效。 20世纪70年代 瑞典投资15亿瑞典克朗来提升污水处理能力,同时对具备污水处理系统的工厂也加大投资。这些措施减少了污水排放,使河水变得清澈,海滨浴场恢复开放,渔业也得以复苏。 几乎所有城市家庭都接通了污水处理厂。超过95%的污水经过生化处理后排放。许多大型工厂、矿场和机场都配置专用的污水处理厂。当然,依然有近70万家庭由于未接通市政水处理管道,不得不依靠小型污水设施来进行处理系统。这些系统所排放的氮磷化合物,加重了河流和海洋的环境负载量。 市政污水的排放问题 自20世纪60年代起 由于越来越多的社区污水排进了大型污水处理厂,导致污水厂排放的营养类污染物含量显著增长。 20世纪60至70年代 用于去除有机和含磷污染物的现代化污水处理系统建成使用,使得这些污染物排放量大幅下降。 自80年代中期之后 瑞典采用新型净水技术,降低了含氮污染物的排放。 过去十年里 含磷污染物和可降解BOD的去除率一直维持在95%左右,2012年含氮污染物的平均去除率约为60%。 瑞典的污水处理工艺 瑞典的污水厂通常采用机械、生物、化学等处理工艺组合的方式处理污水。通常第一步是机械处理去除颗粒物。常见的工艺组合包括: · 生物处理工艺 · 化学处理工艺 · 生化处理工艺(常规三级处理) · 生化处理工艺+脱氮处理工艺 · 生化处理工艺+辅助工艺(如过滤装置) 01 机械处理工段 这个阶段主要通过初沉池去除粗大颗粒和悬浮物。 · 进水格栅首先筛除较大的固体物质,以免堵塞泵和后续处理过程产生臭味 · 沉砂池主要用于沉降石子、砂砾之类较大的颗粒物,分离的颗粒物被抽排出去,大部分流向垃圾填埋场。 · 初次沉淀可以分离残留的颗粒物。较大的颗粒物沉积在池底,被刮泥机刮除,进入到污泥斗,最后将污泥斗中的污泥抽出作分离处理。 02 化学处理工艺 这一阶段主要通过使用絮凝剂进行化学沉降来达到除磷的目的。絮凝沉淀后产生的污泥经过分离处理,最多可以去除90%的磷。 03 生物处理工艺 前两个阶段处理后的污水,在这个阶段通过微生物作用可以去除污水中的有机物。通过生物处理工艺,可去除污水中90%的溶解性有机物以及20%的氮。通过沉降,将絮凝后的微生物分离出来。 04 除氮工艺 一些污水厂还在生物处理环节加入了除氮工艺。除氮工艺过程较为复杂,因此一般只用于大型污水厂或特殊敏感地区。通过调节好氧池和厌氧池,建立适宜微生物生长的环境。在好氧条件下,硝化细菌将氨氮氧化成硝酸盐。随后在厌氧环境下,反硝化细菌将硝酸盐转变成气态的NOx。通常,除氮工艺下氮的去除率在50%~75%左右。 05 过滤
  当污水厂排放水有特别严格规定时,通常为提升处理效果,会在处理工艺末端增加一道过滤工艺。该阶段可以去除悬浮物,或者一些在沉降池中未沉降的颗粒物。 瑞典和欧盟在污水处理方面的规章制度 20世纪40年代初 制定了污水排放的相关法规,涵盖工业许可的发放 1956年 国家水环境巡视组成立 1969年 瑞典通过了环境保护法案 1999年 瑞典单独制定了覆盖所有环境污染影响的规章制度 2000年 通过《水框架指令》 2008年 出台海洋环境相关指令 自1995年成为欧盟成员,瑞典也将欧盟的法律融合到本国的一些法规中。欧盟较为重要的水质法规包括: 洗浴用水指令 (76/160/EEC) 饮用水指令(80/778/EEC)(修订版(98/83/EC)) 城市污水处理指令(91/271/EEC) 硝酸盐指令 (91/676/EEC) 水框架指令(2000/60/EC) 海洋战略框架指令(2008/56/EC) 工业排放指令 (2010/75/EU) 01 城市污水处理指令 关于排放水含氮污染物和耗氧污染物浓度,规定中给出了宽泛的限值范围。其中耗氧污染物浓度限值适用于全国,而含氮污染物浓度限值仅适用于排放到海洋环境中的污水。 02 污水中营养物质的回收利用 如果污水中的营养物质可经回收处理用于农业生产,将会带来环境和经济的双赢。而未经处理排放后的营养物质会造成严重的水体富营养化。 磷主要存在于污泥中,可作为农田和其他土地的肥料。用于制作肥料的污泥不能含有大量诸如重金属和有机物之类的有害物质。代表水务行业的“瑞典水与污水协会”设立了一套质量认证体系-REVAQ。该质量体系的获得可以为污水厂的污泥利用提供保证。在瑞典,近一半以上的污水都是经REVAQ认证的污水厂处理的。污水厂将水中的养分去除,并将其与污泥混合在一起,但目前的处理方法还不能去除环境污染物。后者到达内陆水域和海洋环境的话,会影响当地的海底动物和鱼类。有时,这些污染物还会杀死用于污水处理的微生物,给处理工艺带来严重问题。某些物质还会留在污泥里,扩散到农田和环境中。有害污染物也可以通过地表径流进入污水。可通过设计有效的方案将地表径流从污水中分离出来,或在进入污水厂之前对径流进行处理。 尽管投入了大量的人力、物力和资金以减少环境污染物的流入,但处理过程中产生的污泥仍然含有许多有害物质。这或多或少引起了人们对未知物质所产生的后果的关注。全氟化合物(PFAS)就是一个例子。该化合物具有生物持久性。

该图显示了1987-2012年污水厂污泥重金属含量的变化。

污水厂处理量为20,000到100,000pe。

如图表所示,近几十年来,污水厂污泥的质量有所改善。然而,要生产出更好、更清洁的污泥,还有很多工作要做。以银和三氯生为例,二者通常用作生产抗菌和抗真菌药物。由于它们的化学特性,可能会造成在污泥中大量沉积。在不断提高污泥质量的同时,还可以采取在源头将尿液和污水分离的方法,以及从污泥中提取养分和分离污染物,来实现营养物的循环利用。病原体也会通过各种方式进入到污水中,因此还需要在回收利用之前对污泥进行消毒。


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