中水回用现状及发展前景浅析
2015-05-06邱颉
邱 颉
(哈尔滨工业大学水资源国家工程研究中心有限公司,哈尔滨 150090)
随着社会经济的迅猛发展和人口的增长,淡水资源日益匮乏,水资源短缺问题引起全世界的广泛关注。1988年世界环境与发展委员会(WCED)提出的报告中指出:“水资源正取代石油而成为在全世界引起危机的主要问题”。中国是世界上人口最多的发展中国家,人均水资源占有量极低。水资源的合理配置与利用对于建设节约型社会具有重要意义。
1 中水的概念
中水回用技术起源于日本,主要是指人们日常生产生活过程中产生的污水,经过简单或深度处理工艺,得到的可在一定范围内重复使用的非饮用水。主要用于洗车、消防、园林灌溉、道路清洁等。中水的水源一般为生活污水及冷却水等。
2 国内外中水回用现状
中水在发达国家已得到广泛应用,在国内已初具规模,但还存在技术落后、资金投入少等问题,需进一步解决。
美国是全世界最早采用中水回用的国家之一。上世纪50年代,美国污水处理专家就利用模型进行污水深度处理的实验研究,70年代初开始大规模处理污水, 有数百座城市实现了污水的再生利用。据统计,美国城市污水的处理等级基本上达到二级以上,污水处理效率可达100%。同时,美国制定了相当完善的法律法规,涵盖了中水回用的各个方面。
日本自20世纪60年代起就开始利用中水,70年代已初具规模;在1991年的“造水计划”中,将污水再生利用技术作为重要的研发内容加以资助,研发了许多污水深度处理工艺, 并在现有的工艺基础上加以改良。建立水再生工厂,对污水进行因地制宜地处理。日本政府为鼓励中水回用,制定了相应的奖励措施推广污水回用技术。
以色列是极度缺水的国家,在中水回用方面颇具特色。根据本国不同地区的地域条件和社会经济结构采取不同的中水回用原则,将水资源的循环利用列为本国的基本国策,全国污水经处理后的46%直接用于灌溉,其余排入自然水体中,其回用程度之高位居世界首位。为确保中水回用的顺利开展,以色列制定严格的法律法规给予保障。
此外,俄罗斯、西欧、印度、南非等国家也普遍开展污水回用事业。与国外相比,我国中水回用起步较晚,但起点较高,进展很快。北京、天津、青岛、枣庄等城市已相继建立一系列污水回用工程。20世纪80年代初北京市开展了中水回用的试验研究,截止到目前,北京市已建成20余座中水回用设施。山东省枣庄市大力实施再生水的回用工程,全市数十家企业配套建设了中水回用设施,日回用量达到数万吨,中水回用率较高。处理达标后的再生水引入城区,用于景观补水、城市绿化和环卫保洁,有效涵养了城市水源,最大限度节约了水资源。但由于诸多原因,我国污水回用的效率不高。我国城镇居民的中水回用观念不强,加之没有明确制定有关中水回用的法律法规和相应的鼓励政策,都不同程度地限制了中水回用的发展。
3 中水回用技术
3.1 生物处理技术
利用微生物自身的代谢来去除污水中可降解的有机污染物。生物处理技术主要分为好氧生物处理和厌氧生物处理,目前应用较多的是好氧生物处理技术。生物法具有污染物去除率高、运行效果稳定、污泥剩余率低等优点。另外,活性污泥法、厌氧消化法、氧化沟、厌氧好氧交替法、吸附再生法、循环活性污泥工艺(CASS)等技术都广泛应用于中水回用处理中,且处理后水质良好 。
3.2 物理化学技术
物理化学技术是中水回用技术中研究最多、应用最广泛的技术。主要用于对优质的生活杂排水的处理,以混凝沉淀(气浮)技术与活性炭吸附技术相结合为基本工艺,与传统的污水处理二级工艺相比,混凝沉淀与活性炭吸附的处理技术先进,管理方便的同时改善了水质,但对于来水的水质要求高,运行成本相对较高。
3.3 膜技术
膜处理技术的核心部件是超滤(微滤)或反渗透膜,其优势在于可高效去除污水中的悬浮物,处理装置节省空间。目前,在中水回用中应用最广的膜处理技术有两种,即连续微过滤和膜生物反应器。连续微过滤系统是以微滤膜为核心的处理单元,配以自动清洗单元、加药单元和自动控制单元等,形成完整的连续操作系统。膜生物反应器(MBR)是将膜处理单元与生物处理单元相结台的新技术,它利用附着在膜上的菌群分解水中的小分子污染物,并利用膜自身的选择通透性去除大分子污染物。其主要特点是处理效率高、出水水质好、占地面积小、运行管理简单。
4 中水回用的意义
中水回用一方面可以减轻我国水资源短缺面临的压力,为农业、工业和生产生活用水等提供水源,使水资源得到充分利用。另一方面又可以有效减轻污水的不合理排放对自然水体和人体健康的危害,极大地降低污水处理的投资,发挥了一定的经济效益和社会效益。可见,实现中水的合理回用具有显著的环境效益、经济效益和社会效益,是解决水资源不足的有效途径。因此,在当今社会经济飞速发展、水资源贫乏而引起水需求量不断增加的状况下,中水回用具有十分深远的意义。
5 展望
水是人类赖以生存的重要资源,并不是“取之不尽,用之不竭”的。我国是一个水资源匮乏的国家,人均水资源占有量仅为世界平均水平的1/4。为了我们的下一代,最大限度地实现水资源的合理化利用尤为必要。在建设资源节约型社会的形势下,水资源的循环利用势在必行,中水回用技术是保护环境、防治水污染的重要途径,不仅具有广阔的发展前景,而且在实现水资源的可持续利用中具有不可替代的作用。
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