一、水污染源治理現狀
70年代，我國的工業污染治理主要集中在點源上，以治理工業“三廢”為主；80年代，通過調整不合理的工業布局、產業結構和產品結構，結合技術改造，強化環境管理等措施，對工業污染進行了綜合防治，并在小范圍內開展了區域環境綜合治理；進入90年代以來，在加強工業污染防治的同時，大規模開展了重點城市、流域的區域環境綜合整治和農村面源污染防治，力爭使部分城市和地區環境質量有所改善。國家確定的“三河”、“三湖”的水污染防治全面展開。
1998年度我國廢水排放總量為395億t，化學需氧量（COD）排放量為1499萬t。分別比上年下降了5.0%和14.7%，其中，工業廢水排放量201億t，化學需氧量排放量806萬t，分別比上年降低了11.5%和24.9%；生活污水排放量194億t，化學需氧量（COD）排放量693萬t，分別比上年增加了2.6%和1.3%（表7-3）。
表7-3 1998年與1997年廢水及化學需氧量排放對比
縣及縣以上工業和重點鄉鎮工業廢水處理率和排放達標率分別為87.4%和65.3%，比上年分別提高了8.5%和10.9%。全國已建成并運行的城市污水廠266座，日處理能力1136萬t，城市污水集中處理超過20%。
二、水污染治理技術現狀
1.污水常規處理技術
污水處理技術，按其作用原理大體可分為物理法、化學法和生物法三類。物理法是利用物理作用使污染物在不改變其化學性質條件下從污水中分離的方法，如沉淀、過濾、氣浮、吸附、蒸發等方法，多用于污水的預處理和后處理；化學法是利用化學反應作用來分離、回收污水中的污染物，或使其轉化成無害物質的方法，如混凝法、中和法、氧化還原法、電解法等，多用于污染物濃度較高、毒性較大或微生物難以降解的工業污水處理；生物法則是利用微生物新陳代謝功能使污水中呈溶解和膠體狀態的有機污染物降解并轉化為無害物質的方法，多用于可生化性較好的有機污水的治理。生物法根據微生物對氧的需求可分為厭氧法和好氧法兩大類，同時又根據生物絮體在反應器中的存在方式分為活性污泥法和生物膜法兩種。厭氧法多用于處理高濃度污水，好氧法則多用于處理較低濃度污水。
國內外污水處理工藝主要以生物法技術為主，原因在于生物法具有微生物來源廣、種類多、繁殖力強、容易馴化和發生變異的特點，處理成本相對較低。特別是近些年來，隨著對微生物凈化機理和反應動力學認識的深入，生物法技術也更加成熟和完善，不僅凈化效率和出水效果有了很大提高，運行成本也有了大幅度降低。我國污水處理雖然起步較晚，但在消化吸收國外技術基礎上，通過積極的研究與開發，也已形成了一系列適合我國國情的新技術、新工藝。
目前國內外普遍采用的污水處理工藝包括：好氧法中的傳統活性污泥法、氧化溝法、A-B法、生物接觸氧化法；厭氧法中的厭氧污泥床法、兩相厭氧消化法；厭氧、好氧相結合的A-O法、A-A-O法等。
（1）傳統活性污泥法。傳統活性污泥法自1914年在英國曼徹斯特建成第一座試驗廠以來已有80多年歷史，通過多年生產實踐中的不斷完善，現已十分成熟，并在許多國家的大中型污水廠應用。其凈化機理重點利用了微生物對數增長期的高活性，因此具有凈化效率高的特點。
該工藝的優點是凈化效率高，出水效果好；缺點是污泥產量大、脫氮除磷能力差，操作管理技術要求嚴，一旦疏與管理將引起活性污泥的異?，F象（如生物中毒、污泥膨脹等），重新恢復需較長時間；因此該工藝目前已逐步被其它工藝取代。
土耳其安長拉污水處理廠，日處理水量76.5萬t，運行參數如表7-4。我國北京（高碑店）城市污水廠、天津（紀莊子）城市污水廠也屬此類。
表7-4 土耳其安卡拉污水處理廠效果
（2）氧化溝法。氧化溝又稱循環曝氣池或氧化渠，50年代由荷蘭衛生工程研究所開發，屬活性污泥法的變種，凈化機理也稍有不同。開發的目的在于滿足污水處理要求的同時，使剩余污泥量進一步減少，從而降低污泥處理成本。原理是通過延長曝氣反應時間，并采用環形循環曝氣池，使污水在池內有一個較長的循環期，在距曝氣器較近的區段溶解氧濃度高，微生物處于高活性期，有利于有機物的降解；在遠離曝氣區，溶解氧濃度偏低，微生物處于缺氧環境，有利于提高系統中污泥的自身消化和脫氮、磷能力。氧化溝法就其結構形式而言，又有許多變種，其中較典型的有奧拜爾式（orbal）、卡魯塞爾式（cor-rousel）和交替式。
該工藝的優點是工藝流程簡單，出水水質好，氮、磷去除率高，污泥產量少。缺點是污水停留時間長、基建投資大，同時由于該法采用表面轉蝶曝氣，水渠較淺，不僅曝氣效率低，對環境溫度要求也較高。
工程實例：河北省邯鄲市橋東污水廠引進丹麥技術建成了一套三溝交替式氧化溝系統，水處理規模10萬m3/d，各項運行指標均優于設計要求（表7-5）。北京燕山石化公司石油化工污水廠（6萬m3/d）、昆明市蘭花溝污水廠（5.5萬m3/d）則分別采用的是奧拜爾式和卡魯塞爾式氧化溝，運行效果也十分理想。
表7-5 邯鄲市污水處理廠運行效果
（3）A-B活性污泥法。A-B活性污泥法又稱吸附-生物氧化法，是德國亞琛大學賓克教授于70年代中期，為有效去除污水中的氮、磷和難降解有機物而設計的。該法按微生物反應原理將污水處理過程分為兩個階段，第一階段（A）為高負荷吸附合成段，第二段（B）為低負荷生物氧化再生段。通過分段，使每段中的生態系相對獨立，避免生物間的相互干擾，可充分發揮不同生物群體自身的凈化作用，提高系統的總體凈化能力。在A段，由于微生物較強的吸附作用和自身合成能力，不僅能較高程度地去除可生物降解污染物，還可大量去除難降解污染物；在B段，由于在低負荷環境下運行，有利于消化菌和聚磷菌的繁殖，因此還可提高系統的脫氮、除磷能力。
該工藝的特點是：凈化效率高、基建投資省、耐沖擊能力強、出水水質好。缺點是工藝較復雜，運行管理不便。
工程實例：德國Krefeld污水處理廠，日處理污水2.4萬m3/d，進水水質BOD5400mg/L、COD800mg/L、TKN45mg/L、TP10mg/L，其處理結果見表7-6。
表7-6 德國Krefeld污水處理廠運行結果
（4）生物接觸氧化法。生物接觸氧化法屬生物膜法的一種，70年代由日本初創。原理是在生物反應器中裝載填料（或稱載體），利用微生物自身的附著作用在填料表面形成生物膜，使污水在與生物膜接觸過程中得到凈化。該方法由于填料的存在，一方面增大了反應池內的生物量，提高了系統的凈化能力；另一方面還由于生物膜是由好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物和較高等的水生動物共同組成的高密集生態系，因此具有良好的凈化效果。
生物接觸氧化法的供氧多采用底部鼓風曝氣方式，空氣氣泡在填料間迂回上浮過程中，一方面可與生物膜充分接觸，提高氧的利用率，降低鼓風動力消耗。另一方面由于氣泡的攪動作用，還可促進生物膜的更新，提高生物活性。
該法的優點是凈化效率高，抗沖擊能力強，污泥產率低，操作管理方便，動力消耗低，脫氮除磷能力強。缺點是對于較大型污水廠需要填料量過大，不便于運輸和裝填。近幾年我國又在普通生物接觸氧化工藝基礎上根據生物吸附原理，開發出了二段生物接觸氧化工藝，進一步提高了該技術的凈化效率和脫氮除磷能力，拓寬了應用范圍。
工程實例：北京燕山石化公司星城生活污水處理廠（2萬m3/d）、內蒙古東勝市城市綜合污水處理廠（3萬m3/d）、河北邯鄲叢臺酒廠（2000m3/d）、河北晉州市印染廠（2000m3/d）等均采用了二段生物接觸氧化工藝，運行效果良好。
（5）上流式厭氧污泥床法。厭氧法也稱厭氧消化法，是在無氧條件下，借兼性菌及專性厭氧菌對有機物的消化降解作用，使污水得到凈化的方法。消化降解過程可分為酸性水解和堿性消化（堿性發酵或甲烷消化）兩個階段。在第一階段中，通過酸性腐化菌或產酸菌的作用，最終產物是包括丁酸、丙酸、乙酸和甲酸在內的有機酸以及醇、氨、CO2、硫化氫、氫以及生物能量，為下一階段的甲烷消化作準備；第二階段中，在甲烷菌的作用下，第一階段的產物進一步分解成消化氣，主要產物是甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）。
上流式厭氧污泥床法就是在厭氧反應原理下產生的。所謂污泥床，是指在人工培養或馴化條件下，厭氧污泥以顆粒狀絮體形式沉積于反應器的底部所形成的高濃度污泥層。當污水向上流動、首先穿過污泥層時，就會使大部分有機物轉化為消化氣。因此，上流式厭氧污泥床法成功的關鍵是要形成沉降性能良好的顆粒狀高活性污泥。
該方法的優點是有機負荷高，凈化能力強，能夠直接處理較高濃度的有機廢水，并能產生新的能源。缺點是對反應溫度要求嚴，當污水中含硫化合物濃度較高時會對反應產生抑制作用。
目前，該方法已廣泛應用于高濃度有機廢水處理中，如啤酒、制藥、食品、肉類加工、酒精等行業。
（6）兩相厭氧消化法。前已述及，厭氧消化過程包括酸性水解和堿性消化兩個階段，每一階段都有自己獨立的微生物群體參與其反應。由于兩大類微生物群體對環境條件的要求有很大差異，對底物的反應速率也不相同，整個反應過程受堿性消化速率所控制。因此，當在同一個消化池中生活棲息這兩大類微生物群體時，必然不能使它們都處于生長繁殖的最佳狀態，發揮各自應有的作用。兩相厭氧消化法就是根據這一原理，將兩個反應階段分別在兩個消化池中完成，使每一段的生物菌體都生長在各自最佳環境條件，從而大大提高了消化效率、有機物分解程度和系統有機負荷，還提高了消化氣中甲烷的純度。此外，由于酸化水解段中微生物群體對反應環境（水質、溫度、pH值等）的要求范圍比第二段寬得多，因此還增強了該工藝的適用范圍，特別是對于難降解的有機污染物，通過第一段的預處理，可較大程度地提高污水生化性能，為后續處理打下了良好基礎。
目前，由于兩相厭氧第一段的特殊凈化作用，人們還利用這一點，使其與好氧法工藝直接相連，開發出了A-O和A-A-O法等新工藝，克服了好氧法不敢涉足高濃度污水或生化性較差污水的不足。
2.污水處理非常規技術
污水二級處理，并不能徹底解決對環境的污染，處理后的污水也不能直接回用于工農業生產。隨著世界各國水資源的急劇短缺，單純的污水二級處理已遠不能滿足經濟發展的需要，因此在西方發達國家已逐步開始了污水三級處理和深度處理，但在實際運行中，其昂貴的基建投資和運行費用使許多水廠陷入了困境。為了尋求既經濟又節能的處理技術，人們打破常規，又重新回到了自然凈化的老路。如近幾年大力推廣應用的土地處理、人工濕地和氧化塘技術等，被稱為革新與代用技術（Innovative and Alternative Technology），簡稱IA技術。目前IA技術在發達國家的污水深度處理中已廣泛應用，如美國、英國、加拿大、以色列等國。在污水二級處理方面，發展中國家也進行了大膽嘗試，并取得了良好的處理效果，在許多國家得到了推廣和應用，如中國、印度、巴西等國。
IA技術的優點是基建費用和運行費用低、操作管理簡單、易維護、處理水質好。缺點是凈化效率較低、占地面積大、不適宜在寒冷地區應用。
（1）土地處理系統。土地處理系統是在人工控制條件下將污水投配在土地上，通過土壤吸附、微生物分解和植物根系吸收，使污水得到自然凈化的污水處理技術?；竟に嚢ǎ郝䴘B、快滲、地表面漫流和濕地。為了更好地提高凈化效率和經濟效益，有的還專門引種了具有較高經濟價值、較強凈化能力和適應能力的植物或林木，稱為人工土地處理系統。利用該技術最有代表性的國家是以色列。在該國，經過二級處理的污水幾乎80%以上都要再經土地處理進一步凈化，然后回用于工農業生產。
我國近幾年也開展了這方面的研究，并在污水二級處理中得到廣泛應用，如北京燕山石化公司的人工濕地和內蒙古寧城老窖酒廠的土地快速滲濾系統等。
（2）穩定塘（俗稱氧化塘）。穩定塘是利用天然或經人工改造、修建的池塘，通過諸如厭氧、好氧、兼性生物分解和水生植物吸收等自然凈化能力，完成污水凈化的處理技術。穩定塘根據塘中溶解氧含量的不同，可分為厭氧塘、好氧塘和兼性塘，在實際應用中根據各種塘體的功能、效能進行單獨使用或組合使用。處理負荷以系統自凈能力為限。為了進一步提高系統的凈化能力，還可加入許多人工措施，從而又派生出了諸如強化曝氣塘、水生植物塘和生態系統塘等。
工程應用：如聯邦德國Ohlstadt城的Biolak曝氣塘、巴西Bahia省的水葫蘆塘和我國北京燕化公司?？谟畮斓纳鷳B塘等。
（3）生態系統法。生態系統法是根據生態學觀點和系統學理論，通過多種廉價處理技術的優化組合，實現污水凈化的技術方法。該法1990年于我國北京燕山石化公司?？谟畮焓突の鬯幚碇校?.5萬m3/d）首次應用，不僅取得了良好的處理效果，還迅速恢復了庫區生態，得到了國內外環保專家的高度評價，被稱之為既治標又治本的“中醫療法”。
采用的生態系統包括：
有機質→菌、藻類→原（后）生動物→高級水生動物（生物凈化系統）
有機質→微生物→水、陸生植物（植物凈化系統）
有機質→生物床→土壤層（土壤凈化系統）