摘要:文章介紹了中國水資源現狀和污水處理行業技術發展狀況,指出污水處理技術發展的必要性和緊迫性;匯總并對比了近年來國外特別是美、日、德、荷等國以及中國污水處理技術專利申請數量的變化,分析了我國污水處理技術領域創新能力的水平和發展趨勢。

關鍵詞:污水處理,技術創新,創新能力

隨著我國經濟的飛速發展,傳統的粗放式、勞動密集型經濟發展模式已經帶來了一系列的環境問題。其中,水污染問題尤為嚴峻。

目前,水污染已經成為制約經濟發展、影響社會穩定、危及人體健康以及破壞生態平衡的一大問題。同時,我國天然水資源又極其有限,因此,污水治理以及污水資源化技術的發展和創新能力應該得到進一步的重視。

1我國水資源的現狀

我國是一個水資源貧乏的國家,水資源總量約為2.8×1012m3,居世界第6位,人均水資源占有量為2310.4m3,居世界第110位,僅相當于美國的1/5,加拿大的1/50,因此,我國被列為世界上13個貧水國之一。國家統計局公布的數據顯示:近年來我國人均用水量逐年增加,從2003年的412.9m3持續增長到2010年的450.2m3。水利部門預測,到2030年,我國人口將達到16億,人均水資源占有量將減少到1760m3,達到世界公認的缺水警戒線,總缺水量將達4.0×1010~5.0×1010m3。我國的水資源分布不均現象顯著,水資源總量的80%以上集中分布于長江及其以南地區。就人均水資源占有量而言,南方最高地區和北方最低地區相差數十倍,西部比東部甚至高出500~600倍。據統計,目前全國669個城市中,400個城市常年供水不足,其中有110個城市嚴重缺水,年缺水量達6.0×109m3,每年全國因缺水造成的經濟損失達2000億元以上。
 

2 我國當前的污水形勢

《2010年中國環境狀況公報》和2010年國家統計局數據顯示:“十一五”期間,我國廢水排放量以平均4%的增長速度逐年遞增;其中,2010年全國廢水排放總量為617.3億噸,化學需氧量排放量為1238.1萬噸,氨氮排放量為120.3萬噸;七大水系總體為輕度污染,204條河流409個地表水國控監測斷面中,Ⅰ~Ⅲ類、Ⅳ~Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷面比例分別為59.9%、23.7%和16.4%;湖泊水污染嚴重,26個國控重點湖泊(水庫)中,Ⅱ~Ⅲ類水僅占23%,Ⅳ類占15.4%,Ⅴ類占23.1%,劣Ⅴ類占38.5%;全國地下水質量狀況不容樂觀,水質為優良—良好—較好級的監測點總計為1759個,占全部監測點的42.8%,2351個監測點的水質為較差—極差級,占全部監測點的57.2%。
 

3 我國污水治理行業技術發展狀況

早在1921年,中國第一座污水處理廠——上海北區污水處理廠已經建成投產,但是大規模的污水處理在我國起步較晚。解放初期到20世紀60年代末,我國主要是提倡污水農業灌溉,全國僅有10座污水處理廠(包括解放前建造的3座)。70年代污水處理規模開始擴大,到1978年全國已建成37座城市污水處理廠,處理能力為63.53萬噸/d。改革開放以來,我國城市污水處理技術發展大致分為三個階段:

第一階段:20世紀70年代末至80年代末。我國開始進入以經濟建設為中心的時期,污水等環境問題更為凸顯,建設部將城市污水回用課題列入了“六五”專項科技計劃,開始進行城市污水回用方面的研究工作。隨后,針對北方部分城市在經濟發展中亟需解決的缺水問題,我國在“七五”期間開展關于“城市污水資源化研究”的重大科技攻關項目,得到了一系列污水處理和利用的重要技術成果。1984年國內最大的污水處理廠——天津市紀莊子污水處理廠竣工投產運行,填補了我國大型污水處理設施建設的空白。到1988年,全國已建成污水處理廠78座。當時這方面建設所需技術和資金主要依靠國內,發展速度受到諸多條件制約。
第二階段: 2 0 世紀8 0 年代末到9 0 年代末。“八五”期間,我國完成了重大科技攻關項目“城市污水資源化研究”,研究開發出適合于部分城市的污水處理成套技術,解決了水質指標及回用途徑等問題,并建立了一系列的示范工程。1996年,國家科委、建設部開展了“九五”國家重點科技攻關計劃項目“污水處理與水工業關鍵技術的研究”,旨在解決水污染防治中的重大關鍵問題。隨著改革開放的不斷深入,國外一些先進的、高效的污水處理專用設備進入了我國污水處理行業的市場。由于受到資金來源以及污水處理行業的運營管理性質的限制,污水處理發展速度仍不盡如人意。到90年代末,全國二級污水處理廠已增加到200座,集中分布在大中城市。

第三階段:2000年至今。21世紀以來,我國污水處理事業步入飛速發展階段。“十五”期間,國家開始把環境保護作為宏觀經濟調控的重要手段,采取了一系列重大政策措施,淘汰了一批高消耗、高污染的落后生產能力,取得了良好的效果。2006年,中央提出(現已實施)《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006~2020)》,首次將水體污染控制與治理和大型飛機,載人航天與探月工程等列入16個重大科技專項,這一措施有力地推動了污水處理技術的發展。“十一五”期間:全國城市污水處理能力達到1億噸/天,城市污水處理率由2005年的52%提高到72%;化學需氧量降低12.45%,超額完成目標;全國地表水國控斷面水質優于Ⅲ類的比重提高到51.9%。國家環境保護“十二五”規劃中首次將氨氮排放量作為減排指標,提出到2015年新增污水日處理能力4200萬噸,基本實現所有縣和重點建制鎮具備污水處理能力;污水處理設施負荷率提高到80%以上,城市污水處理率達到85%;滇池、巢湖、太湖等重點流域和沿海地區城鎮污水處理廠必須提高脫氮除磷水平。(中國科學院研究生院)


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