水污染控制系统规划与水质改善策略分析

摘要：水污染控制系统规划是本世纪六十年代以后提出的新问题。这一课题的研究，带着明显的时代特征：运用现代科学技术的最新成就—系统工程方法和计算机，来解决水污染控制系统的规划问题。在水污染控制的初期(即本世纪六十年代以前)，人们的认识以及处理的方法，还处在初级阶段，受到许多因素的限制。当时面临的是严重的污染状况，为了对付已排出的“三废”，忙于采取应急的措施，主要运用“排污口处理”三废的技术来控制污染。这种控制方案虽然可以改善污染状况(主要是控制“第一代污染问题”—即水体因有机污染缺氧而造成的大量死鱼问题)，但是单纯依靠这种排出口处理技术，不仅耗资巨大，甚至可能陷入恶性循环，不能从根本上解决任何环境污染问题。譬如，若不考虑整体效应而盲目地进行废水的深度处理(如三级以上的处理)，虽然可以消除水的局部污染，但是由于深度处理措施本身消耗的能源和资源的生产又可能会引起新的更大的污染。因此，环境污染的控制必然进入到一个比较高级的阶段—综合防治环境污染的新阶段。

关键词：水污染 控制 规划 水质 改善 措施

中图分类号：TU991.21文献标识码：A 文章编号：

一、水污染控制系统的最优规划

水污染控制系统规划问题，从解决问题的途径分为两大类：第一类是水污染控制系统的最优规划问题，第二类是规划方案的模拟问题。最优规划问题简单来说是：应用数学规划方法，科学地组织污染物地排放或科学的协调各个治理环节，以便用尽量小的人为代价达到规定的水质目标。

当前，在我国应用系统分析技术研究水污染控制问题尚处在初级阶段。在这一研究工作中，掌握必要的现代技术是其一个方面，更重要的是把这些技术和我国的国情，以至每一个具体地区的实际情况结合起来，做出一个技术上先进、经济上合理的规划。

评价区域规划方案的优劣，必须建立一个优化用的经济目标函数，目前由于水质改进所带来的效益不易定量估算，因此最优化的目标函数经常只是一个费用函数。所以，下面将建立污水处理工程费用函数，在水质约束和技术约束条件下，寻求费用最小的控制方案。

二、费用函数的建立与讨论

以最小的经济代价寻求水环境质量，这是水污染控制系统规划的核心思想。也就是说，经济是评价水污染控制系统规划好坏的最基本依据。

从费用—效益分析看，水污染控制所去除污染物的总量与效益和费用之间存在如下关系：去除污染物量越大，临界费用越大，临界效益越小(临界费用和效益是指去除单位污染物所需费用价格和所得的效益价格)，其费用—效益函数曲线见图1.3-1，其中存在一个最佳水平点Q0，当污染物去除量为Q0(吨)时，净效益(即效益减去费用)为最大。最佳水平点相当于图中两条曲线的切线平行时，这两个切点连线在横轴上的焦点。

图1.3-1 污染物去除量与单价

Fig.1.3-1 The pollutant disposal amount and unit price

图1.3-2 污水处理费用的规模与处理效率的经济效应

Fig.1.3-2 The expenses of sewage treatment scale and ecomonomic effects of treat efficiency

污水处理活动的费用与污水处理的规模及污水处理的效率相关，如图1.3-2描述了这三者的关系，这是一种三维的结构。当污水的去除效率固定时，规模的经济效应如图中的C(Q)曲线所示，即处理水量(m3/d )增加时，总费用随之增加，但处理污水的单价(万元//m3/d)却降低，相当于图中曲线C(Q)的斜率随Q的增加而由大变小。当处理规模固定时，处理效率增高，污水处理费用增加，单位污染物的污水处理单价也增高，由此可见去除同样的污染物量，采用低级处理比高级处理经济。

协调好各种关系，从而达到既可以满足水体水质要求，又使系统的总费用最低，这是研究水污染控制系统规划问题的出发点与归宿。鉴于水质改进所带来的环境效益、社会效益不易定量估算，目标函数通常只是费用函数。因此，建立适当的费用函数是很重要的，它将为最优化方案提供评价的依据。

三、水体改善措施

1、在污染治理方面

（1）选择无污染排放或减少污染排放的新工艺，加强环境监督管理，最大限度地减少排污量，降低排污浓度。

（2）建立单独的污水处理设施，如污水处理设备、小型的污水处理站，或污水再生站等，改善排水水质。

（3）对垃圾进行集中处理，禁止向沿河岸倾倒生活垃圾和杂物，脏腐物等。

2、在防治方面

（1） 加强环保宣传，提高人们的环保意识，以便有利于环境的长远保护。清洁人员应及时对两岸的垃圾进行清理，对水体中废弃物进行打捞，防止水体污染。

（2）在管理体制方面，建议有关部门完善城市排水设施，并加强城市污水资源规划。

（3）污水处理中污水资源化的难点之一是资金困难，建议有关部门加强征收供水费，排污费的力度，同时鼓励民办投资污水处理站，加快污水资源化建设。