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如何加大生產系統的污水回用量

發布時間:2024-07-14 08:17:44

Ⅰ 組織開展2022年工業廢水循環利用試點工作,試點方向與方法有哪些

首先是試點方向是用水過程的循環方向。採用冷卻水高效循環利用、生產過程中不同水質的梯級利用、高鹽廢水深度處理回用等技術裝備。降低生產過程中的用水量,提高水的重復利用率。區域產城一體化模式。探索與市政再生水生產經營單位合作,完善再生水管網,將處理後的再生水回用於生產過程,減少新鮮水取用量,形成可復制、可推廣的產城一體化污水高效循環利用新模式。智能水管控制模式。利用大數據、雲計算、互聯網等新一代信息技術,建立工業廢水資源化智能管理平台。

要知道的是成分復雜應該是工業廢水的一個突出特點。不同的高耗水行業產生的廢水也是不一樣的,有一些有毒、有害、有腐蝕性的廢水,不處理會對環境和人造成損害。要求包裝企業工業用水重復利用率不低於90%,迫使造紙和包裝企業選擇推廣應用先進節水技術以求生存。其中,蒸發濃縮工藝和強制循環結晶系統是蘇伊士-WTS廢水零排放工藝的兩大核心技術。

Ⅱ 節水優先治污為本加快中水回用建設步伐

以下是中達咨詢給大家帶來的關於中水回用建設治水節水的相關內容,以供參考。
在水資源嚴重匱乏和環境污染日趨嚴重的今天,中水回用建設已經勢在必行。
黨的十八大報告中提出:「全面促進資源節約。節約資源是保護生態環境的根本之策。要節約集約利用資源,推動利用方式根本轉變,加強全過程節約管理,大幅降低能源、水、土地消耗強度,提高利用效率和效益。加強用水總量管理,推進水循環利用,建設節水型社會。」
水是地球上一切生命賴以生存、不可缺少的重要物質,又是不可替代的重要自然資源,由於人口的增長和社會經濟的發展,人類的用水量劇增,原有的清潔水受到人類活動的污染,使地球上水資源利用日趨緊缺。供水不足給城市工業造成很大阻力,同時也給城市居民生活造成許多困難和不便,因此,必須加快水資源可持續利用、合理配置污水資源化、緩解城市水資源緊缺。而中水回收利用就是污水資源化的一種重要方法,它即能減少對環境的污染,又可增加可利用的水資源的數量,具有明顯的經濟效益、社會效益和環境效益。城市污水回用是節約用水的必然要求,而開發中水,利用中水,實現分質用水是一條可行之路。
目前,我國正值經濟社會高速發展時期,必然會擴大一切資源的開發利用,影響供水安全、糧食安全、環境安全、生態安全四大安全保障。發展生產必然產生更多的耗水,同時伴隨污水排放的增加,缺水與水污染並存必然成為一種發展趨勢,這是處在經濟快速發展時期出現的兩個問題,節水是一種最適應的對策。節水可緩解缺水,同時可減少污水的排放,即能節約水資源又能保護水環境。另外從生活、生產、生態用水共享實際情況來看,生產與生活節水對生態系統和環境保護均有重要功效,因此,可視節水為「一箭雙雕」。
我國水資源嚴重短缺與用水浪費現象普遍共存,建設節水型社會已經成為國家可持續發展的戰略選擇。2001年初,由43位院士和300名專家提交的《中國可持續發展水資源戰略研究報告》認為,解決我國水的問題,核心是提高用水效率,建設節水型社會,確立「節水優先、治污為本,多渠道開源」的指導原則。節水型社會同時包含治污的內容,節水型社會實際上也是節水防污社會。節水和防污緊密相聯系,節水可以減少污水排放量,節水等於防污,防污等於節水。節水和防污的共同目的,都是保障水安全,包括供水安全、糧食安全、生態和環境安全,以水安全保障經濟社會可持續發消伍展。
水的短缺日益成為人和自然之間巨額「生態資源赤字」。水危機的性質不同於能源危機,能源短缺可以通過國際市場大量進口得以緩解,水的區域性,不可替代性決定了應對水危機的長期性和艱巨性。目前,關於水危機的性質分析有不同的認識,一種較為流行的看法認為水危機是資源供給短缺導致的資源危機。我們認為水危機表面上是資源危機,實質上是治理危機,是我們治水體制的長期失效(包括政府缺位、市場缺失和計劃失效),導致治理能力低下,不能有效應對變化條件下的各種挑戰。
節水是讓人合理地用水,高效率地用水,不要浪費。專家們指出,就目前到處存在用水浪費的情況來說,運用今天的技術和枯判方法,農業可以減少10%―50%的用水,工業可以減少40%―90%的用水,城市可以減少30%的用水,絲毫不會影響經濟和生活的質量。
建設中水回用政策可行。《國務院關於實行最嚴格水資源管理制度的意見》(國發[2012]3號文件)提出的主要目標是確立三條紅線:一是水資源開發利用紅線;二是用水效率控制紅線;三是水功能區限制納污紅線。其中一條紅線就是提高用水效率,一條紅線是污水治理。哈爾濱市委、市政拿敗或府《關於加快水利改革發展的實施意見》(哈發[2012]5號文件)明確提出:「落實建設項目節水設施與主體工程同時設計、同時施工、同時投入使用制度。制定中水回用、循環水設備等節水設施強制推廣使用准入制度。」中水回用不是近些年才提出的,早在「七五」、「八五」、「九五」三個五年計劃中,就相繼完成了該項目技術儲備工作和示範工程建設。「十五」綱要將污水回用明確寫入文件。2006年,科技部、建設部聯合發出通知,要求各地建設和科技行政主管部門密切合作,加大投入,加強再生水利用新技術研究開發和推廣轉化工作。兩部委共同制定的《城市污水再生利用政策》中明確提出,我國城市污水再生利用的總體目標是:「充分利用城市污水資源、消減水污染負荷、節約用水、促進水的循環利用、提高水的利用效率。到2010年,北方缺水城市的再生水直接利用率達到城市污水排放量的10%―15%,到2015年北方城區缺水城市要達到20%―25%,其它地區城市也應開展此項工作,並逐年提高利用率」。從可持續發展的角度看,推進污水資源化,大力發展中水再生回用,是解決水資源短缺的重要途徑和手段。
2011年4月14日黑龍江省第十一屆人民代表大會常務委員會第二十四次會議批準的《哈爾濱市節約用水條例》第十八條:「新建、改建、擴建工程項目,應當配套建設節約用水設施,與主體工程同時設計、同時施工、同時投入使用」。第四十六條:「下列新建、擴建工程,應當建設再生水利用系統」:「(一)建築面積2萬平方米以上的賓館、飯店、公寓等建築;(二)建築面積3萬平方米以上的機關、科研單位、大專院校和文化、體育場所等建築;(三)建築面積5萬平方米以上,或者可回收水量大於150立方米/日的居住區和集中建築區等。」有關統計數據表明,在城市用水中,只有三分之一的水用於飲用,其它三份之二都可以由中水回用(再生水)替代。
目前:我區污水處理廠建成投入運行以來,處理城市污水1800萬噸/年,只有西林鋼鐵集團阿城鋼鐵有限公司一家2012年使用污水處理廠處理後的中水90萬噸。近幾年,城市發展建設速度非常快,建築面積5~8萬平方米的住宅小區比比皆是,每年的建築面積在50萬平方米以上,完全可以建設配套中水回用項目,用水小區建築內部沖廁、園林綠化、洗車等方面用水。
我區是水資源匱乏地區,人均佔有水量867立方米,即低於全國又低於全省平均水平,屬嚴重缺水地區。由於多年開采地下水,使城區地下水位逐年下降,城區北部已形成6平方公里的降落漏斗,降深達9米左右。解決水資源短缺的主要辦法有三種:節水、蓄水和調水。而節水是三者中最可行和最經濟的。節水主要有二種手段:總量控制和再生利用。中水利用則是再生利用的主要形式,是緩解城市水資源緊缺的有效途徑,是開源節流的重要措施,是解決水資源短缺的最有效途徑,是缺水城市勢在必行的重大決策。
要加快中水回用建設項目,應該做到以下幾點:一是進一步提高人們對水資源緊缺性的認識;二是從源頭抓起,政府調控,統籌規劃,尤其是在城市建設規劃中,應有中水回用的規劃,明確規劃目標和規劃進度,並將中水回用設施建設納入工程建設項目規劃之中。從而指導中水回用工程的建設;三是建立和完善中水回用的法規和標准,為節水治污最有效措施之一的中水回用建設保駕護航。
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Ⅲ 城市污水回用的可行方案分析

現場質量管理又稱生產過程質量管理,是從原材料投入到工程竣工所進行的質量管理。由於施工現場是影響工程質量的諸要素的集中點,因此搞好現場施工可以穩定和提高工程質量,加快施工進度,降低成本,提高效益。由於現場質量管理在高樓渡槽成功應用,高樓渡槽優良的質量不僅降低了成本,提高了效益,而且縮短了工期,給企業增加了一筆巨大的無形資產。
城市污水回用指的是,生活和工業污水經過處理後,作為工業,農業或市政用水的水源。城市污水中含有污染物質的水量僅占整個污水量的0.1%,其餘絕大部分是可用清水,而且城市污水就近可得。水量穩定、易於收集,污水處理技術也比較成熟,將城市污水經常規處理後回用於工業是完全可行的。目前,我國城市污水的回用率還很低,但是西方發達國家已經有了許多成功的實例。美國自50年代起,即開始著手這方面的工作,據報道,美國357個城市實現了污水回用,其中回用於農業佔55.3%,回用工業佔40.5%;日本早在1962年就開始污水回用的實踐,70年代東京、名佔屋和大皈等城市就已將城市污水處理後回用於工業;前蘇聯莫斯科東南區設有專用的工業水系統,有36家工廠使用處理後的城市污水,每日污水回用量達5.5-105m3;南非聯邦不但丁業使用再生水,而且在約翰內斯堡市,每日自來水的85%加人的是城市再生水,開創了使用污水回用到飲用水的先例。 一、城市污水的產生,主要污染物及污染特徵 1、工業污染源 各種工業生產中所產生的廢水排入水體就造成了工業污染源。不同的工業所產生的工業廢水中所含污染物的充分有很大差異,這是由於各種工業加工的原料不同、工藝過程不同造成的。 冶金工藝所產生的廢水主要有冷卻水、洗滌水和沖洗水等。 輕工業所加工的原料多為農副產品,因此工業廢水主要含有機質,有時還常含有大量的懸浮物質、硫化物和重金屬,如汞、鎘、砷等。 化學工業的產品很多,因此化學工業廢水的充分也很復雜,在廢水中常含有多種有害、有毒,甚至劇毒物質,如氰、酚、砷、汞等。總之,工業污染源向水體制排放大廢水具有量大、面廣、充分復雜的特點,是重點解決的污染源。 2、城市生活污水 城市居民聚集地區所產生的生活污水,多為洗滌水和沖刷器物所產生的污水,因此,主要由一些無毒有機物,如糖類、澱粉、纖維素、油脂、蛋白質、尿素等組成。其中含氮、磷、硫較高。此外,還伴有各種洗滌劑,這是另一類污染源,它們對人體有一定危害。在生活污水中還含有相當數量的微生物,其中一些病源體,如病菌、病毒、寄生蟲等,都對人的健康有較大危害。 3、農村污水和灌溉水 農村污水和灌溉水是水體污染的主要來源。由於農田施用化學農葯和化肥,灌溉後或經雨水將農葯和化肥帶入水體造成農葯污染或富營養化。在污水灌溉區,河流、水庫、地下水都會出現污染,同時也就出現土壤污染、食品污染。 4、雨水收集與利用 結合當地氣候條件和住區地形、地貌確定雨水處理方案;屋面、地表雨水經收集、處理後,應達到規定的回用水質標准;優先選用暗渠收集雨水,雨水處理宜採用滲水槽系統,滲水槽內宜裝填礫石或其他濾料;利用住區的綠地、水景等進行自然凈化,使其滿足用水對象的要求;採用多種滲透設施進行滲透凈化;雨水回用系統,應設置雨水初期棄流裝置;公共活動場地、人行道、露天停車場應採用透水鋪裝材料,以利於雨水入滲,可滲透鋪裝面積應不小於30%。 二、城市污水回用的可行用途 1、補充地下水:似乎有兩個可能性值得評估,即(a)補充地下水,建立地下水防護堤來防止水質惡化,避免鹽鹼水的侵入;(b)平整地表面,補充淺含水層。這些措施的潛在性具有局限性,因為可供使用的處理水量有限,而水競爭性用途卻很多。另外一個潛在性是,利用洪水期的地表水流量補充地下水。 2、中水回用:把小區產生的各種污廢水及雨水進行收集再行處理達到所要求使用的水質標准,再用於小區環境用水和小區雜用水,稱為中水回用。因其水質居於生活飲用水水質和允許排放污水水質標准之間,取名為"中水"。小區污水回用開辟了第二水源,降低了小區新鮮水取用量,經處理後的污水回用於小區,減少了污水的排放量,減輕了受納水體的污染,也減少了治理環境污染的投資。所以污水回用既節約了水資源,也消除了環境污染,具有多重效益。 3、污水回用於冷卻水系統:城市污水處理後,根據不同的水質情況,有的可以直接回用於工業循環冷卻水系統,有的需要進一步處理後再回用 4、景觀及綠化用水:廢水回收的可能性是,用於(a)城市風景點的灌溉(公園、花園和道路綠化帶)、補充公園的池塘來美化環境。對這些用途的水處理還要求包括二級水處理以及減少病菌等。 5、增加河流流量:在黃淮海流域,河流系統的生態價值產生了很大的變化或因污染和下游流量的減少損失很多,因此,對使用廢水來調節低流量很感興趣。但是,似乎所有可供使用的水,包括回收的廢水都需要用來滿足城市和農村群眾的需求。 6、污水用於農田灌溉:一方面可以緩解當地的農業水資源緊缺的矛盾,另一方面,由於污水中含有豐富的氮、磷、鉀等營養元素,為作物生長所必需.
三、城市污水再生利用的模式與發展狀況 城市污水的再生利用實際上包括再生和利用兩個環節,污水利用的條件是擬進行回用的水必須滿足一定用途的水質要求,因此,回用處理(再生)的環節通常是必不可少的。目前的城市污水利用較多考慮的是城市污水處理廠二級處理後的出水,這種水的利用有二種形式:直接回用和間接利用。直接回用多用於污水處理廠附近的農田灌溉及草場等用水,回用的途徑及方式受地域限制還比較單一,調配運轉不方便,而且這種水雖然經過了人工強化處理和消毒等措施,但由於未經過一定時間的自然凈化,在使用和控制不當時會產生一定的問題。間接利用是從水域的整體考慮,從水體上游取水凈化供城市使用,產生的污水經城市污水處理廠凈化後排入水體的下游,回歸於水體(此過程構成了水的社會循環),再經過一定河段的自然凈化,可為下游城市或地區利用。經處理污水的間接利用是將自然界中水的社會循環與自然循環有機結合,在水體自凈容量的限度內,對水體的利用基本不會造成損害,這種方式需要從宏觀上進行管理,是水資源可持續利用的重要途徑。 國內外已有許多將凈化後的城市污水應用於工業、農業、市政、漁業等的成功實例。近年來,阿根廷、智利、印度、科威特、墨西哥、秘魯、俄羅斯等國將城市污水一級或二級處理出水應用於農業灌溉,其規模逐年擴大。日本創造了中水道系統,在建築群內設雙管供水系統,利用再生污水沖刷廁所、作冷卻水、澆花園和草地、沖洗馬路和汽車或作景觀、消防用水,獲得了顯著成效。 城市污水再生利用的中心問題在於根據地區的特點擬定適宜的再利用對策。美國加利福尼亞州根據其農業發達、用水量大的特點,提出的基本模式是灌溉回用,農業用水直接取自水源和經處理的城市污水;佛羅里達州根據其城市用水集中的特點,提出的基本模式是非飲用回用,大規模地實行雙管供水系統,以自來水價格的40%將城市污水處理水供給高爾夫球場、城市綠化、以及建築物和住宅區的中水道用水;而德克薩斯州根據自己用水的傳統和水文地質特點,採用間接回用的模式,大規模進行污水處理水的地下回灌。以色列的城市污水處理水的主要回用出路是農業灌溉,但在人口集中的城市區域也進行一定規模的中水道回用。日本大部分地區利用污水處理水進行清流復活,這是因為該國基本上不缺水,但水資源的修復和保護是回用的重點。 採用凈化後的城市污水供工農業及市政事業等多目標、多對象的回用在技術上是可行的,經濟上是適宜的,對緩解城市水荒、促進城市的可持續發展有非常重要的意義。近10年來我國對城市污水再生利用組織科技攻關取得豐碩成果,如中小城鎮和住宅小區的污水回用;城市污水凈化後回用於園林綠化、市政景觀、沖刷馬路等;大型賓館及娛樂場所的中水回用系統;城市污水回用於工業冷卻水系統或低壓鍋爐補給水及工藝用水;污水回用規劃、技術政策等軟課題研究等。此外,還興建了若干示範工程。隨著我國城市化進程的推進,我國城市污水資源日益豐富,目前已超過500-108m3/a,如果有1%的污水回用,將對緩解北方一些重要城市的缺水起重要作用。我國是世界上13個貧水國之一,當前,我國600餘座城市中有300餘座缺水,有些城市水資源嚴重匱乏,全國城市缺水60-108m3/a,因缺水而減少的工業產值>1200億元/a,且呈現增長之勢。自2000年5月份以來,由於乾旱缺水,已有150個城市先後開始實行定時限量供水,嚴重影響了城市的可持續發展。雖然我國在利用城市污水灌溉農田方面積累了多年的實踐經驗和具備了一定的科學研究基礎,許多城市也實施了一些開源節流的措施,但把城市污水當作一種穩定可靠的水資源予以開發利用仍然進展不大。這中間很大程度上是認識問題,當然也有一些屬於技術上或投資上的問題。
污水作為水資源回用的前提是提供適合於回用的水質,且不造成任何潛在的二次污染。目前隨著水處理技術的發展,能達到一定水質的水處理技術往往不在於其技術上的可能性,而在於經濟上的可行性。因此,常規污水處理工藝的強化、組合及高效、低耗能處理技術的應用,自然能源和廉價資源的開發利用,污水處理和資源回收相結合技術,已成為城市污水資源化技術研究的主流;同時,城市污水再生利用的系統及優化理論、環境風險評價、水質指標及系統管理模式等,也將成為城市污水再生利用研究的重要方面。 四、我國城市污水處理的發展現狀 20世紀80年代中期以來,我國的城市污水排放量開始成倍增長(>500-108m3/a),而相比之下,我國的污水處理率卻增長緩慢,目前還不足10%[3]。近十幾年,我國城市已由解放初期的132座增加至668座,城市人口已佔全國總人口的35%,預計到2010年可上升到47%,按此預測,屆時城市污水量也將達到720-108m3/a。在我國現有的668個城市中,僅有123個城市有307座不同處理等級的城市污水處理廠,其中城市污水二級處理率為10%左右。全國現有17000個建制鎮,絕大多數沒有排水和污水處理設施。國家提出至2000年污水處理率要求達到25%,2010年達到40%。 目前,各地對城市污水的處理考慮較多的是排水管網終端的集中式處理,而對於污水流經整個城市的過程卻缺少控制,尤其是在城市排水系統不健全的地區,致使一些分布於城區的溝渠水體倍受污染,日久天長這些水體也就成了名副其實的臭水。現在一些有條件的地區採取了截污、清淤、引水等治理措施,使水體在感官上有了很大的改善,但同時也破壞了水體的自凈體系和功能,使水體抵抗外界污染的能力減弱。由於我國的城市排水管網較多採用的仍然是合流制管道,雨季時大量污水隨雨水從截污干管的溢流井排入水體,而造成嚴重的污染。可見,只有在城區點源污染和面源污染得到有效控制的前提下,才能全面實現城區的碧水目標。 五、城市污水回用的處理方法 1、補充地下水處理技術:城市污水地下回灌深度處理方法一般為傳統的污水處理方法,廢水處理的程度則取決於回灌的水量與水質、地下水盆地和天然地下水稀釋的可能性、土壤類型、地下水深度、回灌方式、使用前在含水層中的停留時間等。確定深度處理技術需考慮廢水成分、選定技術對特定廢水參數的處理水平、選定地區的土壤滲濾處理效果等因素。土壤滲濾也叫土壤含水層處理,是地下回灌流程中一個重要組成部分,具有簡單、經濟等特點,其費用僅為廠內設備處理達到相同水平所需費用的40%。土壤滲濾凈化機理包括慢速過濾、化學沉降、吸附、離子交換、生物降解、硝化與反硝化以及消毒等。土壤滲濾是地下回灌技術的主要特徵,也是確定深度處理技術最重要的影響因素。污水回用的目的不同,水質標准和污水深度處理的工藝也不同。但要特別注意實現回灌前處理、土壤含水層處理、取水後再處理三者間的合理優化。 2、中水處理工藝 物理處理法--膜濾法:適用於水質變化大的情況。採用這種流程的特點是:裝置緊湊,容易操作,以及受負荷變動的影響小。 膜濾法是在外力的作用下,被分離的溶液以一定的流速沿著濾膜表面流動,溶液中溶劑和低分子量物質、無機離子從高壓側透過濾膜進入低壓側,並作為濾液而排出;而溶液中高分子物質、膠體微粒及微生物等被超濾膜截留,溶液被濃縮並以濃縮形式排出。 我國有使用膜生物反應器處理生活污水的報道,經過110天的運作,均得到穩定而優質的膜過濾出水,符合雜用水水質標准。對COD的去除率可提高15%~30%。並具有較強的抗沖擊負荷能力。一體式膜生物反應器中水處理系統對經預處理後的港口污水的油類去除率均保持在70%-85%。北京一個人口為2.5萬的居民小區採用膜生物反應器的中水處理系統,出水水質明顯高於生物接觸氧化法。 物理化學法:適用於生活污水水質變化較大的情況。一般採用的方法有:砂濾、活性炭吸附、浮選、混凝沉澱等。這種流程的特點是:採用中空纖維超濾器進行處理,技術先進,結構緊湊,佔地少,系統間歇運行,管理簡單。 該法以紫外吸收、臭氧、活性炭吸附相組合為基本方式,與傳統二級處理相比,提高了水質。義大利南部採用了紫外吸收單元給二級出水消毒,當紫外吸收的劑量為160mws/cm2時,大腸菌失去活性,回用水達到義大利的農業回用標准。西班牙水處理廠用過量的臭氧(劑量大於9mg/L)對過濾後的二級出水消毒,再用於農業灌溉。 生物處理法:適用於有機物含量較高的生活污水。一般採用活性污泥法、接觸氧化法、生物轉盤等生物處理方法。或是單獨使用,或是幾種生物處理方法組合使用,如接觸氧化+生物濾池;生物濾池+活性炭吸附;轉盤十砂濾等流程。這種流程具有適應水力負荷變動能力強、產生污泥量少、維護管理容易等優點。 據報道,德國採用活性污泥SBR和生物膜SBR插入到主體活性污泥反應器中脫氮,脫氮率可達90%。日本認為SBR活性污泥工藝是小型廢水處理廠最有前途的工藝,適合在城市地區使用。 3、污水回用於冷卻水系統 (1).微生物問題由於回用污水中的COD和氨、氮含量較高,導致微生物繁殖大幅度增加,產生生物粘泥,因此必須加大殺菌力度。傳統的方法是投加氧化性殺菌劑或直接投加氯氣。氧化型殺生劑的殺菌效果好,一般能解決微生物繁殖問題,具體應用中可根據水質情況決定投加量和投加頻率。 (2).腐蝕問題回用污水的TDS濃度通常比新鮮水高2-5倍,電導率、CI、SO42-都高,PH較低,腐蝕程度大,所以要選擇合適的水質穩定劑來控制回用水對設備的腐蝕。 (3).懸浮物問題二級處理後污水濃度較小,懸浮物主要是一些從生化曝氣池帶出的活性污泥。懸浮物的去除方法有兩個:一是選擇適當的濾料,經過過濾,可以濾除大部分懸浮物,二是加人化學劑,兩種方法的結合可以去除大部分懸浮物。 在探索污水回用於循環水系統的工作中,我國也取得了較好的成績。如大連污水回用示範工程,濟南煉油廠污水回用項目,華能北京熱電廠污水回用實踐等。 4、綠化及景觀用水 (1)綠化用水:採用回用水作為綠化用水,水質應達到用於灌溉的水質標准;在輸水-布水系統中余氯的含量不低於0.5mg/L或更高,以清除嗅味、黏膜及細菌;採用噴灌,SS應小於30mg/l,以防噴頭堵塞。 (2)景觀用水:採用再生污水用做景觀用水,需要脫氯,以保護水生動物。再生水應清澈、無毒、無嗅,應去除營養物,以避免藻類繁殖。水中不含有致病菌。 5、增加河流流量: 6、污水用於農田灌溉:
六、城市污水回用的經濟、環境效益 1、城市污水回用的經濟效益 城市污水回用與開發其他水源相比在經濟上的優勢:①比遠距離引水便宜。其基建投資只相當於從30公里外引水,而我國水資源分布不均衡,對於西北部貧水的城市,如果從東南部水資源豐富的地區引水,引水距離至少為上百公里,甚至達到上千公里,工程是十分浩大的。②比海水淡化經濟。城市污水所含雜質少於0.l%,而且可用深度處理方法加以去除,而海水則含有3.5%的溶解鹽和大量有機物,其雜質含量為污水二級處理出水的35倍以上。③不僅節約了寶貴的水資源,而且節約了排污費用。目前,大部分城市污水都是直接排放人江河湖泊,不僅污染環境,而且國家要收取相應的排污費(新鮮水費為1.12元/m3,排污水費為0.15元/m3),這對於城市的發展來說也是不小的負擔。以一個年產2萬噸合成氨廠為例,使用處理後的污水作為循環冷卻水及其他上藝用水,每年可節水300萬m3,減少排污費24萬元,直接經濟效益100萬元。再以南方某煉油廠為例,採用處理後污水作循環冷卻水,可節約新鮮水32萬m3/a,減少排污32萬m3/a,兩項節約費用40.6萬元/a,除去投資費用每年可獲經濟效益20.6萬元/a。 2、城市污水回用的環境效益 城市污水回用開辟了第二水源,減少了城市新鮮水的取用量,減輕了城市供水不足的壓力和負擔,緩解了供需矛盾。這對缺水城市意義更為重大。城市污水處理後的回用,減少了污水排放量:一是減輕了對水體的污染,並能使部分被污染的水逐漸更新復活;二是減少了治理環境污染的投資。節水效益明顯,城市污水量大且集中,如果很好地推廣使用污水回用技術,可以節省大量水質要求不高的用水消耗量。相比較於海水淡化、遠距離調水,城市污水回用有著它們無法相比的環境效益;而且就目前的技術水平而言,海水淡化、遠距離調水以及地下水開采也都存在著一定的不足,這也凸顯出城市污水回用的優勢。 七、城市污水回用存在的問題和展望 1、缺乏對污水再生利用的系統規劃 目前我國尚未建立城市污水再生利用規劃指標體系。在城市建設總體規劃中,雖然進行了城市的供水及排水規劃,但在水資源的綜合利用方面缺乏統一的規劃,尤其是城市污水再生利用規劃,這勢必會造成重復建設和決策失誤。因此,城市污水再生利用應納入城市總體規劃以及城市水資源合理分配與開發利用計劃,在綜合平衡、科學論證的基礎上,針對城市實際情況進行總體規劃,確定其應有的位置和作用。在再生水水質、使用用途、處理程度、處理流程、輸水方式的選擇上,要綜合平衡、遠近結合,既要滿足功能要求和用水水質需求,又要因地制宜、經濟合理。過高的目標與要求,將可能適得其反。 2、城市污水收集與處理設施建設嚴重滯後 城市污水的收集與處理是城市污水再生利用的重要前提條件,目前我國的城市污水管網建設嚴重滯後於城市發展,二級生物處理率不到15%。因此,強化城市污水管網與污水處理工程設施的建設是推動城市污水再生利用的關鍵。 不少地方政府對污水再生利用的認識不夠,在缺水時優先考慮的是調水,而且絕大多數城市污水處理廠的規劃、設計與建設目標是達標排放,往往沒有考慮污水的大規模再生利用。因此,今後城市污水處理廠的建設,既要滿足區域水污染控制要求與相應的排放標准,也要考慮城市污水的再生利用需求。在某些地區,可以通過開展城市污水再生利用工作來促進污水收集與處理工程的建設與完善。 3、城市污水再生利用技術相對落後 城市污水再生利用事業的發展必須依靠科技進步,從始至終都要有新技術、高技術的保證和支持。目前我國城市污水再生利用技術和設備的開發難以滿足快速增長的再生利用工程建設和運行管理的需求,今後城市污水再生利用的技術發展應著重於已有技術的集成化、綜合整合、產業化和工程化,需要對已有技術不斷改進和更新,加強新工藝、新流程、新技術和設備產品的研究、開發和推廣應用,並注重示範性工程的研究和建設。通過工程化和生產性測試,著重解決城市污水再生利用於農業、生態、市政和工業中的水質凈化技術、水質穩定技術、水質保障技術、安全用水技術、工程技術、運行管理技術和成套技術設備問題。 4、 相關法規和政策不夠完善 城市污水再生利用需要健全的法制保障和全面的統一管理。而我國城市污水再生利用的法規和政策還需要完善。例如:要求新建居住區和集中公共建築區在編制各項市政專業規劃時,必須同時編制污水再生回用規劃,污水再生回用工程應與其他工程同步設計、同步施工、同步驗收;在城市道路的市政管線中,必須預留再生水管道的位置,有條件的路段應預埋再生水管;要求在城市各項用水中能夠使用再生水的(如綠化、道路澆灑)必須使用再生水;制訂鼓勵城市污水再生利用工程建設與運營的管理政策和經濟政策,採取行之有效的鼓勵政策和行政管理手段,促進工、農業生產部門和市政用水部門積極使用再生水。在城市污水再生利用工程的可行性研究、立項、設計、建設或改造中,要建立相應的規范和再生水水質標准,改革管理體制和服務體系,在衛生安全、生產過程、產品質量等方面,保障每一個再生水使用單位享有免受不良影響的基本權益。 長期以來,由於自來水水價低,而質量相對較差的再生水則凈化成本高、價格也比自來水高,造成工廠企業寧可使用物美價廉的自來水而不願意使用再生水,導致再生水無人問津的尷尬局面。另外,城市污水處理廠因沒有效益而加重了地方的財政負擔。因此,國家及城市有關管理部門要積極推動現行水價政策的改革,建立合理的用水價格體系以及污水處理與再生利用價格體系,要實行按(水)質定價,將各種水源的供水價格差距拉開,尤其是再生水與自來水之間應有較大的價差,使水資源的利用趨向結構合理。 八、結語 城市污水的資源化應該建立在水的良性社會循環的基礎上,這對水資源的可持續性開發和再生利用至關重要。不僅可以節約大量的新鮮水,而且可以降低排污水對環境的污染,可謂經濟效益、社會效益雙豐收。結合我國國情對城市污水再生利用模式進行探討,旨在尋求適合我國經濟和社會發展的水污染控制及水資源再生利用的良好模式。隨著我國西部開發及北部缺水地區城市發展戰略的實施,將會推動我國城市污水資源化研究的進展,逐步形成和完善與我國國情相適應的水資源良性社會循環體系,實現城市與水資源開發利用的可持續發展。相信只要大家都樹立起節水意識,減少污水排放,提高污水回用率,就一定能緩解我國水資源短缺的問題,使城市污水這一危害環境的殺手,變成造福人民的寶貴資源。我們期待的一個大更藍,水更清美好家園一定會實現。
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Ⅳ 鋼鐵生產廢水處理與回用設計

鑒於鋼鐵生產企業對水資源的需求量大以及我州絕國面臨著水資源匱乏的情況,需要最大限度的減少鋼鐵生產的取水量,進而降低新水的消耗,真正的實現節能減排,這就需要加強對廢水的處理和回用。在鋼鐵生產企業中,藉助一定的工藝,結合企業的生產特點和實際情況,對廢水進行合理的處理和回用,進而減少消耗和污染,實現鋼鐵生產企業經濟效益和環境效益的統一,真正的促進鋼鐵生產企業的可持續發展。
一、鋼鐵生產企業的廢水特徵
鋼鐵生產企業包括多個部門,如原料廠、燒結球團廠、焦化廠、煉鐵廠、煉鋼廠、軋鋼廠、機修動力廠等分廠,其中直接循環冷卻水和間接循環冷卻水強制排污水占生產排水的大部分,並且呈現出懸浮物和鹽分含量大的特點,其污染物主要是懸浮物、硬物和油。
在鋼鐵生產企業的廢水中加入混凝劑、助凝劑和石灰等材料後,可以通過沉澱和過濾等物化處理手段,除去廢水中的浮油以及懸浮物等,進而滿足進行回用的要求,可以進行廁所的沖刷、車間地面的清洗以及綠化等。就當前鋼鐵生產企業的廢水處理技術而言,應用的是分流制排水系統,不同水質的廢水經過不同的渠道,採用不同的處理工藝,提高了廢水處理的效率。鋼鐵生產企業的廢水排量大,會導致調節池容積的增加,這勢必會增加土建費用,與此同時對於溶解性有機物含量高的廢水,即使經過處理後也難以達到回收利用的標准。此外,在廢水的處理中,會混入有機污染物,進而導致了藻類植物在構築物中的繁殖,這就需要藉助更多含量的石灰葯量,增加了廢水處理的成本。
可見,鋼鐵生產企業的排放廢水量大,並且廢水水質差,在進行廢水的處理和回用方面面臨著較大的困境,需要採取有效的措施,對廢水的處理和回用系統進行設計改進,進而滿足鋼鐵生產企業對廢水處理的需求,進而推動鋼鐵生產企業的可持續發展。
二、鋼鐵生產廢水處理與回用設計的工藝流程
鋼鐵生產企業的廢水排放量大,從節約用水、保護環境以及減少廢水排放等方面綜合考慮,需要對生產的廢水進行回用和處理,提高廢水的質量,保證達到一定的水質指標,實現鋼鐵生產企業經濟效益和環境效益的有效結合。
在對鋼鐵生產企業的廢水進行處理和回用時,要以企業的廢水排放量、水質的特徵以及回用水水質的標准設計系統,按照一定的工藝流程進行。鑒於鋼鐵生產企業的廢培跡宏水中多是浮油和懸浮物,需要藉助物化處理方法,通過利用石灰法混凝、沉澱、過濾來完成廢水的處理和回用,不僅大大的提高了廢水處理的效果,並節約的了生產成本,提高了鋼鐵生產企業的經濟效益和環境效益,其工藝流程圖如下:
鋼鐵生產企業的廢水先經過收集網後被送到廢水處理廠,在粗格柵的作用下去除其中的較大顆粒的固體以及垃圾,這樣可以避免後續配冊工藝設備產生阻塞的現象。經過初步處理的廢水進入調節池中,然後調節池將在加入一定的葯劑以後將廢水輸送到細格柵,經過進一步的過濾後自流到曝氣除油沉砂池,在壓縮空氣攪拌作用下,進行砂水油的分離。同時在除油沉砂池內經常設置刮油刮渣機以及吸砂泵,用於除去水中無機顆粒的沉澱物,進而提高去油的效率,並且大大減少了固體顆粒對後續設備的磨損。下一個環節是進入混凝反應配水池,藉助石灰乳和聚鐵溶液進行化學反應,用於去除廢水中的鹼度以及部分硬度,並且可以起到一定的殺菌消毒作用,避免藻類植物的繁衍,這一環節中壓注意石灰的投入量控制。經過混凝反應後的廢水進入高效沉澱池,池採用絮凝反應池與沉澱池合建模式,在絮凝反應池中投加聚合物電介質,並從沉澱池迴流活性泥渣,通過吸附架橋作用,使細小的礬花變大,以利於懸浮物顆粒沉澱去除。
在經過以上工藝處理的廢水一般都能達到回用水質的要求,對於達不到要求的廢水需要經過過濾,進而降低水濁度,應用最為廣泛的是深層過濾技術,是在利用均質級配濾料的基礎上,保證一定的過濾水位,並提高濾床的深度和濾池的納污能力,大大地提高了水的質量,滿足鋼鐵生產的需求。
三、鋼鐵生產企業污水處理和回用系統
為了更好的發揮鋼鐵生產企業的污水處理和回用系統的效果,需要對各個子系統的作用和重要的工藝參數進行合理的把握,進而保證處理後的水能夠滿足回用水水質標準的要求。
(一)對廢水的預處理
為了去除廢水中的浮渣、浮油和沉砂,需要對廢水進行預處理,在提高浮油去除效率的同時,還對後期處理中的設備和構築物起到了很大的保護作用。在對廢水進行預處理時需要藉助一定的設備,如廢水進水井、粗格柵、調節水池、提升泵站、細格柵、曝氣除油沉砂池等。廢水進水井主要用於對廢水進行匯集,並對廢水的PH值進行監控。而粗格柵是調節池中除去水中較大漂浮物的主要設備,在運作中需要工作人員進行定期的清理清運。調節水池是為了減小廢水流動的波動,並且保證污水均質同時保證下游的污水流量變化控制在最小的范圍內。提升泵站是藉助自動調節閥實現對流量的自動調節,並最大限度的減少水量對沉澱池的沖擊。細格柵同粗格柵一樣,都是用於去除水中的固體雜質,前者可以進一步提高污水的質量。由於鋼鐵生產企業的廢水含油量較大,需要藉助曝氣除油沉砂池,降低其含油量並減少對後續工作設備的磨損,為後期的廢水處理和回用創造了有力的條件。
(二)混凝沉澱
混凝沉澱工藝由1座前混凝配水構築物、3座絮凝反應高效沉澱池與1座後混凝反應池組成,主要是藉助一定用量的葯劑投入到污水中產生化學反應,進而提升水的質量,滿足回用的要求。在對廢水進行污水沉澱凝固時,需要加強對廢水水質的研究,並就不同水質進行分流處理,進而為試劑的使用量提供參數依據,減少資金的投入,提高鋼鐵生產企業的經濟效益。
(三)對廢水的過濾
在經過高效沉澱處理後的水,需要加入一定的酸來調節其鹼度,這就需要進行進一步的處理,利用高速砂濾池,保證水質滿足回用水質的標准,並且首先要對反洗水量進行控制,然後利用清水池進行加壓後方可回收利用。在系統的設計中,可以實現過濾的自動控制,並,採用PLC調節濾後出水閥開啟度控制濾池過濾水位保持恆定值實現,進而保證水流均勻地通過濾料層,大大的提高了過濾的效果。
此外,在對鋼鐵廢水進行處理以後,還要實現對廢水的回用,同時還需要將廢水的雜質進行清運處理,避免對環境的污染和破壞,真正的使鋼鐵生產企業的廢水處理進入良性循環。
結束語:
為了實現鋼鐵生產企業的可持續發展和順應科學發展觀的要求,需要建立鋼鐵生產企業的廢水處理和回用系統,利用先進的工藝,加強對廢水的處理,以便其滿足回用水的指標,進而實現鋼鐵生產企業經濟效益和環境效益的統一,為鋼鐵生產企業的發展指明方向。
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Ⅳ 基於市政污水處理及回用問題略述

污水的資源化、污水的再生和利用既提高了水的利用率,又有效地保護了水環境,有利於實現城市水系統的健康、良性循環,從長遠來看,這將是有效地解決我國水資源短缺和水環境惡化問題的優化途徑。如何在滿足規定的各種技術條件下,優化污水處理,發展污水再生回用事業並合理利用污泥,是一個重要課題。本文就此提出了一些自己的觀點,望同行參考借鑒。
前言
隨著城市化的加快和經濟建設的發展,城市污水排放量迅速增長,大量未經處理的城市污水任意排放,不僅造成水環境的污染,更加劇了水資源的緊張,同時制約了城市經濟的發展,危害人民身體健康。而經過凈化的污水可以作為一種再生的水資源,具有量大、集中、水質和水量都較穩定的特點,能夠用於農業、工業和市政用水,不僅可以緩解城市水資源的供需矛盾,而且還可減少對水環境的污染。
一、工業廢水處理的特點分析
工業廢水處理的特點是:針對性強,技術變化多。主要技術有隔油、氣浮、混凝、沉澱、重力過濾和膜過濾、活性炭吸附、臭氧氧化、離子交換、電解、電滲析、反滲透等專用技術來分離減少工業廢水中的油、色、重金屬、有毒有害物質,在工業廢水治理中也常常用到水解酸化、接觸氧化、表面曝氣、純氧曝氣、厭氧和好氧活性污泥法等生化技術。由於工業廢水處理設施一般規模小殲睜旁、技術性強,工藝組合靈活,結構通常為鋼制,即使內部管線穿插較多,運行維護也不太困難。工業廢水處理在技術上是與城市污水處理類同的,但是如果把工業廢水處理設施的設計思路簡單地套用在城市污水處理工程中會帶來很多預想不到的問題。城市污水處理廠的特點是規模大、佔地大、設施尺寸大、單元多,處理設施通常為鋼筋混凝土結構,因此相應地要求整體工藝構成要簡單,單體設施構成也要簡化,盡量減少管線穿插和復雜結構,以便減少全廠設施設備的維修管理總量。正因為城市污水處理設施規模大,投入多,它的結構堅固簡單,使用年限長,規模效益好,單位處理成本較低,運行效果比較穩定,在環境治理上發揮的作用突出,因此一經確定要搞城市污水處理工程時,要根據城市污水處理工程的特點,借鑒他人的經驗與技術,慎重選擇工藝、考慮方案,即:整體工藝構成要簡單,單體設施構成要簡化,便於維護,便於運行,能耗盡可能低,佔地盡可能省,運行效果要穩定。
二、水污染控制的發展分析
隨著社會的發展和人們環境意識的增強,我國水早肆污染控制經歷了由單一污染源的治理、污染物濃度達標排放到區域污染綜合防治、以環境容量為依據的污染物排放總量控制的兩個階段。在氏橡過去的幾十年中,由於我國的污染防治工作一直擺脫不了點源治理、達標排放、三同時和誰污染、誰治理的政策,實際結果並不理想。據國家環保總局對我國5556套工業廢水處理設施調查結果表明,三個效率(污染治理設施的運行率、設備利用率、污染物去除率)較好的僅占運行設施總數的35.7%,其污染物去除率達到設計能力的只有50%,總體有效投資只佔全部處理設施總投資的31.3%,只有不足1/3的設備發揮作用。由此可見原有污水處理系統的規劃、設計、思想原則中存在不少問題,已不再適應當前我國經濟發展和環境保護的要求。
三、水處理及其回用問題分析
在污水深度處理、超深度處理、污水再生回用已經實用化了的今天,城市總體規劃與給水排水系統規劃都應當重新考慮,將污水的再生和回用放到重要位置上來。21世紀排水系統的定位應從以前的防澇減災、防污減災逐步轉向污水的資源化,從而恢復健康水循環和良好水環境,維系水資源可持續利用。
1、污水處理廠的規模、數目與選址。污水處理廠設計應進行近期及遠期規模的研究,以合理確定工程分期。以遠期規模做為污水處理廠選址的依據,其選址用地條件應滿足遠期處理用地的需要,以利於工程的擴建。對中小城市污水處理廠,近期建設規模不宜過大。按照傳統規劃方法,污水處理廠廠址一般盡可能地安放在各河系下游、城市郊區,但是這種系統布局使污水廠距離再生水用戶較遠,需鋪設的回用水管網費用相應增加,不利於污水的資源化。因此,在確定污水處理廠廠址時,還應對再生水的用戶進行調查分析(城市中的自然水面、小河、綠地和工業再生水用戶),並根據回用水的需求,在城市中適當位置設置污水凈化廠(再生水廠),收集附近區域的城市污水,根據回用水質要求加以處理之後就近回用。因此,城市污水廠的數目不應拘泥於傳統經驗,而應該依據城市實際中水回用的需要在適當位置建設合適規模的污水處理廠,使得整個城市形成大、中、小,近、遠期相結合的污水處理廠布局規劃。這樣,既有利於污水回用,又減輕了城市排水管網系統的負擔,易於實現分期建設,符合我國當前國情。
2、處理工藝。污水處理的方法較多,按照不同的分類標准可以分成不同的工藝流程。因此應該根據污水水質和回用水水質的要求,對水處理單元進行多種組合,通過技術經濟比較來選擇出經濟可行的污水處理流程。污水處理廠的設計進水水質,應在市區選擇幾個有代表性的排污口,定期實測其水質水量,採用加權平均確定其現狀水質濃度,以此為基礎,結合其它監測資料並考慮一定餘地,確定設計進水水質。因不同城市產業結構的差異,切忌簡單類比。這就要求在確定工藝流程的時候增加對該廠附近地區污水再生水需求情況的調查,以便對處理工藝進行適當的延長和完善,即可滿足污水回用水質的要求。隨著環境及法規的壓力,城市污水處理廠普遍採用二級生物處理工藝,在生物法中,有活性污泥法和生物膜法兩大類,活性污泥法因其處理效率高,在城市污水處理廠得到廣泛應用。另外,在排水管網為合流制的條件下,進入污水處理廠的污水流量雨天是晴天的2-4倍,當出現雨水沖擊負荷時,大量活性污泥從曝氣池轉移至二沉池,並造成污泥流失。改進型Orbal氧化溝工藝和SBR工藝可解決上述問題並使有機物得到有效降解。
3、污水回用。我國屬世界12個貧水國家之一,人均水資源佔有量僅2400m3,尤其北方地區人均水資源佔有量僅200-400m3,水資源的緊缺狀況在一定程度上限制了工農業生產和城市的發展,許多城市不得不到幾十公里以外開辟水源,其投資在1000元/m3以上,制水成本高達1.0元/m3以上。相比之下,城市污水處理廠二級處理的尾水,是一種穩定的水資源,經過處理後可做為工業冷卻洗滌用水、市政雜用水及城市河道湖面的景觀用水,其投資約200-300元/m3,制水成本在0.30元/m3左右。大部分城市工業用水量約占總用水量的50%-70%以上,其中冷卻、洗滌等用水量大但水質要求不高。在城市污水處理廠設計中,應研究污水回用的可能性,調查研究回用對象及水質要求,並結合回用水水質要求進行污水處理工藝選擇,進行廠區總平面布置時,應考慮污水回用的處理用地。在規劃中還應該引起注意的是應妥善處理和處置城市污水處理廠產生的大量污泥,避免產生二次污染,危害城市環境。目前較多的是將污泥填埋,這不但需要大量的土地,而且廢棄了大量污泥資源。因此污泥處置的最終出路應該是作為農業肥料充分利用污泥中富含的N,P,K等營養物質,既可避免污染,又可創造經濟效益。目前我國投入到污水廠建設的資金較為有限,要在全國范圍內普遍地實現污水資源化還需要一個認識過程,但是必須注意到這將是解決我國水問題的有效途徑。
四、結語
在回用經處理的城市污水時,應注意其使用的安全性,對可能與人體接觸的各種用水的安全性必須給予充分重視,不同用途的水應採用不同的處理工藝。對於接入居民住戶的回用水管線,可能存在用戶擅自改動管道,將其與自來水串接,也可能誤將回用水直接用於生活用水,或因管理體制不健全,一些人對回用水進行不法應用而危害他人健康。因此,回用水管線必須有明顯標識,並制定相應的施工、改接管理辦法,對與人體有直接接觸的各種用水,衛生防疫部門應制定有關辦法。同時要通過各種媒體宣傳回用水的積極意義。
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Ⅶ 高碑店污水處理廠回用方案研究

北京位於華北平原的北端,地處中國水資源十分貧乏的北方,是一個嚴重缺水的城市。北京人均佔有水資源量僅300m3左右,為全國人均水資源佔有量的1/8,世界人均水資源量的1/32。平水年水資源量約42億m3,其中地下水24億m3,地表水18億m3,枯水年水資源約33億m3。目前年用水量已達到平水年水資源量。迄今為止,地下水已嚴重超采,市區范圍內形成了1000多km2的漏斗區,地下水位連年下降,為此對地下水已經限采。
根據北京市國民經濟和社會發展遠景目標綱要和城市總體規劃,對北京市生活、工業、農業和城市河湖環境需水量進行預測,2020年全市需水量將達到60多億m3,年缺水約20億m3。因此,城市水資源供需不平衡和水資源短缺已成為制約北京社會經濟發展的重要因素。為了實現北京市國民經濟可持續發展戰略,緩解北京市面臨的21世紀城市發展和可利用水資源的矛盾,北京市政府決定開發城市污水資源作為城市第二水源。高碑店污水處理廠污水回用工程於1999年列入北京市政府《關於北京市環境污染治理目標與對策》(京政辦函〔1999〕)十大研究課題中,1999年3月至8月完成該項目的前期研究工作並完成了可行性研究,1999年10月完成項目立項和審批;2000年1月完成該工程的初步設計和審批工作,2月完成施工圖設計,4月開始施工,目前該工程施工已基本完成,預計今年上半年將正式啟用。該工程是將高碑店污水處理廠二級出水提升用於河道取水的工業用水,替代清潔水源、改善河道景觀,並將部分二級出水經深度處理後用於市政雜用(如道路噴灑、綠地澆灌等),替代自來水,達到城市污水資源化和改善河道水質的目的。回用水涉及的區域范圍,東至公路一環,西至西三環,南至南四環,北至長安街。地區面積為141km2。回用水用戶涉及到工業、公園綠化和河湖補水、道路噴灑等。本文主要分析該工程的技術方案和研究成果。
高碑店污水處理廠情況
高碑店污水處理廠是目前我國最大的污水處理廠,一期工程於1993年10月24日竣工投產,一期工程處理能力50萬m3/d。二期工程於1999年年底竣工投產。目前處理能力為100萬m3/d。高碑店污水處理廠污水系統流域面積96平方公里,服務人口240萬人,匯集北京市南部城區的大部分生活污水、東郊工業區、使館區和化工路的全部污水。該處理廠採用前置缺氧段活性污泥法工藝,即在推流式曝氣池前設置缺氧段,其目的是改善污泥性質,防止污泥膨脹。目前高碑店污水處理廠二級出水直接排入通惠河下游,除每年約5500萬m3用於農業灌溉外,剩餘的處理水每年超過3億m3沒有得到利用,根據我們對該廠出水的幾次實測和該廠提供的1999年出水水質分析結果,其出水達到設計要求,出水水質水量穩定,其二級出水多數參數已接近相關的回用水水質標准.但高碑店污水處理廠二級出水中氨氮和磷的含量還偏高,主要是該廠立項較早,當時在國家城市污水處理廠排放標准中還沒有除氮脫磷的要求。因此該廠一期處理工藝中未設除磷脫氮設施。
可能應用對象分析
潛在工業用戶高碑店污水處理廠內部用水高碑店污水處理廠已建規模為1萬m3/d的廠內回用水工程,主要用於污泥脫水沖洗濾布、檢修、噴灑、澆灑綠地、洗車用水水源等,該用水應優先保證。華能熱電廠華能熱電廠位於高碑店污水處理廠對面。高碑店污水處理廠至華能熱電廠之間鋪設了兩條直徑800mm的管道,同時該廠內部的深度處理站也已經建成。華能熱電廠提供的最新數據表明,該廠現計劃四台機組冷卻補水全部使用高碑店污水處理廠二級出水作為水源,並通過本廠深度處理站處理後再利用,以保證冷卻水水質。該廠實際可利用高碑店污水處理廠二級出水為7.68萬m3/d,該用水應優先保證。北京市第一熱電廠北京市第一熱電廠是一座高溫高壓熱電廠,位於通惠河北側,距離高碑店污水處理廠僅幾公里。該廠共有循環泵4台,每台循環水量為4.15 立方米/秒,循環泵房設在通惠河北岸,冷卻水是開放式循環,正常生產情況下有三台泵運行,所需水量約12 m3/s(即104萬m3/d)。其補水量約26 - 34.6萬m3/d,平均補水量30.3萬m3/d。考慮到目前河道水質現況,為保持河道水質上游仍需來水,北京市第二熱電廠部分慣流退水仍能用於第一熱電廠,在近期方案中第一熱電廠回用高碑店污水處理廠處理水用水量僅考慮為20萬m3/d。在遠期工程方案中,第二熱電廠採用封閉式循環冷卻方式運轉,耗水量將大大減少,第二熱電廠不再有慣流退水供第一熱電廠使用。因此,在遠期工程方案中第一熱電廠回用高碑店污水處理廠處理水用水量將在近期方案規模基礎上擴大10萬m3/d。北京市水源六廠北京市水源六廠距高碑店污水處理廠僅幾公里,此廠是為工業提供用水的河水廠,廠內建有規模為17萬m3/d的深度處理設施。而1998水源六廠供水情況僅為4.7萬m3/d,其中化工實驗廠1.5萬m3/d,有機化工廠0.6萬m3/d,化工二廠0.7萬m3/d,蒸汽廠0.3萬m3/d,焦化廠1.6萬m3/d。該廠進水取自通惠河。高碑店污水處理廠二級出水可直接供水源六廠使用。在近期方案中,東郊工業區和焦化廠利用高碑店污水處理廠處理水的水量為5萬m3/d,市政雜用水5萬m3/d。在遠期方案中,水源六廠再擴大7萬m3/d。通州工廠用水通州距高碑店污水處理廠約八公里。通州現有工廠120多家,包括化工、機械、紡織、造紙和食品等行業,用水量較大的工廠有造紙七廠、東方化工廠、通州氮肥廠和北京日用化學二廠等。通州的工廠共可使用再利用水量7萬m3/d。市政雜用水城市雜用用水在北京市污水綜合利用研究中一直未引起人們的重視,本研究中我們調查了沿通惠河、南護城河主要公園綠化面積、城市綠化、城市道路的噴灑用水量等,並多次走訪了市園林和環衛管理部門,具體調查結果如下:3.2.1 公園綠化及河湖用水沿河道主要公園有龍潭湖公園、北京游樂園、天壇公園、陶然亭公園、大觀園和萬壽公園,主要公園合計面積約267萬m2,公園綠化用水量約0.534萬m3/d。除外,上述公園河湖補水用水約2.3萬m3/d,沖廁用水約460 m3/d。所以主要公園總用水量約2.88萬m3/d。城市綠化用水在回用水供水范圍內有多處城市集中綠地,由於位置較為分散,在目前狀況下很難嚴格計算出回用於城市綠化的水量。故重點考慮集中在道路兩旁隔離帶和沿河道兩岸較集中的綠地,按北京市總體規劃估算城市綠化用水量約0.2萬m3/d 。道路路面噴灑用水據北京市規劃路網指標,其主幹路和次幹路的道路面積約5868萬平方米。目前可噴灑3389萬平方米,目前城市道路噴灑由市和區環衛部門負責,水源全部為自來水,取水點為固定的自來水消火栓。但按環衛部門道路噴灑水車取水半徑,並非所有可噴灑道路都能用高碑店污水處理廠處理水來代替。在方案中,城市雜用水將在水源六廠進行深度處理,深度處理後的出水用管道自水源六廠沿護城河輸送到西便門和廣安門。若在原有水源六廠供水管網中加設取水口,則可用高碑店污水處理廠處理水來噴灑的道路東至公路一環,西至西三環以西,東西長約23.5km。按環衛部門道路噴灑水車取水半徑3km計,南北長可達6km,可噴灑的地區面積為141km2。按北京市城市規劃設計研究院1992年《北京市總體規劃》研究成果,公路一環內道路用地率在1991年前為3.82%,到2010年將達13.43%。若在近期方案中道路用地率按10%計,則用高碑店污水處理廠處理水噴灑道路面積約14.1km2,根據環衛部門提供的噴灑道路的用水指標,每立方米水可噴灑2500 m2道路面積,則一天一次噴灑道路的需水量為0.564萬m3/d。目前北京市許多路面一天噴灑兩次。按市政府治理大氣環境污染,減少城市空氣灰塵量的要求,未來北京市路面噴灑要求達到一天三次。為此,在近期方案中按每天噴灑道路兩次考慮,則需水量約為1.13萬m3/d。近期方案市政雜用水規模上述市政雜用水合計約4.21萬m3/d,其中城市綠化及道路噴灑用水量為1.33萬m3/d;公園用水為2.88萬m3/d。考慮到不可預見水量和管網漏失率,近期方案中市政雜用水規模為5萬m3/d。3.3 農業灌溉用水高碑店污水處理廠農業灌溉區包括東南郊、朝陽、雙橋和通州四個灌區,分布在朝陽和通州通惠河兩岸的14個鄉和2個農場,現況灌溉面積20.21萬畝。農作物以糧、菜為主,其中糧田面積16.9萬畝,佔83%;菜田面積1.72萬畝,佔9%;林果及其它作物面積1.59萬畝,佔8%。農業灌溉需用水量約48萬m3/d,目前從官廳和密雲兩大水庫供給指標水及工業退水水量約10萬m3/d,採用地下水約19萬m3/d,從通惠河取水水量約19萬m3/d。高碑店閘下遊河道補水通惠河下游高碑店閘至北運河蒸發滲漏、一年八次換水和河道兩側綠化需水量約3.6萬m3/d。
回用技術方案
用戶用水優化分配
高碑店污水處理廠處理水優先保證廠內回用水1萬m3/d、華能熱電廠冷卻用水7.68萬m3/d、市政雜用水5萬m3/d、通過水源六廠供東郊工業區和焦化廠用水量5萬m3/d和第一熱電廠20萬m3/d,共計38.68萬m3/d。在遠期工程實施前,剩餘的高碑店污水處理廠處理水除用於高碑店閘至北運河兩側綠化和河道補水3.6萬m3/d外,還可以用於農業灌溉48萬m3/d,最後用於通州工廠7萬m3/d,總計97.28萬m3/d。在遠期工程方案實施後,第一熱電廠擴大用水量10萬m3/d,水源六廠擴大用水量7萬m3/d;剩餘的高碑店污水處理廠處理水用於高碑店閘至北運河兩側綠化和河道補水3.6萬m3/d、農業灌溉40.72萬m3/d,總計100萬m3/d。工程規模本工程方案主要考慮高碑店閘上游的回用水用戶,通過近期工程方案實施後才能利用高牌店污水處理廠處理水的用戶對象為:第一熱電廠20萬m3/d,市政雜用水5萬m3/d,通過水源六廠供東郊工業區和焦化廠用水量5萬m3/d。因此,近期工程方案規模為30萬m3/d。遠期工程方案規模將由近期工程方案規模30萬m3/d擴大到47萬m3/d。主要增加的用戶對象為:第一熱電廠用水規模擴大10萬m3/d,水源六廠擴大用水量7萬m3/d。工程方案高碑店污水處理廠二沉池出水經新建泵站(規模47萬m3/d)提升後用兩條管道分別輸送到高碑店湖(規模30萬m3/d)和水源六廠(規模17萬m3/d)。送至高碑店湖的處理水供北京第一熱電廠用水;送至水源六廠的處理水在該廠進行深度處理後,一部分通過水源六廠現有供水系統供給東郊工業區和焦化廠;一部分通過新建管道輸送到西便門和東便門。在水源六廠現有供水管道和新建管道沿線設取水口,供市政雜用取水。
回用水水質技術保障措施
高碑店污水處理廠改造由於高碑店污水處理廠出水中氮和磷的含量較高會直接影響回用水水質,必須對該廠進行技術改造,進一步提高該廠出水水質。2000年5月完成了該廠改造工程可行性研究。改造規模為50萬m3/d,即對高碑店污水處理廠一期工程(50萬m3/d)進行改造。該改造工程分兩步進行。第一步改造後使出水水質優於目前第一熱電廠冷卻水取水水源高碑店湖的水質,出水中BOD、COD、總磷和氨氮分別達到10mg/l、40mg/l、1mg/l和10mg/l。第二步改造使該廠50萬m3/d滿足高碑店湖Ⅳ類水體的水質要求。主要改造工作量包括曝氣池改造和污泥處理系統的改造。原曝氣池為1/12為厭氧區,其餘為好氧區,改造後將原池2/9為缺氧區及厭氧區(水力停留時間共為2h),其中進水端分出一停留時間為15min的強化吸附區。其餘仍為好氧區(水力停留時間7.25h)。原污泥系統中剩餘污泥泵入初沉池,其混合污泥再進污泥濃縮池濃縮後消化脫水,因濃縮污泥池停留時間太長(3d),處於厭氧狀態,磷又被釋放出來,通過上清液回到污水中,因此達不到除磷的目的。改造後,原有濃縮池改為濃縮酸化池,濃縮酸化池上清液做為碳源排入水處理系統;將消化池上清液和脫水機濾液及沖洗水收集後進行化學除磷。目前高碑店污水處理廠改造方案正在審批過程中,市政府將對改造工程單獨立項,其投資(約2511萬元)也不列入污水回用工程。深度處理措施高碑店污水處理廠二級出水水質水量穩定,達到設計要求,但還不能滿足市政雜用水標准,而綠化用水和道路噴灑等市政雜用水水質對人類健康和城市環境會產生影響,因此,市政雜用水必須在回用前進行深度處理,以滿足相應標准。在方案確定中通過不同廠址比較,將深度處理選擇在水源六廠。水源六廠現有日處理能力17萬m3/d的深度處理設施,主要採用機械加速澄清、砂濾和消毒等工藝處理過程。根據該廠提供的出水水質,其出水可滿足相應用戶要求。由於北京市工業結構的調整,目前該廠平均實際供水量不足5萬m3/d,尚有12萬m3/d處理能力沒有得到利用。另外,水源六廠離市政雜用水用戶較近,市政雜用水深度處理設在水源六廠利用其剩餘處理能力,可滿足市政雜用水近、遠期規模需求,在該廠深度處理後的水質能滿足市政雜用水水質要求。
主要工程內容和投資
本工程總投資33668萬元(不包括高碑店污水處理廠改造費用),其中征地拆遷費10000萬元,工程費用為19260萬元,工程建設內容主要為:(1)高碑店污水處理廠內47萬m3/d的泵站一座。(2)高碑店污水處理廠至高碑店湖輸水管:DN1800mm,長1480m。(3)高碑店污水處理廠至水源六廠管道:DN1400mm,長4766m。(4)市政雜用水配水管:DN1200mm,長6791m;DN1000mm,長1431m;DN800mm,長4615m;DN600mm,長2845m;D=500mm,長2880m。(5)水源六廠改造:包括蓄水池清淤和護砌、污泥池擴建、水泵改造、進出水口的改造、增加自控和電氣設備等。園林供水支線管道。
工程經濟效益分析
本工程總投資33668萬元,其中10000萬元為政府撥款,其餘為貸款(公司融資)。在考慮污水資源費0.20元/m3和水源六廠原有資產成本與利稅0.73元/m3的條件下,水價計算分析結果為:第一熱電廠用水水價0.31元/m3,市政雜用用水水價1.92元/m3,東郊工業區用水水價1.21元/m3。本工程完成後每年可節約清潔水資源16673萬m3,節約自來水3650萬m3/a,相當於節約了建設一座10萬m3/d的自來水廠的投資4億元。該工程能達到開源節流的目的,能為北京市城市綠化面積擴大和道路噴灑壓塵創造條件,對環境綜合治理具有較大的作用,環境的改善還會帶來了周圍地區的土地增值。
結論和討論
(1) 北京市是一個嚴重缺水型城市,合理利用高碑店污水處理廠處理水資源,對實現北京市國民經濟可持續性發展、緩解北京市面臨的21世紀城市發展和可利用水資源的矛盾具有重要意義。(2) 高碑店污水處理廠回用工程方案充分考慮了北京市城市水系、園林、道路及工業布局現狀,具有可實施性。(3) 高碑店污水處理廠污水回用工程能達到開源節流的目的,可以在一定程度上緩解北京城市水資源緊缺的局面,能為北京市城市綠化面積的擴大和道路噴灑壓塵創造條件,對環境綜合治理具有較大的作用。(4) 本工程總投資33668萬元,工程費用為19260萬元。按政府投資1億元,其餘為公司融資計算,在考慮水資源費0.20元/m3和水源六廠制水成本條件下,則回用水水價為:供第一熱電廠售水水價為0.31元/m3,供市政雜用售水水價為1.92元/m3,供東郊工業區售水水價為1.21元/m3。(5) 建議制定有關法規和政策,促進城市污水回用設施的發展。應盡快編制北京市回用水設施發展規劃,以便在相應的市政工程中鋪設回用水管道等設施,使城市污水回用設施逐步完善。
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Ⅷ 城市污水處理廠再生水回用工藝的研究

城市污水處理廠再生水回用工藝的研究具體內容是什麼,下面中達咨詢為大家解答。
0.導言
近年來,地下水位的下降和城市降雨的減少,使得再生水成為城市的第二供水水源。污水處理廠的再生水回收技術就是對污水進行改造升級,使再生水達到地表IV類水質標准,為居民提供穩定可靠的水源。
1.污水處理工藝研究
1.1以磁技術為核心的污水去除工藝
為減輕清河污水處理廠運行壓力、提高污水廠的處理效果,污水處理廠採用磁分離水處理技術,實施臨時污水處理能力提升應急工程。磁分離技術工藝簡單,可對原污水中主要污染物COD的去除率可以達族歷譽到7O%以上。磁分離技術是利用外加磁載入物的作用增強絮凝以達到高效沉降和過濾的目的,其原理是向污水中投加少量混凝劑、磁種等與污染物絮凝結合成一體,然後通過高效沉澱和磁過濾將水中的污染物去除磁種通過磁鼓分離器,在外加磁場下磁性介質表面產生高梯度磁場,捕集經過它爛返的磁性顆兆段粒。在雨季時期,超水量和上游來水會造成沖擊負荷問題,採用磁技術可防止超負荷狀況下污水對河道景觀的局部污染。
1.2污水處理中脫氮除磷工藝研究
1.2.1A2/O工藝改造和運行參數優化
A2/O是最基本的生物脫氮除磷工藝,但傳統的A2/O工藝難以同時實現高效的脫氮和除磷,本工藝根據需去除的TN和TP的量及其所需要的碳源確定A2/O工藝三段進水的不同比例。通過規模為150m3/h的試驗表明,在預缺氧段、厭氧段、缺氧段的進水比例分別為15%、5O%、35%時,出水TN和TP的均值分別為O.41mg/L和15.3mg/L,能夠穩定達到國家一級B排放標准。
溶解氧對微生物的生長具有很大影響,對硝化反硝化和除磷的都有影響。在處理工藝中,溶解氧自動控制在工藝設定的參數范圍內,可保證硝化的順利進行,並同時防止對反硝化和除磷造成不利影響。厭氧/缺氧/好氧水力停留時間是污水廠設計的重要參數,根據工藝研究,預缺氧段容積為0.5~1HRT,厭氧段容積為1~1.5HRT.缺氧段容積為3.5~4.5HRT,好氧段容積為6~9HRT,脫氧段容積為0.3-0.5HRT時,可達到最佳的效果。硝化細菌的存在時間較短,要達到較好的硝化效果需要保證足夠長的好氧泥齡,通過工藝研究,得出當溫度從15℃上升到25℃時,好氧泥齡從9~1O天下降到4.5~9天。同步脫氮除磷系統應適當延長好氧段的水力停留時間或污泥濃度,使系統能夠在冬季同時滿足硝化和除磷所需的泥齡。
1.2.2碳源開發與高效利用工藝研究
當進水中碳源不足時,反硝化反應就不能進行完全,脫氮率就會受到限制。為了解決脫氮除磷中的碳源競爭,一可利用初沉污泥發酵技術增加碳源的供給量,其二是開發污泥消化液自養生物脫氮等新技術節約碳源的需求量。目前,國內外利用污泥開發碳源的應用上絕大多數採用的是初沉污泥,將污泥的厭氧消化過程式控制制在水解酸化階段,實現酸化產物的積累。通過試驗豎流式和折板式活性初沉池水解初沉污泥改善污水特性的效果,實現了高效生物脫氮除磷。試驗結果表明豎流式和折板式活性初沉池出水VFA、SBOD5、SCODcr、SBOD5/SCODcr。值比進水均有增加,表明活性初沉池具有較好的水解酸化效果。通過試驗對比2小時、4小時、6小時三個水力停留時間下的水解酸化效果.得出折板式水解酸化池的最佳水力停留時間為4小時。
1.2.3消化液高效脫氮工藝研究
在兩級完全混合式濃縮發酵工藝中,污泥發酵和囿液的分離在兩個獨立的系統中進行。兩級完全混合初沉污泥水解酸化系統的高效HRT為32到36小時.SRT為4到7天時,污泥迴流比在0.75―1之間。實現穩定的短程硝化是實現污泥消化液高效脫氮的基礎和前提。在高溶解氧(6~9mg/L)、常溫(15-29℃)、長SRT條件下,成功地在缺氧濾床加好氧懸浮填料生物膜連續流工藝中實現了部分亞硝化,並通過綜合調控進水ALR、進水鹼度/氨氮和好氧段水力停留時間,控制進水鹼度氨氮這些工藝技術,來實現ANAMMOX工藝的部分亞硝化,和TN的去除。
1.2.4基於進水負荷變化的A2/O工藝過程優化控制
A2/O工藝處理單元較多.而且各單元順序串聯對進水負荷的抗沖擊能力較弱,需要建立適應進水負荷動態變化的過程式控制制模式。溶解氧的開始響應時間和峰值響應時間與系統的實際水力停留時間相同。對水力負荷變化為瞬間響應;而氮磷由於其微生物對環境的耐受能力,其響應時間有一定的滯後。在實際污水廠的控制中,有必要對進水負荷變化進行前饋控制,抑制進水負荷對後續氮、磷以及溶解氧的影響,保證出水水質的穩定。工藝建立了一套A2/O工藝前饋和反饋控制策略,該策略根據水量、COD濃度及氨氮濃度.通過計算系統進水的負荷水平,在線調整工藝運行中的外迴流量、內迴流比及曝氣方式等參數的設置,建立A2/O工藝前饋動態控制系統。
2.高品質再生水工藝技術研究
污水處理廠二級處理改造後可以使二級出水穩定達到一級B標准,可使再生水出廠水質達到地表Ⅳ類水水質標准。再生水深度處理工藝選擇中應考慮氨氮和總氮的進一步降低並保持穩定,有機物的強化去除是工藝選擇的重要考慮因素,此外懸浮物、色度和臭味也需在深度處理過程中得到去除以使再生水清澈可觀。
曝氣生物濾池工藝可實現有機物降解和硝化反應,將COD和氨氮進一步去除,而反硝化生物濾池通過強化微生物的反硝化作用,可將硝酸鹽或者亞硝酸鹽進一步轉化為氮氣,進一步降低出水中TN濃度。BAF和DNBF均具有抗沖擊能力強,受氣候、水量和水質變化影響小和工藝流程簡單等優點,為可選擇的經濟有效的深度處理工藝。砂濾池為給水處理廠和再生水廠採用的常規處理工藝,其運行管理費用相對較低。生物濾池和砂濾池雖然能夠在一定程度上降低二級出水中的色度,但可能難以達到再生水的要求,投加O3不但能夠進一步去除色度,而且能夠起到一定的消毒殺菌作用。一般情況下,可選擇的再生水工藝組合形式有BAF―DNBF→SF→O3(後置反硝化濾池工藝);DNBF→BAF→SF→O3(前置反硝化濾池工藝)DNBF→SF→O3。
BAF―DNBF→SF→O3組合工藝,在實現DNBF碳源精確控制的條件下.除TN外出水可實現地表四類水要求,出水TN可小於10mg/L。但DNBF碳源投加受多種因素的影響,部分情況下由於DNBF碳源投加過量可能造成出水COD濃度升高難以滿足再生水對COD濃度的要求。
DNBF→BAF→SF→O3組合工藝中,DNBF對硝態氮的平均去除率高於90%,BAF對氨氮和部分難降解有機物如磺胺類大環內酯類和喹諾酮類抗生素等有一定的去除效果,同時BAF還能夠進一步降解DNBF過量投加的外碳源,有利於保證再生水處理工藝的穩定運行。
DNBF→SF→O3組合工藝出水水質主要受二級出水水質和DNBF處理效果的影響,當二級出水中氨氮濃度已經滿足再生水水質要求時.可考慮採用採用該工藝,同時由於DNBF探源投加控制的穩定性對出水中的TN和COD有直接影響,因此,需要對組合工藝進行進一步的優化。
根據上述對各組合工藝的研究,採用DNBF→BAF→SF→O3組合工藝可穩定生產高品質再生水,最終工藝技術方案如下:
3.結束語
總而言之,要全面解決城市水資源匱乏的問題,就需針對性地研究污水廠脫氮除磷改造和優質再生水生產集成關鍵技術,從而保證水的生態循環和可持續利用。
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Ⅸ 工廠回用水的回用量標準是多少

回用水處理技術、水質標准和回用方式
1.簡介 目前存在許多水的再生和回用方法並在實踐中正常運作(美國 EPA,1992),每一種使用方式都有不同的水質要求,因此也要求不同的處理水平。表1總結了常用的回用水使用方式和所要求的相應的處理水平,從最高水平到最低水平處理都有所涉及。本文將論述不同的使用方式和相應的處理方法,還將討論一些新出現的處理技術。
2.非食用型作物和深加工型食用作物的農業回用水 回用水可以灌溉人類並不直接消費的各種作物,如灌溉那些動物食用的作物(苜蓿、青草、高粱、玉米、大豆等各種飼料作物)和需要深加工才可食用的作物(如小麥、也許還有大米)。關系公共健康和環境的首要問題是這種回用方式是否會將有毒物質和致病菌帶到我們的食物供應中來。主要有兩種機制來控制有毒物質,其中包括不允許工業廢水(很大可能含有毒物質)排入要回用的污水收集系統和污水處理系統中。為避免工業污水,我們可以從工廠稀少的服務區收集污水或要求工廠首先去除廢水中有毒物質,然後再排入市政排水管網。廢水中有毒物質的去除方法有許多種。在一些實際應用中,基本的二級處理就可予以足夠的保護。事實上,初級處理可能已經足夠了,而二級處理則對有毒物質又加了一道關卡。二級處理中允許回用水貯存起來以滿足不同季節變化的農灌需水量。致病菌的傳播是通過防止一般公眾與污水直接接觸以及適度的殺菌消毒來解決的。

表1 回用水一般使用方式和相應處理方法回用方式舉例處理工藝舉例補充給水非直接飲用水作為給水源使用之前,要根據其是否經過土壤蓄水層處理以及混合稀釋程度來確定處理方法是二級處理還是深度處理方法工業性回用包括冷卻水的各種生產用水一般要求最少經過二級處理,用作冷卻水時,還要去除硬度、脫鹽以及去除NH3-N以減少生物污垢的產生非限制接觸性回用非限制接觸性城市灌溉,直接食用作物的灌溉,接觸性景觀水體二級(生物)處理,過濾(粒狀介質或膜)和嚴格的消毒(<2.2個糞性大腸菌群/100mL)等,引自California州「22條」或相關條款限制接觸性回用限制接觸性城市灌溉和農業灌溉二級(生物)處理和適度的消毒(100-1000個糞性大腸菌群/100mL)環境修復維持環境所需的一定流量進行二級(生物)處理(至少),有時包括去除營養物質,一般情況下進行適度消毒(100-1000個糞性大腸菌群/100mL)農業性回用於深加工糧食作物小麥、玉米及其它食用前需要熱加工的作物至少進行初級處理,但進行貯存時常需要經過二級處理以盡量減少臭味,對工業廢水要進行有毒物質的控制,適度消毒農業性回用於非食用作物牧草、玉米、小麥、苜蓿及其他動物飼用作物至少進行初級處理,但進行貯存時常需要經過二級處理以盡量減少臭味,對工業廢水要進行有毒物質的控制,適度消毒 用於農業性回用的水可通過許多種處理方法,包括初級處理、二級(生物)處理和傳統的消毒工藝。生物塘處理系統廣泛用於可生物降解有機物的穩定化,因此當回用水季節性貯存時不產生過多令人厭惡的問題(氣味、病菌等),同時,生物塘還有自然的消毒作用。如圖1所示的污水處理系統,包括一個厭氧或好氧塘,進行污水的基本處理,然後是兼性塘,對污水進行更深一步的處理和消毒,同時還可用作季節性貯水。已經預處理和消毒的再生水則可根據作物的需水量進行農灌使用。這樣的一個系統允許回用市政污水中的水和其的營養物質,但要控制有毒物質的量,並進行消毒處理。從水管理的整體和長遠角度來看,水回用灌溉農作物時,土壤的進一步處理去除了污染物,減少了環境中污染物質的排放量,因此也減少了污染物質向地表水和地下水的排放量。而凈用水量卻下降了,因為先前用作農業的水現在可以轉向城市供水或以地表水或地下水的方式保留在環境中。

3.環境修復
環境修復指污水處理後以合格的水質向環境排放以保持水環境的流量,維持環境的功能。所要求的處理則根據修復環境對污染物的同化容量而定。一般至少要求傳統的二級(生物)處理和一定程度的消毒。有些環境修復則要求更高級的處理方式,如去除營養物質等。一些傳統的處理系統可用於這些情況。而目前新興的一種處理工藝是二級處理(傳統二級處理或生物塘二級處理)後加濕地處理。濕地不僅提供處理(提高了水質),也改善了環境。可以將濕地設計成野生生物棲息地或者設計成市區開放性的綠地。
圖2和圖3分別列舉了兩個濕地處理系統,接收傳統的二級出水。圖2為位於邁阿密附近的佛羅里達州Wakodhatchee濕地處理系統,接收Palm Beach縣污水處理廠的二級出水。作為二級出水的三級處理,它的水力負荷從0.5cm-5cm/d(水力停留時間為10-40d)。濕地處理系統包括多個種有水生植物的淺水區,水生植物可以處理污水。在淺水區中穿插幾個深水區,深水區中的重新布水的層流間斷性地流過濕地,固體可收集後定期排除(維護)。重要的是,在深水區設野生生物棲息島,建造通道使公眾能夠無需接觸濕地便可觀賞野生動物和植物。
Palm Beach縣屬於潮濕的亞熱帶氣候。而恰恰相反,Tres Rios 濕地位於阿利桑那州Phoenix城附近,屬於沙漠地區。但Tres Rios濕地處理系統和Wakodhatchee濕地處理系統有許多相似之處,如圖3所示,他們都有淺水水生植物生長區、深水區和棲息島。綠色濕地對於Phoenix城的沙漠景觀是一個很受歡迎的補充,同時也改善了水質,為野生生物提供了棲息地。
4.限制接觸性回用
限制接觸性回用包括城市水回用,這種回用方式應控制公眾接觸回用水以保護公眾健康。對於農業性回用,主要風險的是這類回用可能將有毒物質引入環境中和傳播疾病,有毒物質可以採用降低回用水中有毒物濃度來控制,可採用多種方法,如控制排放源和污水處理。而疾病傳播的控制則可採用一定的消毒措施,同時防止公眾直接接觸回用水。恰當的限制接觸性回用還包括灌溉和景觀水面。
限制接觸性回用一般至少採用二級處理,衛生指標為100-1000個糞性大腸菌群/100mL。二級處理可以控制原水(工業廢水或生活污水)中有毒物質的量,也能減少水回用時配水系統中的麻煩問題。不完全消毒的回用水僅能保證系統操作者偶爾接觸回用水時的安全,因操作者能採取常規的、適當的防護措施。然而不能保證普通公眾廣泛接觸回用水時的安全。為保護公眾的安全,不允許他們與回用水經常接觸。例如,使用回用水澆灌時,將澆灌時間限制在公眾不在現場的時候,或者採用公眾與回用水隔絕的灌溉方式(滴灌)。又例如,當回用水用於限制公眾與之接觸的景觀水面時,不允許在湖中釣魚和(或)游泳。
5.非限制接觸性回用
非限制接觸性回用水是經過更高級的處理工藝產生的,公眾與之接觸(並非消耗)是安全的。盡管一個地區與另一個地區之間具體要求有變化,但加利福尼亞州在其「22條」中所確定的條款提供了一個一致的解決方案,已被廣泛接受。這些要求進行高度的消毒,明顯地減少再生水中致病菌的存在機會。其基本的處理工藝為生物處理,用來減少可生物降解的有機物濃度和總懸浮固體(TSS),然後是過濾以減少顆粒物質的濃度,最後為消毒。顆粒物質的去除可以從幾個方面幫助消毒的進行。首先,一些較大的致病菌,如賈第鞭毛蟲(Giardia)和隱性芽孢蟲(cryptosporidia)等,可以通過過濾直接去除;其次,顆粒物質的去除使得下面的消毒處理更為有效,這是因為經過生物處理和過濾後,水中殘留的致病菌是呈游離狀態的,當然更容易在消毒工序中被殺死。氯消毒和紫外線(UV)消毒都是常用的方法。為了使回用水達到非限制接觸性應用的標准,表2總結了一些處理要求。如表2所示,用顆粒介質過濾法和膜過濾法的要求不同。

表2 非限制接觸性回用水處理要求舉例*項目粒狀介質過濾膜過濾是否要求生物處理是是濁度,NTU<2 (95 %的保證率)<2 (95 %的保證率),<5(100%的保證率)糞性大腸菌群,個<2.2/100 mL<2.2/100 mL通常採用的消毒方法- 10-20mg/L的加氯量,接觸時間2h待確定- 紫外消毒強度100mW-s/cm2 *根據加利福尼亞州「22條」的規定
按照表2所列的處理要求生產的回用水,公眾可以直接接觸,可用作公眾可以接觸到的噴灑澆灌,可用於釣魚、劃船和游泳的娛樂性水體以及灌溉一些生食的食用作物。
6.工業性回用
不同的工業性回用方式要求不同的回用水質。一般需要二級處理和適度消毒以盡量減少回用水中的污染物質,保護工廠工人的健康。回用水作為工廠冷卻水應用較為廣泛。它要求去除水中的會引起冷卻裝置結垢的硬度,還要求去除會引起裝置腐蝕和生物污垢的氨。圖4列出了這類回用水的處理工藝流程。二級出水(一般來自現有的污水處理廠)需經過石灰軟水裝置和粒狀介質過濾。如果作為回用水原水的二級出水未進行硝化處理,硝化需合並入過濾工序中進行。目前新興的一種應用於工業性回用的處理方法是使用膜裝置進行脫鹽處理。
特別是採用微濾或超濾預處理的二級出水再接反滲透的工藝流程在這一領域的應用日益增多,這種工藝流程的進一步的討論將和補充給水的工藝流程結合在一起進行。

7.補充給水和新興技術
補充給水就是故意將回用水加入飲用水供應的回用方式。回用水可以引入供給飲用水的地表水(如水庫)或地下水源。和工業性回用的處理方法一樣,這種回用方式也可採用許多種處理方法。其所需要的處理程度則根據回用水和天然水體的混合程度以及在被提取用作公共給水供應之前的處理能力而定。
如果通過地表漫流方式注入地下水的回用水所佔比例相當小,則僅需要經過二級處理和適度消毒。土壤的滲濾作用可將回用水中大量的有機物和致病菌去除,然後再與地下水混合。這種情況下要考慮的主要的問題是可能引入氮,而氮可以在土壤中轉化為硝酸鹽。天然地下水和回用水混合後在取水井抽取之前流經地下蓄水層時也會進行一些處理。
自然環境所提供的處理程度越低,和回用水混合的天然水比例越小,回用水所需要的處理程度就越高,就需要更高級別的處理方法去除有機物和致病菌。圖5列出 Upper Occoquan 污水管理部門(UOSA)使用的傳統處理工藝。UOSA廠從服務區域收集包括生活污水、商業污水和達標排放的工業廢水在內的原污水,處理後出水接近飲用水質標准,排放至Occoquan水庫,這是美國弗吉尼亞州東北部的主要飲用水源。處理工藝為傳統的初級處理和帶硝化的二級處理、石灰再碳酸化處理、過濾、粒狀活性炭吸附,最後進行消毒處理。在pH>11的情況下石灰澄清處理起到消毒、去除高分子有機物、阻攔重金屬的作用。粒狀活性炭更進一步地去除溶解性有機物,尤其是上道工藝的生物處理中無法去除的非生物降解性有機物。加氯消毒為最後一個環節。

UOSA設施從1978年便開始運行,已經顯示了滿足常規的具體排放標准和保護公眾健康的能力。其目前的能力為130,000m3/d,正在擴建為210,000m3/d。進入Occoquan水庫的水中回用水(UOSA廠出水)占的比例為雨季時不到10%,旱季時超過90%。
目前新興的一種處理流程為二級處理後接微濾(MF)、反滲透(RO)和紫外線消毒(UV)(AWWA,1996)。MF可很大范圍地去除顆粒物質,放在RO處理工藝的前面是十分必要的。RO廣泛去除有機物和無機物,這兩級順序的膜處理工藝也起到了廣泛的消毒作用。UV消毒則是公眾免受致病菌侵襲的又一道保護屏障。如上所述,MF後接RO工藝也成為生產各種工業用水的新興技術。 另一新興的處理技術為膜生物反應器,以置於反應器外部或浸沒在反應器內部的生物膜 取代傳統的二沉池(Gunder, 2001; Stephenson, et al., 2000) 。膜上留有必要的生物量,用於處理污水,也能去除顆粒物質,所以出水的顆粒物質含量很低。生產的出水可用於許多回用目的,或經活性炭吸附、RO和UV消毒可用於非直飲水的回用。
8.總結與結論
總之,不同回用方式所要求的水質同相應的處理技術之間的關系已經列出,如表1所示。大范圍的水質及其相應的生產回用水所用的處理方法取決於不同的回用目標。基本的二級處理,或更低程度的處理對農業性回用來說就足夠了。這種農業性回用,一般不允許公眾接觸回用水,而且所澆灌的作物是人類不直接食用的和(或)需要深加工的作物。由於生物塘處理工藝可以使進入的污水中可生物降解有機物穩定化,具有消毒的作用,生物塘還可將季節性貯水與處理系統結合,使供水量和農灌需水量更為吻合,因而常被採用。在所有情況下都應控制來自工業廢水中的有毒物質量,不允許工業廢水排入要進行回用的污水集水系統中和(或)要求工廠去除廢水中有毒物質後再排入集水系統。

二級出水經過適度消毒(100-1000個糞性大腸菌群/100mL)後適合於許多用途,包括限制接觸性回用(如某些方式的灌溉和非接觸性景觀水體)、某些方式的環境修復和許多工業性回用。一些環境修復要求去除營養物質,加強消毒,當用作工業冷卻水則要求先去除硬度、氨和溶解性固體。用作給水補充時,可有許多種需要的處理方法,取決於回用水和現有給水源的稀釋程度以及是否進行了處理,如流經土壤時進行的處理。膜處理系統正在回用水應用領域興起。其中一種新興的膜處理工藝流程為二級出水作為原水,由微濾(予處理)、反滲透、有時加紫外線消毒工藝組成。微濾膜和超濾膜也可並入生物處理工藝取代傳統的二沉池。

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