傳統(tǒng)污水處理廠的經(jīng)濟(jì)替代方案

　　傳統(tǒng)污水處理的反思
　　環(huán)境工程中傳統(tǒng)的污水處理是以一定的工程結(jié)構(gòu)物與機(jī)械設(shè)備，應(yīng)用物理、化學(xué)及微生物學(xué)原理，將污水中的懸浮性固體，溶解性有機(jī)物、無機(jī)鹽、危害性細(xì)菌及病毒加以去除，其工藝設(shè)計(jì)及應(yīng)用已有五十年以上的歷史。根據(jù)污染物去除程度的不同，污水處理廠至少可以分為初級(jí)處理、二級(jí)處理、高級(jí)處理等三級(jí)。級(jí)別愈高的處理廠去除效果愈好，但建造與運(yùn)營費(fèi)用也愈高。

　　傳統(tǒng)的污水處理廠起源于歐美先進(jìn)國家。他們?cè)诠I(yè)化高度發(fā)展及國民收入大幅提高以后，由于對(duì)自然資源可持續(xù)利用的意識(shí)與優(yōu)質(zhì)環(huán)境的追求，投入大量的資金興建污水處理廠并不斷改進(jìn)其污水處理的功能。這些歐美式的污水處理廠往往需要大片的土地、昂貴的機(jī)械設(shè)備與土建設(shè)施、配套的區(qū)域污水管網(wǎng)或截流設(shè)施（將污水引導(dǎo)到處理廠）及處理后污水的排放設(shè)施。污水處理廠的操作與運(yùn)營需要專業(yè)的人員、特定的藥品、大量的能源、加上設(shè)備維修更新及未來功能改善等費(fèi)用，對(duì)任何平均國民收入較低、人口密度較高、城市用地有限的國家都是極其沉重的負(fù)擔(dān)。

　　在我們學(xué)習(xí)和引進(jìn)歐美環(huán)保先進(jìn)作法的同時(shí)，是否應(yīng)該思索一下較適合我國國情的環(huán)保方法呢？在我們加緊經(jīng)濟(jì)改革，努力提高國民收入的同時(shí)，是否必須投入大量的財(cái)力將國外的作法一成不變的移到國內(nèi)才能達(dá)到環(huán)保的目的呢？那些暫時(shí)無力負(fù)擔(dān)龐大污水處理廠興建運(yùn)營費(fèi)用的城市與地區(qū)是否就只能忍受日趨嚴(yán)重的污染而犧牲生活的品質(zhì)呢？

　　在我們努力搞經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，我國應(yīng)該選擇一些適合我們經(jīng)濟(jì)能力與環(huán)境特點(diǎn)相適應(yīng)的漸進(jìn)式手段來解決我們目前的污水問題。

　　自然界微妙的功能

　　遠(yuǎn)在人類文明出現(xiàn)以前，地球上許多的微生物就已經(jīng)在處理人類生活所產(chǎn)生的污水及廢棄物了。以前的人類數(shù)量沒有現(xiàn)在這么多，密度沒有現(xiàn)在這么大，工業(yè)也沒有現(xiàn)在這么先進(jìn)，所以我們祖先生活所產(chǎn)生的污水幾千年來都在地球生態(tài)環(huán)境中由其它動(dòng)植物及微生物所分解利用，維持了一定的生態(tài)平衡。過去一百年來的工業(yè)革命、科技發(fā)展及人口的膨脹破壞了自然界原有的平衡。我們這一百年生活所產(chǎn)生的各種有機(jī)與無機(jī)的污水及廢棄物已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了生態(tài)環(huán)境中分解者的負(fù)荷，造成了今天所謂的環(huán)境污染。

　　以水污染為例，大量的廢污水是怎么改變了原有的水體環(huán)境呢？我們可以簡略說明如下。

　　自然界的微生物種類繁多，它們攝取養(yǎng)分及能量的途徑非常復(fù)雜，有的我們到現(xiàn)在還無法完全了解。我們已經(jīng)知道的是微生物的成長與活動(dòng)需要能量，碳（微生物體的主要成份）及其它無機(jī)元素（氮、磷、硫、鉀、鈣、鎂等）。其中碳的主要來源就是自然界中的二氧化碳和有機(jī)物，而能量的來源則有陽光（光合作用）及氧化還原作用。

　　這些微生物在攝取養(yǎng)份及能量的過程中有的需要氧氣，這種微生物可稱之為好氧微生物。有的微生物在攝取養(yǎng)分及能量的過程中則不需要充足的氧氣，這種微生物可稱為厭氧微生物。非常簡化的來說，水體中好氧微生物在溶氧充足（富氧）的狀況下攝取養(yǎng)份及能量的過程中會(huì)消耗水中溶氧，并產(chǎn)生二氧化碳及氫離子等，而厭氧微生物在溶氧不足（貧氧）的狀況下攝取養(yǎng)分及能量的過程中則會(huì)產(chǎn)生甲烷、硫化氫、氨氣等異味的氣體。

　　除了溶氧以外，水體中好氧或厭氧反應(yīng)中另一個(gè)非常重要的角色即是酵素或酶（enzyme）。自然界中微生物可以自行制造并利用的酵素種類很多，多數(shù)的酵素均具有特定或?qū)Ｒ恍�。有的酵素可以促進(jìn)好氧微生物在溶氧充足的情形下加速分解有機(jī)物。有的酵素能夠促進(jìn)可行光合作用的微生物加速光合反應(yīng)取得能量并釋放出氧氣。

　　在原始自然狀態(tài)下，我們加諸于水體中的有機(jī)與無機(jī)污染物（微生物的養(yǎng)分）可以被水體中好氧及厭氧微生物適量地分解消化掉，大部份水體除了底部以外，均有適量的溶氧，水體中動(dòng)物、植物、微生物形成一個(gè)平衡的環(huán)境，如圖一所示。