研究城市污水资源化的开发利用及其策略
研究城市污水资源化的开发利用及其策略 研究城市污水资源化的开发利用及其策略 研究城市污水资源化的开发利用及其策略 精品源自英语 摘要摘要:本文介绍为缓解北京市水资源紧缺,献计献策,开发城市污水处理后的二级出水作为城市第二水源并论述了解决北京水资源紧缺的有效途径和水资源化的策略。
摘要:资源化 回用 策略
水是重要的自然资源之一。北京地区水资源的特征是淡水资源不足。北京地处华北平原的东北部,年降雨量不足六百毫米,但降雨不均匀,多集中在夏季,而年季的变化又相当大,据实际资料记载,最大年降水量是最小年降水量的四倍之多。
据有关部门估计,全市水资源人均占有量仅为全国人均占有量的六分之一,为世界人均占有量的二十五分之一,在世界一百二十个国家和地区的首都或主要城市中居百位之后。北京市年需水总量约四十二亿立米,而可供开采的水量只有32~35亿立米,亏水达七~十亿立米,碰到枯水年份,水就更加紧张了。
其次是水资源分布不平衡。北京地区地面径流分布的特征是东部地区水量较多,西部地区较少,而地下水分布的特征,亦是东部平原地区及近郊中心区为富水区,西南部地区为贫水区。
水资源在国民经济发展中起着举足轻重的功能,无论是工农业,还是人们的日常生活都离不开水,水是宝中之宝,常言道摘要:人可以一天不吃饭,但不能一天不喝水!可见水之重要。但是人们对取之则来,随手可得的所谓“自来水”,并不重视,总是错误地把水看成是“取之不尽,用之不竭”,便随意加以浪费。随着人口的不断增长,人民生活水平的提高,城市建设和工农业生产的发展,今后北京地区的需水量将会成倍增加。需水量增加和水源的不足将成为今后首都发展的主要矛盾,因此,水资源的开发和利用新问题,如何开源节流,寻找水资源及合理利用,是北京的首要任务,应该引起有关部门和领导的重视,必须当作一件大事列入重要议事日程。
1 城市污水资源化(污水回用)是解决北京水资源紧缺的有效途径
北京市领导为解决北京水资源紧缺的严重新问题,曾多次召开会议听取有关专家、学者的意见,并且还有个说法;“假如北京缺水的新问题解决不了,要考虑首都迁址的新问题”,新问题到了如此严重的地步。解决水资源不足的途径不外乎开源(引新水源)和节流(使用和管理)。在开源上人们往往只想到寻找新水源,从很远的地方去引水,如北京梦想了多年的“南水北调工程”,把长江之水调入北京,谈何轻易!这要花费多么大的投资和人力物力呵!人们盼望等了多年,但实现还十分渺茫,真是“远水解不了近渴”。而城市污水是一种水资源,往往被人们遗忘,和自来水量几乎相等的城市污水每年约有8亿立米左右,这部分水中只有0.1%污染物质(比海水3.5%少得多),其余的绝大部分是以水源的形式存在,成为城市的第二种水源,如能回用,将大大节省自来水的供给量,还能减轻排入河湖水体的污染,既解决了供水紧张,又改善了环境,真是一举两得的大好事。
拿北京最大的污水处理厂——高碑店污水处理厂来说,国家花了十几个亿的投资建成了一座天天能处理100万m3/d的大型污水处理厂,其二级出水的污染物质只有0.001%,和河水对比相差无几,对这样的水稍加处理再花少量的钱,就可以满足某些工业用水的要求,回用于那些对水质要求不高的而且用量又大的工业、冷却、冲洗以及市政绿化等。假如天天有50~100万立米的水回用,这就意味着天天可以减少50~100万立米的自来水(相当于一座大型水源厂),将大大减轻城市供水的负担,让出好水供居民生活饮用,那么北京水资源紧张的局面即可望得到改善。此外城市污水就近可得,不受枯水旱季的影响,经二级处理的城市污水,再稍加深度处理,即可回用,基建投资和处理成本相对比自来水低得多,比“南水北调”不知要低多少倍。假如经处理的二级出水不加利用,让其白白流走,岂不弃之可惜!也是对资源的一种极大浪费!
城市污水回用于工业,在国外已有很长时间,规模也很大,并收到了相当的经济效益和社会效益。据资料调查,美国有300多个城市实现了污水处理后再利用,其中用于农业占58.3%,回用量为3.0亿m3/a; 回用于工业占40.5%,回用量为2.0亿m3/a。城市污水处理后用于工业和冷却用水,已经有20多年的历史。
前苏联水资源虽然比较丰富,但他们的污水回用也有相当的规模,莫斯科市东南地区设有专用的工业水系统,有将近40家工厂使用处理后的污水,天天回用量达55.5万m3。闻名的库里扬诺夫污水厂出水36.5万m3/d,回用于工厂企业,获年利润超过300万卢布,并颁布了利用经处理的城市污水做工业用水的规程及污水处理后应达到的卫生化学指标。
日本早在60年代就开始利用城市污水作为工业冷却用水的实践,建立中水系统,用于公共建筑的冲厕及洗涤用水。建立系统供给工业区的工业水厂有摘要:东京都江东地区水道,即是利用三河岛处理厂的二级出水经补充处理后供工业用水,水量为16.7万m3/d。川崎市工业水道,水量为18.8万m3/d,名古屋市工业水道,水量为3万m3/d。三菱化成黑崎工厂引城市1万m3/d,用作工业用水。此外,在南部非洲的纳米比亚,利用城市污水经处理后用于给水系统的补充水源。
我国的城市污水回用于工业起步较晚,从80年代以来进展较快。从中心领导到专家学者一再强调水资源的开发和综合利用的重要性。万里同志曾指出摘要:“水资源保护利用,在当代我们这个地球上很重要,在我们国家,也是个重大的国策。水资源是我国考虑新问题的出发点之一,无论做计划、办工业,搞其他事业,办什么事情都要考虑这个新问题。”建设部将城市污水回用列为“六五”和“七五”科研攻关课题,受到了足够重视。中国建筑技术发展中心和中国土木学会给排水专业委员会多次召开污水回用技术专题交流会,把污水资源化提到了议事日程。近几年全国各大城市开展了污水回用课题的试验探究,取得了一定的成果。
例如,由东北给排水院和大连市建委合作进行的大连市春柳河污水处理厂出水回用于工业的示范工程,解决了深度处理流程、水质标准、腐蚀性试验,微生物结垢等一系列技术难题,建立了供化工厂冷却用水系统,水量为4万m3/d。
武汉建材学院和青岛市政工程局,完成了污水回用于洗涤海带、市政、建筑工地用水等,收到了一定的经济效益。
北京市政设计探究院从80年代以来,对污水回用开展了从小试到中试,到示范工程,取得了一定的进展。首先是对首都机场的污水处理,进行了回用水的处理试验,水质指标达到了日本杂用水的中水水质标准。在方庄污水处理厂工程中,设计建造了4万m3/d规模的回用水系统(提供电厂回用水3.5万m3/d、住宅小区用于冲厕、绿化0.5万m3/d)。
从90年代以后在全国最大的北京高碑店污水处理厂工程设计中,建造了一座处理规模1万m3/d的回用水处理系统,为厂区提供污泥脱水机冲洗滤布、检修、喷洒、浇洒绿地、洗车用水水源。并进一步将处理后的二级出水,提供四周电厂的冷却补充用水,天天将达到8万m3/d。目前,我院正将在进行50万m3/d的中水回用于工业和城市绿化的设计,不久将付诸实现。这将是一个不小的节水数字。
另外,据了解天津纪庄子污水厂和东郊污水厂亦开展了工业回用水的试验和探究,为天津工业区提供冷却用水和洗涤用水。
总之,国内近几年在城市污水资源化方面,已形成一股趋向,但目前多处于试验探究阶段,发展缓慢,真正用于工程实践尚有一定距离,但是在我国北方地区和沿海城市严重缺水的形势下,如何促进回用工程的尽早实现,克服熟悉上、管理上和物质条件上的种种阻力,是有关领导机关和科技工作者的责任。下面就我在多年工作中的心得,谈谈对当前存在的新问题以及解决策略的个人见解,作为一个给排水工作者对北京缺水的焦虑和对节水的非凡关注,提请有关部门重视,把污水资源化的新问题提到议事日程上来,尽快落实到工程实践中去,保证首都城市建设的可持续发展。
2 城市污水资源化的策略
2.1 在水资源的开发利用上应该建立一个统一规划管理的机构
目前北京对水资源的开发和利用上缺乏统一规划管理,地面水主要由水利部门来管理,为农业浇灌和城市工业生产服务,但水利部门又不了解工业和城市发展要求,而城市、工业的发展,却很少考虑开辟水源工程的投资,并不考虑生产负荷量增加对原有供水设备的可能性。一些部门的建设和扩建,往往是在水源不太落实的情况下进行的,轻易发生工农业用水之争,顾此失彼。
地下水资源也缺乏统一规划管理。目前状况是规划局管,节水办管,水文地质部门管,水利部门也管,形成“多龙治水”的局面,结果可想而知,谁也没有管好。
至于城市污水的回收利用更没有专门的机构去进行统一的规划管理和监督实施。我个人认为应当建立一个象英国泰晤士河水务管理局那样的机构——“全市水资源委员会”“一龙治水”,在水资源的开发利用及城市污水的处理和回用等方面统一规划,统一管理,从组织上来保证协调各种水资源的合理分配和利用。
2.2 要确立污水回用在水资源中的地位
过去人们在寻找水源时,总是优先选择地下水,次之是地面水,就近没地面水,就长距离引水。但一般都不把污水回用和这几种水资源平等对待,在规划水资源时,往往把污水不看作是资源,是废水。我认为客观评价水资源的顺序,应是地下水、地面水、城市回用污水,最后才是长距离引水。建议规划部门今后在规划评价工程建设的同时,对水资源部分应加上城市污水回用的可能性,否则是不完善的。对像北京市最大的华能热电厂的建设地点,就考虑了其污水回用的因素,在高碑店污水处理厂四周,这样高碑店处理厂就有可能考虑天天向电厂源源不断地提供约10万立米的循环冷却补充水,否则将要花去向阳闸长距离引水的巨额投资。如遇枯水年份,将无水可供。
2.3 加强污水处理和回用的科研和技术交流
污水回用是个复杂的技术课题,包括城市污水处理及各种工业污水处理涉及技术新问题也十分复杂,对设备腐蚀新问题、微生物结垢新问题……,为了减少技术事故的发生,维护回用水的声誉,必须深入开展回用水技术课题的试验探究,建立全国性的学术组织污水回用协会,在有关学会专业委员会领导之下,进行学术交流,技术经济政策分析,参和各大城市的水资源规划,协调