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【關(guān)鍵詞】循環(huán)利用;污水治理;技術(shù)研究
一、城市污水的循環(huán)利用
(一)城市污水循環(huán)利用的原因
污水循環(huán)利用在發(fā)達(dá)國家已得到廣泛應(yīng)用,而且越來越多的行業(yè)已經(jīng)開始利用處理后的污水。污水循環(huán)利用越來越受到重視的原因主要包括:人口增加和用水量的增加對(duì)現(xiàn)有水資源的壓力越來越大;人們開始意識(shí)到污水循環(huán)利用是一種非常可靠的供水源;成功的污水循環(huán)利用工程越來越多;供水和污水處理行業(yè)越來越意識(shí)到污水循環(huán)利用的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益;蓄水工程(如水壩)的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)成本越來越高;人們逐漸意識(shí)到與過度用水有關(guān)的環(huán)境影響;趨向于回收成本水價(jià)制度的引入促進(jìn)了污水的循環(huán)利用;為滿足高水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)而進(jìn)行污水處理廠更新改造的成本不斷增加。
(二)城市污水循環(huán)利用的意義
推進(jìn)污水的循環(huán)利用充分體現(xiàn)了科學(xué)發(fā)展觀以人為本的要求,反映了廣大人民群眾的迫切愿望,是推進(jìn)城市化建設(shè)的客觀需要,是實(shí)現(xiàn)水資源合理配置、科學(xué)保護(hù)、循環(huán)利用的重要手段,對(duì)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)意義重大,對(duì)我國經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展意義重大。
二、城市污水治理技術(shù)研究
選擇城市污水處理工藝的關(guān)鍵在于入口的水質(zhì)水量特性和出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),但二者恰好也是在中國當(dāng)前技術(shù)條件下的薄弱方面,特別是存在于城市污水處理的工程設(shè)計(jì)中。所以,要想使污水能夠循環(huán)利用,還需對(duì)污水的處理進(jìn)行進(jìn)一步的技術(shù)研究。
(一)城市污水循環(huán)利用的原則
中國目前也花費(fèi)巨資建設(shè)了許多城市污水處理廠,但不足的是,再生水經(jīng)過處理后卻并沒有充分利用起來。有的地區(qū)竟然將未經(jīng)處理的污水與處理后的再生水混合起來并讓其隨意流淌,有的地區(qū)沒有合理利用再生水,而是將它直接排入大海,這樣嚴(yán)重浪費(fèi)了淡水資源。為此,充分考慮污水的再生利用成為城市污水處理決策中的重點(diǎn)。經(jīng)過城市污水處理廠處理過的出水一方面可以用作補(bǔ)充地下水、農(nóng)業(yè)灌溉、市政雜用水、工業(yè)用生產(chǎn)冷卻用水等;另一方面,也可把經(jīng)過城市污水處理廠處理過的出水當(dāng)作水文循環(huán)的組成部分,質(zhì)量合乎要求的出水,可以排放到河流水體中,這樣可使河流水體成為原水源來維持或供下游河流使用,不但具有經(jīng)濟(jì)可行性,而且使河流自凈能力得到發(fā)揮并可使風(fēng)險(xiǎn)減少。
根據(jù)中國的城市污水處理技術(shù)政策,各類規(guī)模的污水處理設(shè)施應(yīng)以經(jīng)濟(jì)合理和衛(wèi)生安全為原則實(shí)行污水再生利用。使再生水在城市雜用、農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)恢復(fù)、綠地澆灌和工業(yè)冷卻等方面的利用得以發(fā)展。用水的水量和水質(zhì),根據(jù)用戶需求和用途以及城市污水再生利用原則進(jìn)行合理確定。污水再生利用的方法可選用混凝、過濾、消毒或自然凈化等深度處理技術(shù)。因此,水環(huán)境污染嚴(yán)重的地區(qū)和缺水城市,城市污水再生利用工程的積極實(shí)施和低投資性或非投資性的節(jié)水減污工作的完善,成為遠(yuǎn)距離調(diào)水規(guī)劃建設(shè)之前應(yīng)準(zhǔn)備的任務(wù)。
依據(jù)現(xiàn)狀水量及用水需求,以實(shí)際可能的原則和客觀需要并按照遠(yuǎn)期規(guī)劃確定最終規(guī)模為依照,來確定城市污水再生利用規(guī)劃建設(shè)的實(shí)施規(guī)模。國情、實(shí)際條件和用戶需求是城市污水再生利用技術(shù)選擇與工程實(shí)施要考慮問題,對(duì)于選擇城市污水再生利用的處理程度、再生水質(zhì)、處理流程、規(guī)模、使用用途、輸水方式上,既要經(jīng)濟(jì)合理,又要滿足要求。工業(yè)冷卻、市政雜用、農(nóng)業(yè)灌溉、生態(tài)環(huán)境、景觀水體、生活雜用和補(bǔ)充地表水是目前城市污水再生利用所著重的。
經(jīng)過全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后,再根據(jù)水質(zhì)特性、再生水用途、處理規(guī)模及當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況和要求,確定城市污水再生處理工藝的優(yōu)選。另外,再生處理單位水量投資、再生處理單位水量電耗和成本、占地面積、運(yùn)行性能可靠性、管理維護(hù)難易程度、總體經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益等是工藝選擇的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。詳細(xì)調(diào)查或測(cè)定再生水水源的現(xiàn)狀、水質(zhì)特性和污染物構(gòu)成,做出合理的分析預(yù)測(cè)是城市污水再生利用工程設(shè)計(jì)的基本原則,還應(yīng)注意工藝設(shè)計(jì)參數(shù)的優(yōu)化和不同的單元工藝組合的采用,以便于再生水水源水質(zhì)和再生處理水水質(zhì)要求的切合實(shí)際且安全可靠的確定。
(二)幾種先進(jìn)的污水處理技術(shù)
1.CCAS連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)
CCAS工藝,即連續(xù)循環(huán)曝氣系統(tǒng)工藝(Continuous Cycle Aeration System),是一種連續(xù)進(jìn)水式SBR曝氣系統(tǒng)。它是在SBR(Sequencing Batch Reactor,序批式處理法)的基礎(chǔ)上通過改進(jìn)而形成的工藝。1914年前,SBR工藝就研究開發(fā)成功了。但存在很多問題,比如人工操作管理太煩瑣、監(jiān)測(cè)手段落后及曝氣器易堵塞等,因此難以推廣應(yīng)用在大型污水處理廠中,而只被普遍認(rèn)為在小規(guī)模污水處理廠適用。進(jìn)入60年代后,有了飛速發(fā)展的自動(dòng)控制技術(shù)和監(jiān)測(cè)技術(shù),也研制成功了新型不堵塞的微孔曝氣器,創(chuàng)造了廣泛采用間歇式處理法的條件。1968年,在美國ABJ公司與澳大利亞的新南威爾士大學(xué)合作下, “采用間歇反應(yīng)器體系的連續(xù)進(jìn)水,周期排水,延時(shí)曝氣好氧活性污泥工藝”便問世了。1986年,CCAS工藝被美國國家環(huán)保局正式承認(rèn)為屬于革新代用技術(shù)(I/A),目前它成為最先進(jìn)的電腦控制的生物除磷、脫氮處理工藝。
2.SPR高濁度污水處理技術(shù)
SPR污水處理系統(tǒng)采用的是化學(xué)方法,在真溶液狀態(tài)下析出溶解狀態(tài)的污染物,具有固相界面的膠粒或微小懸浮顆粒便可形成;至于有機(jī)污染物、色度等可采用高效而又經(jīng)濟(jì)的吸附劑將其從污水中分離出來;然后污水中的各種膠粒和懸浮顆粒在采用了微觀物理吸附法的作用下凝聚成大塊密實(shí)的絮體;再使絮體與水快速分離,由于絮體在自行設(shè)計(jì)的SPR高濁度污水凈化器內(nèi),所以要依靠旋流和過濾水力學(xué)等流體力學(xué)原理來實(shí)現(xiàn)。而且凈化器出水達(dá)到三級(jí)處理的水準(zhǔn)并可實(shí)現(xiàn)回用,那是由于清水經(jīng)過罐體內(nèi)自我形成的致密的懸浮泥層的過濾;污泥則高度濃縮在濃縮室內(nèi),靠壓力定期排出,由于排出的污泥具備了含水率低、脫水性能良好的優(yōu)勢(shì),因此能夠直接送入機(jī)械脫水裝置。經(jīng)脫水之后的污泥餅還可以制造人行道地磚,使二次污染也得到免除。
3.BIOLAK污水處理技術(shù)
百樂卡工藝是一種多級(jí)活性污泥污水處理系統(tǒng),它同時(shí)具有脫氮除磷的功能,是在最初采用天然土池作反應(yīng)池的基礎(chǔ)上經(jīng)過發(fā)展改進(jìn)而形成的污水處理系統(tǒng)。1972年以來,經(jīng)多年研究,最終形成了采用土池結(jié)構(gòu)、利用浮在水面的移動(dòng)式曝氣鏈、底部掛有微孔曝氣頭的一種具有一定特色的活性污泥處理系統(tǒng)。此系統(tǒng)由于采用土池而使建設(shè)投資大大減少,由于采用曝氣鏈曝氣系統(tǒng)使氧的轉(zhuǎn)移效率得到進(jìn)一步強(qiáng)化,大大增強(qiáng)了處理效果,并降低了運(yùn)行費(fèi)用。該工藝具有簡捷的設(shè)計(jì),管理不復(fù)雜,同時(shí)具有較大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
結(jié)論
關(guān)鍵詞:呈貢大學(xué)城;證券化;生活污水;分流排放;循環(huán)利用;沼氣經(jīng)濟(jì)
一、引言
昆明是全國14個(gè)水資源嚴(yán)重短缺的城市之一,滇池流域年人均占有水資源量302米,僅為全國人均占有量的11%,與天津、北京、銀川等城市相當(dāng)。解決昆明未來較長時(shí)間內(nèi)的城市供水問題,將直接關(guān)系到昆明21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。
二、呈貢大學(xué)城生活污水處理現(xiàn)狀
(一)分流排放意識(shí)不到位
分流排放直接關(guān)系到生活污水分類處理的成敗,但呈貢大學(xué)城的生活污水排放并沒有實(shí)現(xiàn)污水的分流排放。就云南民族大學(xué)呈貢校區(qū)排水體制而言,沒有將生活污水中的沖廁污水和洗澡、洗衣服等洗漱污水分類排放。其設(shè)計(jì)的排水體制:雨、污水分流制。即只考慮到了生活污水與雨水的分流排放,沒有做到根據(jù)生活污水的不同污染程度及其特性進(jìn)行分類分流排放。
(二)生活污水資源化過程效率低
呈貢新區(qū)已建成或在建撈魚河污水處理廠、洛龍河污水處理廠等污水處理設(shè)施,并將處理后的中水用作城市綠化用水及部分建筑用水,但這些污水處理廠的生活污水處理方案仍是將各類生活污水統(tǒng)一集中后進(jìn)行處理。這既加大了污水處理的難度和成本,也使得各種有利用價(jià)值的資源在污水集中及集中處理過程中浪費(fèi)掉,如沖廁污水富含有機(jī)物,我們可利用其發(fā)展沼氣經(jīng)濟(jì)。
(三)生活污水資源化意識(shí)在高校中逐步加強(qiáng),個(gè)別高校污水資源化成果顯著
云南師范大學(xué)呈貢校區(qū)中水回用實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用,基本實(shí)現(xiàn)污水零排放。云南師范大學(xué)投資690余萬元建設(shè)呈貢校區(qū)中水處理站并于2009年7月正式通過驗(yàn)收投入使用。至2010年4月底,全校已回用中水12萬余噸,基本滿足了校區(qū)內(nèi)的綠化、沖廁用水。
(四)污水處理項(xiàng)目運(yùn)作采用BT方式,即建設(shè)-轉(zhuǎn)讓
以呈貢新區(qū)洛龍河污水處理廠來說,其企業(yè)性質(zhì)為國有,招標(biāo)人為昆明新都投資有限公司。該污水處理項(xiàng)目運(yùn)作采用BT方式,即建設(shè)-轉(zhuǎn)讓,工程竣工、驗(yàn)收合格后,BT項(xiàng)目公司將工程移交給招標(biāo)人,招標(biāo)人按合同約定分期回購BT項(xiàng)目公司的股權(quán)(初步回購計(jì)劃為:到項(xiàng)目竣工驗(yàn)收合格后的第12、24、36個(gè)月內(nèi)分別回購40%、30%、30%)。
(五)污水處理采用A2/0處理工藝
撈魚河污水處理廠和洛龍河污水處理廠均采用A2/0處理工藝。A2/0工藝是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文縮寫,它是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱。
三、呈貢大學(xué)城加快推進(jìn)生活污水循環(huán)利用的有利條件
(一)生活污水來源主體單一,為各大高校
呈貢大學(xué)城內(nèi)生活污水的排放主體為各高校,這有利于生活污水分流排放的統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一管理并保證落實(shí)到位。同時(shí),高校區(qū)內(nèi)具有宿舍集中度高等特點(diǎn),使得生活污水的產(chǎn)生源較為集中,可以節(jié)約鋪設(shè)管道網(wǎng)的成本,更便于維護(hù)。
(二)相對(duì)廉價(jià)的土地資源
呈貢大學(xué)城地址在呈貢區(qū)洛羊鎮(zhèn),坐落于吳家營、朗家營、繆家營自然村地界內(nèi)。這里土地資源廉價(jià),并且附近是農(nóng)業(yè)用地,這為發(fā)展沼氣經(jīng)濟(jì)提供了有利的土地條件。
(三)生活污水經(jīng)過處理并達(dá)標(biāo)后的中水消費(fèi)市場(chǎng)廣闊
呈貢大學(xué)城綠化面積大,對(duì)綠化用水需求量巨大。經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后的中水消費(fèi)主體仍為生活污水產(chǎn)生源地――各大高校。只要給中水一個(gè)合理的定價(jià),推行就地消化的策略,呈貢大學(xué)城綠化用水將成為中水的需求主體。
(四)易于實(shí)現(xiàn)對(duì)生活污水的規(guī)模化集中、處理以實(shí)現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益
呈貢大學(xué)城各高校聚集度很高,便于統(tǒng)一規(guī)劃,降低管道鋪設(shè)成本;中水的就地吸收消化大大降低了中水運(yùn)送成本。同時(shí),由于接近農(nóng)業(yè)區(qū),為沼渣和沼液的排放提供了合理場(chǎng)所,又可促進(jìn)周邊農(nóng)村發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè),為各高校提供生態(tài)農(nóng)產(chǎn)品,推動(dòng)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。沼氣可液化出力后供高校食堂用作燃料,也可使用沼氣發(fā)電,將電提供給高校及附近村莊使用,也可用于滿足在處理洗滌、洗漱等生活污水中對(duì)能源的需求。
(五)有利的“軟件”環(huán)境
在呈貢大學(xué)城內(nèi)進(jìn)行生活污水的處理,可充分利用各高校的研發(fā)、人才優(yōu)勢(shì)。有利于推行產(chǎn)、學(xué)、研、管相結(jié)合的運(yùn)營模式,加強(qiáng)各高校與社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的聯(lián)系,推動(dòng)實(shí)踐型人才的培養(yǎng)。
四、呈貢大學(xué)城加快推進(jìn)生活污水循環(huán)利用面臨的問題
(一)城市規(guī)劃與建設(shè)基本完成,排污系統(tǒng)改造難度大、改造工程量大、改造成本高
要實(shí)現(xiàn)高效的生活污水循環(huán)利用,必須在污水產(chǎn)生的源頭對(duì)污水進(jìn)行分流,能否在污染產(chǎn)生源頭對(duì)不同污染程度的污水進(jìn)行分流排放直接關(guān)系到污水的處理效率。但由于呈貢大學(xué)城的主體建設(shè)基本完工,排污系統(tǒng)已經(jīng)確定,要對(duì)其進(jìn)行大規(guī)模的改造幾乎不可能,并且成本巨大。
(二)綠化主體對(duì)使用中水綠化有所顧慮
目前,對(duì)中水缺乏統(tǒng)一的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),也沒有權(quán)威的機(jī)構(gòu)對(duì)生產(chǎn)的中水提供擔(dān)保。由于中水是處理污水的,而處理的結(jié)果究竟如何沒有進(jìn)行說明,綠化主體對(duì)生產(chǎn)的中水的成分處理信息不對(duì)稱狀態(tài),而其作出的選擇必定是不對(duì)稱選擇,即對(duì)中水采取謹(jǐn)慎態(tài)度或是干脆不用。
(三)大型沼氣發(fā)電和厭氧發(fā)酵技術(shù)的不成熟,中水的運(yùn)輸成本較高
我國目前沼氣發(fā)電的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)檗r(nóng)村地區(qū),沼氣發(fā)電和厭氧發(fā)酵的規(guī)模都不大,在實(shí)踐和科研中積累的成果也主要集中在中小型沼氣發(fā)電和厭氧發(fā)酵方面,對(duì)大型沼氣發(fā)電和厭氧發(fā)酵的研究不足。同時(shí),污水處理廠的位置一般都低于污水產(chǎn)生主體,而在呈貢大學(xué)城,污水產(chǎn)生的主體和中水消費(fèi)的主體均為各高校。這樣,只有通過高壓管道或汽車將生產(chǎn)的中水運(yùn)送到需求主體才能實(shí)現(xiàn)中水的功能,這無疑會(huì)加大中水的使用成本。
(四)政府對(duì)污水市場(chǎng)化的推進(jìn)力度不夠
呈貢新區(qū)建成或在建的污水處理廠均采用BT方式,這些污水處理廠的所有權(quán)最終歸昆明新都投資有限公司所有。并沒有采用多元化的融資策略,未能充分發(fā)揮市場(chǎng)對(duì)資源有效配置的功能,容易出現(xiàn)資源使用效率的低下。
五、呈貢大學(xué)城加快推進(jìn)生活污水循環(huán)利用的對(duì)策建議
(一)根據(jù)生活污水污染程度在污染源頭進(jìn)行分流輸送
大學(xué)城內(nèi)的生活污水主要是師生的洗滌及洗漱污水和沖廁污水。由于洗漱、洗滌污水的污染程度低,而沖廁污水的污染程度高,則可在教學(xué)樓衛(wèi)生間和宿舍(包括學(xué)生宿舍、教師宿舍及其他員工宿舍)內(nèi)將洗滌及洗漱污水和沖廁污的排水管道進(jìn)行分離安裝,以分類收集、排運(yùn)生活污水。在將生活污水從污染源輸送到污水處理廠的過程中,仍堅(jiān)持分流輸送的方式,對(duì)洗漱及洗滌污水和沖廁污水分別采用專用的管道輸送。因?yàn)楣艿垒斔洼^溝渠輸送效率更高,還能減低因?yàn)槲鬯谳斔瓦^程中因?yàn)槁p而造成的對(duì)地下水資源的污染。
(二)分類處理,實(shí)現(xiàn)資源利用效率的最大化
1、因?yàn)橄礈旌拖词鬯奈廴境潭炔粐?yán)重,故其凈化成本不高、凈化難度也不大,此類污水的循環(huán)再生能力強(qiáng),能很快實(shí)現(xiàn)向中水的轉(zhuǎn)化。可采用物理過濾、化學(xué)處理、生物分解等方式對(duì)此類污水進(jìn)行凈化。
2、將收集的沖廁污水用作沼氣發(fā)酵的原料,對(duì)生產(chǎn)的沼氣進(jìn)行開發(fā)利用
建立大型地下沼氣池,對(duì)收集來的沖廁污水進(jìn)行厭氧發(fā)酵以生產(chǎn)主要成分為CH4和CO2的沼氣。可通過以下方式對(duì)生產(chǎn)的沼氣進(jìn)行有效化配置。
(1)用作燃料,以替代煤、天然氣等燃料
生產(chǎn)的沼氣可直接通過沼氣管道輸送到就近學(xué)校食堂,供食堂用作燃料,也可經(jīng)過深加工處理后將沼氣液化裝入瓶內(nèi),在獲得相應(yīng)機(jī)構(gòu)的檢驗(yàn)認(rèn)證后,投放市場(chǎng)。
(2)用于發(fā)電,并將生產(chǎn)的電力輸送到高校供其照明使用,也可用于滿足在對(duì)洗漱和洗滌污水處理過程中的能源需求。
目前,沼氣發(fā)電的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)檗r(nóng)村地區(qū),但沼氣發(fā)電技術(shù)已取得了飛速發(fā)展,如東莞市康達(dá)機(jī)電工程有限公司對(duì)各類型號(hào)的沼氣發(fā)電機(jī)都有開發(fā)。沼氣發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展和設(shè)備的有效供給為實(shí)現(xiàn)大型沼氣發(fā)電提供了可能。
3、無償將沼氣生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的沼渣和沼液提供給當(dāng)?shù)剞r(nóng)民以發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)
將富含農(nóng)作物生長所需的各種有機(jī)物和微量元素,如腐殖酸、多種氨基酸、酶類和有益微生物的沼渣和沼氣免費(fèi)提供給當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)使用,有利于促進(jìn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,為當(dāng)?shù)馗咝L峁┚G色健康的農(nóng)產(chǎn)品,也為沼氣生產(chǎn)過程產(chǎn)生的“廢棄物”找到了良好的歸屬,實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)剞r(nóng)民與污水處理廠的互惠互利、和諧發(fā)展。
(三)加大對(duì)大型厭氧發(fā)酵系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建造的投入,特別是要充分利用大學(xué)城各大高校的科研和人才優(yōu)勢(shì),積極鼓勵(lì)發(fā)展產(chǎn)、學(xué)、研和管理相互結(jié)合的發(fā)展模式,充分挖掘呈貢大學(xué)城各高校的科研能力
政府可與開發(fā)商聯(lián)合設(shè)立專項(xiàng)研發(fā)基金供高校用于大型發(fā)酵系統(tǒng)的研發(fā),而研發(fā)成果歸開發(fā)商所有,待開發(fā)商取得一定的經(jīng)濟(jì)效益后轉(zhuǎn)由開發(fā)商自行處理研發(fā)費(fèi)用問題。
(四)集中沖廁污水并完善相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施,為沼氣開發(fā)提供良好環(huán)境,將沼氣開發(fā)權(quán)證券化出售
將沼氣開發(fā)權(quán)證券化并出售為大力引進(jìn)和利用國際沼氣開發(fā)技術(shù)、資金提供了可能,有利于推動(dòng)沼氣開發(fā)的商業(yè)化運(yùn)作。
聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署(UNDP)的全球環(huán)境基金聯(lián)同澳大利亞政府、荷蘭政府,于1999年開始無償幫助我國推廣沼氣技術(shù)商業(yè)化。目前該項(xiàng)目已進(jìn)入第二階段,第三階段是產(chǎn)業(yè)化階段,屆時(shí)將力促我國畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理及沼氣開發(fā)全面實(shí)施商業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化。
(五)針對(duì)沖廁污水厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣所需的溫度特點(diǎn),充分利用昆明豐富的太陽能資源,采用太陽能集熱管或太陽能集熱板式的供熱方式,為大型地下沼氣池提供熱量,以保證發(fā)酵在適度溫度中進(jìn)行
在不同溫度條件下,甲烷產(chǎn)生速率差異很大。沼氣發(fā)酵細(xì)菌在8-65這樣一個(gè)廣泛的范圍內(nèi)都能夠活動(dòng)。沼氣池的溫度條件分為:1、常溫發(fā)酵(也稱低溫發(fā)酵)10-30,在這個(gè)溫度條件下,池容產(chǎn)氣率可達(dá)0.15-0.3m3/m3d;2、中溫發(fā)酵30-45,在這個(gè)溫度條件下,池容產(chǎn)氣率可達(dá)1m3/m3d左右;3、高溫發(fā)酵45-60,在這個(gè)溫度條件下池容產(chǎn)氣率可達(dá)2-205m3/m3d左右,沼氣發(fā)酵最經(jīng)濟(jì)小額溫度條件是35,即中溫發(fā)酵。
因此,通過采用太陽能集熱管或太陽能集熱板式的供熱方式,為大型地下沼氣池提供熱量,以保證發(fā)酵在合適溫度中進(jìn)行顯得十分重要,特別是在冬季,昆明的氣溫較低的時(shí)候。
(六)對(duì)已有的排污系統(tǒng)進(jìn)行選擇性的改造
已有的排水系統(tǒng)沒有兼顧污水分流,一般只考慮到了污水和雨水的分流,只要我們對(duì)其進(jìn)行選擇性的改造就能在實(shí)現(xiàn)雨水和污水分流的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)污水內(nèi)部的分流。比如,針對(duì)排污溝渠,我們可以在溝渠內(nèi)砌墻對(duì)溝渠進(jìn)行分隔處理以滿足對(duì)污水分流排放的需要。而對(duì)污染源頭的分流只需要對(duì)安裝的管道進(jìn)行一定的整改就能實(shí)現(xiàn)污水分流。
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關(guān)鍵詞:水資源;污水循環(huán)利用;城市污水
1 水資源的短缺現(xiàn)狀
天津是我國嚴(yán)重缺水城市之一,它的特殊地理位置決定了汛期因水而憂、非汛期又因無水而愁.根據(jù)中央對(duì)天津的新定位、新要求,在可持續(xù)發(fā)展治水思路指導(dǎo)下,采取以南水北調(diào)和引灤入津水為主、本地水和引黃濟(jì)津水及海水、中水、微咸水、雨洪水等非常規(guī)水為輔多水源的統(tǒng)一優(yōu)化配置等對(duì)策,不僅可以保證中心城區(qū)用水安全,而且還滿足了服務(wù)濱海新區(qū)開發(fā)開放的要求.
2 城市污水如何更好的循環(huán)利用
污水的回用關(guān)鍵還是取決于適合該地區(qū)的特點(diǎn),有效地進(jìn)行回收利用.例如日本創(chuàng)造了中水管道系統(tǒng),在建筑群內(nèi)設(shè)雙管供水系統(tǒng),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。以色列則是一個(gè)水資源極度貧乏的國家,因此污水已經(jīng)成為該國重要的水資源之一。該國將污水回用以法律的形式給予保障,如法律規(guī)定在緊靠地中海的濱海地區(qū),若污水沒有充分利用就不允許使用海水淡化水。污水資源給以色列帶來了極大的經(jīng)濟(jì)效益,不僅實(shí)現(xiàn)了全國糧食自給,而且還將棉花、花生等出口到了歐洲。
我們可以借鑒其他國家的模式,再根據(jù)自身的特點(diǎn)把城市污水排放之后,進(jìn)入各系統(tǒng)污水處理廠進(jìn)行處理。根據(jù)對(duì)于處理后的不同需要,在原有設(shè)施的基礎(chǔ)之上,增設(shè)不同的處理工藝對(duì)污水進(jìn)行處理。以天津紀(jì)莊子污水處理廠為例,設(shè)立專門的管理機(jī)構(gòu)對(duì)回用水的安全進(jìn)行評(píng)價(jià),嚴(yán)格控制回用水的輸出水質(zhì),回用水可根據(jù)處理程度部分用于農(nóng)業(yè)灌溉,部分用于工業(yè),城市設(shè)施(包括景觀用水)以及地下水回灌。天津市位于環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈的中心,是近代工業(yè)的發(fā)源地,近代北方最我國北方的海運(yùn)與工業(yè)中心。天津市可考慮將污水經(jīng)有效處理之后,盡量用于工業(yè)用水,可以對(duì)水資源更加合理有效地利用。除此之外,經(jīng)凈化之后的回用水也可以應(yīng)用于市政建設(shè),綠化園林,天津背靠燕山,東臨渤海,地處海河流域下游,流域內(nèi)密布的河流呈扇形分布,是各主要行洪河道的共同入海尾間,兼具防洪、防潮、防澇的三重任務(wù)。再以天津市紀(jì)莊子污水處理廠為例,2004年以來,該廠已累計(jì)處理污水近19億立方米,大大減輕了天津市污水污染的程度,也為農(nóng)田灌溉提供了可靠的水資源,改善了渤海灣一帶海域環(huán)境質(zhì)量,取得了良好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。
3 要實(shí)現(xiàn)污水的回收再利用,首先要保證對(duì)污水的處理程度
最新發(fā)明的“SPR高濁度污水凈化系統(tǒng)”(美國發(fā)明專利)將污水的“一級(jí)處理”和“三級(jí)處理”程序合并設(shè)計(jì)在一個(gè)SPR污水凈化器罐體內(nèi),在30分鐘流程里快速完成。它容許直接吸入懸浮物(濁度)高達(dá)500毫克/升至5000毫克/升的高濁度污水,處理后出水的懸浮物(濁度)低于3毫克/升(度);它容許直接吸入CODcr為200毫克/升至800毫克/升的高濃度有機(jī)污水,處理后出水CODcr可降為40毫克/升以下。只需用相當(dāng)于常規(guī)的一、二級(jí)污水處理廠的工程投資和低于常規(guī)二級(jí)處理的運(yùn)行費(fèi)用,就能夠獲得三級(jí)處理水平的效果,實(shí)現(xiàn)城市污水的再生和回用。 SPR污水處理系統(tǒng)首先采用化學(xué)方法使溶解狀態(tài)的污染物從真溶除毒物、除病原體等處理單元過程;如果直接作為城市飲用以外的生活用水,例如洗衣、清掃、沖洗廁所、噴灑街道和綠化地帶等用水, 液狀態(tài)下析出,形成具有固相界面的膠粒或微小懸浮顆粒;選用高效而又經(jīng)濟(jì)的吸附劑將有機(jī)污染物、色度等從污水中分離出來;然后采用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實(shí)的絮體;再依靠旋流和過濾水力學(xué)等流體力學(xué)原理,在自行設(shè)計(jì)的SPR高濁度污水凈化器內(nèi)使絮體與水快速分離;清水經(jīng)過罐體內(nèi)自我形成的致密的懸浮泥層過濾之后,達(dá)到三級(jí)處理的水準(zhǔn),出水實(shí)現(xiàn)回用;污泥則在濃縮室內(nèi)高度濃縮,定期靠壓力排出,由于污泥含水率低,且脫水性能良好,可以直接送入機(jī)械脫水裝置,經(jīng)脫水之后的污泥餅亦可以用來制造人行道地磚,免除了二次污染。
根據(jù)三級(jí)處理出水的具體去向和用途,其處理流程和組成單元有所不同。如果為防止受納水體富營養(yǎng)化,則采用除磷和除氮的處理單元過程;如果為保護(hù)下游飲用水源或浴場(chǎng)不受污染,則應(yīng)采用除磷、除氮、其出水水質(zhì)要求接近于飲用水標(biāo)準(zhǔn),則要采用更多的處理單元過程。污水的三級(jí)處理廠與相應(yīng)的輸配水管道結(jié)合起來便形成城市的中水道系統(tǒng)。天津還為此專門出臺(tái)了關(guān)于住宅使用中水的規(guī)定,城市規(guī)劃面積5萬平方米以上的新建住宅小區(qū),規(guī)劃人口在1萬人以上的住宅小區(qū)都要使用中水,配有中水管道。目前天津一些小區(qū)都使用中水來替換自來水用于景觀用水,以及澆灌綠地。
4 城市污水再生利用存在的問題及對(duì)策
問題1:目前尚未建立城市污水再生利用規(guī)劃指標(biāo)體系。在城市建設(shè)總體規(guī)劃中,雖然進(jìn)行了城市的供水及排水規(guī)劃,但在水資源的綜合利用方面缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃,尤其是城市污水再生利用規(guī)劃,這勢(shì)必會(huì)造成重復(fù)建設(shè)和決策失誤。
對(duì)策:城市污水再生利用應(yīng)納入城市總體規(guī)劃以及城市水資源合理分配與開發(fā)利用計(jì)劃,在綜合平衡、科學(xué)論證的基礎(chǔ)上,針對(duì)城市實(shí)際情況進(jìn)行總體規(guī)劃,確定其應(yīng)有的位置和作用。在再生水水質(zhì)、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(yuǎn)近結(jié)合,既要滿足功能要求和用水水質(zhì)需求,又要因地制宜、經(jīng)濟(jì)合理。過高的目標(biāo)與要求,將可能適得其反。
問題2: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,目前城市污水管網(wǎng)建設(shè)嚴(yán)重滯后于城市發(fā)展,二級(jí)生物處理率不到15%。
對(duì)策:強(qiáng)化城市污水管網(wǎng)與污水處理工程設(shè)施的建設(shè)是推動(dòng)城市污水再生利用的關(guān)鍵。不少地方政府對(duì)污水再生利用的認(rèn)識(shí)不夠,在缺水時(shí)優(yōu)先考慮的是調(diào)水,而且絕大多數(shù)城市污水處理廠的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與建設(shè)目標(biāo)是達(dá)標(biāo)排放,往往沒有考慮污水的大規(guī)模再生利用。因此,今后城市污水處理廠的建設(shè),既要滿足區(qū)域水污染控制要求與相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn),也要考慮城市污水的再生利用需求。在某些地區(qū),可以通過開展城市污水再生利用工作來促進(jìn)污水收集與處理工程的建設(shè)與完善。
問題3:城市污水再生利用事業(yè)的發(fā)展必須依靠科技進(jìn)步,從始至終都要有新技術(shù)、高技術(shù)的保證和支持。目前城市污水再生利用技術(shù)和設(shè)備的開發(fā)難以滿足快速增長的再生利用工程建設(shè)和運(yùn)行管理的需求.
對(duì)策:今后城市污水再生利用的技術(shù)發(fā)展應(yīng)著重于已有技術(shù)的集成化、綜合整合、產(chǎn)業(yè)化和工程化,需要對(duì)已有技術(shù)不斷改進(jìn)和更新,加強(qiáng)新工藝、新流程、新技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)品的研究、開發(fā)和推廣應(yīng)用,并注重示范性工程的研究和建設(shè)。通過工程化和生產(chǎn)性測(cè)試,著重解決城市污水再生利用于農(nóng)業(yè)、生態(tài)、市政和工業(yè)中的水質(zhì)凈化技術(shù)、水質(zhì)穩(wěn)定技術(shù)、水質(zhì)保障技術(shù)、安全用水技術(shù)、工程技術(shù)、運(yùn)行管理技術(shù)和成套技術(shù)設(shè)備問題。
5結(jié)語
水是一種可再生的自然資源,城市污水的再生利用是節(jié)約及合理利用水資源的有效途徑;同時(shí),城市作為一個(gè)特殊的“人類社會(huì)系統(tǒng)”,從“清潔生產(chǎn)”的角度看,城市污水的再生利用也是防治水環(huán)境污染及促進(jìn)人類可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要方面,城市污水處理和再生水的利用是水資源良性社會(huì)循環(huán)的重要保障措施。隨著城市水資源的日益緊缺,城市污水的再生利用更有著非常深遠(yuǎn)的理論和現(xiàn)實(shí)意義。