资源描述
中国水资源污染治理技术策略
摘要：水环境污染和水资源短缺是全球淡水资源正面临两大问题。伴随中国经济快速发展，人口增加，人民生活水平逐步提升，工业化和城市化步伐加紧，用水量急剧增加，污水排放量也对应增加，加剧了淡水资源短缺和水环境污染。中国污水处理设施落后，污水处理率低，是造成中国水环境污染关键原因之一。为了愈加快地改善中国水环境，保护水资源，在学习国外成功和优异经验同时，应汲取中国外失败教训并结合中国实际情况，对中国水污染防治和水资源保护采取综合治理方法。要研究、开发和应用基建费低、能耗低和运行费低革新技术。因地制宜，采取处理和利用相结合方法，利用生态处理系统，在污水处理同时实现污水无害化和资源化，实现水良性循环和水资源可连续利用。
关键词：水资源 水污染 技术策略 可连续利用
0 概述
伴随经济发展，人口增加，生活水平不停提升，世界范围淡水资源需求和消耗 不停增多，对应城市污水和工业废水排放量也在不停增多。因为污水处理设施滞后和 非点源污染控制不够得力，使全球淡水资源正面临两大问题：水环境污染和水资源短缺。这 在部分国家和地域，尤其是发展中国家和地域，愈益严重并有加剧趋势［１～３］. 。
在本世纪60、70年代曾发生过石油和能源危机，这种危机愈演愈烈，并最终引发了部分局 部战争。经过新能源，如核能、太阳能和风能开发和利用，一定程度上缓解了这一危机。 一样地，淡水资源危机日益加剧，不仅影响了大家正常生活，甚至威胁了大家生存， 这也一样孕育着国家和地域之间冲突和战争威胁［２～３］.。
在1998年8月份召开"水和可连续发展"会议上法国总统希拉克对代表们警告说"如 果不立即行动起来，下个世纪可能因水而引发战争［４］."。在她关键讲话中说" 水是生命源泉，但也常常是冲突起源"。联合国确定了70处和水相关冲突地域，从近 东到西非，从拉丁美洲干旱地带到印度次大陆；关键闪燃点包含以色列和阿拉伯国家之 间争吵；埃塞俄比亚和埃及对尼罗河争吵；印度和孟加拉国对恒河争吵；土耳其、叙 利亚和伊拉克对幼发拉底斯河争吵等。
当水不是潜在冲突起因时，它也可能引发大外交问题，比如墨西哥抗议美国对科罗拉 多河上游污染，有时水甚至成为政客们交易工具。
早在1977年各国就已经预感到这种全球性水危机威胁，为此召开了联合国水会议，在会 议上和会后，对这一问题性质和危害程度，预防这一危机爆发应采取方法有了越来越多 共识。1992年在全部柏林召开"水和环境"会议上，重申了上次会议提出一 些标准，愈加明确了共同面临问题。同年在巴西里约热内卢召开联合国"环境和发展 ［５］."会议上也关键讨论了水问题。1997年在联合国可连续发展委员会和联合国大 会第十九次尤其会议上，深入强调紧急行动起来合理开发利用水资源；利用生态系统等途 径保护好现有水资源；和将水资源纳入总经济框架中一系列方法和计划。如利用市 场机制采取价格和交易许可等方法控制水资源有效合理分配。在联合国水资源管理战略措 施教授组会议上指出："水是一个有限脆弱环境资源，是一个社会和经济物品。在竞争 使用者之间对有限水资源分配，对生态系统和国家经济发展，包含就业收入产生 和分配有着重大影响；对土地计划利用和人口在城市和乡村之间迁移也有着深刻影响 。为此，应将保障人民基础水量需要，和水资源开发和分配经济政策制订和实施相 结合［６］."。1998年在巴黎召开了国际水和可连续发展会议，明确指出：水资 源是以后世界经济和社会可连续发展关键原因之一，必需对水资源进行合理开发和利用 ［３］.。尽管联合国为了合理开发和利用水资源，召开了数次国际性会议，经过了相关决议和声 明，颁布了一系列标准和方法，但收效不大，尤其是国际河流水资源合理开发、利用和 保护困难重重，举步维艰。为了改变这种局面，联合国可连续发展委员会定时调查世界水资 源情况，并在第15届会议上审查了"世界淡水资源全方面综合评价"，为世界水资源合 理开发和利用迈出了第一步。世界上共有215条国际河流，占世界关键流域面积2/3，即使大多数发达国家已建立了管 理体系，不过水资源分配仍然是关键潜在冲突起源。水资源越缺乏，冲突可能性越 大。潜在问题往往是个观念问题，每个国家全部把其水资源看成是能够在自己领土内自由开 发资源，当不考虑上下游国家利益和团结时，就会引发担心关系。
所以国际流域组织网(International Network of Basin Organisation,INBO)在巴黎会议 研讨会提议中提出，多个相邻国家共享水资源管理，应该认识到这一点，即水没有 国家和行政管理界限，而且应该按对应流域规模组织管理体系，如国际管理委员会，可 成为国际河流流域可连续管理路径和增强该流域各国家之间合作［４］.。和水资源管理亲密相关给水和排水设施建设，在发达国家和发展中国家和地域存在着 巨大差距，情况截然不一样。在发达国家和地域，如北美、西欧，给水普及率为100%，拥有 优异给水处理和配水设施，可靠饮用水水质，达成了安全生饮程度；污水管道和处理 系统普及率全部在90%以上，以二级处理为主，为了预防受纳水体富营养化，很多污水处理 厂采取了去除磷、氮等营养物处理工艺；主动开展污水回收和再用，依据回用目标，采 用对应处理方法和深入净化工艺，如：农田浇灌、浇洒绿地、高尔夫球场等；甚至在 部分缺水地域，如美国加州南部，二级处理出水经活性炭吸附过滤，反渗透等工艺回流入 地下或地表水饮用水源中［５］.。
在发展中国家和地域，因为缺乏必需资金，不能建成完善给水和排水设施；已建成 给水和排水设施，因为缺乏必需管理和运行费用，缺乏训练有素管理和运行人员，无法 正常运行，部分采取优异技术和设备给水和污水处理设施更是如此。相关资料表明，在 发展中国家，约有10亿人没有给水设施，约20亿人没有排水和污水处理设施。只有极少一部 分城市污水得到了处理，大部分未经任何处理污水直接排入周围受纳水体，严重污染了 水源水，破坏了水环境［６］.。
饮用水源污染和给水处理设施落后，使发展中国家人民饮用水合格率低，并引发了 多个疾病，包含癌症。即使在最发达国家美国，也不能完全消除水传染性疾病发生，在 1920.～1992.年这70多年间，共爆发水传染性疾病1768.次，共有472228.人得 病，1091.人死亡。1993.年在维斯康星州，蜜尔沃基市(Milwaukee, Wisconsin)爆发 了有文件记载以来最严重由阴胞子虫引发饮用水传染病，共有40多万人患病，4000 .余人住院，122.人死亡［６～７］.。
在发展中国家情况愈加严重，每十二个月因饮用污染水引发上亿人得腹泻病，约200万儿童死亡；有约2 亿人感染肠道病毒，有.人死亡。1973年首次发觉旋转病毒(Rotavirus)，它是由供水受粪便污染或饮用水处理不好造成，关键引发病毒性感冒和肠炎。在美 国1～4岁年纪组中，估量有100多万人由旋转病毒引发严重腹泻，其中150人死亡。在世界上每十二个月有4.5万人所以死亡。在发展中国家，由此引发儿童胃肠炎每十二个月超出1.25亿 人，其中1800.万人为中等严重和严重病例。另外危害很大病原菌--霍乱也一直困 扰给水界，自从18世纪霍乱蔓延肆虐欧洲和北美以来，因为缺乏必需卫生设施(下水道系 统)， 人口增加，净化水技术有限等，造成数次大规模爆发。1995年6月泛美卫生杂志报道，在美 国1076372.个霍乱病例中，有10098.人死亡［６］.。
1 中国水资源和水环境基础情况
1.1 中国水资源基础情况
伴随中国经济快速发展，人口增加，人民生活水平逐步提升，工业化和城市化步伐 加紧，用水量急剧增加，污水排放量也对应增加，加剧了淡水资源短缺和水环境污染 。
中国水资源总储量平均每十二个月达28000.亿m3，但人均水资源拥有量仅为2340.m 3/a，为世界平均值1/4。而且水资源时空分布不均，造成南多北少，东多 西少局面。在北部降水大部分集中在6～9月份，此期间降水量占整年降水量70%～80% 。缺乏生态保护意识，部分急功近利做法严重破坏了森林和植被，破坏了生态系统平衡， 造成洪涝和干旱频繁发生。
城市严重缺水制约了经济发展，影响了人民正常生活。在80年代，全国缺水城市236 座，缺水总量1200.万m3/d；90年代初，缺水城市增加到300
座，总缺水量为1600 .万m3/d；估计将有450座城市缺水，总缺水量将达.万m3/d。
中国水环境污染情况也相当严重，依据1998年中国环境情况公报［８］.，全国废水 排放总量为395亿m3，化学耗氧量排放总量为1499.万t，分别比上年(1997年)下降了5 %和14.7%。生活污水占废水排放总量49.1%，生活污水COD排放量占COD排放总量46.2 %，均比上年有所增加。
中国关键水系长江、黄河、松花江、珠江、辽河、海河、淮河和太湖、巢湖及滇池断 面 监测结果表明，36.9%河段达成或优于地面水环境质量Ⅲ级标准，其中Ⅰ类水质占8.5% ，Ⅱ类水质占21.7%，Ⅲ类水质占6.7%；63.1%河段水质为Ⅳ、Ⅴ或劣Ⅴ类，失去了作 为饮用水源功效，其中Ⅳ类水质河段占18.3%，Ⅴ类水质占7.1%，劣Ⅴ类水质占37.7% 。其中长江、珠江水质很好，监测河段中70%以上达成或优于地面水环境质量Ⅲ级标准；黄 河 、淮河、海河有28%～29%达成或优于地面水Ⅲ级标准；松花江、辽河污染严重，分别只有4% 和11.3%达成或优于地面水Ⅲ级标准。
中国部分湖泊污染比河流愈加严重，如滇池、巢湖全部严重富营养化，全湖水质为Ⅴ～劣 Ⅴ类；太湖中等富营养化，湖水为Ⅳ～劣Ⅴ类。1998年中国海域监测到赤潮22起，其中南海10起，东海5起，渤海和黄海7起，对中国近海 生态系统和水产资源造成严重破坏［８］.(如表1)。
1.2 污水处理设施
中国污水处理设施落后，污水处理率低，是造成中国水环境污染关键原因之一。
中国城市供水设施建设要比排水设施优异得多，比如1996年中国城市供水设施服务人口普及率达成了94.5%，而同年城市污水处理率仅13.1%，而且城市污水日处理能力 增加幅度远低于城市日供水能力增加幅度；1990
～1998年城市市政公共污水处理厂平均年 增加日处理能力110万m3左右，而城市供水年增加日供水能力850万m3左右。如照此模式 发展，城市水环境恶化情况将难以缓解或好转［９］.。
表1 1998年中国七大水系污染情况［８］
项 目
Ⅰ类
Ⅱ类
Ⅲ类
Ⅳ类
Ⅴ类
劣Ⅴ类
关键污染物
长江(%)
4
67
4
11
10
4
悬浮物、高锰酸钾指数、氨氮
黄河(%)
0
24
5
47
12
12
悬浮物、挥发酚
珠江(%)
29
36
7
22
2
4
石油类、悬浮物、氨氮
淮河(%)
0
11
17
18
6
48
高锰酸钾指数
海河(%)
5
19
4
10
9
53
石油类、高锰酸钾指数、挥发酚、氨氮
辽河(%)
4.5
2.3
4.5
22.7
4.5
61.4
氨氮、高锰酸钾指数、挥发酚
松花江(%)
0
0
4
67
21
8
挥发酚、石油类
因为现在仅有部分城市征收"排水设施有偿使用费"或"污水处理费"，而且收费额低于 污水处理成本，城市污水处理厂所需费用关键靠政府财政支持，因为资金不足，使部分已建 成污水处理厂难以维持正常运行。
另外，中国非点源污染也相当严重，关键有农田径流，很多农田施用大量化肥、农药 包含有机磷、有机氯农药，其中有些是高毒性、难降解、高残留农药，在食物链中有富集 作用，对水环境污染和对人体危害较大。
2 中国水污染控制改善方法
中国水污染情况是严重，我们有限淡水资源数量不足，质量下降。中国各级政府已 认识到水污染治理和水资源保护关键性，认识到经济和社会连续发展有赖于环境保护 和资源合理开发利用，包含水环境保护和水资源合理开发利用，重视和加速了水污染 治理设施建设，争取在20世纪末使中国城市污水处理率达20%(归口于城市市政设施 污 水处理厂)［９］.，假如把工矿企业修建污水处理设施处理能力统计在内，估量 城市污水处理率达30%以上，假如把池塘、人工湿地、土地处理(农田浇灌)等自然法处理 设施处 理污水量考虑在内，污水处理率可达40%(国外统计污水处理率全部把塘系统、土地、湿地处 理系统等考虑在内)。
据统计中国工业废水处理设施总处理率已达成87%(1998)［８］.，但实际上处理 工业废水量远达不到该值，因为部分调查统计表明，中国工业废水处理设施只有1/3是运 行正常，1/3运行不正常，而另1/3停产不运行。
不少城市污水处理厂有钱建得起，却无钱维持正常运行，部分中小城市建成常规活性 污泥法处理厂尤其如此，除资金缺乏之外，操作运行和管理人员技术和管理水平低，难以掌 握和操作技术复杂处理过程和设备。
经过几十年努力，尤其是近十年努力，中国水污染治理工作已经有很大发展，城市 污水处理率从80年代末5%
发展到90年代末近20%，局部水环境已经有所改善，但总体上全 国水环境并未有显著改善，有些水系如东北松花江和辽河，污染反而加剧［８］. 。
为了愈加快地改善中国水环境，保护水资源，在学习国外成功和优异经验基础上，汲取 国外和自己失败教训并结合中国实际情况，对中国水污染防治和水资源保护应采取综合 治理方法。
2.1 推广应用清洁生产工艺和清洁产品，将污染消除在生产过程中
这种清洁生产工艺(Cleaner Production Process)［２］.，在国际上最近也称为" 环境友好"(Environment Friendly)生产工艺，因为她们应用原料，中间产品 和产品对环境不会造成严重污染，即使有也是轻微。比如，合成洗涤剂生产中用不 含磷洗涤剂替换含磷洗涤剂，从而在生产过程中消除了磷最大污染源；在农药生产中取消 了六六六，DDT等高毒性，高残留有机氯农药，代之以高效、低毒、低残留农药生产； 部分化工产品生产中使用汞催化剂生产工艺被无汞新工艺替换等，全部是将污染物消除在生 产过程中，消除了它们对水环境污染和在水生态系统中富集及对人潜在危害。
2.2 因地制宜，多个方法并举处理污水处理问题
现在中国在污水处理技术方面有一个倾向，认为活性污泥法是最有效，忽略和排斥了其 它处理方法和技术。其实在任何国家，全部不是任何一个单一处理方法能 完全处理污水处理和水环境污染问题，即使在发达国家，比如美国，也是采取多个处理方 法来处理城市污水和工业废水。比如，美国共有稳定塘上万座，占处理污水总量25% ，它和土地处理，人工湿地等系统成为中小小区(城镇)关键处理设施［１，１２］. 。美国在应用塘系统、土地处理系统过程中研究开发和推广应用了多个多样优异、科学 、高效、节能、工程化和美化新型塘系统(如优异组合塘系统、双曝气功率水平多塘系统 、水力调整贮存塘、完全封闭蒸发塘、水生植物塘等)。德国、法国、加拿大、澳大利亚、 巴西、东南亚、非洲也有大量塘系统在应用。近十年来英国、德国、法国、荷兰等人工湿 地发展快速，它和塘系统不仅成为中小城镇关键污水处理设施，而且也成为雨水处理主 要设施，和工业废水关键处理技术［１３～１５］.。
作为发展中国家，中国更应该重视研究开发和推广经济、节能和有效处理技术，具 体设想以下。
2.2.1 在大城市中宜以活性污泥法处理设施为主
要研究、开发和应用基建费低、能耗低和运行费低革新活性污泥法技术。污水处理流 程关键改善方法有：
2.2.1.1 取消初沉池
中国大多数城市因多个原因(如设置化粪池，污水管道内渗严重，给水浪费等)污水有机物 浓度低，BOD≤100mg/L，设置初沉池，通常能削减
BOD负荷30%左右，难以使其后 曝气 池维持正常运行。因为有机碳源亏缺，更难于进行生物去除氮、磷处理。现在国外部分 污水处理厂，为了有效地去除氮、磷和改善活性污泥沉淀性能，采取了取消初沉池工艺。 对于中国处理低浓度污水处理厂，取消初沉池能愈加充足利用有限碳源，提升出水水质 ，同时简化了处理步骤，节省了基建投资和运行管理费用，中国广州大坦沙、佛山镇安污水 处理厂等在这方面已经有成功经验［１７～１９］.。
2.2.1.2 曝气池宜采取节能工艺
如A/O或A/A/O工艺在节省部分能耗同时，还能 达成部分去除氮、磷和改善活性污泥沉淀效果。在原生污水有机物浓度低(BOD≤100mg /L)情况下，采取：
a.不一样形式强化一级处理，以不采取化学沉淀工艺为宜。采取化学沉淀强化一 级处理，不仅能将BOD和COD去除率从一般一级处理30%左右提升到50%～60%，而且能 将磷降低至1mg/L以下，其缺点是化学沉淀污泥脱水性能不好，体积大，难以处理和处理。 最好采取不加化学沉淀强化一级处理技术。比如：在曝气沉砂池以后(合建或分建)加设短 水力停留时间(HRT≤30min)曝气池，沉淀池污泥回流至曝气池。回流到曝气池中沉淀池污 泥 在好氧条件下进行活化，对污水中有机物含有较强降解和同化能力并含有良好沉淀性 能，混合液进入沉淀池后能达成较高固液分离效率，可使BOD去除率达成50%～60% ，SS去除率达成80%以上。
这种短HRT曝气池也可只接收沉淀池污泥作为污泥活化再生池，而沉砂池出水经旁路直接 进入沉淀池进水口，在此和再生污泥混合一并进入沉淀池，在此情况下BOD和COD去 除关键靠生物吸附来完成。
b.短HRT(0.5～1h)接触氧化处理工艺。山西省部分采取二级串联接触氧化法 污水处理厂设计和运行成功经验值得推广，太原有两个处理规模相同污水处理厂，一个 采取常规活性污泥法，一个采取二级接触氧化法(也可称为"曝气生物滤池")，前者厂区占 面积为后者2倍，且曝气池体积比后者接触氧化池大十几倍。采取这种污水处理工艺 污水处理厂，其基建费要比相同规模活性污泥法节省1倍以上，运行费也仅为活性污泥 法30%～40%，这种处理工艺值得在中小型规模污水处理厂中推广应用。
采取AB法中A段处理工艺。在预处理以后设置短HRT曝气池(HRT30～40min)，在适 宜高负荷(F/M＝0.5～2.0kgBOD/kgMLSS)下工作，后接沉淀池，其去除BOD 效率可达50%～60%，SS去除率达80%～85%［２０～２１］.。
d.采取HRT短淹没式生物膜法工艺。淹没式生物膜法，包含固定式载体生物膜和悬浮载 体生物膜，如：Linpor,Biostyr等，在80年代中期伴随新型填料和载体出现，被广泛用于 污水处理中。用淹没式生物膜工艺处理生活污水，垃圾渗滤液和工业废水表现出了优越性 能，和常规活性污泥法相比，淹没式生物膜曝气池水力停留时间短，二沉池出水水质好 ，SS、BOD、COD和NH3－N去除效率高，剩下污泥量相当少，这就大大降低了处理、 处理及运行维护费用。
祈福新村在广东省番禺市郊，作者和同事设计和指导建成祈福新村污水处理厂采取淹 没式生物膜法新工艺，第十二个月整年运行效果良好，去除率BOD平均为97.2%，COD为84.6 %，NH3－N为98.1%，TP为36%，在正常运行条件下溶解氧为3～5mg/L，气水比为2.5∶1 ，曝气池出水中BOD平均为1.1mg/L，COD为13mg/L，TSS为25mg/L，NH3－N为0.2mg/L 和TP为1.1mg/L。
曝气池出水TSS≤30mg/L，二沉池无剩下污泥产生，也无剩下污泥排放，自投产以来浓缩 池及带式压滤机从未使用过，这么使污水厂运行简便、能耗低和运行费用低。再经2～3年 运行和试验研究，如仍能保持现在运行效能，并无剩下污泥产生，经过明确其无剩下污 泥机理和对应运行参数，可将其推广应用于气候条件和水质条件相同城市和地域，如 地处亚热带或热带，处理低浓度生活污水
(BOD≤100mg/L)，在设计时处理步骤可大大简 化，取消污泥浓缩池、消化池和污泥脱水等设备。或经合适地调整应用于其它不一样条件城 市和地域。
2.2.1.3 取消氯化消毒
二级出水仍含有较多SS和BOD、COD，投氯并不能有效杀灭病原菌，更不能杀灭病毒 和病原原生动物，反而会形成大量有机氯化物，排入水体后会造成污染。所以德国很多污 水处理厂，如鲁尔河协会100余座污水处理厂多采取 最终净化塘进行杀菌，多级串联塘细菌总数去除率高达99.99%～99.999 9%［ １０～１１］.。加拿大、瑞士等部分污水处理厂采取紫 外线灭菌技术。
2.2.1.4 采取新技术和新工艺
膜生物反应器是生物反应器(如活性污泥法曝气池)和膜分离设备组合，形成一元化设备 ，同时对污水进行生物处理和固液分离［２２～２３］.。在这些膜生物反应器中一 般使用微滤膜(MF)和超滤膜(UF)来阻留生物反应器中生物体(污泥)替换二沉池，实现固 液分离。这一处理系统关键运行优点是，出水质量不依靠混合液沉淀性能，也不会因任 何运行失误而使出水中含有悬浮固体。因为活性污泥无须沉淀，使得这种生物反应器可在高 生物体浓度(MLSS 20 000.～30 000.mg/L)和长污泥停留时间(SRT 50～360d)等 特定条件下运行，而常规活性污泥法是无法在这么条件下运行。
在长SRT下运行，可使污泥中增殖硝化细菌对污水进行硝化和部分反硝化处理，可使污 泥本身发生好氧消化，而使剩下污泥产量比常规活性污泥法降低50%～80%。和常规活性污泥 法相比，装有中空纤维微滤膜装置生物反应器，可替换二次沉淀池和污泥消化池。 多功效膜生物反应器仅为相同处理规模常规活性污泥法曝气池1/5。提升处理能力4～ 7倍，而无须增加基建投资［２３］.。
膜生物反应器是一个三级处理设施，其出水水质相当于甚至优于常规三级处理系统出水 。所以，膜生物反应器后接纳滤(NF)或反渗透可生产出优质水而回流地下。而常规污水处理 达成优质水需要经历很多个处理步骤。所以，膜生物反应器尤其适适用于缺水城市用作污水回 收和再用设施，其出水可用作工业用水如冷却水，生活杂用水，景观用水等，其出水后加 纳滤或反渗透处理，出水达成饮用水水源标准，注入地下和地表水源，或经矿化处理和消 毒处理，再作饮用水。
2.2.1.5 适宜污泥处理技术［２４～２７］.
中国部分污水处理厂已建成污泥消化池大全部运行不够令人满意；有些运行不起来或一 直未曾运行；有些即使能运行，但生物气产量少且甲烷含量少，低于维持消化池正常运行所 需能耗。为此宜采取
A/O或A/A/O处理工艺，其剩下污泥脱水性能良好，能够不用消化池或 采取适宜其它工艺进行污泥处理和处理。
a.将污泥转化为燃料［２４］.。污泥变成油工艺在德、加、澳已经研究开发了15 年，污泥转化过程是在一个双料反应器(dual reactor)中，在常温和450℃无氧条件下 进行 ，污泥中含有铝硅酸盐和重金属催化了汽相转化反应。生产油其性质近似于中馏分 燃料，可作为内燃机和外燃机燃料。该工艺优点是：实现污泥完全循环，回收能 量和可利用副产品，重金属被固定；病原菌、病毒、寄生虫卵和有机氯化物被破坏；温室 气体产量最小。
b.将污泥制成建筑材料［２５］.。日本年生产污泥300万吨，过去多采取焚烧和污 泥灰填埋技术，但存在二次污染问题，所以多年来，日本采取高温熔融技术，将污泥制成玻 璃和陶瓷块，其重金属熔出率几乎为零，现正深入研制建筑陶瓷材料等。
c.污泥及其它废物回收再用-生产燃气和甲醇［２６］.。德国柏林Schwange Pumpe煤气厂，始建于60年代，因为在德国东部发觉大量泥煤储量，故用于生产 煤气和发电，为此建立了很多煤化工厂、炼焦厂、发电厂和煤气厂。1995年该煤气厂改为次 生原料回用中心(SVZ-Sekundarrohstoff Verwertungs Zentrum)。这是世界上第一座废物 回用厂，将旧汽车塑料部件、木质废料，污水污泥和家庭垃圾进行气化以生产合成煤气， 然后将其转化成甲醇和用于发电。现该中心已处理了50万t废物，每十二个月生产10万t 甲醇，最近刚投产运行一座新气化系统，使该中心生产能力增加了12万t/a。
d.Cambi工艺：同时实现污泥减量和生物气产生［２７］.。由Purac开发Cambi工 艺中，经过高温水解过程使污泥中有机成份从不溶解状态转化为溶解状态，使有机物可用 于生物降解，即厌氧消化。经高温水解后固体中有机物大为降低，再进行厌氧处理，促进了 生物气产量增加，也可将释放出碳作为生物脱氮碳源。经Cambi工艺产生脱水污泥 总固体含量达30%～40%，能够直接进行污泥焚烧。依据污泥起源和组分，这一工艺能够 间歇地和连续地运行。
在挪威奥斯陆(Oslo)以北Hamar建立了一座污泥处理厂，该厂由Cambi工艺(水 解和厌氧消化)，化学回收和烘干等过程组成。送入该厂污泥量为1 000.t/月(20%
总固 体TS )，经脱水后污泥量降至290t/月，经烘干和萃取后降低至66t/月，即污泥量降低93%。在烘 干和萃取以后TS降低70%。该系统采取全封闭工作，污泥加热时无嗅味释出。
2.2.2 中小城市以实用处理技术为主
在县级市城镇，污水量为数千至数万，通常小于5万m3/d。因为资金有限，技术力量 微弱等原因，宜于采取经济、简易、节能和有效处理技术，即实用技术，关键是塘系统、 人工湿地和土地处理和利用系统，和当地生态农业相结合，成为生态农业一个组成部分 ，即污水回收和再用生态农业。
2.2.2.1 高效新型塘
废水稳定塘不仅在发展中国家广泛应用，而且在发达国家应用得也很普遍，在美国用于处 理城市污水和工业废水塘共有上万座，在德国有3000.多座，法国有2 000.多座 ，它们或单独应用，或和其它处理设施组合应用。
这些塘系统大全部由兼性塘、曝气塘、好氧塘和厌氧塘等4种一般型式塘以多个不一样组 合方法组成，所以称为一般塘系统，或称为常规塘系统。
不过，这些一般塘系统有部分缺点和不足而影响了其推广应用。从70年代末开始，美国 着手研究和开发了部分新型单元塘和塘系统。由美国加州大学W.J.Oswald教授研究开发 ，由高级兼性塘、高负荷藻塘、藻沉淀塘和熟化塘等4种塘串联组成(图1所表示)，它们和普 通单元塘和塘系统相比，含有以下部分优点和缺点：
水力负荷率和有机负荷率较大，而水力停留时间较短，甚至很短，如只有数天之久；节 省能耗；基建和运行费用较低；能实现水回收和再用和其它资源回收；其代表性BOD 去除率为98%，COD为93%，TN为70%，NH3－N为95%，TP为90%，细菌为99.999 9%。
废水处理和氧、水、营养物回收和再用高级组合塘系统［２３］
1 格栅和沉砂池 2 配水池 3 发酵坑 4 兼性塘
5 充氧水回流 6
低水位出水 7 浆板混合器 8 高负荷藻塘
9 高水位出水 10 藻储存衰减坑 11 藻沉淀塘
12 沉淀藻回流 13 藻回收 14 低水位出水 15 熟化塘
16 高水位出水 17 水再用 18 补充曝气
由美国克莱姆逊大学里奇(L.G.Lich)教授研究开发双功率曝气水平多塘串联络统(DDMC)， 是在美国通用曝气塘→最终净化塘系统基础上改善而成，由首端高曝气功率塘(或称 完全混合塘)和其后三个串联低功率曝气塘(部分混合塘)组成，按活性污泥法原理工 作。这种塘系统优点是经过曝气供氧和由此形成活性污泥大大提升了塘处理效率 和负荷，对应总水力停留时间仅为：4～6d(南方～北方)，这比一般塘系统最少需20～30d ，最长达六个月之久要少得多。另经过曝气系统优化设计和运行，可使新增活 性污泥和衰亡活性污泥量相等，实现剩下污泥零排放。
2.2.2.2 人工湿地
人工湿地关键用于小城镇、村镇污水处理。人工湿地为工程筑造湿地，筑有围堤，为 确保污水有良好水力流态和较大致积利用率，采取适宜形状和尺寸，及进 水、出水和布水系统。其中种植生长芦苇等沼生植物。人工湿地运行简单，处理效果良好， 不仅能去除COD、BOD等有机物，而且能除磷脱氮和去除重金属等［１５］.；所以多年 来发展快速。比如英国Severn Trent水企业所服务区域内，人工湿地污水处理系统从80年 代以来一座快速发展到90年代末一百余座，并快速推广应用于雨水处理，成为雨水处 理关键方法之一。［１３］
人工湿地也成为很多个工业废水(化工、石油化工、纸浆、纺织印染、重金属废水、化 学试剂等)有效处理方法［１５］.。英国已建成了处理能力为3000m3/d，占 地面积为5hm2芦苇湿地，用于处理化工废水，其去除率为酚95%，甲醇＞99%，甲基苯胺 95%～97%，COD 80%；德国一养猪厂用芦苇床人工湿地(0.25hm2)，处理约100m
3/d高浓 度养猪废水，其总氮，NH4+，NO3-，PO4+，K+，Cu2+去除率 分别为88.9%，93.2%，95.2%，99.6%，86.8%和95%［１５］.。
中国有大面积分布广泛自然湿地，如：黑龙江省有自然湿地万亩；在中国 沿海地域从北到南分布有大量自然湿地；仅天津就有湿地面积200余万亩，在山东省如 ：寿光、胶南、胶州和荣城等全部有大面积天然湿地或半人工湿地，在处理城市污水或 工 业废水中，表现出显著净化效果。这些自然或半人工湿地处理系统，和国外人工湿地 相 比是原始，经过借鉴和学习国外优异和成功经验，很多城市可建成处理生活污 水和工业废水比较完善人工湿地处理系统。
2.2.2.3 污水处理和利用［１８，２８，２９］.
在中国中小城镇和农村，在污水处理上应因地制宜处理和利用相结合，利 用生态处理系统，在污水处理同时实现污水无害化和资源化，从而实现水良性循环和 水资源可连续发展。
污水处理和利用生态系统是以太阳能为初始能源，经过在污水生态系统中种植水生作物， 进行水产和水禽养殖，形成人工生态系统。在太阳能(日光辐射提供能量)推进下，经过生 态系统中多条食物链物质迁移、转化和能量逐层传输、转化，将进入该系统污水中有 机污染物进行降解和转化，最终不仅去除了污染物，而且以水生作物，水产(如鱼、虾、蟹 、蚌等)和水禽(如鸭、鹅等)形式作为资源回收，净化污水也作为再生水资源给予回收 再用，使污水处理和利用结合起来，实现了污水处理资源化。
作者在总结以往负责设计和指导黑龙江省安达，九三农场，内蒙古集宁市，山东省胶州 市等城市污水或高浓度有机废水处理和利用生态工程基础上，1998年又完成了山东省东 营市污水净化和回收再用生态处理系统设计，其污水处理量为10万m3/d，处理步骤以下 ：
原生污水- 预处理- 高效厌氧塘- 曝气塘- 曝气养鱼塘-养鱼塘- 藕塘- 苇塘(人工湿地)- 出水至农用水库或广利河
污水在高效厌氧塘、曝气塘和曝气养鱼塘中处理后，进入到养鱼塘、藕塘和苇塘进行多级 利用和深入净化。在这一处理和利用工程中，污水中有机物和营养物经过食物链物质 转移和能量转化，实现了污水净化和资源化。该工程已于
10月建成并投产运行。生 活污水作为稳定可靠水源，将极大地缓解当地水资源短缺问题。
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