课件(水环境规划)讲课教案

1、课件(水环境规划)6.1 水环境规划的技术措施 6.1.1 清洁生产和循环经济 6.1.2 污水处理 6.1.3 提高或充分利用水体纳污能力 6.1.4 生态修复技术 6.1.5 水资源开发利用与保护技术6.1.1 清洁生产和循环经济 （1）清洁生产）清洁生产 清洁生产（cleaner production）在不同的发展阶段或者不同的国家有不同的叫法，例如“废物减量化”、“无废工艺”、“污染预防”等。但其基本内涵是一致的，即对产品和产品的生产过程对产品和产品的生产过程采取预防污染的策略来减少污染物的产生。采取预防污染的策略来减少污染物的产生。 总结起来，清洁生产的定义包含了两个全过程控制：生产

2、全过程和产品整个生命周期全过程。生产全过程和产品整个生命周期全过程。对生产过程而言，清洁生产包括节约原材料与能源，尽可能不用有毒原材料并在生产过程中就减少它们的数量和毒性；对产品而言，则是从原材料获取到产品最终处置过程中，尽可能将对环境的影响减少到最低。 6.1.1 清洁生产和循环经济 具体措施包括：具体措施包括：不断改进设计；使用清洁的能源和原料；采用先进的工艺技术与设备；改善管理；综合利用；从源头削减污染，提高资源利用效率；减少或者避免生产、服务和产品使用过程中污染物的产生和排放。清洁生产是实施可持续发展的重要手段。 实施清洁生产是深化我国工业污染防治工作、实施可持续发展战略的根本途径，也

3、是水环境规划中应采纳的重要措施。环境标准发展历程环境标准发展历程污染物排放标准污染物排放标准清洁生产标准清洁生产标准清洁生产清洁生产直接排放稀释排放末端治理时间环境标准6.1.1 清洁生产和循环经济6.1.1 清洁生产和循环经济 清洁生产分三级水平：清洁生产分三级水平：q一级 国际清洁生产先进水平q二级 国内清洁生产先进水平q三级 国内清洁生产基本水平表表1 石油炼制业清洁生产标准石油炼制业清洁生产标准清洁生产指标等级清洁生产指标等级一级一级二级二级三级三级一、生产工艺与装一、生产工艺与装备要求备要求 排水系统划分正确，未受污染的雨水和工业排水系统划分正确，未受污染的雨水和工业废水全部进入假定

4、净化水系统；废水全部进入假定净化水系统； 特殊水质的高浓度污水（如：含硫污水、含特殊水质的高浓度污水（如：含硫污水、含碱污水等）有独立的排水系统和预处理设施碱污水等）有独立的排水系统和预处理设施 轻油（原油、汽油、柴油、石脑油）储存使轻油（原油、汽油、柴油、石脑油）储存使用浮顶罐；用浮顶罐； 硫回收设施；硫回收设施； 废碱渣回收粗酚或环烷酸；废碱渣回收粗酚或环烷酸； 废催化剂全部得到有效处置废催化剂全部得到有效处置表表1 石油炼制业清洁生产标准石油炼制业清洁生产标准清洁生产指标等级清洁生产指标等级一级一级二级二级三级三级二、资源能源利用指标二、资源能源利用指标 1. 综合能耗，综合能耗，kg标

5、油标油/t原油原油8085952. 取水量，取水量，t水水/t原油原油1.01.52.03. 净化水回用率，净化水回用率，%604020清洁生产指标等级清洁生产指标等级一级一级二级二级三级三级三、污染物产生指标三、污染物产生指标 1. 1. 石油类，石油类，kg/tkg/t原油原油0.0250.0250.20.20.450.452. 2. 硫化物，硫化物，kg/tkg/t原油原油0.0050.0050.020.020.0450.0453. 3. 挥发酚，挥发酚，kg/tkg/t原油原油0.010.010.040.040.090.094. COD4. COD，kg/tkg/t原油原油0.20.2

6、0.50.50.90.95. 5. 废水产生量，废水产生量，t t水水/t/t原油原油0.50.51.01.01.51.5表表1 石油炼制业清洁生产标准石油炼制业清洁生产标准6.1.1 清洁生产和循环经济 （2）循环经济）循环经济 传统经济是“资源产品废弃物”的单向直线过程，创造的财富越多，消耗的资源和产生的废弃物就越多，对环境资源的负面影响也就越大。循环经济则以尽可能小的资源消耗和环境成本，获得尽可能大的经济和社会效益，从而使经济系统与自然生态系统的物质循环过程相互和谐，促进资源永续利用。 当前，社会上普遍推行的是国家发改委对循环经济的定义：定义：“循环经济是一种以资源的高效利用和循环利用为

7、核心，以减量化、再利用、资源减量化、再利用、资源化化为原则，以低消耗、低排放、高效率为基本特征，符合可持续发展理念的经济增长模式，是对大量生产、大量消费、大量废弃的传统增长模式的根本变革。”6.1.1 清洁生产和循环经济 我国循环经济的发展要注重从不同层面协调发展。即小循环、中循环、大循环加上资源再生产业 。 小循环在企业层面，选择典型企业和大型企业，根据生态效率理念，通过产品生态设计、清洁生产等措施进行单个企业的生态工业试点，减少产品和服务中物料和能源的使用量，实现污染物排放的最小化。 中循环在区域层面，按照工业生态学原理，通过企业间的物质集成、能量集成和信息集成，在企业间形成共生关系，建立

8、工业生态园区。 6.1.1 清洁生产和循环经济 大循环在社会层面，重点进行循环型城市和省区的建立，最终建成循环经济型社会。 资源再生产业建立废物和废旧资源的处理、处置和再生产业，从根本上解决废物和废旧资源在全社会的循环利用问题。 6.1.2 污水处理 污水处理污水处理 (sewage treatment,wastewater treatment)：为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求，并对其进行净化的过程。 按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理。 一级处理：一级处理：主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质，物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水，BOD一般可去

9、除30%左右，达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。 6.1.2 污水处理 二级处理：二级处理：主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质（BOD，COD物质），去除率可达90%以上，使有机污染物达到排放标准。 三级处理：三级处理：进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法，混凝沉淀法，砂率法，活性炭吸附法，离子交换法和电渗分析法等。 另外，也可分为工厂企业内部污水处理设施、城市污水集中处理厂、氧化塘、污水土地处理设施等等。6.1.2 污水处理北京高碑店污水处理厂图 氧化塘污水处理工程污水经过从前往后具有细菌原生动物后生动物,从表

10、至里具好氧兼氧厌氧的生物处理系统而得到净化的生物处理技术6.1.3 提高或充分利用水体纳污能力 （1）人工复氧）人工复氧 它是借助于安装增氧器来提高水中的溶解氧浓度。在溶解氧很低的水体中使用这项措施尤为有效。 张明旭等对苏州河进行的实验室人工曝气复氧研究和动力学分析结果表明：即使严重黑臭的水体，在有氧条件下20h后臭味基本消除，水体颜色明显改观，CODCr、BOD5都有大幅度(30%50%)降低。通过复氧，可以使天然水体逐步恢复自然的生态功能，最终达到消除黑臭污染的目的。 6.1.3 提高或充分利用水体纳污能力 （2）污水调节）污水调节 在枯水期用蓄水池把污水暂时储存起来，待河流的纳污能力提高

11、时再释放污水，这种方法能够有效提高河流枯水期的水质，称为污水调节。污水在储存期间，其中的有机物还可以降解一部分。 污水调节主要的费用是建池的费用，如果能有效运用现有的坑塘将更为经济。 缺点是占地面积大、有可能污染地下水等，还可能产生恶臭并影响观感，因此，目前使用较少。6.1.3 提高或充分利用水体纳污能力 （3）河流流量调控）河流流量调控 实行流量调控可利用现有的水利设施，也可新建水利工程。6.1.4 生态修复技术 生态修复是水环境保护的重要技术，目前被广泛使用湖泊湖滨带恢复以及城市水系的治理之中。城市水系生态修复技术恢复城市水系环境恢复水生态系统的结构和功能维护和改善河流水系的景观效果恢复河

12、流形态恢复河流结构恢复河流自然特征6.1.5 水资源开发利用与保护技术 水资源开发利用及保护的总体框架是：节水优先、治污为本，多渠道开源。 其中，节水的途径包括农业、工业和生活用水节水等；治污的途径包括城镇污水处理、河道净化等；多渠道开源的途径包括中水回用、雨水综合利用、跨区域调水工程等。 由此，相关的技术主要体现在治污、节水、开源和利用4各方面。费 用 （1）工艺改造等方面的投资 （2）污水处理厂建厂投资和运转费用 （3）人工复氧的费用可表示为增氧机功率的函数 （4）污水调节的费用主要是建池费用 （5）河流流量调节主要是建设工程的投资和运行，比较难估算 （6）生态修复需要投入的建设、运行灯费

13、用 （7）水资源开发利用过程的节水、开源、治污等方面的投资。6.2 规划方案的综合评价 水环境规划方案制定以后，为了检验和比较各个方案的可行性与可操作性，可通过费用-效益分析、可行性分析以及水环境承载力分析，对规划方案进行综合评价，从而为规划方案的选择与决策提供科学依据。6.2 规划方案的综合评价 6.2.1 费用-效益分析 6.2.2 方案可行性分析 6.2.3 水环境承载力分析6.2.1 费用-效益分析备选方案的费用/效益识别备选方案的费用/效益的评价及选择明确目标提出问题影响因子识别与筛选影响分析价值货币化图2 环境费用效益分析流程图备选方案的费用备选方案的费用- -效益识别效益识别：6

14、.2.1 费用-效益分析 费用费用- -效益分效益分析的评价准则析的评价准则 净效益最大：净效益最大：净效益是总效益现值扣除总费用现值的差额。 费效比：费效比：即总费用现值与总效益现值之比。ttttrBrC)1 ()1 (tttttttNPVrCrBrCBZ)1 ()1 ()1 ()(6.2.1 费用-效益分析 环境效益评价的货币化技术方法环境效益评价的货币化技术方法 类型评价方法市场法市场价格法（生产率值）人力资本法机会成本法防护费用法恢复费用法影子工程法替代市场法资产价值法旅游费用法工资差额发调查法支付愿望法专家调查法6.2.2 方案可行性分析 水环境规划方案的可行性可从规划目标的可达性规

15、划目标的可达性和方案投资的可行性方案投资的可行性两个方面来考察。 （1 1）规划目标的可达性分析：）规划目标的可达性分析： 规划方案的构成分析；工程项目的可达性分析；政策需求的可达性分析；组织管理的可达性分析；技术需求的可达性分析；方案目标的整体评价6.2.2 方案可行性分析 （1）规划目标的可达性分析）规划目标的可达性分析规划方案的构成分析规划总目标经济目标社会目标水环境目标。工程项目政策法规组织管理适用技术6.2.2 方案可行性分析 （1）规划目标的可达性分析）规划目标的可达性分析工程项目的可达性分析 影响分析：社会影响，环境影响 经济分析：财务评价，国民经济评价社会影响评价的范围是指社会

16、基本特征（社会经济结构和功能、种族特点、人口、居住条件等）和社会设施（商业设施、文化娱乐设施、社会服务设施、地方交通设施等）。 国民经济评价是按照资源合理配置的原则，从国家整体角度考察项目的效益和费用，用货物影子价格、影子汇率、影子工资和社会折现率等经济参数，分析计算项目对国民经济的净贡献，评价项目的经济合理性。6.2.2 方案可行性分析 （1）规划目标的可达性分析）规划目标的可达性分析政策需求的可达性分析 政策基础分析：环境保护目标责任制度、污染集中控制制度、限期治理制度、排污收费制度、环境影响评价制度、排污申报登记与排污许可证制度等等。 政策实施分析 政策影响分析：社会影响，环境影响6.2

17、.2 方案可行性分析 （1）规划目标的可达性分析）规划目标的可达性分析组织管理的可达性分析 组织管理需求 组织机构：环境保护宣传中心、环境监测站、污染控制中心等等。 管理实施 人力资源6.2.2 方案可行性分析 （1）规划目标的可达性分析）规划目标的可达性分析技术需求的可达性分析 可得性分析：例如中国的充水橡胶坝和日本的充气橡胶坝；海水淡化技术；污水深度处理技术等。 适用性分析： 经济分析：6.2.2 方案可行性分析 （1）规划目标的可达性分析）规划目标的可达性分析方案目标的整体评价 从经济结构和资源结构的调整改善论述规划目标可达性 从环境技术和管理水平的提高论述和分析规划目标的可达性 从总量

18、控制和污染消减的可能性论述和分析规划目标的可达性 从环境投资水平论述规划目标可达性6.2.2 方案可行性分析 （1）规划目标的可达性分析）规划目标的可达性分析水质目标的可达性分析 水质控制目标与消减方案：水质控制目标与消减方案：水质控制目标确定的原则、水质控制目标确定的方法、主要控制措施与控制项目。 经济结构调整与资源结构对水质目标的影响：经济结构调整与资源结构对水质目标的影响：经济结构分析、水资源状况。 水污染控制技术和管理政策与目标可达性分析：水污染控制技术和管理政策与目标可达性分析：水污染控制技术与措施、污水处理厂。6.2.2 方案可行性分析 （1）规划目标的可达性分析）规划目标的可达性

19、分析水质目标的可达性分析 总量控制和污染负荷消减的可能性：总量控制和污染负荷消减的可能性：排污总量、工业企业、城镇生活、农业面源、纳污能力、污染消减目标与措施。 资金需求分析：资金需求分析：投资总量、资金需求。 可利用已建立的水环境数学模型，通过对各个方案的水质模拟，来检验规划方案是否能达到预定的水环境规划目标。6.2.2 方案可行性分析 （2）方案投资的可行性分析：）方案投资的可行性分析： 可根据区域的国民生产总值规模，以及国家对环境保护投资占国民生产总值的百分比来综合权衡方案投资的可行性。 此外，还应建立规划的评估体系，监督规划的实施进度，为规划实施中出现的新问题提供技术支持，并对规划中的

20、不足进行完善。如在规划期内发生规划不适应社会、经济发展与环境保护的情况，可及时对规划任务进行调整。6.2.2 方案可行性分析 （3）例）例唐山市再生水回用的可行性分析唐山市再生水回用的可行性分析 水质：水质：根据目前我国制定的生活饮用水水质标准（GJ251-89）、农田灌溉水水质标准（GB5084-92）、城市污水回用设计规范、生活回用于洗车、扫除、绿化等的污水水质标准、污水回用于景观水体的水质标准（CJ/T95-2000）等规范和标准，评价唐山市各污水处理厂的出水水质，并以东郊污水处理厂为例，与农业灌溉等的水质要求进行比较。项目农灌水质东郊污水处理厂出水水质水田作物旱田作物蔬菜生化需氧量BO

21、DS（mg/L）801508010化学需氧量CODcr（mg/L）20030015020悬浮物（mg/LH5.58.56.56.8氯化物（mg/L）250表表1 1 农灌水质标准与东郊污水处理厂出水水质比较表农灌水质标准与东郊污水处理厂出水水质比较表项目再生水利用设计规范唐山市东郊污水处理厂二级处理出水直接冷却间接冷却PH值6.06.96.59.16.56.8浊度（度）30510BOD5（mg/L）301010CODcr（mg/L）7520铁（mg/L）0.60.3锰（mg/L）0.20.1氯化物（mg/L）300300200总硬度（以CaCo3计mg/L）85065

22、0500总碱度（以CaCo3计mg/L）500450350总固体（mg/L）10001000800游离余氯（mg/L）0.10.2表表2 工业用水水质标准比较表工业用水水质标准比较表6.2.2 方案可行性分析 结果表明，经污水处理厂二级处理后的水质基本可以达到农业灌溉、景观用水和市政杂用水质标准。唐山市目前正建设污水深度处理设施，二级处理后的再生水，经深度处理后可达到更高水质标准，可以用于对水质要求较高的工业。 水量：水量：现状年城镇生活和工业需水量分别为1.15亿m3和6.14亿m3，至2010年将分别达到1.78亿m3和8.13亿m3；2020年达到2.46亿m3和9.90亿m3。 6.2

23、.2 方案可行性分析 需水量的增加和用水量的加大将导致废污水排放量的增加。大量的废污水如果不经处理就直接排放，既污染环境又浪费资源。近年来唐山市加大了城市基础设施的建设力度，不仅对城市管网进行改造和扩建，还新建、扩建和规划了多家污水处理厂。大量的废污水经过集中处理达标后，可根据需要回用于工业、农业或用于环境用水。由此可见，唐山市再生水回用从水量方面是有保障的。6.2.3 水环境承载力分析 是指某一地区、某一时间、某种状态下水环境对是指某一地区、某一时间、某种状态下水环境对经济发展和生活需求的支持能力，郭怀成等经济发展和生活需求的支持能力，郭怀成等（2001） 可从水环境对人类提供物质、能量等的

24、限度方面加以考虑。6.3 规划方案的生成和决策 6.3.1 环境规划方案设计的原则 6.3.2 环境规划方案的设计过程 6.3.3 环境规划方案的优化 6.3.4 规划方案的决策步骤6.3.1 环境规划方案设计的原则 环境规划方案的设计是整个规划工作的中心。环境规划方案的设计是整个规划工作的中心。它是在考虑国家或地区有关政策的规定、环境问题和环境目标、污染状况和污染消减量、投资能力和效益的情况下，提出具体的污染防治和自然保护的措施和对策。 （1）善用信息，紧指目标：）善用信息，紧指目标： 环境规划前期工作中获取的信息一定要善加利用，充分了解环境问题和污染状况，明确自身的治理和管理技术，对这些信

25、息进行综合考虑和深入分析。6.3.1 环境规划方案设计的原则 （2）以提高资源利用率为根本途径：）以提高资源利用率为根本途径： 环境污染实质是浪费的资源和能源在环境中积累过多，如果从提高资源利用率入手，不但可以减轻污染，而且可以减小资源对环境造成的压力。 （3）遵循国家或地区有关政策法规：）遵循国家或地区有关政策法规： 要在政策允许范围内考虑设计方案，提出对策和措施，避免与之抵触。6.3.2 环境规划方案的设计过程 （1）分析调查评价结果：明确现状环境、治理能力和污染综合防治水平。 （2）分析预测的结果：摆明环境存在的主要问题，明确环境现有承载能力，消减量和可能的投资、技术支持。 （3）详细列出环境规划总目标和各项分目标，以明确现实环境与环境目标的差距。 （4）制定环境发展战略和主要任务：从整体上提出环境保护方向、重点、主要任务和步骤。6.3.2 环境规划方案的设计过程 （5）制定环境规划的措施和对策： 污染综合整治措施：污染综合整治措施：首先，在计算消减量的基础上，再将污染消减量分配到源，明确消减任务。其次，分析规划区域环境污染的主要原因，明确整治措施的重点与方向。最后，有针对性