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我们的屎去哪了,中国的污水处理是什么样子

我们的屎去哪了,中国的污水处理是什么样子

屎的主要成分是可生物降解有机物(包括营养元素),尿的主要贡献是氮、磷营养元素,二者是生活污水处理的主要处理对象。 简单来说,屎中大块的颗粒物被分离出来压成泥饼子拉出去沃肥或者进焚烧炉烧掉,小块(非常非常小,肉眼不可见)的颗粒物则进入污水处理系统被其中的微生物(学名叫活性污泥)吃掉了,吃不掉的再被絮凝沉淀(上过高中别告诉我不知道这俩词的意思)出来压成泥饼子拉出去沃肥或者进焚烧炉烧掉。

首先提一句,污水处理行业不是什么高精尖的战略行业,所以这行的技术和人才转移门槛非常低。只要水处理公司有钱,就能买到专利就能聘到大牛就能做出技术优势;只要业主公司有钱,就是给他做出一套工业高废+危废可饮用再生的三防(核生化)污水处理工程那都不叫事儿。

国产设备整体质量偏低,这个其实也和市场需求有很重要的关系。我接触过的一家水泵厂家(为该企业的声誉我就不透露名字了),他们生产自己品牌的同时还为某外资企业做贴牌,贴牌水泵出关公海转一圈回来就是纯进口价格噌噌往上走,当然质量的确是杠杠的,按理说他们有这个生产工艺管理水平,自家品牌也不会差吧?啧啧,说多了都是泪啊……为什么?因为国内绝大多数项目根本不需要那么好的水泵,都是照着便宜的来:乙方想要糊弄甲方,熬过质保期就成;甲方也没打算用心运营,折腾出来纯粹是为了糊弄环保局,自然不在乎质量只关心价位。所以,其实国内不是生产不出好设备,不是设计不出好图纸,而是没这个需求,高端领域附加值虽高,但是市场太小了,小到企业们都没有欲望去争夺它。我们也不能指责这些企业目光短浅,毕竟企业的第一目标是生存,是盈利,怎么可能为了不知道猴年马月才能成长起来的高端市场去维持长时间高风险的海量人力物力财力投入?难道真的指望企业家去流道德的血液(大雾)?

废话这么多,结论就是:我国的污水处理水平和发展中国家相比属于前列,和发达国家相比属于垫底,不过这届班子上台这几年发展很快,比上届十年都快。污水处理行业千难万难,就难在了一个字:钱。

这玩意儿对于企业而言是纯投入不产生任何直接经济效益的,它所产生的生态效益对于追求利润最大化的资本家而言基本属于然并卵,所以只能靠国家法律法规来做硬性规定,逼迫企业投资环保,不投资就不让他生产。

这个法律法规不是乱定的,不是说领导一拍大腿就把欧美标准拿来用就可以的,毕竟欧美已经基本完成了产业升级/去工业化,实现了本土产品的高附加值提升,能够承受高昂的环境治理成本;而国内的企业还在转型路上艰难起步呢,绝大多数企业还是靠低成本优势生存,在劳工成本不断提升的今天,如果突然给他们摊派一个高昂的环境成本,这些企业立马倒闭,国内立马陷入二次下岗失业大潮。就好像欧美国家,从工业革命开始就疯狂污染,但是直到上世纪六十年代才开始真正重视起来,然后用了半个世纪的时间才把环保水平提升到了现在的程度,这期间欧盟内部为了水气声渣标准的制定可没少互相曰娘。所以我们国家在这方面还是任重而道远啊。

生活污水通过管网进入到污水厂之后,典型的处理过程如下:

一级处理主要是物理处理。格栅很好理解,就是一个过滤设备,有粗有细,污水中的碎片、厕纸、塑料袋等等以及很多乱七八糟的东西如鞋子、视频中提到的狗,基本都在这里被截留。沉砂池的作用是去除污水中比较大的无机颗粒(即砂),防止堵塞和磨损后面的泵和管道等,原理很简单,因为砂石比较重,会比有机物先沉下来,有时候为了防止大颗粒有机物沉下来还会曝气。均化(调节)池是为了调节水质和水量,一天中水量变化比较大,一般来说早上和晚上是用水高峰期,工业废水中有些是酸性的,有些是碱性的,混在一起可以节省化学品的投加量。初沉池主要去处比较容易沉下来的有机物,减轻下游负担。

二级处理最常用的是生物处理,工艺主要是上面提到的活性污泥法及其变法(氧化沟、生物膜法等等)。活性污泥法的原理是培养细菌,吃掉污水中的有机物,然后在二沉池让细菌沉淀下来,上清液流出。所以视频中讲到的“屎”其实已经不是屎,主要是细菌和部分不能被细菌吃掉的有机物(unbiodegradable organics)。后来人们发现光去掉有机物还不行,污水中的营养元素氮、磷排到水体中,会造成富营养化,所以后来发展出了具有脱氮除磷功能的AAO,本质上还是活性污泥法,不过是在一群干体力活的细菌里发展出了一些有特殊手艺的。

上面说的活性污泥法主要用的是好氧菌,需要大量氧气,所以通常叫曝气池,用罗茨风机往池中鼓入空气,此过程是污水处理的主要耗能单元。活性污泥法的另一个缺点是,好氧菌吃掉的有机物,大概只有40%会通过新陈代谢转化为二氧化碳排出,剩下的用于生长,所以污泥长得很快,除了回流一部分到反应器中继续工作,另一部分叫做剩余污泥需要进行处理(见下文)。后来人们发现厌氧菌(如硫酸盐还原菌)有机物转化为二氧化碳的效率高很多,所以发展出了一些厌氧处理工艺,如我们组的SANI(杀泥)工艺,有兴趣可以百度一下。

三级处理一般在污水回用时才用到,主要是过滤、消毒等等,根据水质要求的不同处理方式差别很大,一般来说如果经过反渗透,出水是可以直接喝的。

其实污水处理的生物处理方法(也就是活性污泥法或者接触氧化法blahblah)的原理很简单,就是我们高中生物学微生物那一课的内容:自然界中的微生物能够降解有机物。污水处理不过是通过培养驯化的手段,将活性污泥中不能降解污水中有机物的微生物饿死,让能够降解的微生物迅速大量繁殖,人工地加速微生物降解有机物的速度,让原本排入河流中需要几年几十年才能被消化的污染物,在短短几小时几天之内被消化掉。

污水处理的另一种方法是物化,顾名思义也就是物理化学手段,即通过添加各类化学成分,将污水中的有害成分中和、氧化、絮凝沉淀出来。这种手段在生活污水领域很少用,通常用在工业废水和医疗废水领域。简单来说,给你一池子硫酸,多少微生物都得烧死,怎么办?直接加氢氧化钠啊!再比如医疗废水中含有青霉素,会杀死微生物,怎么办?加强氧化剂直接把青霉素氧化掉啊!这基本就是物化处理的原理和理念了。

最后就是膜处理,目前我国在膜领域还是相当落后的,因为这东西是实打实的高端玩意儿,附加值高得不要不要的,在全球都属于少数公司垄断,技术含量非常高。但是说白了原理很简单,所谓的膜就是一张网,网眼非常非常小,小到什么程度呢?小到所有的微生物、有机物和无机金属离子或酸根在经过这张网时都会被拦下来,只有水分子和比水小的金属离子能够通过这层膜,出来的水自然干净了不少,那如何把比水小的离子也拦住只让水过去呢?当然也有办法,比如反渗透啊纳滤啊就能做到,不过原理我就不废话了,题主有兴趣可以自行百度,有高中生物知识打底就很好懂。

说前沿科技和高端技术,差距大概在十到十五年左右;说处理规模和水平,这个落后比较大,我个人主观认为应该在三十年左右,毕竟我们的水处理行业真正被政府重视起来也就是这一两年的事儿,远未达到西方那种规范化规模化资本化的水平。国人真正落后的还是意识和理念,直到现在各种官媒甚至政府报告乃至业内文献还把环保和节能混为一谈,这和“多快好省”一样纯粹是胡扯蛋。环保本来就是要在生产生活之外消耗额外的能源,何来节能一说?而各国政府寄予厚望的太阳能和风电,我可没看出有哪里环保了。

环保本身就是政府导向的行业,连政府的理念都错误了,行业发展能走对路?
到现在国民连最基本的可回收不可回收分类都做不到,更甭提像日本那样更加细致的分类了。当一个国家垃圾处理处置行业需要数百万从业人员冒着巨大的健康风险才能满足垃圾分类处置的最基本需求时,垃圾围城的现象怎么可能是某些民粹学者一动嘴皮子就能解决的事情?

所以说,政府、社会和学校教育的失位,也是我国环保事业举步维艰的重要原因。


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