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【摘 要】 对于当今社会水资源短缺,社会高速发展而引起水需求不断增加及水资源浪费严重的状况下,中水回用的意义显得尤为重要。
【关键词】 中水回用;水资源;现状;中水回用技术
前言:
随着社会的进步和经济的发展,人民的生活水平日趋提高,各种用水量亦随之增长。但是有限的水资源,受到人类活动不间断地开采与污染,使得水资源的供需矛盾愈来愈尖锐。我国是一个水资源严重匮乏的国家,人均水资源占有量仅为世界人均占有量的1/4,而且时空分布相当不均衡,开发利用难度极大,致使很多地区和城市严重缺水。在全国300多个大中城市中有180多个城市缺水,其中50多个严重缺水,这在很大程度上制约了我国社会经济的可持续发展。正如联合国会议上所说:/水,不久将成为一个深刻的社会危机,石油危机之后的下一个危机就是水。污水处理和再生利用不仅是城市基础设施建设的重要部分,而且是水资源化的重要措施,所以结合当前推进污水资源化进程,开发和利用投资省、见效快,运行成本低的中水回用处理技术,既是解决中国水资源问题的重要任务,也对保障水资源的可持续利用有很重要的意义。
1 中水水源及水质
中水主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准、可在一定范围内重复使用的非饮用杂用水,其水质介于上水(城市给水中饮用水)与下水(允许排放污水)之间,是水资源有效利用的一种形式。再生回用的途径有十几种,主要是农业灌溉、工业和生活回用及市政杂用、地下水回灌、补充地下水等。
1.1中水水源
中水水源包括:冷却排水、淋浴排水、盥洗排水、厨房排水、厕所排水、工业污水、城市污水厂二沉池出水等。严禁传染病医院、结核病医院污水和放射性污水作为中水水源。对于住宅建筑可考虑除厕所生活污水外其余排水作为中水水源;对于大型的公共建筑、旅馆、商住楼等,采用冷却排水、淋浴排水、盥洗排水作为中水水源;公共食堂、餐厅的排水水质污染程度较高,处理比较复杂,不宜采用;大型洗衣房的排水由于含有各种不同的洗涤剂,能否作为中水源须经试验确定。
目前,国内有不少研究正在寻找中水水源的其他途径,如利用城市屋面雨水作为中水水源等。这些研究拓宽了中水发展和应用的思路。
1.2中水水质
中水回用在不同的场所有着不同的水质标准,以生活杂用水为例,其水质必须满足下列基本条件:(1)卫生上安全可靠,无有害物质,其主要衡量指标有大肠菌群数、细菌总数、悬浮物量、生化需氧量、化学耗氧量等;(2)外观上无不快的感觉,其主要衡量指标有浊度、色度、臭气、表面活性剂和油脂等;(3)不引起设备、管道等严重腐蚀、结垢和不造成维护管理的困难,其主要衡量指标有pH值、硬度、溶解性固体等。中水水质应满足现行的中水水质标准:《生活杂用水水质标准》(CJ25.1—89)。
2 中水回用技术
处理水水质不同,回用用途不同,选用的处理方法和工艺也不同。中水处理技术按处理机理不同可分为生物处理技术、物化处理技术、膜分离技术、膜生物处理技术等四大类。
2.1生物处理技术
利用水中微生物的吸附、氧化分解污水中的有机物,包括好氧和厌氧微生物处理,一般以好氧处理较多。而生物处理法中活性污泥接触氧化法的应用最为广泛,这种方法具有去除有机物效果好、生物处理效果稳定、剩余污泥产量低、抗冲击负荷等优点。另外,活性污泥法及其它的变形工艺流程,包括氧化沟、SBR、AB法、A/O法、A/A/O法、循环活性污泥工艺(CASS)等技术都在中水回用处理中有过应用,而且处理效果良好。
2.2物化处理技术
以混凝沉淀(气浮)技術及活性炭吸附相结合为基本方式,混凝沉淀具体技术就是将作用机理相适应数量的混凝剂投入水中,经过充分混合、反应,使污水中呈微小悬浮物颗粒和胶体颗粒互相产生凝聚作用,成为颗粒较大,而且易于沉淀的絮凝体(颗粒粒径>20μm)。再经过沉淀加以去除。活性炭是多孔物质,具有很大的表面积,有着非常好的吸附效果,可以使污水中的一种或多种物质被吸附在固体的表面而去除。混凝沉淀与活性炭吸附的处理方法与传统的二级处理相比,提高了水质,但运行费用较高。
2.3膜分离技术
膜分离技术是指在分子水平上,不同粒径混合物在通过半渗透膜(分离膜)时,实现选择性分离的技术。其实质是物质被透过或被截留于膜的过程,近似于筛分过程,依据滤膜孔径的大小而达到物质分离的目的。分离膜的特点是膜壁遍布微小孔洞,根据孔径大小可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。除透析、电渗析之外,反渗透、纳滤、超滤、微滤都是在膜两侧静压差推动力下进行液体混合物分离的膜过程,用以分离含溶解的溶质或悬浮微粒的液体。其中溶剂或小分子溶质透过膜,溶质或大分子被膜截留。采用超滤(微滤)或反渗透膜处理,其优点是膜分离装置简单,操作容易且易控制,便于维修而且分离效率高,作为一种新型的水处理方法与常规水处理方法相比,具有占地面积小、处理效率高、可靠性高等优点。
2.4膜生物处理技术
膜生物反应器(MBR)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术,以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地,并通过保持低污泥负荷减少污泥量。与传统的生化水处理技术相比,MBR具有以下主要特点:处理效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单。连续膜过滤技术(CMF)系统是国内外最新发展起来的一种新型膜处理技术,它以中空纤维微滤膜、超滤膜为中心处理单元,配以特殊设计的管路、阀门、预处理单元、自清洗单元、加药单元和可编程控制器(PLC)自控单元等,形成闭路连续操作系统。处理液在一定压力下通过微滤膜、超滤膜过滤,达到物理分离的目标。天津工业大学膜天膜工程技术有限公司已经将CMF技术运用于天津开发区泰达污水厂的中水回用示范工程,并且取得了非常好的处理效果。
3 我国中水回用现状
我国的城市污水回用技术起步较晚,1958年才将中水回用列入国家科研课题。20世纪60年代关于污水灌溉的研究达到了一定水平;70年代中期进行了城市污水以回用为目的的污水深度处理试验;80年代初,相继在北京、大连、西安等大城市开展了污水回用的实验研究;90年代,完成了几个典型的回用工程。
1996年全国已有近180多套中水处理设施,但因种种原因,当时设施运行率并不高,如深圳市29套中水设施,只有2套得以勉强坚持运行;北京120套中水设施,保持运行的仅60套。由此可见,我国建成的中水回用系统并没有有效的使用,与国外的高普及率、高利用率的中水回用系统比较,还有很大的差距。
4 中水回用的意义
中水回用技术运用的意义首先在于它能缓解我国水资源短缺的现状,为生活用水、农业用水乃至工业用水等开辟了第二水源,能大量节约有限的淡水资源,使水资源得到高效可持续利用。同时,中水回用又是抑制污水排放的有效途径,大大减轻了自然水体的污染程度与污染范围,相应地降低了治理环境污染的投资,发挥了一定的社会效益。可见,实现中水资源化具有明显的环境效益、经济效益和社会效益,是使水资源得到节约利用和增值的有效途径,也是实现环境保护的有效途径。
因此,对于当今社会水资源短缺,社会高速发展而引起水需求不断增加及水资源浪费严重的状况下,中水回用的意义显得尤为重要。
参考文献:
[1]田士豪,陈新元.水利水电工程概论[M].中国电力出版社,2006.
[2]王俊,肖波,魏群.中水回用现状及研究进展[J].广东化工,2006,8(33).
[3]蔡银志,唐楚丁.中水回用技术及其前景分析[J].工业与安全,2006,32(6):16.
作者简介:王俊生,工程师,主要从事垃圾处置工作。
【关键词】 中水回用;水资源;现状;中水回用技术
前言:
随着社会的进步和经济的发展,人民的生活水平日趋提高,各种用水量亦随之增长。但是有限的水资源,受到人类活动不间断地开采与污染,使得水资源的供需矛盾愈来愈尖锐。我国是一个水资源严重匮乏的国家,人均水资源占有量仅为世界人均占有量的1/4,而且时空分布相当不均衡,开发利用难度极大,致使很多地区和城市严重缺水。在全国300多个大中城市中有180多个城市缺水,其中50多个严重缺水,这在很大程度上制约了我国社会经济的可持续发展。正如联合国会议上所说:/水,不久将成为一个深刻的社会危机,石油危机之后的下一个危机就是水。污水处理和再生利用不仅是城市基础设施建设的重要部分,而且是水资源化的重要措施,所以结合当前推进污水资源化进程,开发和利用投资省、见效快,运行成本低的中水回用处理技术,既是解决中国水资源问题的重要任务,也对保障水资源的可持续利用有很重要的意义。
1 中水水源及水质
中水主要是指城市污水或生活污水经处理后达到一定的水质标准、可在一定范围内重复使用的非饮用杂用水,其水质介于上水(城市给水中饮用水)与下水(允许排放污水)之间,是水资源有效利用的一种形式。再生回用的途径有十几种,主要是农业灌溉、工业和生活回用及市政杂用、地下水回灌、补充地下水等。
1.1中水水源
中水水源包括:冷却排水、淋浴排水、盥洗排水、厨房排水、厕所排水、工业污水、城市污水厂二沉池出水等。严禁传染病医院、结核病医院污水和放射性污水作为中水水源。对于住宅建筑可考虑除厕所生活污水外其余排水作为中水水源;对于大型的公共建筑、旅馆、商住楼等,采用冷却排水、淋浴排水、盥洗排水作为中水水源;公共食堂、餐厅的排水水质污染程度较高,处理比较复杂,不宜采用;大型洗衣房的排水由于含有各种不同的洗涤剂,能否作为中水源须经试验确定。
目前,国内有不少研究正在寻找中水水源的其他途径,如利用城市屋面雨水作为中水水源等。这些研究拓宽了中水发展和应用的思路。
1.2中水水质
中水回用在不同的场所有着不同的水质标准,以生活杂用水为例,其水质必须满足下列基本条件:(1)卫生上安全可靠,无有害物质,其主要衡量指标有大肠菌群数、细菌总数、悬浮物量、生化需氧量、化学耗氧量等;(2)外观上无不快的感觉,其主要衡量指标有浊度、色度、臭气、表面活性剂和油脂等;(3)不引起设备、管道等严重腐蚀、结垢和不造成维护管理的困难,其主要衡量指标有pH值、硬度、溶解性固体等。中水水质应满足现行的中水水质标准:《生活杂用水水质标准》(CJ25.1—89)。
2 中水回用技术
处理水水质不同,回用用途不同,选用的处理方法和工艺也不同。中水处理技术按处理机理不同可分为生物处理技术、物化处理技术、膜分离技术、膜生物处理技术等四大类。
2.1生物处理技术
利用水中微生物的吸附、氧化分解污水中的有机物,包括好氧和厌氧微生物处理,一般以好氧处理较多。而生物处理法中活性污泥接触氧化法的应用最为广泛,这种方法具有去除有机物效果好、生物处理效果稳定、剩余污泥产量低、抗冲击负荷等优点。另外,活性污泥法及其它的变形工艺流程,包括氧化沟、SBR、AB法、A/O法、A/A/O法、循环活性污泥工艺(CASS)等技术都在中水回用处理中有过应用,而且处理效果良好。
2.2物化处理技术
以混凝沉淀(气浮)技術及活性炭吸附相结合为基本方式,混凝沉淀具体技术就是将作用机理相适应数量的混凝剂投入水中,经过充分混合、反应,使污水中呈微小悬浮物颗粒和胶体颗粒互相产生凝聚作用,成为颗粒较大,而且易于沉淀的絮凝体(颗粒粒径>20μm)。再经过沉淀加以去除。活性炭是多孔物质,具有很大的表面积,有着非常好的吸附效果,可以使污水中的一种或多种物质被吸附在固体的表面而去除。混凝沉淀与活性炭吸附的处理方法与传统的二级处理相比,提高了水质,但运行费用较高。
2.3膜分离技术
膜分离技术是指在分子水平上,不同粒径混合物在通过半渗透膜(分离膜)时,实现选择性分离的技术。其实质是物质被透过或被截留于膜的过程,近似于筛分过程,依据滤膜孔径的大小而达到物质分离的目的。分离膜的特点是膜壁遍布微小孔洞,根据孔径大小可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。除透析、电渗析之外,反渗透、纳滤、超滤、微滤都是在膜两侧静压差推动力下进行液体混合物分离的膜过程,用以分离含溶解的溶质或悬浮微粒的液体。其中溶剂或小分子溶质透过膜,溶质或大分子被膜截留。采用超滤(微滤)或反渗透膜处理,其优点是膜分离装置简单,操作容易且易控制,便于维修而且分离效率高,作为一种新型的水处理方法与常规水处理方法相比,具有占地面积小、处理效率高、可靠性高等优点。
2.4膜生物处理技术
膜生物反应器(MBR)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术,以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地,并通过保持低污泥负荷减少污泥量。与传统的生化水处理技术相比,MBR具有以下主要特点:处理效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单。连续膜过滤技术(CMF)系统是国内外最新发展起来的一种新型膜处理技术,它以中空纤维微滤膜、超滤膜为中心处理单元,配以特殊设计的管路、阀门、预处理单元、自清洗单元、加药单元和可编程控制器(PLC)自控单元等,形成闭路连续操作系统。处理液在一定压力下通过微滤膜、超滤膜过滤,达到物理分离的目标。天津工业大学膜天膜工程技术有限公司已经将CMF技术运用于天津开发区泰达污水厂的中水回用示范工程,并且取得了非常好的处理效果。
3 我国中水回用现状
我国的城市污水回用技术起步较晚,1958年才将中水回用列入国家科研课题。20世纪60年代关于污水灌溉的研究达到了一定水平;70年代中期进行了城市污水以回用为目的的污水深度处理试验;80年代初,相继在北京、大连、西安等大城市开展了污水回用的实验研究;90年代,完成了几个典型的回用工程。
1996年全国已有近180多套中水处理设施,但因种种原因,当时设施运行率并不高,如深圳市29套中水设施,只有2套得以勉强坚持运行;北京120套中水设施,保持运行的仅60套。由此可见,我国建成的中水回用系统并没有有效的使用,与国外的高普及率、高利用率的中水回用系统比较,还有很大的差距。
4 中水回用的意义
中水回用技术运用的意义首先在于它能缓解我国水资源短缺的现状,为生活用水、农业用水乃至工业用水等开辟了第二水源,能大量节约有限的淡水资源,使水资源得到高效可持续利用。同时,中水回用又是抑制污水排放的有效途径,大大减轻了自然水体的污染程度与污染范围,相应地降低了治理环境污染的投资,发挥了一定的社会效益。可见,实现中水资源化具有明显的环境效益、经济效益和社会效益,是使水资源得到节约利用和增值的有效途径,也是实现环境保护的有效途径。
因此,对于当今社会水资源短缺,社会高速发展而引起水需求不断增加及水资源浪费严重的状况下,中水回用的意义显得尤为重要。
参考文献:
[1]田士豪,陈新元.水利水电工程概论[M].中国电力出版社,2006.
[2]王俊,肖波,魏群.中水回用现状及研究进展[J].广东化工,2006,8(33).
[3]蔡银志,唐楚丁.中水回用技术及其前景分析[J].工业与安全,2006,32(6):16.
作者简介:王俊生,工程师,主要从事垃圾处置工作。