欧洲水环境控磷策略与污水除磷技术-上-

给水排水Vol.24No.8199869[提要]欧洲水环境控磷已有近50年的历史,主要策略是洗衣粉禁磷和污水处理除磷。洗衣粉禁磷出于政策、法规、经济、磷替代物及其副作用、生产工艺等方面的考虑,并非所有欧洲国家一致赞同。通过污水处理除磷是欧洲国家一贯使用且不存在异议的控磷手段,所以从80年代起各种生物除磷技术在欧洲广泛应用。本文综述欧洲水环境控磷方面的历程与经验,重点介绍在欧洲应用的几种/强化生物除磷0(EBPR)污水处理工艺。[关键词]水环境磷洗衣粉污水处理生物除磷化学除磷除磷工艺PAO/OPB细菌#科技情报综述#欧洲水环境控磷策略与污水除磷技术(上)郝晓地刘壮刘国军5-10早在本世纪初,瑞士人便发现了非人为因素下的水体富营养化现象[1]。二次大战后,欧洲水体富营养化现象已变得十分普遍。特别是受50年代含磷洗衣粉开始在欧洲普遍使用等人为因素的影响,进一步加剧了欧洲水体富营养化现象。人们通过调查发现,在诸多因素中,大量排向水环境中的磷是这一现象的罪魁祸首[2][3]。从50年代起,欧洲各国已开始考虑水环境控磷问题。除农业面源污染和城市雨水径流污染外,城市污水是欧洲湖泊等地面水体磷污染的主因[2][3]。因此,欧洲水环境控磷在很大程度上指的是控制城市污水中的磷含量。在水环境控磷策略上欧洲各国作法略有不同:有的强调/防患于未然0,有的主张/除患于既成之后0,更多的则是坚持两者兼而有之。/防患于未然0要求从化工工艺角度开发与生产无磷洗衣粉;/除患于既成之后0需要相应的污水除磷技术。前者从理论上看似乎很有道理,但实际操作有一定难度;后者从50年代欧洲国家开始控磷便是各国普遍采取的对策。事实上,目前大多数欧洲国家采纳的是前、后两者并存的举措,即所谓的瑞士模式。欧洲国家在水环境控磷策略与污水除磷技术方面已有近50年的历史,他们在此方面的深思熟虑与成功经验很值得我国借鉴。本文首先对欧洲水环境控磷历史作简短回顾,以反映欧洲国家在控磷策略上的决策历程。在介绍欧洲现行控磷政策和污水磷排放标准的基础上,以瑞士为例比较洗衣粉禁磷对水环境以及污水处理产生的影响。最后,介绍国际当代污水生物除磷理论以及目前在欧洲广泛应用的除磷工艺。一、水环境控磷历程瑞士是水环境控磷走在欧洲乃至世界前列的国家,它的成功经验将有可能逐步成为欧洲模式。本节主要以瑞士经历来说明欧洲国家在水环境控磷方面的决策历程,并以此对照其它国家的发展趋势。11瑞士的经历本世纪40年代将三磷酸盐(P3O)作为骨架成分引入合成洗衣粉后的短短10年间,河流、湖泊等地面水体富营养化的现象以前所未有的速度大规模扩展。虽然当时环境科学家们已初步辨清,洗衣粉中的磷是水体富营养化的元凶,但由于认识上的局限,大多数专业人士与有关官员给水排水Vol.24No.8199870在水环境控磷上的看法还只强调对污水的收集与处理,并未涉及污染源的制造端)))洗衣粉生产阶段。这一点在瑞士1955年首次颁布的5水保护法6中可见一斑[3]。实际上,那时一些环境科学家以及洗衣粉生产商已意识到从洗衣粉生产阶段去限制、甚至废除磷将有可能是根治水体富营养化的根本性措施。但是,当时所开发的替代磷的洗衣粉新组分性能不佳,加之它们对环境产生的影响也未能确定,故直至50年代末,生产少磷、无磷洗衣粉的愿望也未被提到议事日程上来。60年代初,不仅仅是环境科学家对含磷洗衣粉的继续生产和使用表示担忧,就连一些政府要员们对此也向联邦政府提出质询。在此情形下,联邦政府不得不于1962年修订了1955年版本的5水保护法6,在里面增补了/含磷洗衣粉会对水环境产生危害0的说明性条款[3]。法律条文的明确,促使洗衣粉生产商从60年代开始加大了研制和开发无磷洗衣粉的力度。然而,政府担心磷替代物可能会对环境产生新的难以预料的负面影响,直到60年代末也没有正式批准无磷洗衣粉的生产,还是强调通过污水处理控制进入水环境中的磷。1967年,联邦政府签署文件,要求其河流、湖泊流域内的所有污水处理厂增设化学沉淀除磷单元,以最大限度地遏制磷的排放[3]。进入70年代,环境保护的压力越来越大,瑞士不得不在1971年更新版5水保护法6中增加限制含磷产品(洗衣粉等)进入污水的条款[3]。这一举措导致70年代更多、更好的磷替代物相继出现,无磷洗衣粉应运而生。到80年代,瑞士政府对洗衣粉磷酸盐含量有了相当严格的限制标准。1985年7月联邦政府环保部签署洗衣粉禁磷文件,于1986年7月1日起全面禁止含磷洗衣粉的生产与销售[3]。在此基础上,瑞士联邦政府又于1991年再次修订5水保护法6,将洗衣粉禁磷以法律形式明确,并进一步引申为禁止一切可能随产品进入水体并影响水环境质量的元素或物质隐含在产品中[3]。至此,瑞士在水环境控磷策略上实现了由/治后0向/治前0的转变,并开始把一贯的污水处理除磷手段作为