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2019年第4期(发布时间: Apr 29, 2019 发布者:王阳)  下载: 2019年第4期.doc       全选  导出
1   2019-04-29 17:37:42.573 《国家节水行动方案》印发 (点击量:12)

导读:水是事关国计民生的基础性自然资源和战略性经济资源,是生态环境的控制性要素。我国人多水少,水资源时空分布不均,供需矛盾突出,全社会节水意识不强、用水粗放、浪费严重,水资源利用效率与国际先进水平存在较大差距,水资源短缺已经成为生态文明建设和经济社会可持续发展的瓶颈制约。要从实现中华民族永续发展和加快生态文明建设的战略高度认识节水的重要性,大力推进农业节水、工业节水、城镇节水,深入推动缺水地区节水,提高水资源利用效率,形成全社会节水的良好风尚,以水资源的可持续利用支撑经济社会持续健康发展。

国家发展改革委和水利部联合印发《国家节水行动方案》,国家节水行动方案一共5个板块:重大意义、总体要求、重点行动、深化体制机制改革和保障措施。

背景:我国人多水少,水资源时空分布不均,供需矛盾突出,全社会节水意识不强、用水粗放、浪费严重。

目标:大力推动全社会节水,全面提升水资源利用效率,形成节水型生产生活方式,保障国家水安全,促进高质量发展。

总体目标:

到2020年,万元国内生产总值用水量、万元工业增加值用水量较2015年分别降低23%和20%,规模以上工业用水重复利用率达到91%以上,农田灌溉水有效利用系数提高到0.55以上,全国公共供水管网漏损率控制在10%以内;

到2022年,万元国内生产总值用水量、万元工业增加值用水量较2015年分别降低30%和28%,农田灌溉水有效利用系数提高到0.56以上,全国用水总量控制在6700亿立方米以内;

到2035年,全国用水总量控制在7000亿立方米以内,水资源节约和循环利用达到世界先进水平,形成水资源利用与发展规模、产业结构和空间布局等协调发展的现代化新格局;

【注:根据国家统计发布的2015年国民经济和社会发展统计公报显示,万元国内生产总值用水量104立方米,万元工业增加值用水量58立方米。】

国家节水行动方案

为贯彻落实党的十九大精神,大力推动全社会节水,全面提升水资源利用效率,形成节水型生产生活方式,保障国家水安全,促进高质量发展,制定本行动方案。

一、重大意义

水是事关国计民生的基础性自然资源和战略性经济资源,是生态环境的控制性要素。我国人多水少,水资源时空分布不均,供需矛盾突出,全社会节水意识不强、用水粗放、浪费严重,水资源利用效率与国际先进水平存在较大差距,水资源短缺已经成为生态文明建设和经济社会可持续发展的瓶颈制约。要从实现中华民族永续发展和加快生态文明建设的战略高度认识节水的重要性,大力推进农业、工业、城镇等领域节水,深入推动缺水地区节水,提高水资源利用效率,形成全社会节水的良好风尚,以水资源的可持续利用支撑经济社会持续健康发展。

二、总体要求

(一)指导思想。以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的十九大和十九届二中、三中全会精神,认真落实党中央、国务院决策部署,统筹推进“五位一体”总体布局和协调推进“四个全面”战略布局,牢固树立和贯彻落实新发展理念,坚持节水优先方针,把节水作为解决我国水资源短缺问题的重要举措,贯穿到经济社会发展全过程和各领域,强化水资源承载能力刚性约束,实行水资源消耗总量和强度双控,落实目标责任,聚焦重点领域和缺水地区,实施重大节水工程,加强监督管理,增强全社会节水意识,大力推动节水制度、政策、技术、机制创新,加快推进用水方式由粗放向节约集约转变,提高用水效率,为建设生态文明和美丽中国、实现“两个一百年”奋斗目标奠定坚实基础。

(二)基本原则

整体推进、重点突破。优化用水结构,多措并举,在各领域、各地区全面推进水资源高效利用,在地下水超采地区、缺水地区、沿海地区率先突破。

技术引领、产业培育。强化科技支撑,推广先进适用节水技术与工艺,加快成果转化,推进节水技术装备产品研发及产业化,大力培育节水产业。

政策引导、两手发力。建立健全节水政策法规体系,完善市场机制,使市场在资源配置中起决定性作用和更好发挥政府作用,激发全社会节水内生动力。

加强领导、凝聚合力。加强党和政府对节水工作的领导,建立水资源督察和责任追究制度,加大节水宣传教育力度,全面建设节水型社会。

(三)主要目标

到 2020 年,节水政策法规、市场机制、标准体系趋于完善, 技术支撑能力不断增强,管理机制逐步健全,节水效果初步显现。万元国内生产总值用水量、万元工业增加值用水量较2015年分别降低23%和20%,规模以上工业用水重复利用率达到91%以上,农田灌溉水有效利用系数提高到0.55以上,全国公共供水管网漏损率控制在10%以内。

到 2022 年,节水型生产和生活方式初步建立,节水产业初具规模,非常规水利用占比进一步增大,用水效率和效益显著提高, 全社会节水意识明显增强。万元国内生产总值用水量、万元工业增加值用水量较2015年分别降低30%和28%,农田灌溉水有效利用系数提高到0.56以上,全国用水总量控制在6700亿立方米以内。

到 2035 年,形成健全的节水政策法规体系和标准体系、完善的市场调节机制、先进的技术支撑体系,节水护水惜水成为全社会自觉行动,全国用水总量控制在7000亿立方米以内,水资源节约和循环利用达到世界先进水平,形成水资源利用与发展规模、产业结构和空间布局等协调发展的现代化新格局。

三、重点行动

(一)总量强度双控

1.强化指标刚性约束。严格实行区域流域用水总量和强度控制。健全省、市、县三级行政区域用水总量、用水强度控制指标体系,强化节水约束性指标管理,加快落实主要领域用水指标。划定水资源承载能力地区分类,实施差别化管控措施,建立监测预警机制。水资源超载地区要制定并实施用水总量削减计划。到2020年, 建立覆盖主要农作物、工业产品和生活服务业的先进用水定额体系。

2.严格用水全过程管理。严控水资源开发利用强度,完善规划和建设项目水资源论证制度,以水定城、以水定产,合理确定经济布局、结构和规模。2019年底,出台重大规划水资源论证管理办法。严格实行取水许可制度。加强对重点用水户、特殊用水行业用水户的监督管理。以县域为单元,全面开展节水型社会达标建设,到2022年,北方50%以上、南方30%以上县(区)级行政区达到节水型社会标准。

3.强化节水监督考核。逐步建立节水目标责任制,将水资源节约和保护的主要指标纳入经济社会发展综合评价体系,实行最严格水资源管理制度考核。完善监督考核工作机制,强化部门协作,严格节水责任追究。严重缺水地区要将节水作为约束性指标纳入政绩考核。到2020年,建立国家和省级水资源督察和责任追究制度。

(二)农业节水增效

4.大力推进节水灌溉。加快灌区续建配套和现代化改造,分区域规模化推进高效节水灌溉。结合高标准农田建设,加大田间节水设施建设力度。开展农业用水精细化管理,科学合理确定灌溉定额, 推进灌溉试验及成果转化。推广喷灌、微灌、滴灌、低压管道输水灌溉、集雨补灌、水肥一体化、覆盖保墒等技术。加强农田土壤墒情监测,实现测墒灌溉。2020年前,每年发展高效节水灌溉面积2000万亩、水肥一体化面积2000万亩。到2022年,创建150个节水型灌区和100个节水农业示范区。

5.优化调整作物种植结构。根据水资源条件,推进适水种植、量水生产。加快发展旱作农业,实现以旱补水。在干旱缺水地区, 适度压减高耗水作物,扩大低耗水和耐旱作物种植比例,选育推广耐旱农作物新品种;在地下水严重超采地区,实施轮作休耕,适度退减灌溉面积,积极发展集雨节灌,增强蓄水保墒能力,严格限制开采深层地下水用于农业灌溉。到2022年,创建一批旱作农业示范区。

6.推广畜牧渔业节水方式。实施规模养殖场节水改造和建设,推行先进适用的节水型畜禽养殖方式,推广节水型饲喂设备、机械干清粪等技术和工艺。发展节水渔业、牧业,大力推进稻渔综合种养,加强牧区草原节水,推广应用海淡水工厂化循环水和池塘工程化循环水等养殖技术。到2022年,建设一批畜牧节水示范工程。

7.加快推进农村生活节水。在实施农村集中供水、污水处理工程和保障饮用水安全基础上,加强农村生活用水设施改造,在有条件的地区推动计量收费。加快村镇生活供水设施及配套管网建设与改造。推进农村“厕所革命”,推广使用节水器具,创造良好节水条件。

(三)工业节水减排

8.大力推进工业节水改造。完善供用水计量体系和在线监测系统,强化生产用水管理。大力推广高效冷却、洗涤、循环用水、废污水再生利用、高耗水生产工艺替代等节水工艺和技术。支持企业开展节水技术改造及再生水回用改造,重点企业要定期开展水平衡测试、用水审计及水效对标。对超过取水定额标准的企业分类分步限期实施节水改造。到2020年,水资源超载地区年用水量1万立方米及以上的工业企业用水计划管理实现全覆盖。

9.推动高耗水行业节水增效。实施节水管理和改造升级,采用差别水价以及树立节水标杆等措施,促进高耗水企业加强废水深度处理和达标再利用。严格落实主体功能区规划,在生态脆弱、严重缺水和地下水超采地区,严格控制高耗水新建、改建、扩建项目, 推进高耗水企业向水资源条件允许的工业园区集中。对采用列入淘汰目录工艺、技术和装备的项目,不予批准取水许可;未按期淘汰的,有关部门和地方政府要依法严格查处。到2022年,在火力发电、钢铁、纺织、造纸、石化和化工、食品和发酵等高耗水行业建成一批节水型企业。

10.积极推行水循环梯级利用。推进现有企业和园区开展以节水为重点内容的绿色高质量转型升级和循环化改造,加快节水及水循环利用设施建设,促进企业间串联用水、分质用水,一水多用和循环利用。新建企业和园区要在规划布局时,统筹供排水、水处理及循环利用设施建设,推动企业间的用水系统集成优化。到2022年,创建100家节水标杆企业、50家节水标杆园区。

(四)城镇节水降损

11.全面推进节水型城市建设。提高城市节水工作系统性,将节水落实到城市规划、建设、管理各环节,实现优水优用、循环循序利用。落实城市节水各项基础管理制度,推进城镇节水改造;结合海绵城市建设,提高雨水资源利用水平;重点抓好污水再生利用设施建设与改造,城市生态景观、工业生产、城市绿化、道路清扫、车辆冲洗和建筑施工等,应当优先使用再生水,提升再生水利用水平,鼓励构建城镇良性水循环系统。到2020年,地级及以上缺水城市全部达到国家节水型城市标准。

12.大幅降低供水管网漏损。加快制定和实施供水管网改造建设实施方案,完善供水管网检漏制度。加强公共供水系统运行监督管理,推进城镇供水管网分区计量管理,建立精细化管理平台和漏损管控体系,协同推进二次供水设施改造和专业化管理。重点推动东北等管网高漏损地区的节水改造。到2020年,在100个城市开展城市供水管网分区计量管理。

13.深入开展公共领域节水。缺水城市园林绿化宜选用适合本地区的节水耐旱型植被,采用喷灌、微灌等节水灌溉方式。公共机构要开展供水管网、绿化浇灌系统等节水诊断,推广应用节水新技术、新工艺和新产品,提高节水器具使用率。大力推广绿色建筑, 新建公共建筑必须安装节水器具。推动城镇居民家庭节水,普及推广节水型用水器具。到2022年,中央国家机关及其所属在京公共机构、省直机关及50%以上的省属事业单位建成节水型单位,建成一批具有典型示范意义的节水型高校。

14.严控高耗水服务业用水。从严控制洗浴、洗车、高尔夫球场、人工滑雪场、洗涤、宾馆等行业用水定额。洗车、高尔夫球场、人工滑雪场等特种行业积极推广循环用水技术、设备与工艺,优先利用再生水、雨水等非常规水源。

(五)重点地区节水开源

15.在超采地区削减地下水开采量。以华北地区为重点,加快推进地下水超采区综合治理。加快实施新型窖池高效集雨。严格机电井管理,限期关闭未经批准和公共供水管网覆盖范围内的自备水井。完善地下水监测网络,超采区内禁止工农业及服务业新增取用地下水。采取强化节水、置换水源、禁采限采、关井压田等措施, 压减地下水开采量。到2022年,京津冀地区城镇力争全面实现采补平衡。

16.在缺水地区加强非常规水利用。加强再生水、海水、雨水、矿井水和苦咸水等非常规水多元、梯级和安全利用。强制推动非常规水纳入水资源统一配置,逐年提高非常规水利用比例,并严格考核。统筹利用好再生水、雨水、微咸水等用于农业灌溉和生态景观。新建小区、城市道路、公共绿地等因地制宜配套建设雨水集蓄利用设施。严禁盲目扩大景观、娱乐水域面积,生态用水优先使用非常规水,具备使用非常规水条件但未充分利用的建设项目不得批准其新增取水许可。到2020年,缺水城市再生水利用率达到20%以上。到2022年,缺水城市非常规水利用占比平均提高2个百分点。

17.在沿海地区充分利用海水。高耗水行业和工业园区用水要优先利用海水,在离岸有居民海岛实施海水淡化工程。加大海水淡化工程自主技术和装备的推广应用,逐步提高装备国产化率。沿海严重缺水城市可将海水淡化水作为市政新增供水及应急备用的重要水源。

(六)科技创新引领

18.加快关键技术装备研发。推动节水技术与工艺创新,瞄准世界先进技术,加大节水产品和技术研发,加强大数据、人工智能、区块链等新一代信息技术与节水技术、管理及产品的深度融合。重点支持用水精准计量、水资源高效循环利用、精准节水灌溉控制、管网漏损监测智能化、非常规水利用等先进技术及适用设备研发。

19.促进节水技术转化推广。建立“政产学研用”深度融合的节水技术创新体系,加快节水科技成果转化,推进节水技术、产品、设备使用示范基地、国家海水利用创新示范基地和节水型社会创新试点建设。鼓励通过信息化手段推广节水产品和技术,拓展节水科技成果及先进节水技术工艺推广渠道,逐步推动节水技术成果市场化。

20.推动技术成果产业化。鼓励企业加大节水装备及产品研发、设计和生产投入,降低节水技术工艺与装备产品成本,提高节水装备与产品质量,提升中高端品牌的差异化竞争力,构建节水装备及产品的多元化供给体系。发展具有竞争力的第三方节水服务企业, 提供社会化、专业化、规范化节水服务,培育节水产业。到2022年,培育一批技术水平高、带动能力强的节水服务企业。

四、深化体制机制改革

(一)政策制度推动

1.全面深化水价改革。深入推进农业水价综合改革,同步建立农业用水精准补贴。建立健全充分反映供水成本、激励提升供水质量、促进节约用水的城镇供水价格形成机制和动态调整机制,适时完善居民阶梯水价制度,全面推行城镇非居民用水超定额累进加价制度,进一步拉大特种用水与非居民用水的价差。

2.推动水资源税改革。与水价改革协同推进,探索建立合理的水资源税制度体系,及时总结评估水资源税扩大试点改革经验,科学设置差别化税率体系,加大水资源税改革力度,发挥促进水资源节约的调节作用。

3.加强用水计量统计。推进取用水计量统计,提高农业灌溉、工业和市政用水计量率。完善农业用水计量设施,配备工业及服务业取用水计量器具,全面实施城镇居民“一户一表”改造。建立节水统计调查和基层用水统计管理制度,加强对农业、工业、生活、生态环境补水四类用水户涉水信息管理。对全国规模以上工业企业用水情况进行统计监测。到2022年,大中型灌区渠首和干支渠口门实现取水计量。

4.强化节水监督管理。严格实行计划用水监督管理。对重点地区、领域、行业、产品进行专项监督检查。实行用水报告制度,鼓励年用水总量超过10万立方米的企业或园区设立水务经理。建立倒逼机制,将用水户违规记录纳入全国统一的信用信息共享平台。到2020年,建立国家、省、市三级重点监控用水单位名录。到2022年,将年用水量50万立方米以上的工业和服务业用水单位全部纳入重点监控用水单位名录。

5.健全节水标准体系。加快农业、工业、城镇以及非常规水利用等各方面节水标准制修订工作。建立健全国家和省级用水定额标准体系。逐步建立节水标准实时跟踪、评估和监督机制。到2022年,节水标准达到200项以上,基本覆盖取水定额、节水型公共机构、节水型企业、产品水效、水利用与处理设备、非常规水利用、水回用等方面。

(二)市场机制创新

6.推进水权水市场改革。推进水资源使用权确权,明确行政区域取用水权益,科学核定取用水户许可水量。探索流域内、地区间、行业间、用水户间等多种形式的水权交易。在满足自身用水情况下, 对节约出的水量进行有偿转让。建立农业水权制度。对用水总量达到或超过区域总量控制指标或江河水量分配指标的地区,可通过水权交易解决新增用水需求。加强水权交易监管,规范交易平台建设和运营。

7.推行水效标识建设。对节水潜力大、适用面广的用水产品施行水效标识管理。开展产品水效检测,确定水效等级,分批发布产品水效标识实施规则,强化市场监督管理,加大专项检查抽查力度, 逐步淘汰水效等级较低产品。到2022年,基本建立坐便器、水嘴、淋浴器等生活用水产品水效标识制度,并扩展到农业、工业和商用设备等领域。

8.推动合同节水管理。创新节水服务模式,建立节水装备及产品的质量评级和市场准入制度,完善工业水循环利用设施、集中建筑中水设施委托运营服务机制,在公共机构、公共建筑、高耗水工业、高耗水服务业、农业灌溉、供水管网漏损控制等领域,引导和推动合同节水管理。开展节水设计、改造、计量和咨询等服务,提供整体解决方案。拓展投融资渠道,整合市场资源要素,为节水改造和管理提供服务。

9.实施水效领跑和节水认证。在用水产品、用水企业、灌区、公共机构和节水型城市开展水效领跑者引领行动。制定水效领跑者指标,发布水效领跑者名单,树立节水先进标杆,鼓励开展水效对标达标活动。持续推动节水认证工作,促进节水产品认证逐步向绿色产品认证过渡,完善相关认证结果采信机制。到2022年,遴选出50家水效领跑者工业企业、50个水效领跑者用水产品型号、20个水效领跑者灌区以及一批水效领跑者公共机构和水效领跑者城市。

五、保障措施

(一)加强组织领导。加强党对节水工作的领导,统筹推动节水工作。国务院有关部门按照职责分工做好相关节水工作。水利部牵头,会同发展改革委、住房城乡建设部、农业农村部等部门建立节约用水工作部际协调机制,协调解决节水工作中的重大问题。地方各级党委和政府对本辖区节水工作负总责,制定节水行动实施方案,确保节水行动各项任务完成。

(二)推动法治建设。完善节水法律法规,规范全社会用水行为。开展节约用水立法前期研究。加快制订和出台节约用水条例, 到 2020 年力争颁布施行。各省(自治区、直辖市)要加快制定地方性法规,完善节水管理。

(三)完善财税政策。积极发挥财政职能作用,重点支持农业节水灌溉、地下水超采区综合治理、水资源节约保护、城市供水管网漏损控制、节水标准制修定、节水宣传教育等。完善助力节水产业发展的价格、投资等政策,落实节水税收优惠政策,充分发挥相关税收优惠政策对节水技术研发、企业节水、水资源保护和再利用等方面的支持作用。

(四)拓展融资模式。完善金融和社会资本进入节水领域的相关政策,积极发挥银行等金融机构作用,依法合规支持节水工程建设、节水技术改造、非常规水源利用等项目。采用直接投资、投资补助、运营补贴等方式,规范支持政府和社会资本合作项目,鼓励和引导社会资本参与有一定收益的节水项目建设和运营。鼓励金融机构对符合贷款条件的节水项目优先给予支持。

(五)提升节水意识。加强国情水情教育,逐步将节水纳入国家宣传、国民素质教育和中小学教育活动,向全民普及节水知识。加强高校节水相关专业人才培养。开展世界水日、中国水周、全国城市节水宣传周等形式多样的主题宣传活动,倡导简约适度的消费模式,提高全民节水意识。鼓励各相关领域开展节水型社会、节水型单位等创建活动。

(六)开展国际合作。建立交流合作机制,推进国家间、城市间、企业和社团间节水合作与交流。对标国际节水先进水平,加强节水政策、管理、装备和产品制造、技术研发应用、水效标准标识及节水认证结果互认等方面的合作,开展节水项目国际合作示范。

2   2019-04-12 16:58:17.923 最高检发布服务长江经济带生态环境污染典型案例 (点击量:14)

近日,最高检察院公布一批长江经济带生态环境污染典型案例,涉及黑臭水体、破坏国家矿产资源和水体生态环境等方面。

北京3月2日消息,记者当天从最高人民检察院了解到,近日,最高检发布服务长江经济带发展典型案例,进一步发挥检察职能作用,服务保障长江经济带发展。这批典型案例包括吴湘等十二人非法捕捞水产品刑事附带民事公益诉讼案,刘洋等十六人组织、领导、参加黑社会性质组织案,赵成春等六人非法采矿案,上海市崇明区检察院督促镇政府履职行政公益诉讼案。

本次发布的典型案例,旨在进一步推进各级检察院特别是长江沿线省市检察机关深入学习贯彻习近平总书记在深入推动长江经济带发展座谈会上的重要讲话精神,认真落实服务长江经济带发展“10项检察举措”,为各级检察院特别是长江沿线省市检察机关开展相关工作提供参考和指引。

据最高检法律政策研究室相关人员介绍,在典型案例编研过程中,注重围绕非法采砂等生态环境违法犯罪问题选取案例。注重回应保护长江检察实践中的法律适用疑难问题。例如,“吴湘案”明确了使用电鱼方式捕鱼,情节严重的构成非法捕捞水产品罪;“赵成春案”回应了非法采砂砂石价格如何认定、被雇佣人员责任如何认定等疑难问题。

记者采访了解到,本次发布的典型案例综合体现了检察机关运用刑事、民事、行政、公益诉讼等多种检察职能保护长江经济带发展的工作成效。该批典型案例包括刑事案例2件,刑事附带民事公益诉讼案例1件,公益诉讼案例1件。较好体现了检察机关在“双赢多赢共赢”监督理念指引下,综合运用立案监督、介入侦查引导取证、提起公诉、检察建议、申请先予执行等多种方式开展法律监督,打出“组合拳”,主动监督、铁面司法、智慧履责,取得“三个效果”有机统一的工作成效。

据介绍,典型案例还梳理总结了检察机关服务保障长江经济带发展的工作经验。如上海市崇明区检察院运用检察建议督促镇政府履职取得良好效果,为崇明岛污水治理作出检察贡献等。

检察机关服务保障长江经济带发展典型案例

编者按:为进一步推进各级检察机关特别是长江沿线省市检察机关深入学习贯彻习近平总书记在深入推动长江经济带发展座谈会上的重要讲话精神,认真落实服务长江经济带发展“10项检察举措”,最高人民检察院近日发布“检察机关服务保障长江经济带发展典型案例”。本报予以刊发,以期为各级检察机关开展相关检察工作提供指引、参考。

吴湘等十二人非法捕捞水产品刑事附带民事公益诉讼案

【要旨】

在非禁渔区、非禁渔期使用电鱼方式非法捕捞水产品情节严重的,构成非法捕捞水产品罪;因非法捕捞行为破坏生态资源、损害社会公共利益的,检察机关可以依法提起刑事附带民事公益诉讼;为及时修复被损害的渔业生态资源,检察机关可以申请法院裁定先予执行。

【基本案情】

被告人吴湘,湖南省岳阳市旅游局原职工。

被告人王光飞、陈科等11人,均为渔民。

2017年6月,被告人吴湘在洞庭湖捕龙虾贩卖时认识了被告人王光飞。因为上半年经营状况不好,王光飞等渔民提出要吴湘组织他们在洞庭湖捕鱼,弥补捕龙虾贩卖的损失。吴湘找到被告人陈科,要求陈科利用其熟悉洞庭湖水域等便利,为他组织渔民采用电鱼方法捕鱼提供便利。吴湘与王光飞商议所捕渔获物由吴湘与渔民四六分成,吴湘得四成,王光飞等渔民得六成。

2017年12月19日至30日,吴湘组织王光飞等人多次在洞庭湖水域,使用国家明令禁用的“门板式”电网进行非法捕捞,共计捕获渔获物566.96千克,非法获利12280元。2018年1月1日,吴湘组织陈科等人分乘5条渔船,在洞庭湖大桥至长江城陵矶之间水域,使用“门板式”电网进行非法捕捞,被长江航运公安局岳阳分局民警当场抓获。现场查获的非法捕捞渔获物共计2150.05千克。

经中国水产科学研究院长江水产研究所评估,吴湘等非法电捕鱼损害了洞庭湖区和长江岳阳段城陵矶水域的渔业生态资源,造成成鱼损失量为8600千克,鱼卵、仔鱼损失量约为400余万尾。

【检察机关履职情况】

(一)出庭指控与证明犯罪

2018年5月7日,湖南省岳阳市岳阳楼区人民检察院以吴湘等12人涉嫌非法捕捞水产品罪提起公诉。2018年6月21日,岳阳楼区人民法院公开开庭审理本案。

法庭审理中,公诉人出示、宣读了现场勘验检查笔录、扣押物品清单、中国水产科学研究院长江水产研究所出具的生态损失评估报告、渔政部门出具的情况说明、记账凭证、证人证言等证据,并重点就本案“情节严重”的构罪要件进行了阐释,证明了被告人构成非法捕捞水产品罪。

一是作案地点特殊。吴湘等人非法电捕鱼现场位于长江岳阳城陵矶段,东面为三江口长江水域,南面为城陵矶,西面为三江口洞庭湖水域,北面为君山芦苇荡。三江口是洞庭湖入长江之口,是长江干流与洞庭湖连通的重要水域,此处清浊交汇,是长江江豚种群进行迁移的唯一通道,也是多种鱼类洄游和产卵的越冬场和育幼场,鱼类资源丰富,生态环境脆弱。历史上,该江段共分布有鱼类215种,近年来由于非法捕捞,渔业资源明显衰退,现在能够监测到的鱼类仅有58种。

二是作案方式特殊。电鱼是国家明令禁止的一种捕捞方式。被告人采用的“门板式”电网,通过电线与发电机连接后,能够释放出1000伏至2000伏左右的高压,使用渔船拖着带电渔网在水中进行扫荡式捕捞,对渔获物没有选择,是一种毁灭式的捕捞方式。这种捕捞方式导致各类受波及水生物死亡或受损,侥幸逃脱电击的鱼类,其生理功能会遭受不同程度损伤,运动能力、捕食能力、抗病能力和识别能力都会显著降低,并极易导致不育,直接影响鱼类种群繁衍。同时电流还会对水体中浮游生物、无脊椎动物、软体动物等造成致命伤害,鱼类饵料生物资源量显著降低,导致过电水域局部“荒漠化”,增加外来物种入侵的风险。

三是非法捕捞数量巨大。根据评估,电鱼方式对成鱼造成的损失,可区分为沉底的鱼(电晕或电死)、上浮的鱼(电晕或电死)以及电伤逃跑的鱼三部分,其中仅上浮的鱼能够被打捞上来作为渔获物。本案现场查获的渔获物约有10个品种,达2150.05千克。根据评估,造成成鱼损失量8600千克,鱼卵、仔鱼损失量约为400余万尾。

吴湘等12名被告人及其辩护人对公诉人指控的事实和出示的证据没有异议。

(二)提起刑事附带民事公益诉讼并申请先予执行

2018年5月29日,岳阳楼区人民检察院依法提起刑事附带民事公益诉讼,请求判令吴湘等12名被告履行生态修复义务,并承担生态评估费用。

因国家规定的禁渔期将于2018年6月30日结束,如果等到裁判生效时执行,将不能完全修复洞庭湖生态资源。为充分利用洞庭湖尚处于禁渔期的时机,6月20日,岳阳楼区人民检察院向法院申请先予执行生态修复,法院裁定限吴湘等12名被告于6月25日前交付68666元,购买成鱼和鱼苗后在长江岳阳段城陵矶水域放流成鱼8600千克,幼鱼400余万尾,并责令吴湘等12名被告共同承担本案专家评估费用1万元。

2018年6月25日,岳阳楼区人民检察院联合区人民法院、公安、渔政等部门,以“牢记嘱托,忠诚履职,守护好一江碧水”为主题,组织社会公益组织、渔民和志愿者在洞庭湖边举行了大型公益诉讼增殖放流生态保护活动,现场见证投放成鱼、幼鱼,并委托公证部门予以公证。

(三)处理结果

鉴于吴湘等被告人到案后均能如实供述犯罪事实,并积极履行民事裁定,投放成鱼和鱼苗,被其破坏的水生物资源和水生态环境得到一定程度的修复,对吴湘等12名被告人可依法从轻处罚。2018年7月5日,岳阳楼区人民法院一审判决,以非法捕捞水产品罪判处被告人吴湘有期徒刑六个月,判处被告人王光飞、陈科等拘役,没收发电机、“门板式”电网、电线等作案工具。吴湘等人当庭表示不上诉,一审判决已生效。

【警示与指导意义】

(一)电鱼是国家法律禁止的捕捞方式。渔业法明确禁止使用炸鱼、毒鱼、电鱼等破坏渔业资源的方法进行捕捞。刑法第340条规定,违反保护水产资源法规,在禁渔区、禁渔期或者使用禁用的工具、方法捕捞水产品,情节严重的,构成非法捕捞水产品罪。使用电鱼方式捕鱼,是典型的使用禁用的方法捕捞水产品的行为。在禁渔区、禁渔期使用电鱼方式捕鱼,无论渔获物多少,均构成非法捕捞水产品罪;在非禁渔区和非禁渔期,使用电鱼方式捕鱼,达到500千克以上或者价值5000元以上的,也构成非法捕捞水产品罪。

(二)检察机关对损害社会公共利益的犯罪行为可以提起刑事附带民事公益诉讼。刑事附带民事公益诉讼是区别于普通民事公益诉讼的一种特殊、独立的案件类型,是检察机关在办理刑事案件中发现存在损害社会公共利益情形,为节约司法资源、提高诉讼效率,同时追究行为人刑事责任和民事责任而提起的一种诉讼类型。《最高人民法院、最高人民检察院关于检察公益诉讼案件适用法律若干问题的解释》第20条规定:人民检察院对破坏生态环境和资源保护、食品药品安全领域侵害众多消费者合法权益等损害社会公共利益的犯罪行为提起刑事公诉时,可以向人民法院一并提起附带民事公益诉讼,由人民法院同一审判组织审理。本案中,岳阳楼区人民检察院以吴湘等12人涉嫌非法捕捞水产品罪提起公诉时,就吴湘等人损害洞庭湖水域的渔业资源和生态环境向人民法院一并提起附带民事公益诉讼,符合法律和司法解释规定,有利于及时修复洞庭湖水域渔业资源和生态环境。

(三)准确认定生态环境损害后果和修复费用。如何确定破坏生态环境行为损害后果以及如何修复受损生态环境,是办理破坏生态环境类案件的要点和难点。本案中,岳阳楼区人民检察院委托中国水产科学研究院长江水产研究所出具评估报告,明确量化了吴湘等12人非法捕捞行为对洞庭湖生态资源造成的损害,提出了可通过投放一定数量的成鱼和幼鱼的方式对受损水体进行生态修复的建议。检察机关结合评估情况,委托渔政部门参考当地市场价格,对放流鱼种进行价值估算,为公益诉讼请求提供了明确依据。这种认定因非法捕捞导致生态损失范围的方法,可供检察机关办理类似案件时参考借鉴。

(四)在公益诉讼领域可探索适用先予执行措施。先予执行在民事诉讼中一般适用于申请人生活或生产经营急需等紧急情况。修复受损生态环境通常也具有急迫性、时效性,有的一旦错过合适的修复时机,可能导致生态损害扩大甚至永久性功能损害。本案中,为在禁渔期结束前及时修复受损水域的渔业资源和生态环境,岳阳楼区人民检察院向人民法院申请先予执行,保证了在禁渔期内增殖放流,既使受到损害的长江洞庭湖流域渔业生态资源得到修复,又从法律上惩治震慑了非法捕鱼行为,取得了良好的办案效果。

刘洋等十六人组织、领导、参加黑社会性质组织案

【要旨】

有组织地采取暴力、威胁、驱赶、滋扰、打砸、勒索等手段控制长江一定水域非法采砂作业,通过收取“保护费”等形式聚敛钱财,严重破坏该水域社会治安、航运秩序、堤防安全、生态环境和经济秩序的,应当以组织、领导、参加黑社会性质组织罪定罪处罚。

【基本案情】

被告人刘洋,无业。1997年3月因犯流氓罪被判处有期徒刑三年;2007年10月因犯过失致人死亡罪被判处有期徒刑三年,缓刑五年。

被告人黄华宇、张轩等15人,均无业。

2015年3月,被告人刘洋发现长江武汉二七长江大桥至天兴洲长江大桥段水域长达十余公里的江面上有船只在非法采砂,利润巨大。该段流域江面辽阔,公安机关查处难度大。刘洋“发小”黄华宇有个拆迁公司,手下养了一帮人。刘洋遂找到黄华宇,合谋商定采取控制长江武汉二七长江大桥至天兴洲长江大桥段水域非法采砂作业的手段从中牟利,每条船采砂一船收2000元。黄华宇安排人到江上去查船,查船的人负责报船号给刘洋,刘洋告诉他们哪些船已交保护费可以采砂,哪些船要交保护费,不交则要采取打砸等方式驱赶。每天收回来的钱交给黄华宇,由他负责开支查船费用,利润由刘洋和黄华宇平分。

为了达到犯罪目的,刘洋、黄华宇以原有人员为基础,并招募人员加入,逐步形成了分工明确的非法组织。该组织以刘洋、黄华宇为首,张轩等为骨干成员,利用夜晚和长江江面水域广阔之机,流窜作案,通过实施有组织的寻衅滋事、敲诈勒索等违法犯罪活动,称霸一方,对长江武汉段水域非法采砂活动予以控制。

为了便于作案和控制组织成员,刘洋和黄华宇多次向组织成员灌输“不准吸毒赌博,不准接私活,不该问的不问、不该讲的不讲”等组织纪律,并向组织成员按月发放工资,由组织集中供应伙食和香烟,同时采取逢年过节发放慰问品和慰问金,行动中成员受伤医治由组织报销医药费等手段对该组织成员实施管理和控制。

2016年2月,经群众举报,公安机关根据线索先后将刘洋等16名被告人抓获。经查实,2015年3月至2016年2月,刘洋、黄华宇等共计敲诈勒索2381船次,聚敛钱财达173万余元。刘洋、黄华宇各分得赃款15万元。该组织实施寻衅滋事、敲诈勒索等违法犯罪活动,致1人轻伤、1人轻微伤及被害人巨额财产损失,给长江流域武汉二七长江大桥至天兴洲长江大桥段水域社会治安、航运秩序、堤防安全、生态环境和经济秩序造成严重危害,社会影响恶劣。

【检察机关履职情况】

(一)提前介入侦查引导取证

2016年3月16日,刘洋团伙因涉嫌寻衅滋事罪被公安机关立案侦查。湖北省武汉市江汉区人民检察院应邀提前介入引导取证,认为该案具有黑社会性质组织特征,建议公安机关将侦查方向转向“组织、领导、参加黑社会性质组织罪”。经进一步收集证据,公安机关对刘洋等16人以涉嫌组织、领导、参加黑社会性质组织罪,寻衅滋事罪,敲诈勒索罪移送审查起诉。

(二)出庭指控与证明犯罪

2017年8月3日,江汉区人民检察院以刘洋等16人涉嫌组织、领导、参加黑社会性质组织罪,寻衅滋事罪,敲诈勒索罪提起公诉。2017年11月4日,江汉区人民法院公开开庭审理本案。

法庭调查阶段,公诉人从四个方面对该组织的黑社会性质组织特征发表意见:

一是组织特征。本案中,刘洋和黄华宇为组织领导者,有6名较为固定的骨干成员,还有多名一般参加者,组织成员多达20余人。为了便于作案和控制组织成员,该组织内部等级结构严密、成员分工明确。

二是经济特征。该组织通过实施寻衅滋事、敲诈勒索等违法犯罪活动,聚敛巨额钱财。刘洋等黑社会性质组织以暴力或以暴力为后盾通过垄断经营长江部分水域非法采砂业务,以收取“保护费”等手段,向2381船次敲诈勒索,聚敛钱财达173万余元,数额巨大。

三是行为特征。以被告人刘洋为首的黑社会性质组织通过暴力、威胁、驱赶、滋扰、打砸、故意损毁公私财物等手段,对采砂船主进行敲诈勒索,致1人轻伤、1人轻微伤。该组织利用其组织势力和影响对他人造成威慑,欺压、控制非法采砂船只和人员,表现出明显的暴力性、胁迫性、有组织性。

四是危害性特征。该组织非法控制采砂行业,扮演“地下执法者”的角色,危害生态环境,影响了长江堤防安全,破坏了当地的航运秩序、经济秩序、社会生活秩序,降低了公众的安全感,社会影响极其恶劣。

(三)处理结果

2017年12月20日,江汉区人民法院一审判决,以组织、领导、参加黑社会性质组织罪,寻衅滋事罪,敲诈勒索罪,数罪并罚分别判处被告人刘洋、黄华宇有期徒刑二十年,剥夺政治权利二年,并处没收财产50万元,罚金30万元;判处其他14名黑社会性质组织成员有期徒刑三年到十一年零六个月。刘洋等不服提出上诉,武汉市中级人民法院二审裁定驳回上诉,维持原判。

(四)结合办案提出对策建议

江汉区人民检察院通过剖析案件特征,分析了监管和执法方面问题,提出了关于打击黑恶势力控制长江武汉段水域采砂行业的对策建议:一是针对长江武汉段流域“涉砂”利益链条,构建多层次、全方位的综合监管体系;二是针对长江武汉段流域“涉砂”“涉黑”犯罪,构建联合执法协作机制;三是提高查办长江武汉段流域“涉砂”“涉黑”犯罪的执法水平,构建“涉黑”案件“侦捕诉”协作机制。武汉市政府有关部门对长江武汉段非法采砂行为开展了专项治理。

【警示与指导意义】

(一)刘洋等人构成组织、领导、参加黑社会性质组织罪。长江非法采砂利润巨大,暴利诱惑下易滋生黑恶势力犯罪。刘洋等黑社会性质组织采取暴力、威胁手段对非法采砂船主形成心理震慑,对长江武汉段一定水域的采砂作业形成非法控制,以向非法采砂船主勒索“保护费”的方式牟取暴利,并将其中部分经济利益用于支撑该组织的非法活动和发展壮大,具有严重的社会危害性,构成了组织、领导、参加黑社会性质组织罪。

(二)检察机关对“涉黑”犯罪要及时介入侦查引导取证。检察机关在办理涉及团伙性、行业性寻衅滋事等犯罪案件过程中,要积极履行法律监督职能,注重审查案件是否具有黑社会性质组织特征,可以派员介入侦查引导取证,对侦查方向、取证要求、法律适用等提出意见建议,处理好罪与非罪、此罪与彼罪、共同犯罪、数罪并罚等问题,依法准确打击黑恶势力犯罪。

(三)检察机关要结合办案积极推动非法采砂行为的综合治理。依法严厉惩治非法采砂等违法行为背后的黑恶势力犯罪,对保障和促进长江经济带全面协调可持续发展具有重要意义。检察机关要结合办案查找发案原因,搞清楚非法采砂为何禁而不绝,黑恶势力收“保护费”“地下执法”因何猖獗,政府部门的监管执法有何漏洞,通过检察建议等方式,促进有关部门堵漏建制、规范管理、加强执法,最大限度挤压和铲除黑恶势力滋生和非法采砂蔓延的空间和土壤,运用检察力量保障长江经济带社会治安、航运堤防安全和生态环境。

赵成春等六人非法采矿案

【要旨】

长江水域非法盗采江砂活动严重破坏国家矿产资源和水体生态环境,严重威胁长江航运及堤防安全,应以非法采矿罪论处;“采运一体”盗采模式可以采用“抵岸价”认定犯罪数额;运输者和采砂者事前共谋,以非法采矿罪的共犯论处;受雇佣人员与主犯相互勾结,积极实施非法采矿活动,应当依法追究刑事责任。

【基本案情】

被告人赵成春,采砂船船主。

被告人赵来喜,运砂船船主。

被告人李兆海等4人,采砂船和运砂船船工。

2013年春节后,被告人赵成春与被告人赵来喜经共谋,由赵成春负责在长江镇江段采砂,赵来喜以小船每船1500元、大船每船2400元的价格收购。2013年3月至2014年1月,赵成春在未办理河道采砂许可证的情况下,雇佣被告人李兆海、李永祥在长江镇江段119号黑浮下游锚地附近水域使用吸砂船非法采砂,将江砂直接吸到赵来喜的两艘货船上,后分别由赵来喜的雇工被告人赵加龙、徐培金等人驾船将江砂运输至赵来喜事先联系好的砂库予以销售。

经鉴定,涉案江砂成分主要为石英砂,属于非金属矿产。赵成春、赵来喜、李兆海、李永祥非法采砂38万余吨,造成国家矿产资源破坏价值152万余元。赵加龙参与非法采砂22万余吨,价值90万余元;徐培金参与非法采砂15万余吨,价值62万余元。

【检察机关履职情况】

(一)介入侦查引导取证

2016年2月22日,江苏省镇江市公安局水上分局对本案立案侦查。镇江市金山地区人民检察院同步派员提前介入,提出三点取证意见:一是研究论证江砂是否属于矿产资源;二是重点收集有关盗采江砂数量的书证,并对江砂价值进行认定;三是查证受雇佣人员、收购江砂人员的作用和主观故意,评判是否构成犯罪。

检察机关提出取证意见后,公安机关在如何确定江砂价值的问题上存在分歧。第一种观点认为,江砂被打捞出水面,非法采砂行为即已完成,应以江砂的出水价格认定砂石价值。第二种观点认为,应以江砂在市场上的销售价格认定砂石价值。第三种观点认为,结合本案开采、运输、销售行为的整体性,应以江砂抵岸价格认定砂石价值,但涉案江砂经赵来喜等人运输到镇江、南京等多地,运输距离的远近直接影响江砂的收购价格。

承办检察官提出以江砂到达镇江本地的抵岸价格作为鉴定江砂价值节点,理由是:(1)本案系“采运一体”的作案方式,不应以出水价格来认定砂石价值;(2)犯罪嫌疑人将江砂运输到岸边并被砂商收购,其牟利目的才得以实现,以抵岸价格认定具有合理性;(3)犯罪嫌疑人在镇江、南京等不同地点销售,以距离较近的镇江本地抵岸价格认定,对犯罪嫌疑人较为有利。检察机关的意见获得公安机关认可。

公安机关进一步查明了以下问题:一是江砂属矿产资源。国土资源部南京矿产资源监督检测中心出具的检测报告和江苏省地质环境勘查院出具的鉴定意见,一致认定本案江砂为细砂,成分主要为石英,为矿产资源法实施细则规定的非金属矿产中的天然石英砂(建筑用砂),属于矿产资源;二是涉案江砂价值。公安机关查获了犯罪嫌疑人之间交接江砂船次、资金往来等书证,有效锁定犯罪嫌疑人盗采江砂数量,并根据犯罪嫌疑人作案方式、目的等,以江砂运抵镇江的被收购价为节点,认定了涉案江砂的单价以及盗采江砂价值;三是受雇佣人员构成共同犯罪。李兆海等四名受雇佣人员明知他人盗采江砂而积极提供协助,且四人长期从事非法采砂行为并多次逃避行政处罚,应认定为共同犯罪。

(二)审查起诉进一步查明受雇佣人员作用

审查起诉阶段,办案检察官经提讯查明,在日常盗采活动中,赵成春与赵来喜两名主犯主要负责谋划、组织,一般不在现场,由李兆海等四名受雇佣人员在采砂现场负责联络,敲定采砂具体时间、地点,以及负责江砂的交接、记账和现场签字确认等工作,四人对采砂现场具有管理职能。同时,经向有关部门调取近年统计年鉴、工资指导价位等资料,李兆海、李永祥等四人的收入明显超过当地一般船工,进一步证实了该四名受雇佣人员在犯罪过程中的作用。

(三)出庭指控与证明犯罪

2016年8月31日,镇江市金山地区人民检察院以被告人赵成春等6人涉嫌非法采矿罪提起公诉。2017年1月17日,镇江市京口区人民法院公开开庭审理本案。

法庭辩论阶段,被告人赵来喜及其辩护人称赵来喜只是运砂,没有采砂,不应当定性为非法采矿罪共同犯罪。

公诉人答辩:一是从犯意联络来看,二人事前共谋实施非法采砂活动;二是从本案操作流程分析,在非法采砂过程中,运砂与采砂不可分割;三是从犯罪目的来看,运输、销售是非法采砂谋取暴利的必然过程。赵成春与赵来喜分工协作,构成开采、运输、销售整体作案行为链,共同实施非法采砂行为,对长江砂业资源造成严重破坏,应属共同犯罪。法庭对检察机关指控的犯罪事实予以认定。

(四)处理结果

2017年4月28日,京口区人民法院一审判决,以非法采矿罪分别判处被告人赵成春、赵来喜有期徒刑三年零六个月,并处罚金20万元;分别判处被告人李兆海、李永祥有期徒刑六个月,缓刑一年,并处罚金2万元;分别判处被告人赵加龙、徐培金罚金1.8万元、1.6万元。被告人违法所得142.52万元予以追缴,吸砂船只予以没收。赵来喜不服,提出上诉。镇江市中级人民法院二审裁定驳回上诉,维持原判。

【警示与指导意义】

(一)赵成春等被告人在长江水域非法采砂构成非法采矿罪。近年来,建筑市场对砂石需求旺盛,受利益驱使,长江流域非法采砂现象屡禁不止。河砂是保持河床稳定和水流动态平衡不可缺少的铺盖层和保护层,在河道非法采砂,破坏河床结构和水流动态平衡,掏空防洪工程基础,使堤防控水能力下降,影响防洪安全。非法采砂行为还改变局部河段泥沙输移的平衡,影响河势稳定,导致废弃物、污染物随意排放,扰动底泥引发重金属污染,危害饮水安全,破坏长江渔业资源生存繁衍环境。检察机关应当严格依据刑法及相关司法解释规定,对未取得河道采砂许可证非法采砂情节严重的,以非法采矿罪追究刑事责任。

(二)要合理确定非法采砂的价值。根据《最高人民法院、最高人民检察院关于办理非法采矿、破坏性采矿刑事案件适用法律若干问题的解释》,非法开采的矿产品价值,根据销赃数额认定;无销赃数额,销赃数额难以查证,或者根据销赃数额认定明显不合理的,根据矿产品价格和数量认定。河砂是一种短期内不可再生资源,具有财产属性,天然河砂资源迅速减少,价格持续上涨。实践中,对非法采砂价值难以认定的,可由价格认证机构出具报告,结合其他证据作出认定。江砂存在出水价、抵岸价、离岸后市场销售价等不同价格,以及因运输、销售地点的远近等因素导致价格差距较大的情况。对此,应从采砂工作原理、盗采运作模式入手,合理确定价格认定节点。对于采运双方未事前通谋,在采砂现场予以销售的,应以出水价格认定;对于“采运一体”实施犯罪,非法采砂后运至市场被砂商收购的,应以抵岸价格认定,销售地点难以确定的,一般应以较近的抵岸地为价格认定节点。

(三)要准确认定受雇佣人员的责任。根据《最高人民法院、最高人民检察院关于办理非法采矿、破坏性采矿刑事案件适用法律若干问题的解释》,对受雇佣为非法采矿、破坏性采矿犯罪提供劳务的人员,除参与利润分成或者领取高额固定工资的以外,一般不以犯罪论处,但曾因非法采矿、破坏性采矿受过处罚的除外。实践中,对非法采砂活动中受雇佣人员的责任认定,除结合其参与利润分成、领取高额固定工资或者曾因非法采砂行为受过处罚外,还应参考其在整个犯罪中所起作用大小和主观过错,从以下几个方面综合分析评价:(1)是否明知他人未取得采砂许可,仍为其提供开采、装卸、运输、销售等帮助行为;(2)是否听命于雇主,是否具有一定自主管理职责;(3)是否多次逃避检查或者采取通风报信等方式帮助逃避检查。通过综合评价,对构成共同犯罪的,应当依法追究刑事责任,确保不枉不纵。

上海市崇明区检察院督促镇政府履职行政公益诉讼案

【要旨】

在推进长江经济带生态保护中,检察机关发现行政机关不依法履职导致环境污染状态持续存在,损害社会公共利益的,应当依法启动公益诉讼程序,通过诉前检察建议的方式督促行政机关履职,推进长江生态环境治理。

【基本案情】

2018年5月,中央城市黑臭水体整治环境保护专项督查组对上海市2017年城乡中小河道整治情况进行督查。上海市环保局2018年1月至5月的水质检测结果通报显示,崇明区黑臭河道(以小河小沟为主)约1000条,占当地河道的10%左右,水环境治理任务较为繁重。5月17日,崇明区河长办向各乡镇河长办发出《关于切实做好2018年城市黑臭水体整治环境保护专项督查工作的通知》,要求对本区列入2017年城乡中小河道整治任务的18条河道及2018年新增的15条河道进行自查并整改落实。截至2018年7月,经崇明区河长办委托第三方对相关水体进行检测,相关乡镇辖区内河道仍存在诸多黑臭水体,治理效果不佳。

【检察机关履职情况】

(一)线索来源

鉴于区河长办成立时间不长,工作机制制度尚不够健全完善,为推进黑臭水体治理,崇明区人民政府、区河长办多次与崇明区人民检察院沟通,希望积极发挥司法机关作用,形成合力共同推进黑臭水体治理。2018年8月,崇明区政府向检察机关移送了《2018年城市黑臭水体专项督查第六工作组受理事项交办单》《上海市崇明区河长制办公室督办单》《国家城市黑臭水体专项督查乡镇自查情况汇总》等线索和材料。

(二)调查核实

2018年8月6日,崇明区人民检察院成立“8·06”黑臭河道办案组,由检察长带领公益诉讼检察官、生态检察官,及时查清乡镇在河道治理中的职责,确定履职主体,开展相关工作。崇明区人民检察院通过询问乡镇河长办负责人,详细了解河道水质整改现状及近期水质考核结果,并协助乡镇河长办勘查了崇明区相关乡镇河道,走访听取河道周边村民意见。利用无人机等设备,现场查看农业种植、蟹塘养殖、截污纳管改造、生活污染排放等影响水质的陆面区域,全面掌握河道周边环境现状,做好诉前取证固证工作。

经调查核实,崇明区人民检察院确定堡镇、中兴镇、长兴镇内10条河道存在较为严重的水质油黑污染,水体中氨氮、溶解氧和透明度等指标明显不达标,三镇政府履行河道管理不尽责,社会公共利益持续受到侵害。

(三)提出检察建议

2018年8月17日,根据行政诉讼法第25条第4款的规定,崇明区人民检察院分别向堡镇、中兴镇、长兴镇政府发出书面检察建议,督促三镇加强对水治理工作的重视,依法履行对受污染河道水污染防治的监管职责,并提出了具体治理建议。

为增强检察建议实效,崇明区人民检察院在长兴镇政府组织开展了检察建议宣告送达。在对三镇政府负责人宣告检察建议时,邀请区河长办派员列席,区人大代表、政协委员参与旁听。

(四)监督结果

三镇政府收到检察建议后高度重视,在检察建议回复期内聘请社会化养护单位,采取控源截污、清淤疏浚、拆除违建、生态修复、加快居民生活污水统一截污纳管施工进度、确保“雨污分流”等措施,落实黑臭水体整改。

经崇明区人民检察院跟进监督,截至2018年12月,三镇政府均已依法全面履职,相关河道非法网簖和违章搭建等被及时拆除,岸坡垃圾、河道水生有害植物被及时清理,河水黑臭现象消除。同时,通过制发和公开宣告检察建议,起到良好警示效应,推动崇明区其他乡镇政府由点及面开展黑臭水体整治。根据整治后定期监测数据显示,崇明区优于三类水质的水体占监测水体70%以上,优于四类水质的水体约占90%,全区水体质量已有明显改善,社会公共利益得到有效保护。

【警示与指导意义】

(一)行政机关违法行使职权或者不作为,致使国家利益或者社会公共利益受到侵害的,检察机关应当依法启动公益诉讼程序。崇明区位于长江入海口中心,是长江“共抓大保护,不搞大开发”的最后一公里。全区共有1.6万余条大小河湖,拥有青草沙、东风西沙两个重要水源地,以及东滩鸟类国家级自然保护区、中华鲟自然保护区两个重要生态承载区。目前,崇明岛正在建设世界级生态岛,生态环境保护对崇明意义重大。本案中,三镇政府履行河道管理不尽责,社会公共利益持续受到侵害,崇明区人民检察院依法启动公益诉讼程序,用“检察蓝”守护“生态绿”,督促基层政府及时全面履行污水治理职责。

(二)充分发挥诉前检察建议的作用,实现行政公益诉讼的双赢多赢共赢。行政诉讼法第25条第4款规定:人民检察院在履行职责中发现生态环境和资源保护、食品药品安全、国有财产保护、国有土地使用权出让等领域负有监督管理职责的行政机关违法行使职权或者不作为,致使国家利益或者社会公共利益受到侵害的,应当向行政机关提出检察建议,督促其依法履行职责。《最高人民法院、最高人民检察院关于检察公益诉讼案件适用法律若干问题的解释》进一步规定:行政机关应当在收到检察建议书之日起两个月内依法履行职责,并书面回复人民检察院。出现国家利益或者社会公共利益损害继续扩大等紧急情形的,行政机关应当在十五日内书面回复。检察机关发送检察建议与提起公益诉讼的目的是一致的,都是为了促使行政机关依法履职。因此,发送检察建议能够达到监督目的的,就不必再提起公益诉讼。

(三)宣告送达有助于增强检察建议的“刚性”。检察建议宣告送达,是提升检察建议社会影响力,增强检察建议“刚性”的有效方式。开展检察建议宣告送达,应当商被建议单位同意,可以在人民检察院、被建议单位或者其他适宜场所进行。由检察官向被建议单位负责人当面宣读检察建议书并进行示证、说理,听取被建议单位负责人意见。必要时,可以邀请人大代表、政协委员或者特约检察员、人民监督员等第三方人员参加,充分发挥检察建议的宣传、教育、警示作用。

3   2019-04-10 11:29:38.033 2018年污泥处理处置行业市场规模与发展趋势分析 资源化发展是趋势 (点击量:6)

2019年3月北京林业大学环境学院王毅力研究团队在剩余活性污泥氧化调理-脱水研究方面取得新成果,使城镇污水处理中污泥的过滤性质显著提升。近年来,随着政策和技术在污泥处理行业的推进,污泥处置处理行业市场规模不断增加,有望突破瓶颈期,驶入快车道。在未来发展趋势中,污泥资源化发展是必然的。

技术 政策双重利好 行业规模不断增加

近几年,经济的快速发展也给我国的环境问题带来较多挑战,我国环境问题的不断恶化,污泥排放量也不断增加,为了有效解决污泥处置不当的问题,政府不断出台相关政策措施,促进和鼓励污泥处理行业的发展。其中在污泥处置建设方面比较重要的政策是2016年11月国务院发布的《“十三五”生态环境保护规划的通知》,政策中明确规定要以城市黑臭水体整治和343个水质需改善控制单元为重点,强化污水收集处理与重污染水体治理。加强城市、县城和重点镇污水处理设施建设,加快收集管网建设,对污水处理厂升级改造,全面达到一级A排放标准。

另外,2018年6月国务院发布《关于全面加强生态环境保护 坚决打好污染防治攻坚战的意见》要求实施城镇污水处理“提质增效”三年行动,加快补齐城镇污水收集和处理设施短板,尽快实现污水管网全覆盖、全收集、全处理。完善污水处理收费政策,各地要按规定将污水处理收费标准尽快调整到位,原则上应补偿到污水处理和污泥处置设施正常运营并合理盈利。

除政策利好外,技术的不断突破对行业的驱动也是功不可没。污泥的处理问题其实就是解决含水率不断降低的问题。目前常见的污泥处理方法包括深度脱水、堆肥、消化等,最终处置包括土地利用、焚烧、填埋等。具体可划分为八种方法,分别是一般技术、太阳能污泥干化技术、污泥的电离辐射处理技术、微波技术、超声波处理污泥技术、重金属的生物有效性及植物脱除技术、微生物处理技术、新兴污泥热化学处理技术等。

焚烧在深度脱水后污泥含水率在60%左右,可以直接填埋,紧急状态下可以少量掺烧(与生活垃圾一起),但目前的化学调理用的铁盐+石灰居多,无机物增量高,引入了氯离子,对焚烧工况和炉体本身有一定影响。

焚烧是国外发达国家较多采用的做法,焚烧技术减容效果显著,污泥的热值可以得到利用,但运行成本相对较高,目前国内研究和开发。在这种方法中污泥可以单独焚烧(国外很多、国内基本没有),也可以和生活垃圾(烟气排放标准最严、可以协同利用热源和烟气净化设备)等一起掺烧。填埋是最简单的方法,技术难度低。

在政策的带动以及污泥处理技术等的带动下,我国污泥处理市场规模也实现了跨越式增长。2010-2017年,污泥处理行业市场规模不断上涨。从2010年的129.8亿元增长至20127年的524.7亿元,分别在2014年、2016年和2017年突破300亿元、400亿元和500亿元。行业增速虽呈下降趋势,但总体增幅依然维持在10%以上的水平。按照这样的发展趋势,2018年,污泥处理行业市场规模将达到580亿元。

污染处理应遵原则 资源化发展是趋势

在市场规模不断增加的情况下,市场容量也不断增加,行业的进入者越来越多,容易使行业的发展规则受到威胁。按照《城镇污水处理厂污泥处理处置及污染防治技术政策(试行)》的要求,并且参考发达国家近30多年的经验与教训,污泥处理处置应符合“安全环保、循环利用、节能降耗、因地制宜、稳妥可靠、经济可行”等原则。

其中,安全环保强调应控制二次污染、确保公众健康及环境的安全;循环利用和节能降耗体现了资源节约、可持续发展的基本理念;而只有因地制宜、稳妥可靠以及经济可行的处理处置技术路线,实际中才具有可操作性。

在遵循行业发展规则的前提下,行业将向更健康的方向发展。“十三五”环境保护规划出台,提出了仍然以大气、水污染防治为目标“十三五”目标将更重视建设资源节约型社会以及生态环境总体质量改善。污泥的治理也是今后国内环保处理的一个主攻方向。随着政策利好和高成长性因素驱动下,污泥处理处臵行业有望突破瓶颈期,驶入快车道。未来行业有五大发展趋势,污水处理运营量提升原材料供给稳定;收费渠道更加完善;收费权确定;监管更加严格,污泥要向资源化发展。

4   2019-04-10 11:27:34.623 【前沿科技】去污只需一分钟!中俄化学家发明纳米新材料快速处理染料废水 (点击量:6)

污水处理技术的进步不仅是生物工艺、机械设备的优化,其实材料化学领域的突破对污水处理效率的提高也大有帮助。最近,兰州大学和俄罗斯人民友谊大学的材料化学家声称研发了一种可以快速去除废水中的纳米新材料。小编在本期将带大家看看他们的研究成果。

快速处理染料废水的新材料

兰州大学功能有机分子化学国家重点实验室和俄罗斯人民友谊大学(RUDN)的化学家研发了一种纳米混合催化剂,可以快速去除污水中的顽固有机染料。这种催化剂不需要任何额外的强侵蚀性溶剂。他们的研究成果发表在《无机化学》(Inorganic Chemistry)期刊。

工业塑料、纤维和其他材料的染色需要用到有毒的有机染料。这些染料一般会进入污水处理厂,但也有不少可能被偷排到工厂附近的河道,因此这些染料对我们人体和环境都是个危险的隐患。处理含有染料的废水一般需要化学方法,例如用混凝剂加快染料分子的沉淀,但产生的污泥需要尽心后续处理处置。另外也有使用臭氧来对染料进行分解,但这技术成本不菲。中国兰州大学的刘伟生教授和唐瑜教授,联合俄罗斯人民友谊大学和巴基斯坦、葡萄牙等几所大学的化学家,研制了一种成本更低、而且更环保的染料废水处理技术。

他们采用的材料是一个混合纳米材料,名叫纳米金属有机骨架(NMOF)。顾名思义,就是将纳米技术引入到金属-有机骨架(Metal-Orgainc Frameworks, MOFs)材料中来。NMOF如今已经是材料科学界的一个热门研究领域,这种材料除了具备传统MOF晶体材料可设计性的优点之外,还兼备纳米材料独特的物理、化学特性,具有优异的吸附,传质和催化性能,因此被认为在生物医药、物质分离、化学传感器、磁共振成像等方面都具备潜在的应用价值。

这种网格材料包含金属铜原子和有机分子。这种新纳米材料的第二个组成部分是由含有铈的镁铝层状双氢氧化物制成的基底。这两部分会自行组织形成平面状的纳米结构。这种结构的一大特征就是同时具有多空和结晶体的特性,而且也很牢固。

研究员在报告里对于整个合成工艺进行了详细的描述,并且用这种材料作为催化剂,对含有有机染料的污水进行测试。这些有机染料包括亚甲蓝(methylene blue),刚果红(congo red),甲基橙(methyl orange)等有机染料。结果显示,这种和混合纳米网格能够快速去除水溶液中的染料:甲基橙在1分钟左右的时间内失活,一种叫罗丹明6G(rhodamine 6G)的稳定荧光染料也在几分钟内被中和掉。联合团队还称这种新材料在首次使用之后性能没有损失,他们认为可能在重复使用超过5次以上之后,它的催化效果才有所削减。

这个研究的联合作者、俄罗斯人民友谊大学化学系的Alexander Kirillov博士表示:"我们的研究工作改善了原有材料的功能属性,将促进新材料在绿色化学领域的应用。我们将继续我们的研究,希望在未来获得可以去除其他污染物的纳米材料。”

MOF材料在环保领域的应用

吸附法是当前处理废水和气体的常用方法之一,但目前吸附剂普遍存在吸附容量低、选择性差、再生困难等问题,因此才有了寻找高效、低能耗的吸附剂需要。这也正是上述研究吸引了学界和媒体注意的原因。

上述的金属有机骨架材料(MOF)因为由金属离子和有机配体杂化而成,如今能在纳米尺度上形成规则的孔道结构,这大大增加了其比表面积和孔隙率,同时又有较小的固体密度,因此在气体储存、吸附分离、光电催化、离子交换、传感识别、电池储存等领域展现潜在应用前景(如上图所示)。关于MOF在废水处理的应用,大家可以查阅童敏曼等人在《化学进展》2012年第24卷第9期的综述文章,链接如下:

http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HXJZ201209005.htm

但也有文献表示,MOF材料的制备依然有不少问题尚待解决,例如反应进程的控制和规模化等。关于MOF在环境工程领域的应用进展,大家也可以参考周伟男等人在《环境污染与防治》2016年第38卷第12期的综述文章,链接如下:

http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-HJWR201612020.htm

若想进一步了解纳米MOF的读者,可以查阅Min Hui Yap等人在《Green Energy & Environment》2017年发表的综述文章:

www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468025717300638

参考资料

1.https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/ipdf/10.1021/acs.inorgchem.8b01826

2.https://www.wwdmag.com/ozone/chemists-develop-material-wastewater-purification?utm_content=85048995&utm_medium=social&utm_source=twitter&hss_channel=tw-970748629140025346

3.https://phys.org/news/2019-02-chemists-eco-friendly-material-purification.html

4.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468025717300638

5   2019-04-10 11:24:38.263 苏伊士在法国30座大型污水厂的统计分析:运行成本、能效和污泥处置 (点击量:6)

在2018年7月的新加坡水周以及9月的IWA世界水大会上,水务巨头苏伊士公司的技术代表为出席者准备了题为《Benchmarking the 30 largest WWTP operated by Suez on the French Market: emphasizing OPEX, energy efficiency and sludge disposal》的综述报告,分享了其在法国境内运营的污水厂的技术概况、数据统计和基准设定,尤其是30座大型污水厂的数据。今天的IWA微信公众号将带大家回顾报告中的精彩内容。

背景介绍

法国35,000多个城镇行政区分布着20,000多个水委会,拥有超过21,000座污水处理厂,处理能力达1亿人口当量(PE),处理覆盖率约为80%。其中处理能力超过2,000PE的有3,683座。苏伊士在法国境内运营的污水厂有1,600多座,而当中的30座规模最大的污水厂(PE>100000)占了总处理能力、总能耗和总污泥产量的50%。对此他们表示,要想改善运行成本,大型污水处理厂是关键。

法国根据污水厂的规模将处理要求分为三类:

人口当量>2000PE:一般地区-除碳(BOD, COD, TSS)

人口当量>2000PE:敏感地区-去除营养物(氮磷)

人口当量>2000PE: 除碳(BOD,COD, TSS)

尽管在这份报告里仅分享了苏伊士在过去20年运行法国大型污水厂的基准情况和各种经验教训,但是苏伊士的技术代表表示,尽管大型污水厂的处理能力和能耗占有率都很高,是优化升级的首要目标,但这不等于可以忽略小型污水厂的运行表现,因为这些污水厂对未来分散式系统的管理业十分重要。他们希望技术和经济的关键指标将为污水厂进一步创新和发展方向提供新的思考角度。

大型污水厂的成本解析

统计结果显示,这30座污水厂里有约一半的规模在100,000-200,000 PE范围内。能耗、污泥处置和化学药剂是除了人工之外最大的成本组成,其中能耗又是三者中最大的一个,而曝气则占了总能耗的40-60%。这些污水厂产生的污泥里,45%用于堆肥,18%送至焚烧厂,33%作土地利用。

对于能耗的优化,他们总结了三个方面的措施,第一是通过控制MLSS浓度对F/M进行有效管理,其次是高级曝气控制(SMART系统),第三是配置新的浓缩单元和工艺升级。

工艺技术概况

结果显示,CAS依然是最主要的处理工艺。在上世纪90年代的十年里很多新建的污水厂采用了BAF工艺,而在2005年之后,MBR的业绩开始增长。厌氧消化工艺的覆盖率只有约50%。其中热电联产的电能只能覆盖这些污水厂2%的电耗。作者表示要进一步推进CHP和沼气加工设备的普及。

假设和实际运行成本之间的差异

设计阶段对进水数据进行评估是十分重要的。法国污水厂的平均有机负荷率为50%,而苏伊士全球范围的有机负荷率在89%;而在水力负荷方面,法国污水厂的负荷率(66%)则远高于苏伊士大型污水厂的44%。这说明在法国地区,水力负荷是更重要的一个设计变量,而有机负荷则是运行成本的关键绩效因子。对于法国污水厂有机负荷率偏低的现象,报告作者给出了四个主要原因:

人口分布的演变与预期相比有所下降

住房/工业区与污水管网连接的时间间隔较长

与经济活动相关的季节性变化(例如旅游业)

工艺单元设计冗余过大(预处理等)

确认基准点

在过去15-20年的运营中,苏伊士都得到了什么经验教训呢?报告中他们主要分享了能耗和污泥产量两大方面的内容。

首先他们谈到能耗的情况。苏伊士将其运营的法国污水厂的统计结果做成了下面这个有机负荷率和能耗的函数曲线(图4),并定了两个关键代表点A和B,前者表示的是投标单位使用的满负荷情况的理想能耗值,而B点是一般污水厂实际平均负荷下的能耗情况(50%)。

对于未来新型污水厂的能耗评估,我们应该采用哪个点作为参考基准呢?苏伊士的技术人员认为B点是实际的能耗情况,但目前污水厂的设计又全都是按A点来计算,这也就是假设运行成本与实际运行成本(OPEX)之间差值的来源。

根据法国污水厂的运营经验,他们认为投标或设计单位在对污水厂的全生命周期成本(WLCC)进行核算的时候,应该要将A、B两点的情况作综合考虑,目的是使污水厂在低负荷运行时的成本最小化,这样也能更好地选择合适的工艺技术,因为大部分的新建污水厂在很长一段时间内都是在非满负荷或者低负荷情况下运行的。而且这样反过来也能降低投资成本(CAPEX)。

另外他们对30个大型污水厂的能耗做了单独分析。结果显示大型污水厂的投资更大,但大部分的能效都优于平均值。这些污水厂一般也配有厌氧消化或者深度的污泥处理设备。

哪种工艺能耗表现最优

我们平时总会听到各家公司标榜自己的污水处理工艺比传统的活性污泥能耗少,但实际情况如何呢?苏伊士的统计结果也许有很好的参考价值。他们发现,在满负荷运行的情况下,所有技术的能效其实基本是相同的。但是在低负荷(50%)的情况下就有明显差异了。如下图所示,SBR、CAS和BAF工艺在低负荷的情况下能效最低,而MBR的能耗明显高于其他工艺。但是作者也表示,MBR出众的出水质量似乎又让高出的电费物有所值,并且觉得MBR其实“就像一种三级处理”。

除此以外,他们还分享了两种新兴工艺的能耗情况,包括了MBBR和IFAS。前者在法国有两个案例,IFAS只有在外国的项目。数据显示,IFAS的能效与传统活性污泥接近,而MBBR的能耗比MBR还要高,但出水水质要比MBR的逊色。在MBBR里,用于搅拌混合塑料填料的能耗可能比生化作用所需供氧的能耗要高(包括DAF单元)。

然后他们考察了各工艺在污泥产量上的表现。如果从碳转移和产能的角度来评估,生物过滤是最优工艺选择,因为:

其单位污泥产量最高

有机含量最高,经传统脱水后,其最终含固率最高(CEPT+BAF工艺出后的含固率超过23%)

用于回收甲烷和沼气的低热值最优

脱氮除磷所需能耗低

建筑占地面积也较低

未来污水处理的展望

在最后,作者分享了他们在法国污水厂运营实践中看到的未来发展趋势。他们认为厌氧氨氧化、沼气提纯、协同消化等技术是污水厂实现能耗平衡的必要元素。另外他们也注意到,在法国除了改善污水厂的终端处理之外,对整个污水管网的优化也是未来水务管理的趋势之一,例如雨污分流、新兴微量污染物的处理等。

对于未来水资源回收工厂的愿景,他们总结了5大方向:

能效的优化:具体措施包括处理工艺的选择、通过先进的曝气控制技术降低运行成本、碳捕获的优化等。

营养物回收: 通过生产有附加值的肥料来创收

污泥减量与回用:生产高护眼顾虑的生物炭降低运行成本和运输成本。

沼气回用:沼气提纯以丰富用途

新生物质的生产: 各种新兴生物技术的应用

小结

近年来,全球污水处理正在从1R模式(Remove)向4R模式演变(Reuse、Recover、Reduce和Remove)。我们都在努力地建设能量平衡甚至是能量盈余的污水厂。但要真正实现从“污水处理厂”向“水资源回收工厂”的转变,需要在实际项目的设计阶段就做出一些改变。苏伊士通过分享其过去15-20年间在法国的污水处理运营经验,让我们看到了如何因地制宜地在能耗和污泥处理方面作出改善。

6   2019-04-10 10:20:55.85 【前沿科技】凝结水精处理系统节水减排降耗关键技术 (点击量:5)

[摘要]凝结水精处理系统会消耗大量的除盐水,占电厂除盐水消耗总量的50%以上,且设备再生过程中产生的酸碱废水也是高盐废水的重要来源。对此,可通过增大周期制水量和减少自用水量大幅度降低自用水耗。采用西安热工研究院有限公司研发的凝结水精处理系统节水减排降耗新技术,其中包括高速混床运行优化技术、精处理混床智能控制技术、提高高速混床布水均匀性技术以及再生废液中氯离子减排技术,显著地提高了凝结水设备的周期制水量,降低水耗,同时大幅节约除盐水和新鲜水,减少废水排放量和酸碱用量,并且能够极大地降低废水零排放工程的造价和运行费用。这种过程节水法已在国内三十多家大型发电厂成功应用,是一种低成本的节水方式,具有良好的推广应用前景。

[关键词]凝结水;精处理;节水;减排;降耗;高速混床;运行优化;再生

随着国家《水污染防治行动计划》(简称“水十条”)的深入推进,火电厂节水及废水综合治理目前已成为电厂环保的重点。除对各种废水的综合治理及对末端废水的“零排放”处理外,从源头节水即推行清洁生产工艺,强化生产过程节水也至关重要。

《中华人民共和国清洁生产促进法》(2016)第十九条要求:企业在进行技术改造过程中,应当采用资源利用率高、污染物产生量少的符合清洁生产要求的工艺和设备,替代资源利用率低、污染物产生量多的工艺和设备。凝结水精处理系统会消耗大量的除盐水,占电厂除盐水消耗总量的50%以上,且设备再生过程中还会产生大量的酸碱废水也是高盐废水的重要来源,尤其是没有循环冷却塔排污水的直流冷却电厂以及空冷电厂耗水量占比则更大。如广东沿海某电厂2台600MW机组,凝结水精处理系统除盐水耗量曾经达到12万t/年,产生废水中固体盐量超过300t,制备这些除盐水所消耗的新鲜水量将会更大,还会产生高盐废水。可见,凝结水精处理系统的节水减排降耗技术对减少末端高盐废水量具有非常重要的意义。

1 节水减排降耗潜力分析

凝结水精处理系统是电厂水汽循环过程中必不可少的一个环节,其作用是去除凝结水中的杂质和离子,以获得更纯净的锅炉给水。凝结水精处理系统主要设备有前置过滤设备和精除盐设备。前置过滤设备一般包括前置过滤器(大流量过滤器)、粉末覆盖过滤器和前置阳床3种设备,精除盐设备主要有高速混床和阳阴分床2种类型。

目前,凝结水精处理系统应用最多的是高速混床加前置过滤器和粉末覆盖过滤器,而高速混床是其中最主要的设备。因此,本文仅对高速混床的节水减排降耗技术进行分析。高速混床在树脂输送、分离、再生、置换和正洗过程中都会消耗除盐水。衡量1台水处理设备节水效果的指标是自用水率ηR,即生产1t产品水工艺本身用水所占的百分率,一般以1个运行周期来计算。

降低ηR有两个途径:一是减少自用水量WR,二是增大周期制水量WC。减少自用水量和增大周期制水量与自用水率为倍数效应,即若将自用水量减少50%,周期制水量增加1倍,那么自用水率将仅为原来的1/4。可见,延长运行周期和减少自用水量同等重要,因此一方面需要降低单次再生水量,另一方面还需要延长周期运行时间,增大周期制水量。

由于我国电厂凝结水精处理系统高速混床从调试到正常投运阶段时间跨度较长,期间很少进行系统性能优化,因此系统节水减排降耗潜力很大。西安热工研究院有限公司2012—2014年对国内十多家电厂凝结水精处理系统的评估结果表明,精处理系统普遍存在周期制水量偏低、自用水耗偏高的问题。例如1台3.2m直径的高速混床,在机组不加氧的情况下,氢型运行周期制水量最低时仅为3万~5万m3,但最高可达16万m3;再生1次耗水量最高可达700~900m3,但最低仅约为300m3。另外,评估还发现凝结水精处理系统再生酸耗、碱耗普遍偏高,有些甚至高达280kg/m3以上,是标准酸耗、碱耗的2.8倍。另外,高速混床再生过程中普遍存在“跑树脂”现象,而树脂已经被列为危险废物,应采取有效措施减少排放。可见,凝结水精处理系统节水减排降耗潜力巨大。

2 节水减排降耗关键技术分析

认为造成凝结水精处理系统耗水量高的原因主要有2点:

1)对电厂生产过程中的节水减排工作不够重视,没有相应的考核指标,所以长期缺少关注;

2)目前采用的节水减排降耗技术基本是十多年前就已经成熟的老旧技术,且仅注重水质控制指标,而忽视节水和降耗指标。高速混床及再生设备虽然不多,但工艺非常复杂,仅再生过程步序就达100余步,很容易出现问题。很多电厂凝结水精处理系统的高速混床及再生设备在使用过程中性能下降很快,最常出现周期制水量明显下降,有的甚至仅为设计值的1/2甚至1/3,使得自用水率大幅上升。针对上述问题,西安热工研究院有限公司开发了多项凝结水精处理系统节水减排降耗新技术和新产品,在全国三十多家电厂得到了应用,不仅提高了精处理系统出水水质,降低了运行费用,而且能够显著提高凝结水设备的周期制水量和出水水质,降低水耗,大幅节约除盐水和新鲜水,减少废水排放量。

2.1 高速混床运行优化技术

由于凝结水中的主要离子是为提高pH值加入的氨,一般氨的质量浓度为0.5~1.0mg/L,而氯离子、钠离子等其他离子的质量浓度在1μg/L以下,两者质量浓度相差上千倍。因此,高速混床的周期制水量主要决定于加氨量,也就是pH值。因此,增加高速混床周期制水量有以下3个途径。

1)凝结水维持适宜的pH值。在凝结水精处理系统出水氢电导率小于0.1uS/cm的条件下,采用加氧处理工艺,可大幅降低pH值,从而降低凝结水氨量。

2)增大阳树脂的比例,从而增加阳树脂的体积。根据《火电厂凝结水精处理系统技术要求第1部分:湿冷机组》(DL/T333.1—2010),高速混床氢型运行时,阳树脂与阴树脂体积比例应为3:2或者2:1[6]。目前,很多电厂阳树脂与阴树脂体积比例仍然为1:1,若调整为3:2,则周期制水量可增加20%以上。

3)通过优化措施提高阳树脂工交。铵离子主要靠阳树脂来去除,但很多电厂阳树脂工交仅为1200mol/m3,若提高至1500mol/m3,周期制水量可增加25%。可将降低单次再生除盐水用量的优化措施与增加混床周期制水量的3种途径相结合,在凝结水精处理最优化理论的指导下,通过对现有设备进行技改和对运行工艺过程和控制参数进行调整,最大限度地提升设备的能力,达到“提质增效”和“节水减排”的目标。

高速混床优化一般包括以下3个步骤。

1)优化方案研究。利用先进的测试仪器和试验装置,进行凝结水精处理设备评估和问题诊断,提出优化方案。

2)设备技改和运行优化。应用新技术和产品,对凝结水精处理设备进行技改,最大限度地提升设备性能;并且对凝结水精处理设备的运行工艺及参数进行优化调整,提高出水水质,以达到GB/T12145要求,增加设备的周期制水量。

3)优化效果评价。按照技术指标,对优化效果进行整体评价。高速混床运行优化内容主要包括:树脂在高速混床与分离系统之间的传输方法和步序参数、树脂空气擦洗的工艺方法和步序参数、树脂反洗分层的工艺参数、树脂再生工艺参数、树脂混合的工艺方法和步序参数、高速混床投运步序、联锁保护条件及确定混床失效水质指标、过程控制改造。

高速混床运行优化技术实施后,一般情况下,树脂输送率可达99.9%以上;阳树脂再生度达到99.6%以上,阴树脂再生度达到97%以上;高速混床单次再生所需自用除盐水量可控制在40~60m3/m3R;高速混床单次再生所需纯酸和纯碱量控制在120kg/m3R以内;阳、阴树脂混合后的上层300mm树脂层中的阳树脂体积分数达到30%以上,下层300mm树脂层中的阴树脂体积分数达到30%以上;高速混床失效时,出水钠、氯离子质量浓度不超过1μg/L。此外,采用高速混床运行优化技术还可有效防止高速混床投运过程中发生水锤导致高速混床内部装置损坏,以及高速混床旁路阀误动作危害其安全运行,且防止树脂跑漏,减少了废树脂量。

2.2 精处理混床智能控制技术

鉴于目前树脂输送检测装置的局限性,西安热工研究院有限公司研发出以图像智能识别技术为核心的精处理混床智能控制中心,可提高树脂体外输送的精确度,降低精处理运行效果对人员技术水平的依赖性及运行的自动化和智能化程度。精处理混床智能控制中心主要用于电厂凝结水精处理系统的精细化管理,对精处理混床状态、树脂性能、再生消耗水量及酸碱量进行有效监控,有助于运行人员及时发现异常状况并进行处理。

精处理混床智能控制中心主要包括以下模块:

1)树脂输送图像智能识别控制系统;

2)高速混床树脂编号跟踪程序;

3)凝结水精处理系统各个运行程序自用除盐水量统计程序;

4)用酸量、用碱量统计程序;

5)高速混床运行周期长度、周期制水量、氢型运行吸收氨量统计程序;

6)高速混床及树脂再生参数记录程序;

7)高速混床运行指标记录程序;

8)凝结水精处理系统参数数据库;

9)形成高速混床及树脂再生参数报表;

10)形成高速混床运行指标日报表。

2018年8月精处理混床智能控制中心成功在广东某电厂应用,结合高速混床运行优化技术,该项目实施前后,节水减排降耗效果十分明显。周期制水量由5.3~6.9万m3增大到8.5~11.0万m3,单次再生自用水量从340m3下降至260m3;酸用量由平均1.6m3/次(质量分数31%的盐酸,下同)下降至0.9m3/次,酸耗由平均261kg/m3(R)(100%盐酸,下同)下降至128kg/m3(R);碱用量由平均1.4m3/次(质量分数32%的氢氧化钠,下同)下降至0.7m3/次,碱耗由平均236kg/m3(R)(100%氢氧化钠,下同)下降至147kg/m3(R)。

该项目2台机组凝结水精处理系统高速混床年再生台次由约110次减少为约55次,每年可节省除盐水2.31万m3,节省31%盐酸124t,节省32%氢氧化钠116t。同时,全厂年新鲜水的取水量减少3.47万m3。

2.3 提高高速混床布水均匀性技术

现有的高速混床一般采用穹形挡板加多孔板拧水帽式的进水分配装置。该装置在投运初期布水效果很好,但由于运行阻力较大,在遭受进水冲击负荷时容易变形或者损坏,从而造成偏流,使高速混床周期制水量远远达不到设计要求,严重者只有设计值的1/3,这不仅造成再生用除盐水和酸碱的巨大浪费,还增加了高盐废水的排放量。

对此,西安热工研究院有限公司采用流体力学的计算机模拟技术,研究提出了新型布水装置—双层多孔板式布水装置。图1为双层多孔板式布水装置结构示意,其由上层多孔板、固定环板、下层多孔板3个部分组成。双层多孔板式布水装置的上层多孔板和下层多孔板分别等份切割为5~6块,每块板宽度应该小于人孔门内径10mm以上,拼接处的下端安装支撑条。固定环板由上环板、侧环板、下环板组成,上环板焊接在侧环板的上端,下环板焊接在侧环板的下端,焊接后上环板、侧环板和下环板同心,最后应切分为六等份。

双层多孔板式布水装置通过对上、下层多空板开孔率及孔径大小等参数的优化,使高流速下的布水均匀性大幅提高,均匀性指数可达0.9以上,而阻力却明显下降,仅约为1.7kPa。至于高速混床可能遇到的入口树脂倒灌问题,可通过加装防树脂倒灌装置来解决。

双层多孔板式布水装置已获得了国家专利(201721260523.5),并在7个电厂20多台凝结水精处理系统高速混床中得到推广应用。在江西某电厂超超临界680MW机组凝结水精处理系统球形高速混床(DN3200mm)应用1年的结果表明:采用双层多孔板式布水装置树脂界面在100m/h以上的高流速下也十分平整,没有出现明显的扰动,说明其布水均匀性很好;同时,高速混床(氢型)运行时的周期制水量由6.6万m3增大至10.9万m3,增幅超过65%,每年能减少除盐水用量约1万m3,间接减少新鲜水用量约1.5万m3,同时减排酸碱高盐废水约0.5万m3。

2.4 再生废液中氯离子减排技术

影响电厂脱硫废水处理系统末端废水量的1个重要因素是浆液中氯离子的质量浓度,一般要求氯离子质量浓度控制在15000mg/L以下。而凝结水精处理系统再生废水排放量约占全厂高盐废水排放量的50%以上,若将凝结水精处理系统阳树脂的再生剂由盐酸改为硫酸,那么再生废液中的氯离子将会被硫酸根离子所代替,这将明显减少脱硫系统补充水中氯离子的质量浓度,从而提高脱硫废水中浆液的浓缩倍率,减少脱硫废水处理系统末端废水排放量。而增加的硫酸根离子最终转化为石膏,以固体的形式排出脱硫废水处理系统。2017年4月,对辽宁某电厂二期凝结水精处理系统和锅炉补给水系统阳树脂再生工艺进行硫酸改造,投运后该厂工业废水中氯离子平均质量浓度由370mg/L降至150mg/L,使用硫酸再生后1年内减排氯盐49350kg,减排效果显著。

按照标准DL/T333.1—2010的要求,在达到同样再生效果的前提下,再生1m3阳树脂需用质量分数31%的盐酸323kg,而只需质量分数98%的硫酸133kg,盐酸用量是硫酸用量的2.4倍。同时,盐酸再生1次排放氯离子21.9mmol/L,硫酸再生1次排放硫酸根离子10.6mmol/L。

使用硫酸再生的另一个优点是硫酸不会形成酸雾,不会对再生间的设备形成腐蚀。但硫酸再生存在安全隐患,因此将盐酸再生工艺更换为硫酸再生工艺时一定要注意两者之间的差别,选择适宜的材料,并加装防泄漏装置。另外,为提高硫酸再生效果,还需进行必要的优化调整试验。

3 新技术节水减排降耗效果分析

3.1 节水减排效果分析

凝结水精处理系统应用上述节水减排降耗新技术后,由于既增加了混床周期制水量,减少了单次再生的耗水量,同时相应地减少了除盐水车间制水量和废水量,综合起来节水减排效果相当可观。表1列出了不同类型电厂应用部分凝结水精处理系统节水减排降耗新技术后的节水效果。由表1可见,无论是亚临界汽包炉还是超超临界直流炉,不管是开式循环冷却或者是海水直流冷却抑或直接空冷,节水减排效果都很显著。如D电厂2×600MW机组每年可节约除盐水5.7万t,减排固体盐类335万t。

减排效果与机组容量关系密切,与冷却方式关系不大,最主要的是与机组原来的设计和运行水平以及采用的减排技术关系很大。例如C电厂由于原设计的树脂比例比较合理(阳树脂与阴树脂体积比为3:2),虽然容量比B电厂大近1倍,但减排水量只有B电厂的58%。由于各项节水减排降耗新技术之间会产生协同效应,综合应用节水减排效果会更加显著,如D电厂凝结水精处理系统应用了多种节水减排降耗新技术,节水减排效果显著。

3.2 降耗效果分析

凝结水精处理系统在很多电厂是唯一使用高浓度酸碱的工艺,而且使用的是高品质的酸碱。凝结水精处理系统采用节水减排降耗新技术可以大幅度降低耗酸量、耗碱量,表2为某电厂降耗效果。由表2可见,某电厂凝结水精处理系统采用节水减排降耗新技术后,每年减少高品质酸、碱的消耗量超过600t。

酸碱属于危险化学品,在运输和贮存过程中极易发生事故,属于国家严格限制使用的产品,需要公安部门审批。降低酸碱消耗意味着减排废水和固体盐类。某电厂凝结水精处理系统采用节水减排降耗新技术后可减排废水9万t,另外制水车间废水排放量减少了5万t,每年减排固体盐类超过100t。凝结水精处理系统节水减排降耗新技术能够极大地降低废水零排放工程的造价和运行费用,若全年减排固体盐类300t,可降低零排放工程的造价约1000万元,年运行费用约降低200万元。

4 结论

1)凝结水精处理系统是电厂除盐水的主要消耗途径,高速混床再生过程中产生的酸、碱废水也是高盐废水的重要来源。通过增大周期制水量和减少自用水量可以大幅度降低自用水耗,从源头上减少废水的产生量,是一种低成本的节水方式。

2)西安热工研究院有限公司研发的凝结水精处理系统节水减排降耗新技术,其中包括高速混床运行优化技术、精处理混床智能控制技术、提高高速混床布水均匀性技术、再生废液中氯离子减排技术,能够显著地提高凝结水设备的周期制水量,降低水耗,大幅节约除盐水和新鲜水,减少废水排放量及酸碱用量,每年可增加效益上百万元,并且能够极大地降低废水零排放工程的造价和运行费用。

3)各种新技术之间具有协同效应。在国内三十多家大型发电厂的应用实践表明,节水减排降耗作用明显,有良好的推广应用前景。

7   2019-04-10 10:18:00.07 【前沿科技】燃煤电厂通过内部循环实现废水近零排放的设想 (点击量:5)

摘要:燃煤电厂属于用水大户,但每个专业的用水对水质的要求差别很大,完全可以通过内部分类处理,分级使用,消耗内部的废排水。主要介绍了某燃煤电厂根据自己的实际情况,设想如何挖掘电厂节水内部潜力,通过节水减排及利用电厂内部各专业资源,对废水分类处理后,再分级循环使用,最终达到燃煤电厂废水近零排放目的。

关键词: 燃煤电厂 工业废水 零排放 水平衡 分级利用

0 引言

随着《环保法》《水污染防治行动计划》(水十条)等相关法律法规的出台,国家对水资源利用及污染防治提出了更高的标准。燃煤电厂属于用水大户,首先燃煤电厂要在生产发电过程中节水减排,减少原水取用量;其次从可持续发展和节能降耗的角度考虑,需对燃煤电厂的取水、用水进行合理科学地规划,对排水和废水进行分级、分类处理,回水分级、分类全部重复使用,通过此种内部循环使用的方式,实现燃煤电厂废水零排放或近零排放,所谓“零排放”水处理技术即通过自然闭式循环和强制闭式循环相结合的方法,消除水污染和废水排放,提高资源利用率。

1 燃煤电厂主要用水过程简介

以江苏长江南岸某燃煤电厂为例,此厂为20世纪50年代建立的燃煤电厂,经几次扩建改造和关停后,现役机组总容量为2×330MW+2×1000MW。目前全厂4台机组采用直流冷却方式,通过循环水泵从长江南岸取水,经凝器冷却后深排长江,电厂自用水取自循环水泵出口母管,经过化学预处理后,分别供全厂工业水、消防水、生活水及锅炉补给水处理水源;工业水作为辅机冷却水及脱硫工艺补充水、含煤废水处理补充水及其他杂用水。

2 燃煤电厂各类废、污水的来源

2.1 经常性废水

(1)工业废水。

主要由化学预处理澄清池排水、过滤设备反洗水、反渗透浓水、水处理树脂再生酸碱废水,机组泄漏和停炉排水、工业冷却水、锅炉及厂房冲洗水,脱硝氨站排水,此类废水成分很杂,悬浮物及含盐量高,并含有一定量的氨氮。

(2)生活污水。

主要是厂区各建筑物、生活区、食堂内排出的生活污水,此类污水有机物、COD、氨氮含量较高。

(3)含煤废水。

电厂内的输煤系统除尘、输煤栈桥冲洗水、煤场初期雨水等区域的含煤废水,此类废水水质浑浊,主要含煤粉、煤渣。

(4)脱硫废水。

主要来源石灰石—石膏法脱硫外排和石膏冲洗废水,此类废水含盐量高水质浑浊,主要含石膏浆液,悬浮物,并含有毒、有害的重金属。

(5)污泥水。

原水预处理污泥沉淀池、工业废水处理站、脱硫废水处理站等处理的水中悬浮物沉淀后产生一定的污泥水,此类废水渣泥含量高。

2.2 非经常性废水

(1)锅炉化学清洗废水。新建锅炉或大修锅炉化学清洗废水(含有机酸)此类水质很差,泥渣、COD、氨氮含量较高。

(2)锅炉冲洗水。空气预热器、省煤器和锅炉烟气侧等设备冲洗排水,灰渣含量高。

(3)含灰渣废水。主要是电除尘、灰管道、排渣系统、储灰系统冲洗的废水,水质浑浊,主要含灰渣。

(4)含油废水。油库区油罐冲洗、机房油箱、油站漏油的冲洗水。

3 水平衡测试及用水调查

在进行燃煤电厂废水综合治理之前,需通过水平衡测试对全厂的用水情况进行摸底,为后期节水用水、废水综合治理、废水分级、分类循环利用过程提供技术指导。测试内容如下:

(1)全厂原水总消耗量及用水调查。包括总取水量、用水量、循环水量、回用水量、串用水量、消耗水量、排放水量等,计算全厂发电耗水量、回用水率等。

(2)各分系统耗水量的测定。包括低压工业水系统、杂用冲洗水系统、脱硫工艺用水、生活用水、消防用水等。

(3)排放废水量、回用水量的测定。测试废水处理系统的水量及处理后清水的回用、排放水量。

4各类废水处理及回收利用的设想

根据水平衡测试的结果对全厂用水合理性进行分析,做到水资源“分级、分类”利用,实现“清污分流、雨污分流”,各种废水分级、分类处理,处理过程中避免各类废水混合,造成二次污染,增加处理难度和处理成本;同时各专业实现资源与设备共享,相互补充,避免重复建设;从全厂的角度提高水资源利用率,使废水资源化、减量化,做到全厂废水综合利用,实现火力发电厂废水零排放或近零排放。

4.1 工业的废水处理及回收利用的设想

4.1.1 化学预处理系统实现闭式循环运行的设想

燃煤电厂全厂的清水全部由化学专业对原水净化处理后供给,因此化学水处理的取水量决定全厂总耗水量,所以节水要从源头开始,首先化学预处理和预脱盐系统要实现闭式水循环运行,排水分级回用,不外排处理(此技术已申请专利),实现分系统的近零排放。

化学预处理正常运行时,澄清池排污水、过滤设备反洗水水质较好,主要为原水中的悬浮物,无其他污染,可全部排至污泥沉淀池,经自然沉降后清水全部回收,重新作原水使用,减少原水取用量;反渗透浓水水质很清、含盐量偏高,可以全部回收至工业水池和回用水池稀释,作为工业冷却水、脱硫工艺水、煤场冲洗水等其他杂用水;污泥全部排至煤泥水处理系统,经处理后清水回煤场自用或排至回用水池,泥渣与煤泥混合送至煤场。该厂取水为长江水,年自用水取水量约1000万m3,近几年平均悬浮物含量50mg/L;每年产生污泥约500t,按照50%含水率,每年产生的泥水为1000t,煤泥水处理系统完全可以接受。所以,燃煤电厂通过此种方式运行可实现预处理制水系统的闭式循环运行,既可以减少原水取用量,又可以减少废水处理设施的投资及运行费用。

4.1.2 工业废水处理及回用的设想

燃煤电厂产生的工业废水主要有锅炉补给水一级除盐、混床、凝水精处理混床再生酸碱废水、酸碱储罐区和次氯酸钠储罐区冲洗废水、机组排水、锅炉及厂房冲洗水,以及2.2部分描述的部分非经常性废水,此类废水成分很杂,含盐量高。统一排至废水储存池后,经过曝气混合氧化,再经过酸碱中和、絮凝、沉淀处理后出水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准,清水循环回用至工业水池和回用水池,如果处理的后清水有余量不能及时使用,可以回到工业废水池应急储存。浓缩污泥排至煤泥水处理系统与煤泥水一起处理。

4.2 生活污水处理及回用设想

全厂生活污水处理系统可以分区设点处理,避免管道长距离输送,造成管道堵塞。生活污水处理系统可以设置2~3个点,各区生活污水送至就近处理系统。生活污水处理系统采用生物接触氧化法,生活污水处理后的清水氨氮含量较高可以作为绿化用水、厂区冲洗和马路除尘用水,在各区生活污水处理站清水回用水泵出口预留接口给厂区冲洗和绿化洒水车,多余的送至工业废水处理站进一步处理。

4.3 含煤废水处理及闭式循环运行的设想

煤场周围、输煤栈桥内设计了含煤废水收集池,含煤废水进入含煤废水收集池后,进行初步沉淀,上清液通过管道自流或泵输送进入含煤废水前池,并溢流到含煤废水沉淀池,沉淀后的废水经过絮凝、沉淀处理后进入清水池,循环使用;除此以外,煤泥水处理系统还要收集化学预处理的泥水和工业废水处理的站的污泥,含煤泥废水前池和含煤废水沉淀池内沉淀的煤泥通过抓斗捞起堆积在池边煤泥晾晒,沥清水分后煤泥返回煤场重新利用。含煤泥废水处理系统可以实现闭式循环运行,并且可以收纳化学制水系统不能处理的污泥,减少全厂排放总量,系统内消耗的水量由化学回用水补充。

4.4 工业冷却水处理与回用设想

在考虑工业冷却水回用之前,首先要把主厂房和脱硫区的辅机冷却水尽量改为闭式循环冷却水,减少自用水量。然后考虑工业冷却水的回收,工业冷却水水质较好,无需处理即可收集、分级回用,提高水资源利用率;但工业水冷却水用户分散,相距较远,因此需分区域统筹规划,就近回收。主厂房区的工业冷却水排至机组回收水池,再排至化学预处理回用水池统一回用;当回收水池不能容纳时应急排入机组排水槽,再排至工业废水处理站统一处理回收。脱硫区域工业冷却水可直接回收至脱硫工艺水箱。在回收过程中尽量避免与酸碱性废水或其他废水混合,避免二次污染,导致处理难度和处理成本增加。

4.5 脱硫废水的处理与回用设想

4.5.1 脱硫区取用水及废水特点

石灰石-石膏湿法脱硫技术是国内外燃煤电厂最常用的脱硫技术,不但能脱除锅炉烟气中的二氧化硫,还能有效的控制浆液中灰尘颗粒的浓度。脱硫工艺水主要用于石灰石制浆,对水质要求不高,为全厂回用水的主要用户,不够时用工业水补充;损耗主要随烟气蒸发带走,因此属于耗水大户。脱硫过程中为了维持设备中物质的平衡,就必须排放一定的废水,主要来自于旋流器的溢流水。脱硫废水具有高含盐量、高含氯量、高硬度、易结垢、强腐蚀性的特点,并且含有大量的悬浮物及重金属,是燃煤电厂废水处理的难点与重点,要真正的实现燃煤电厂的废水综合治理和零排放,需要对脱硫废水进行深度处理。

4.5.2 脱硫废水处理及回用设想

目前还没有高效、经济、可靠的脱硫废水处理方法,很多工艺处于摸索、试验阶段,成功的案例几乎没有,但笔者认为目前主要研究的主要方向为:

(1)去除重金属。要想去除重金属必须要使用碱性试剂,这些碱性试剂会把废水中的许多重金属生成沉淀,从而去除重金属。在去除重金属的同时,还能提升废水中的pH。

(2)中和废水。首先要将脱硫废水排到混合池中,之后在将石灰和碱性化学药剂放入。通过混合池水的酸碱调和,就能去除里面的氟离子。

(3)絮凝澄清。做完以上两个步骤之后,还要向混合池里放入一定量的絮凝剂。这些絮凝剂可以让一些重金属沉淀形成较大的沉淀,自然沉降在混合池底部,容易分离。上部清水回用至脱硫工艺水箱,循环使用,不得排放。

(4)污泥处理。最后的污泥是脱硫废水处理的难点,也是燃煤电厂实现废水零排放的关键。这些污泥含有毒重金属,目前主要的研究方向是采用绩效浓缩和蒸发处理,但费用很高,最后产生少量的固体废弃物。

4.6 非经常性废水的处理及回用设想

锅炉化学清洗废水为新建锅炉或锅炉大修化学清洗的初放水,一般含有柠檬酸、EDTA(乙二胺四乙酸)等其他复合有机酸,处理方法为先排放到工业废水储存池,然后由清洗单位通过槽罐车送到有资质的单位处理,不得外排。锅炉冲洗水主要是机组大修时空气预热器、省煤器和锅炉烟气侧等设备冲洗排水,水量较少,灰渣含量高,此类废水统一排至工业废水处理站。含灰渣废水属于非经常性废水,现代电厂包括老厂改造后均可实现干除灰和干排渣,并对灰渣回收利用,因此废水主要是电除尘、灰管道、排渣系统、储灰系统冲洗的废水,量很少,可以在干渣库和干灰库周围设置沉渣池和回收清水池。灰渣区域的冲洗水自然流至沉渣池经自然沉降后清水回收至清水池或工业废水处理站,沉渣定期回收。含油废水属于非经常性废水,量很少,除非发生油箱泄漏。燃煤电厂均设置废油池,油水分离后,废油回收,废水排至煤场,喷洒在煤堆上,送入锅炉燃烧。

5 燃煤电厂取用水及废水处理回用

综述燃煤电厂虽然属于耗水大户,但充分利用各专业的用水特点和有效资源,对各类废水分级、分类处理,处理后的水分级、分类各专业之间综合回收、循环使用,是可以到达近零排放的目标。如经上述的设想处理,所有专业的废水都可以回收循环使用,最后的只有脱硫区少量的固体废弃物,即所谓近零排放。

燃煤电厂节水的建议对燃煤电厂节水提出以下建议:

(1)雨排水的回收利用,在厂各区建设雨水收集池,用于厂区冲洗和绿化用水。

(2)对消防水管网查漏消缺,或进行改造,消除漏点,降低消防水耗量,正常运行是消防水是没有损耗的,系统维持稳压。

(3)降低锅炉补水率。在保证设备正常运行前提下降低除盐水用量。如降低机组排气损失、调小各种仪表取样流量和人工取样流量,提高机组水汽品质,减少锅炉化学清洗次数。300MW亚临界等级及以下机组凝结水精处理氨化运行,300MW等级以上超(超)临界机组给水加氧处理,减低加氨量,减少凝结水精处理再生次数,减低水耗。

(4)降低工业冷却水用量,厂区各辅机冷却水尽量用闭式循环冷却水,不得已用工业水冷却时,冬季时适当降低冷却水流量,并对工业冷却水回收。

(5)节水生活用水,动员全厂职工树立节水意识,避免长流水,可以采用节水型水龙头及脚踏板开关,减少生活水用水量。

8   2019-04-10 09:59:21.877 【前沿科技】干货!21种污水处理中常见污染物的来源及处理方法! (点击量:6)

废水中各种污染物众多,重金属污染物,微生物污染物等来源也比较广泛,都是如何处理的呢?接下来跟着小编,一起来看看这21种常见污染物的来源以及污水处理方法。

1、耗氧有机物(易生化)

污水中耗氧有机物(易生化)主要有腐植酸、蛋白质、酯类、糖类、氨基酸等化合物,这些物质以悬浮或溶解状态存在于废水中。在微生物的作用下,这些有机物可以分解为简单的CO2等无机物,但因为在天然水体中分解时需要消耗水中的溶解氧,因而称为耗氧有机物。

含有这些物质的污水一旦进入水体,会引起溶解氧含量降低进而导致水体变黑变臭。生活污水和食品、造纸、石油化工、化纤、制药、印染等企业排放的工业废水都含有大量的耗氧有机物。

据统计,我国造纸业排放的耗氧有机物约占工业废水排放总量的1/4,城市污水的有机物浓度不高,但因水量较大,城市污水排放的耗氧有机物总量也很大。污水二级生物处理要重点解决的问题就是将这些物质的绝大部分从污水中去除掉。

耗氧有机物成分复杂分别测定其中各种胶有机物的浓度相当困难,实际工作中常用cODCr、BOD5、TOC、TOD等指标来表示。一般来说上述指标值越高,消耗水中的溶解氧越多,水质越差。自然水体中BOD5低于3mg/L时,水质良好达到7.5 mg/L时,水质已较差超过10mg/L,表明水质已经很差其中的溶解氧已接近于零。

易降解有机物利用生化法就可以去除,有推流式活性污泥法(例如曝气池),序批式活性污泥法(例如SBR、CASS工艺)、生物膜或者MBR等。

2、难生物降解有机物

难生物降解有机物指的是不能被未驯化的活性污泥所降解,而经过一定时间驯化后能在某种程度上降解的有机化合物。废水中的一些有毒大分子(以有机氯化物、有机磷农药、有机重金属化合物、芳香族为代表的多环及其他长链有机化合物)都属于难以被微生物降解的有机物,还有一些根本不能被微生物降解的可称为惰性有机物。

对含有这类有机物的废水应采取培养特种微生物等形式对其进行单独处理,或对其采用厌氧等特殊工艺处理使其部分CODCr转化为BOD5、提高可生化性然后再混合其他污水一起进行二级生物处理。

3、有机氮和氨氮

有机氮主要以蛋白质形式存在,还有尿素、胞壁酸、脂肪胺、尿酸和有机碱等含氨基和不含氨基的化合物,有些有机氮如果胶、甲壳质和季胺化合物等很难生物降解。生产或以这些有机氮为原料的工业排放的废水中会含有这些有机氮。

钢铁、炼油、化肥、无机化工、铁合金、玻璃制造、肉类加工和饲料生产等行业排放含有氨氮的工业废水,皮革、动物排泻物等新鲜废水中氨氮初始含量并不高,但由于废水中有氮的脱氨基反应在废水贮存或在排水管道中驻留一段时间后氨氮的浓度会迅速增加。

对有机氮工业废水可采用生物法处理,在微生物去除有机碳的同时,高级氧化通过生物同化及生物矿化作用将废水中的有氮转化为氨氮。氨氮废水的处理方法有汽提、空气吹脱、离子交换、活性炭吸附、生物硝化和反硝化等。

4、磷和有机磷

生活污水中磷的主要来源是含磷洗涤产品的使用、人类排泄物、生活垃圾,洗涤产品主要采用磷酸钠和聚合磷酸钠,洗涤剂中的磷随污水流入水体。工业废水是造成水体中磷超标的主要因素之一,具有污染物浓度高、污染物种类多、难降解、成分复杂等特点。若工业废水未经处理直接排放会对水体造成巨大冲击,对环境和居民健康造成不良影响。

磷的去除一般有利用聚磷菌的生化法(AO、A2O、氧化沟等)和化学除磷(PAC、PFS等),而工业污水中有部分的次磷及有机磷,必须用到高级氧化预处理之后才能正常除磷。

5、酸碱废水

高浓度含酸含碱废水来源很广,化工、化纤、制酸、电镀、炼油以及金属加工厂、酸洗车间等都会排出酸性废水。有的废水含有无机酸如硫酸、盐酸等,有的则含有蚁酸、醋酸等有机酸,有的则兼而有之。

废水含酸浓度差别很大,从小于1%到10%以上都有。造纸、印染、制革、金属加工等生产过程会排出碱性废水,大多数情况下含有无机碱,也有含有机碱。某些废水的含碱浓度最高可达百分之几。废水中除含有酸、碱外,还可能含有酸式盐和碱式盐,以及其他酸性或碱性的无机物和有机物等物质。

将含有酸碱的废水随意排放不仅会对环境造成污染和破坏而且也是一种资源的浪费。因此对酸、碱废水首先考虑回收和综合利用。

当酸、碱废水浓度较高时,例如含酸废水含酸量达到4%以上、含碱废水含碱量达到2%以上时,就存在回收和综合利用的可能性,可用来制造硫酸亚铁、石膏、化肥,也可以回用或供其他工厂使用。浓度低于4%的酸性废水和浓度低于2%的碱性废水由于回收利用意义不大,会进行中和处理。

6、油类污染物

高浓度含油废水的主要工业来源是石油工业、石油化工工业、纺织工业、金属加工业和食品加工业。石油开采、炼制、储存、运输或使用石油制品的过程中均会产生含有石油类污染物;而废水肉类加工、牛奶加工、洗衣房、汽车修理等过程排放的废水中也都含有油或油脂。

一般的生活污水中油脂占总有机质的10%左右,每人每天产生的油脂约15g左右。废水中所含的油类除了重焦油的相对密度可达1.1以上外,其余都小于1,故污水处理含油废水的重点就是去除其中相对密度小于1的油类。

废水中油类污染物的种类按存在形式可划分为5种物理形态。

(1)游离态油静止时能迅速上升到液面形成油膜或油层的浮油,这种油珠的粒径较大一般大于100μm约占废水中油类总量的60%—80%。

(2)机械分散态油,油珠粒径一般为10μm-100μm的细微油滴,在废水中的稳定性不高,静置一段时间后往往可以相互结合形成浮油。

(3)乳化态油油珠,粒径小于10μm一般为0.1-2μm,这种油滴具有高度的化学稳定性,往往会因水中含有表面活性剂而成为稳定的乳化液。

(4)溶解态油极细微分散的油珠,油珠粒径比微电解乳化油还小,有的可小到几个nm,也就是化学概念上真正溶解于废水中的油。

(5)固体附着油,吸附于废水中固体颗粒表面的油珠。

废水中的油类存在形式不同、处理的程度不同采用的处理方法和装置也不同。常用的油水分离方法有隔油池、普通除油罐、混凝除油罐、粗粒化聚结除油法、气浮除油法等。

7、致病微生物

一般认为,废水中的致病微生物有细菌、病毒、立克次氏体、原生动物和真菌五种。立克次氏体介于细菌和病毒之间,一些微生物学家把以致梅毒体为代表的致病螺旋体归纳为第六种致病微生物,而螺旋体介于细菌和原生动物之间。有些高于原生动物的微生物,如线虫也能致病。生活污水及屠宰、生物制品、医院、制革、洗毛等工业废水中常含有这些能传染各种疾病的致病微生物。

对致病病原体较为集中和含量较大的污水最好进行单独消毒处理,然后再和其他污水一起进行二级生化处理,这样可以减少消毒剂的消耗量。因为病原体在水中的存活时间较长,有的病毒和寄生虫卵用一般的消毒方法难以杀死。

消毒杀菌的方法有氯、二氧化氯、臭氧等氧化法、石灰处理、紫外线照射、加热处理、超声波等,另外超滤处理也可以除去水中大部分的细菌。就细菌、病毒的去除而言,臭氧氧化、紫外线照射等方法效果很好,但处理后的水中没有类似余氯的剩余消毒剂,无法防止微生物的再繁殖,通常需要在处理后再补充加氯处理。

8、硝酸盐和亚硝酸盐

微电解填料化肥制造、钢铁生产、火药制造、饲料生产、肉类加工、电子元件及核燃料生产等工业排放的废水中,含有高浓度的硝酸盐和亚硝酸盐。某些含有有机氮或氨氮的工业废水起初也许不含这些,但对这些废水进行好氧生物处理时,就有可能转化成硝酸盐或亚硝酸盐。

亚硝酸盐是氮循环的中间产物,在水中的稳定性很差,在有氧和微生物的作用下可被氧化成硝酸盐,在缺氧或无氧条件下可以被还原为氨。因此在清洁的水体中,亚硝酸盐的含量很低。含氮有机物无机化分解最终阶段的代表产物是硝酸盐,因此当水中的氮主要以硝酸盐形式为主时,表明水中含氮有机物含量已很少,水体已达到自净。

如果水中含有较多的硝酸盐而又含其他各种含氮化合物时,表明水体的自净过程正在进行或水体正在受到硝酸盐废水的污染。同时测定体中氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等三种无机氮并结合有机氮和总氮的分析化验结果,可以分析水体受含氮化合物污染的程度和自净状况。

同样可以利用这些氮化物的分析结果,判断污水处理的效果,并指导调整脱氮工艺的运行。亚硝酸盐在胃里可与仲铵作用形成强致癌物,硝酸盐在人体内可以还原为亚硝酸盐 所以饮用硝酸盐浓度较高的水对人体健康也有危害。儿童饮用高硝酸盐含量的饮水会使血液中变性血红蛋白增加而出现中毒。

因此国家有关标准对水体中硝酸盐浓度做了规定,其中饮用水卫生标准规定最高允许浓度为20mg/L以N计,地表水质量标准GB 3838-2002规定集中式生活饮用水地表水源的硝酸盐最高允许浓度为10mg/L 以N计。

处理含硝酸盐或亚硝酸盐工业废水的常规方法是微电解填料生物反硝化脱氮。对于少量的含硝酸盐或亚硝酸盐工业废水还可以采用电渗析、反渗透、离子交换等方法。

9、氟化物

含氟产品的制造、焦炭生产、电子元件生产、电镀、玻璃,和硅酸盐生产、钢铁和铝的制造、金属加工、木材防腐及农药化肥生产等过程中,都会排放含有氟化物的工业废水。

含氟化物废水的处理方法可分为沉淀法和吸附法两大类。沉淀法适于处理氟化物含量较高的工业废水,但沉淀法处理不彻底往往需要二级处理,处理所需的化学药剂有石灰、明矾、白云石等。吸附法适于处理氟化物含量较低的工业废水或经沉淀处理处理后,氟化物浓度仍旧不能符合有关规定的废水。

10、硫化物

炼油、纺织、印染、焦炭、煤气、纸浆、制革及多种化工原料的生产过程中,都会排含有硫化物的工业废水,含有硫酸盐的废水在厌氧条件下也可以还原产生硫化物成为含有硫化物的废水。

含硫化物废水的处理方法有将硫化物转化为硫化盐进行絮凝沉淀和将硫化物转化为硫化氢汽提两类。

11、氰化物

自然水体中一般不含氰化物,如果发现水体中存在氰化氢那一定是人类活动所引起的。

水中氰化物的主要来源为工业污染。氰化物和氰氢酸是广泛应用的工业原料,采矿提炼、摄影冲印、电镀、金属表面处理、焦炉、煤气、染料、制革、塑料、合成纤维及工业气体洗涤等行业都排放含氰废水。另外石油的催化裂化和焦化过程也会排放含氰废水,其中电镀工业是排放含氰废水最多的行业。

常用的处理方法是氯氧化法、臭氧氧化法和电解氧化法。处理含氰污水时通常加入一定量的氧化剂次氯酸钠,首先使其转化为氯化氰再水解为氰酸盐,然后在碱性条件下被氧化成二氧化碳和氮在酸性条件下转变为铵盐。

12、酚

炼油、化工、炸药、树脂、焦化等行业会排放含酚废水,其中以土法炼焦排放的废水中含酚浓度最高,另外机械维修、铸造、造纸、纺织、陶瓷、煤制气等行业也放大量的含酚废水。

高含酚废水的处理方法有萃取、活性炭吸附和焚烧等。

中浓含水的处理方法有生物法、活性炭吸附法和化学氧化法等。

低浓度含酚废水也可用臭氧氧化或活性炭吸附等方法处理。

13、银

银是一种贵重金属呈银白色。常见银盐中唯一可溶的是硝酸银,这也是废水中含银的主要成分。硝酸银广泛应用于无线电、化工、机器制造、陶瓷、照相、电镀、以及油墨制造等行业,含银废水的主要来源是电镀业和照相业。

从废水中除去银的基本方法有沉淀法、离子交换法、还原取代法和电解回收法四种,吸附法、反渗透法和电渗析法也有被采用的。因为从废水回收银的经济价值较高,因此为了达到高回收率,常联合运用多种方法,比如含银较多的电镀废水可通过离子交换、蒸发或电解还原得到较完全的回收。

14、镍

微电解镍是一种银白色的金属,有很好的延展性和高度磁性。废水中的镍主要以二价离子存在,比如说硫酸镍、硝酸镍以及与许多无机和有机络合物生成的镍盐。

含镍废水的工业来源很多,其中主要是电镀业,此外采矿、冶金、机器制造、化学、仪表、石油化工、纺织等工业,以及钢铁厂、铸铁厂、汽车,和飞机制造业、印刷、墨水、陶瓷、玻璃等行业排放的废水中也含有镍。

处理含镍废水的方法有微电石灰沉淀或硫化物沉淀法、离子交换法、反渗透法、蒸发回收法等。

15、铅

纯铅呈灰白色是工业上使用最广泛的有色金属之一,常被用作为原料应用于蓄电池、电镀、颜料、橡胶、农药、燃料、涂料、铅玻璃、炸药、火柴等制造业。铅板制作工艺中排放的酸性废水铅浓度最高,电镀业倾倒电镀废液产生的废水铅浓度也很高。

处理含铅废水的常用方法有沉淀法、混凝法、吸附法、电偶铁氧化法等。

16、铬

纯铬是一种呈钢灰色的耐腐蚀金属硬度较大。随着工业的发展铬及其化合物的应用日益广泛,含铬废水的排放量随之日益增加。含铬系列缓蚀剂是循环冷却系统非常有效的药剂之一,曾经得到大规模应用。

油墨、染料及油漆颜料的制造及铬法制革、电镀、铝阳极化处理和其他金属的清洗等工业都离不开铬化合物,铬化合物还可作为木材的防火剂和阻火剂。这些工业排放的生产废水中自然会含有数量不同的铬,铬在水中以六价(CrO42-)和三价(CrO2-)离子形态存在,工业废水中主要以六价形态存在。

含铬废水的处理方法是先将六价铬还原成三价铬,再使三价铬生成氢氧化物沉淀后去除。对于高浓度含铬废水蒸发回收是一种高浓度有机废水,在技术和经济上均可行的方法,离子交换法可以将含铬废水的排放浓度降到较低的水平。

17、汞

汞又称水银,是一种银白色的液体金属具有升华性质。由于汞具有一些特殊的物理化学性质因此被广泛应用于氯碱、电子、石化、化工、冶炼、仪表、造纸、炸药、农药、纺织、印染、化肥、电器、制药、油漆、毛皮加工等工业的生产过程中。例如在化工和石油化工业中,汞被用作塑料生产及加氢、脱氢、磺化等反应的催化剂,这些工业排放的生产废水中自然会含有数量不等的汞。

处理含汞废水的常用方法有硫化物沉淀法、微电解离子交换法、吸附混凝法、还原过滤法、活性炭吸附法及微生物浓集法等。

18、有机氯

有机氯化合物包括氯代烷烃、氯代烯烃、氯代芳香烃及有机氯杀虫剂等,其中对环境影响较大的是有机氯杀虫剂和多氯联苯,主要来自农药、染料、塑料、合成橡胶、化工、化纤等工业排放的废水中。

有机氯废水主要用焚烧法处理,焚烧产物为氯化氢和二氧化碳,为回收和处理焚烧产生的氯化氢,焚烧的具体方法有焚烧-烟气碱中和法、焚烧-回收无水氯化氢法和焚烧-烟气回收盐酸法。

19、苯并芘

苯并芘,简称BaP,是多环芳烃PAH中具有代表性的强致癌稠环芳烃。自然水中BaP的来源可分为人为源和天然源两种,前者主要来自于有机物的不完全燃烧,后者主要来自自然规律的生物合成。因此,在有有机物的不完全燃烧的行业,比如说炼油、焦化、等工业废水及氨厂、机砖厂、机场等排放的废水中不同程度地存在BaP。

BaP虽然毒性较大但去除相对简单和容易,臭氧、液氯、二氧化氯的高级氧化作用和活性炭吸附、絮凝沉淀及活性污泥法处理,均能有效去除废水中的BaP。

20、镉

镉是一种灰白色的金属,自然界中主要以二价形式存在。镉电镀可以为钢、铁等提供一种抗腐蚀性的保护层,具有吸附性好,而且镀层均匀光洁等特点,因此工业上90%的镉用于电镀、颜料、塑料稳定剂、合金及电池等行业,含镉废水的来源还包括金属矿山的采选、冶炼、电解、农药、医药、油漆、合金、陶瓷与无机颜料制造、电镀、纺织印染等工业的生产过程中。

含镉废水处理方法有氢氧化物或硫化物沉淀法、吸附法、离子交换法、氧化还原法、铁氧化体法、膜分离法和生化法等,对于高浓度或经过离子交换后浓缩的含镉废水,电解及蒸发回收法也是一种切实可行的方法。

21、砷

砷呈灰色金属光泽,不溶于水,但有多种含砷化合物易溶于水。无机砷主要以亚砷酸离子和砷酸离子的形式存在于水中,在存在溶解氧的条件下,亚砷酸可以被氧化成毒性较低的砷酸盐。砷酸和砷酸盐存在于冶金、玻璃仪器、陶瓷、皮革、化工、肥料、石油炼制、合金、硫酸、皮毛、染料和农药等行业的工业废水中。

砷的常规处理方法有石灰或硫化物沉淀,或者用铁或铝的氢氧化物共沉淀,废水处理传统的絮凝过程也可以有效去除废水中的砷,另外利用活性炭或矾土的吸附以及离子交换,对废水中砷的去除也取得了不同程度上的成功。

近年来,利用生化法处理含砷废水的研究已取得了进展,实验证明活性污泥法对砷的去除极为迅速,在0.5小时内可以去除总量的80%左右,在1~2小时左右达到平衡状态,即砷与污泥短时间接触后就有大量的去除效果。不过,活性污泥对低浓度砷的去除率明显高于对高浓度砷的去除率,这也说明污泥对砷的去除能力也是有限的。

9   2019-04-10 09:50:55.703 【前沿科技】水环境中新兴污染物三氯蔗糖的研究进展 (点击量:5)

摘要:人工甜味剂——三氯蔗糖(sucralose,SUC)是一种应用广泛的食品添加剂,因其在水环境中被广泛检出,且具有高极性、持久性等特点,被US EPA(美国环境保护局)列为新兴污染物(emerging contaminant,EC),相关检测、降解及毒理学研究逐渐增多.在比较了水环境中微量三氯蔗糖检测方法,总结了其在各地水环境中检出情况的基础上,重点阐述水处理工艺中三氯蔗糖的控制及转化.研究表明:固相萃取-液质联用(SPE-LC/MS)是检测水环境中人工甜味剂最常用的方法,可实现痕量三氯蔗糖的准确定性和定量,检测限低至几ng/L.以生物处理为主的污水处理工艺对三氯蔗糖降解效果甚微,大部分三氯蔗糖随排放进入水环境,继而进入饮用水处理及供水系统.欧美地区污水及地表水环境中三氯蔗糖检出浓度约为几至几十μg/L,饮用水中约为几百ng/L,国内水环境中检出水平与之相当,但资料数据相对匮乏。饮用水常规处理工艺对三氯蔗糖几乎没有控制效果,实际处理系统中氯和臭氧等氧化工艺控制效果甚微。试验研究中以产生羟基自由基、硫酸自由基等为主的高级氧化工艺可有效降解三氯蔗糖,但由于成本高,操作条件限制等难以大规模应用,此外三氯蔗糖降解过程中可能产生有害副产物。我国已经成为三氯蔗糖的第二大产地,人工甜味剂生产及使用规模大,理论上国内存在水环境污染范围广、污染水平高的分布特征,是水源中不容忽视的一类微量有机污染物。目前国内净水厂推广应用以臭氧为主的深度处理工艺,但三氯蔗糖在该工艺中因不完全降解可能导致多种含氯或脱氯产物的产生,对饮用水供水安全具有潜在威胁。

人工甜味剂(artificial sweeteners, ASs)也称为人工代糖、低卡路里甜味剂(non-caloric artificial sweeteners, NAS),为人工合成或半合成物质,广泛地应用于食品、饮料、药物、个人护理产品及动物饲料中。各类甜味剂的甜味强度和稳定性差异较大,主要归因于不同的化学结构。依据化学结构,人工甜味剂可分为卤代衍生类三氯蔗糖(sucralose, SUC);二肽类阿斯巴甜(aspartame, ASP)、纽甜(neotame, NEO)和阿力甜(alitame, ALI);磺胺类安赛蜜(acesulfame-K, ACE)、甜蜜素(cyclamate, CYC)和糖精(sacin, SAC)等。其中,三氯蔗糖是蔗糖分子中3个羟基被氯原子选择性取代而生成的氯化二糖,结构与蔗糖类似,比糖甜600~800倍,且非常稳定。三氯蔗糖是目前消耗量最多、最流行的人工甜味剂之一,自1998年通过US FDA (美国食品和药物管理局)许可以来,美国每年消耗量超过1 500 t,欧洲约为400 t。我国于1999年批准了三氯蔗糖的使用,2012年估算消耗量为400 t左右.近年来,由于三氯蔗糖在水环境中的普遍检出及显著的持久性[2-6],被US EPA(美国环境保护局)宣布为污水中的新兴污染物(emerging contaminant, EC)。

针对水环境中人工甜味剂类新兴污染物的研究起步相对较晚,有关其污染现状、转移及生态毒理等方面的报道相对较少,2009年之后呈迅速增加趋势.利用其持久性及人工合成特征,将三氯蔗糖作为示踪物质判断地下水是否受到污染的研究较多。实际上,三氯蔗糖在水环境中普遍存在且检出浓度较高.目前我国为三氯蔗糖的第二大产地,人工甜味剂使用规模大,理论上该物质在国内水环境中的分布可能具有污染范围广、污染水平高的特征。三氯蔗糖在以生物处理为主的污水处理系统中去除效果甚微,大部分随排放进入地表水等环境中。饮用水中常规工艺对三氯蔗糖几乎没有去除能力,深度处理工艺,如氧化或高级氧化等,可部分或有效降解三氯蔗糖,但三氯蔗糖降解后脱氯或部分脱氯衍生产物的潜在的环境及健康危害仍处于未知和探索阶段。

该研究结合课题组在污染物检测方面的工作及国内外相关研究成果,综述了水环境中三氯蔗糖的检测、分布及毒理等方面的最新研究进展,探讨了三氯蔗糖在水处理工艺中的降解情况,以期为环境领域、饮用水处理领域三氯蔗糖的相关研究提供基础数据资料。

1 水环境中微量三氯蔗糖的检测

1.1 三氯蔗糖的物理化学特性

三氯蔗糖被发现于1976年,为蔗糖分子中的3个羟基经氯原子取代的氯代有机物,具有最接近蔗糖的甜味.我国GB 2760—2011《食品添加剂使用卫生标准》规定三氯蔗糖作为甜味剂可在调味乳、糖果、果酱和冷冻饮品等食品中限量使用。

1.2 水环境中微量三氯蔗糖的检测方法

三氯蔗糖较为成熟的测试方法包括高效液相色谱法、傅里叶变换拉曼光谱法、气相色谱-质谱法和液相色谱-质谱联用法等.三氯蔗糖在水环境中存在水平低,多为微量乃至痕量,受基体复杂成分干扰较大,因此环境样品分析比食品分析检测难度更大,定量更困难。

水中微量三氯蔗糖可用气相色谱(FID检测器)与气相色谱-质谱联用(GC-MS)测定,但需要对其进行硅烷衍生化,预处理方法繁琐,检测限较高,可通过固相萃取富集降至68 ng/L。薄层色谱-紫外/可见/荧光分光光度法也可分析水中微量三氯蔗糖,样品经色谱分离后,可采用2-萘酚-硫酸、苯胺-二苯胺-邻磷酸或4-氨基苯甲酸-乙酸3种试剂进行柱后衍生,分别通过波长505和400 nm的吸光度及UV366 nm/>400 nm激发的荧光特性对三氯蔗糖进行定量分析,仪器检测限偏高,约为几十μg/L。

离子色谱和液相色谱不需要衍生化即可实现水中三氯蔗糖的快速、高效分离,结合串联质谱可实现水中微量三氯蔗糖的准确定性和定量.离子色谱的优点在于NaOH流动相可促进三氯蔗糖的离子化,提高质谱分析效率。

液相色谱-质谱联用是水环境样品中三氯蔗糖检测最普遍应用的方法,其中电喷雾负离子模式ESI(-)最为常用。三氯蔗糖的三氯结构具有给电子能力,在负离子条件下容易离子化形成[M-H]-,精确质量数为m/z(395.007 3),经MS-MS后产生特征碎片离子m/z(359.030 6),负离子模式多反应监测模式(MRM)灵敏度比较低,三氯蔗糖的最低检测限约为几μg/L。优化MS-MS条件得到m/z(359)和m/z(35)作为多反应检测扫描特征碎片可提高检测限至200 ng/L,但由于m/z(35)碎片离子在环境样品中广泛存在,因此选择性不高,即使考虑同位素A+2,仍存在此缺陷,可能导致定性误差。三氯蔗糖也可以通过钠添加的正离子模式离子化产生[M-Na]+,为少数可通过电子迁移将钠保留在碎片中的物质,质量数为m/z(419.004 0),经MS-MS后产生特征碎片离子分别为m/z(221.018 7)和m/z(238.984 8),MRM模式下检测限可达300 ng/L。但加钠正离子模式中盐的投加会影响到离子化效率,且离子源中Na+浓度不稳定易导致定量信号重复性变差.从液质联用仪器种类来看,飞行时间质谱(TOF)扫描所有的离子碎片,因此正离子模式和负离子模式灵敏度相近。飞行时间质谱与三重四级杆液相色谱质谱系统相比,具有相似的碎片,负电离条件下信号强度类似,但在正离子模式条件下后者的灵敏度比前者高很多,主要原因在于飞行时间质谱进行全谱扫描,降低了灵敏度。建议检测未知环境样品中三氯蔗糖,采用飞行时间液质联用正离子模式获得足够碎片确保三氯蔗糖的定性准确;当需要检测环境中低质量浓度三氯蔗糖时,采用三重四级杆正离子模式保证足够的灵敏度。

在水环境中ρ(三氯蔗糖)大多低于几μg/L,液质联用等仪器检测限不能满足直接定量的需求,通常采用HLB型吸附或交换材料,通过固相萃取对目标物进行预处理,富集倍数为50~1 000。预处理过程导致检测成本增加,且耗时费力,随着分析技术的发展及研究人员的探索,水环境中微量三氯蔗糖的检测正不断地向快速、准确的方向发展. WU等采用大体积直接进样500 μL(通常进样量20 μL)结合甲酸附加的负离子模式将检测限降至5 ng/L,与加氢负离子模式下三氯蔗糖的检测灵敏度相比提高了20倍。

2 三氯蔗糖的毒理学研究及其全球水环境中分布特征

2.1 三氯蔗糖的毒理学研究

人工甜味剂的使用已有近百年历史,不可否认,其在替代蔗糖等天然甜味剂的过程中减少了糖尿病患者和过度肥胖人群对糖类等营养物质的摄入,还可预防龋齿.但有关人工甜味剂安全性的探讨和争议从未中断,有观点指出,三氯蔗糖由于糖苷键的结合方向导致其无法被人体代谢,95%以上的三氯蔗糖会随人类排泄物排出体内,因而对人体无不良影响。另有学者指出,尽管三氯蔗糖本身不具有毒性,但它进入人体消化系统后可能干预肠内细菌和消化酶而导致肠炎症(inflammatory bowel disease, IBD).后续又有研究认为,三氯蔗糖可触发肠道接收功能紊乱导致其对葡萄糖吸收的增加,不利于糖尿病等患者的健康。2014年Nature发表了Suez等有关人工甜味剂(包括糖精和三氯蔗糖)小鼠及人体试验研究成果,指出在US FDA规定每日允许摄入量上限条件下,人工甜味剂可通过改变肠道菌群诱导葡萄糖耐受不良,这一发现说明食用人工甜味剂可能存在一定的风险。

2.2 三氯蔗糖的环境影响研究

一些学者展开了三氯蔗糖对甲壳类动物、植物和鲤鱼等环境生物的影响研究,从水生态毒性角度得到结论,认为三氯蔗糖的生物富集作用低,急性/慢性毒性几乎可以忽略。 Soh等发现,浮萍(Lemna gibba)子叶对养分的吸收、湿质量和生长速率没有受到三氯蔗糖的影响,对植物无毒性作用. Lillicrap等[34]从生物富集的角度评价了三氯蔗糖的风险,通过48 h的静态暴露系统试验确定水蚤(Daphnia magna)的生物富集因子(BCF)为1.6~2.2,淡水藻类(Pseudokirchneirella subcapita)和斑马鱼(Damio rerio)均小于1,认为三氯蔗糖在水生生物中基本不存在富集作用. Hjorth等发现随着ρ(三氯蔗糖)(0~50 000 ng/L)升高,北极哲水蚤(Calanus glacialis)的摄食速度提高,但飞马哲水蚤(Calanus finmarchicus)不受影响,2种水蚤的产卵均未受影响,认为这2个物种对三氯蔗糖影响的回应非常微弱。Wiklund等[36]报道了三氯蔗糖(0~5 000 μg/L)对甲壳类动物(Crustaceans)生理运动行为的影响,水蚤的游泳高度明显改变,游泳速度明显提高;钩虾捕食和归巢时间延长了. Huggett等确定了三氯蔗糖对试验生物大型水蚤(Daphnia magna)和糠虾(Mysid shrimp)的生存、生长和繁殖不产生影响的最低质量浓度分别为1 800和93 mg/L,然而在水环境中检出的ρ(三氯蔗糖)远低于该值,因此对水环境的生态影响不大。

然而另有学者发现,微量三氯蔗糖对水环境生态存在影响。 Amy-Sagers等[38]利用浮萍进行生态毒理学试验,发现0~15 μmol/L三氯蔗糖可增加叶片面积及光合能力,与人类不同,浮萍可以利用三氯蔗糖作为碳的供给体. Saucedo-Vence等将鲤鱼暴露于0.05和155 μg/L的三氯蔗糖中,暴露时间为12、24、48、72、96 h,鲤鱼的鳃、脑和肉中脂质过氧化作用(LPX)、氢过氧化物含量(HPC)、蛋白质羰基含量(PCC)均有所增长,鳃和鱼肉中抗氧化物酶活性发生了明显的改变. HU等发现,三氯蔗糖和安赛蜜的存在可降低水环境中的金属污染物镉和铜对斜生栅藻(S.obliquus)的生物毒性.水生生物的反常态行为不论是基于三氯蔗糖的毒性还是应激作用,均说明微量三氯蔗糖对水环境存在一定的影响,但影响趋势和程度有待于进一步考察。

2.3 三氯蔗糖的水环境分布特征

作为食品添加剂,三氯蔗糖对人体健康危害的评估和研究未充分考量其对环境的不利影响,忽视了三氯蔗糖的大量消耗可能导致的环境问题,忽略了其直接或间接对人类健康形成的危害.作为食物添加剂,三氯蔗糖不为人体代谢所吸收,绝大部分通过人类排泄进入到生活污水系统中。粗略估计全球每年约有10 000 t三氯蔗糖排放进入环境中,大部分通过污水收集及处理系统后进入水环境中。 2008年Brorström-Lundèn等受瑞典EPA委托展开了污水厂及相关联水体中三氯蔗糖的污染筛查,首次报道了污水厂和水环境中检出微量三氯蔗糖.瑞典25个污水处理厂出水中ρ(三氯蔗糖)检出范围为1.8~10.8 μg/L (检出率为100%),出水与未处理原水ρ(三氯蔗糖)差距小于10%,主要原因在于污水处理工艺对三氯蔗糖几乎没有降解作用,生物污泥对三氯蔗糖的吸附积累作用也不明显;污水厂受纳地表水中检出ρ(三氯蔗糖)均低于3.6 μg/L,与污水厂出水相比有大幅度降低,主要是稀释、扩散等作用减缓了其对水体的污染。

自2008年至今,世界各地纷纷报道了人工甜味剂排入污水处理系统及其在相关水环境中的污染情况。Loos等分析了欧洲27个国家120个以河流为主的地表水体,发现ρ(三氯蔗糖)高达1 μg/L,总检出率为50%;相较之下美国在其淡水及海岸水环境中检出三氯蔗糖的情况更为普遍,检出值高达10 μg/L,高检出率及高质量浓度水平与其使用时间长、每年使用量巨大直接相关.我国于1999年通过三氯蔗糖的使用,尽管市场开放比欧盟(2005年)早6 a,但源头污水厂及相关受纳水体中ρ(三氯蔗糖)均低于欧盟各国检出值.主要原因在于国内对人工甜味剂这类新兴污染物的关注度不高,有关三氯蔗糖的污染数据相对匮乏. GAN等于2011年在天津区域展开了系列研究,发现该市市政污水厂中ρ(三氯蔗糖)约为1.5~2.1 μg/L,接纳水体中为0.18~0.35 μg/L,自来水厂出水中为0.12 μg/L.由于我国已经成为三氯蔗糖的第二大生产基地,加之人口众多,消耗及排放量大,理论上应存在一定水平的环境污染,因此在国内开展相对广泛的流域调查对于准确了解污染情况、应对潜在危害具有重要意义。

3 水处理过程中三氯蔗糖降解及转化

三氯蔗糖在以生物处理为主的污水系统中的去除率仅为5%~20%,大部分随出水排入接纳水体中。三氯蔗糖在水环境中的代谢非常缓慢,半衰期长达数年,生物积累指数相对较低。由于三氯蔗糖溶解度较高,在持续排放导致入流浓度增长指数高于其环境降解速率的条件下,污染物不可避免地在水相中产生浓度累积效应。随着时间的延长,在无人为干涉的条件下,水相浓度递增的累积速度将导致三氯蔗糖污染水平的持续增长。在相当长的时间后,人们可能面临饮用甜味水或者混合甜味水的问题.水处理过程中三氯蔗糖的存在水平及转化过程决定了其在制水终端饮用水中的浓度水平,也是减少三氯蔗糖环境污染的关键步骤。

3.1 三氯蔗糖在水社会循环中的迁移及转化行为

除生产企业排放外,三氯蔗糖经城市污水处理厂出水进入地表水体,穿透给水处理工艺,最终可能出现在配水系统中。三氯蔗糖在经历涵盖污水和给水处理,以及水环境容纳的整治(制)水循环过程中,会发生生物降解、水解、氧化还原降解、吸附等环境及转化行为.在自然水体中,三氯蔗糖的水解行为主要发生在温度升高、酸碱性改变的条件下,糖苷键断裂产生2种氯化糖(1, 6-dichloro-1, 6-dideoxy-D-fructose和4-chloro-4-deoxy-D-galactose)。环境中存在三氯蔗糖的生物降解过程,但在河流和湖水等环境中,生物降解速率非常慢,也许可通过一定共降解过程提高其生物降解效果及速率。污水处理工艺中,具备后臭氧及砂滤等深度处理的市政污水厂对初始ρ(三氯蔗糖)为3 μg/L去除率仅为31%。在不具备高级处理工艺的污水处理过程中,三氯蔗糖的转化率更低,通常不超过20%[58,62,64].在净水过程中,三氯蔗糖的降解效果与处理工艺组成相关。Scheurer等选取了具备多重处理工艺的饮用水厂对三氯蔗糖的减量效果进行了模拟和现场考察,模拟试验中三氯蔗糖经河床滤层或人工地下回灌后无明显变化,未发生生物降解作用;混凝及絮凝过程对其无明显作用,臭氧氧化过程对其去除率小于20%;活性炭滤层吸附可去除部分三氯蔗糖; 氯对三氯蔗糖无作用。

3.2 三氯蔗糖有效控制技术

饮用水深度处理技术,如臭氧、UV/H2O2和UV/过硫酸盐(PDS)等,均可有效降解三氯蔗糖.臭氧对三氯蔗糖的降解效果与投加量有关,投加量较小的模拟试验中三氯蔗糖去除率<31%,降解速率常数为(4.5±1)×10-3mol-1min-1;过量臭氧在1 min之内即可将三氯蔗糖(10 mg/L)完全去除,降解速率常数为1.2×10-2~7.5 min-1(pH为4~10);臭氧化系统中可产生羟基自由基,与臭氧共同作用降解三氯蔗糖,碳酸盐和腐殖酸可明显影响降解速率和去除效果,这2类物质也是导致饮用水处理系统臭氧段对三氯蔗糖降解效果不佳的主要原因。产生羟基自由基和硫酸根自由基的高级氧化工艺可快速降解三氯蔗糖,降解速率常数分别为(1.5±0.01)×109和(1.7±0.1)×108s-1[47]。与臭氧化过程不同,羟基自由基和硫酸根自由基可实现三氯蔗糖的完全矿化,在UV/H2O2和UV/PDS系统中,矿化速率可达0.018~0.029(pH为3~7)和0.024~0.033 min-1(pH为11~3);硝酸盐和亚硝酸盐对以上2个系统降解三氯蔗糖具有很强的抑制效果,当亚硝酸根离子超过46 mg/L时,矿化速率迅速降至0.000 5 min-1.与UV/ H2O2相比,相同条件下UV/PDS降解效率高约20%。

充足的臭氧可将三氯蔗糖彻底分解为小分子醛、羧酸,臭氧不足条件下可产生各种含氯有机物,其中C6H11O5Cl是主要产物,为臭氧和羟基自由基的共同作用的结果。以产生羟基自由基为主的高级氧化工艺中,三氯蔗糖的降解过程主要为糖苷键的断裂和羟基自由基的取代,三氯蔗糖经过脱氯作用后生成与蔗糖类似的碳水化合物。Sang等采用UV/TiO2光降解三氯蔗糖,初步分析主要产物为1, 6-dichloro-1, 6-dideoxyfructose〔C6H10O4Cl2,m/z(216)〕另有3种具有比源物质分子量更高的特征质荷比〔m/z(411)、m/z(447)和m/z(457)〕,说明可能存在分子的氧化及重组,形成了分子质量更高的新物质.此外,通过生物毒性试验发现降解产物的急毒性明显升高. XU等[46]对UV/PDS工艺中三氯蔗糖的降解产物进行了分析,三氯蔗糖的裂解为基于果糖(Fructose)和糖苷(Glycoside)结构的两部分,液质分析碎片为C6H10O4Cl2Na〔m/z(239.2)〕, 为果糖结构部分,C5H11O4ClNa〔m/z(192.9)〕为糖苷的脱羟甲基产物, 进一步的降解产物还有C3H6O4Na〔m/z(129.2)〕,为三氯蔗糖的脱氯产物.三氯蔗糖断裂位置与氧化反应机理和状态有关,氧化产物的定性及生成途径仍需进一步研究。

总之,污水及给水处理中以自由基为主要功能因子的高级氧化处理工艺,为水中三氯蔗糖的降解提供了相对有效的控制途径,但此类工艺的应用受到诸多因素的制约,另外水中共存有机物对自由基的优势竞争也将削弱目标污染物的针对性控制。此外,三氯蔗糖在高级氧化工艺中的降解产物及其毒性仍不明确,降解产物本身及在消毒过程中的转化可能对供水安全性造成一定的影响,水环境中三氯蔗糖的控制及转化等问题仍需进一步的研究。

4 结论

a) 有关新兴污染物人工甜味剂三氯蔗糖的污染及控制研究仍处于初步探索阶段,以水环境污染调查为主,少数课题组探讨了典型污水、给水处理系统以及高级氧化工艺对三氯蔗糖的控制效果和降解机理,涵盖工艺有限,数据资料仍显匮乏。

b) 三氯蔗糖在水环境中普遍检出,并以相对较高的浓度进入饮水处理系统,其可能引发的安全风险不容忽视。

c) 后续研究可关注以下三方面:①三氯蔗糖的高甜特征及其在水环境中的累积是否会导致饮用水的不良口感,如何确定感官指标不适度转变的阈值。 ②在具有预氧化或氧化深度处理的净水工艺中,揭示三氯蔗糖不同程度的脱氯产物及其毒理学信息。 ③三氯蔗糖不与氯等反应,但其氧化产物可能与氯反应产生各类消毒副产物,探索转化产物及其产生路径等关键性问题。