污水回用既可以有效地节约和利用有限的和宝贵的淡水资源,又可以减少污水或废水的排放量,减轻水环境的污染,还可以缓解城市排水管道的超负荷现象,具有明显的社会效益、环境效益和经济效益。
『贰』 污水处理的回用水标准是什么急救
一、回用水水质标准,是保证用水的安全可靠及选择经济合理水处理流程的基本依据。由于使用回用水的范围十分广阔,水质要求各有不同,总体上看回用水水质情况十分复杂。我国目前尚未系统地制定回用水水质标准。对有关水质要求宜结合具体情况进行分析,
一).灌溉回用水水质标准
1.水质要求 灌溉回用水水质要求主要包括以下几个方面:
(1)不传染疾病:(2)不破坏土壤的结构和性能,不使土壤盐碱化;(3)土壤中重金属和有害物质的积累不超过有害水平;(4)不影响农业物的产量和质量;(5)不污染地下水。
根据水质要求,城市污水用于农灌,必须经过适当处理,未经处理的污水一般不允许以任何方式用于灌溉。城市污水至少要经过一级处理才能用于灌溉,如有可能最好惊醒二级生化处理。目前,经济发达的国家已基本实现了这个要求,有些国家和地区甚至达到了更高要求。
2.水质标准 我国农田灌溉水质标准(GB5084-92),它也适用于农业灌溉回用水水质要求。国外经济发达国家对农业灌溉回用水水质通常是根据灌溉对象区别对待,要求比较严格。
二).工业回用水水质标准
1.工业回用水水质要求 由于工业生产范围广泛,不同工业门类对用水水质要求差异极大。在考虑工业回用水的水质标准时,应该从实际出发,以各类工业用水的水质要求为依据来确定相应的工业回用水水质标准,污水处理后出水作为冷却水回用时,一般有如下水质要求:(1)在热交换过程中,不产生结构(2)对冷却系统部产生腐蚀作用(3)不产生过多的泡沫(4)不存在有助于微生物生长的过量营养物质。对于其他类别的工业用水,如原料用水,生产工艺用水,生产过程用水以及锅炉用水等,尚未有针对回用水的相应水质标准。若要将回用水用于各种工业类别,其水质必须符合有关行业相应的用水水质标准。
三).城市杂用水水质标准
1.生活杂用水水质标准 为了保证城市污水再生后作为生活杂用的安全可靠和合理使用,再生水水质必须满足下列基本要求。
(1)卫生上安全可靠,无有害物质,其主要衡量指标有大肠杆菌群数,细菌总数,余氯量,悬浮物量,生化需氧量及化学需氧量等。
(2)外观上无使人不快的感觉,其主要衡量指标有浑浊度,色度,臭味,表面活性剂和油脂等。
(3)不引起管道和设备的腐蚀,结构和不造成维修管理困难,其主要衡量指标有PH值,硬度,蒸发残渣及溶解性物质等。
二、污水处理
1、是为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求,并对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业,交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域,也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。污水处理行业的上游供应商主要是污水处理设备的制造商和污水处理药剂供应商。都属于发展较快,需求状况良好的行业。
2、、污水处理行业:工业污水、中水回用、生活污水、汽车清洗等
3、污水处理方式:
1)、调节PH值用的:弱酸、弱碱、强酸、强碱、生石灰等。
2)、絮凝作用的:聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚丙烯酰胺等。
3)、调节细菌营养的:磷酸氢二钠、尿素等
4)、消毒脱色的:次氯酸钠、臭氧等。
『叁』 生活污水处理与回用
医院、港口、公园、商业中心、新建的郊外住宅区、高级住宅区、疗养区、学校、农场、渔场、狩猎场等均可称为小区,我们最常遇到的主要是由居住区、疗养院、商业中心、机关学校等一种功能或多种功能构成的相对独立的区域,其排水系统通常不在城市市政管网覆盖范围之内。根据当地的环保标准,必须设置独立的污水处理设施,这就是我们所指的小区污水处理。
小区污水不同于城市污水(常包括部分工业废水),属于生活污水范畴。其水质水量特征可概括为:水质水量变化较大,污染物浓度偏低,即比城市污水低,污水可生化性良好,处理难度小。
小区污水的处理工艺依据小区污水排入水体的功能不同而异,常用处理方法有:化粪池、一级处理(初次沉淀池)、生物二级处理及二级处理后再经消毒回用等。由于小区污水处理水量较小,管理水平不高,所以,在工艺设计时尽可能选用无污泥或少污泥的处理工艺,以防止因污泥处理不善造成二次污染。
1.小区污水处理工艺原理
生活污水处理的目标是有机污染物的去除,因此生活污水的处理设计主要围绕降解去除有机污染物和隔油处理展开。目前生活污水的处理方法很多,不同的处理工艺均有一定的针对性、独特性,现对目前常用的适于小规模的污水生物处理工艺进行比较分析和选择。
1.1接触氧化法
生物接触氧化法也称淹没式生物滤池,其主要特点是在反应器内设置填料作为微生物的载体,使反应器内保持一个相对高的保持量,进而可提高处理效率。其反应原理为反应器内附着填料生长的生物膜的吸附、氧化等作用,将污水中有机污染物逐步氧化成二氧化碳、水和细胞物质,污水得到净化。同时控制斗袭慧氧化池内溶氧水平,保证污水中氨态氮由硝化细菌转化成为硝态氮。生物接触氧化法由于反应器内微生物量大,能耐受较大的水质冲击,且污泥龄长,污泥产量低。
废水均匀地淋洒在介质表层上,在充分供氧的条件下,接种的或废水中原有的微生物就在介质表面增殖。这些微生物吸附废水中的有机物并对其进行降解,逐渐在介质表面形成粘液状的膜,即生物膜。生物膜呈蓬松的絮状结构,微孔多,表面积大,具有很强的吸附能力,在其表面有一层很薄的水层,称之为附着水层。生物膜微生物以水层内的有机物为营养料,将一部分物质转化为细胞物质,另一部分物质转化为排泄物。附着于水层内的有机物被氧化后,其浓度下降由于浓度差的作用,有机物会从废水中转移到附着水层中去。如此循环往复,使废水中的有机物不断减少,从而得到净化随着微生物的生长繁殖,生物膜变厚,当它的厚度达到一定程度就会脱落,被新的生物膜取代,生物膜得到更新。
1.2 SBR处理工艺
SBR及CASS均为活性污泥法。SBR法是一种利用微生物在反应器中按照一定的时间顺序间歇式操作污水处理技术。这种技术集曝气、沉淀于一池,而需要设置二沉池及污泥回流设备,也无需初沉池。在该系统中,反应池在一定时间间隔内充满污水,以间歇处理方式运行处理后混合液沉淀一段时间后,从池中排除上清液,沉淀的生物污泥则留于池内,这样依次反复运行,则构成了序批式处理工艺。典型的SBR系统分为:进水、反应、沉淀、排水与闲置5个阶段。废水经过一段时间的曝气后,水中会产生一种褐色絮凝体,这就是活性污泥,它以大量的活性微生物为主体。活性污泥结构疏松,表面积很大,对有机污染物有强烈的吸附凝聚和氧化分解能力。活性污泥去除水中有机物空答主要经历吸附、氧化、絮凝体形成与凝聚沉降三个阶段。
SBR的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一体。典型SBR工艺的一个完整运行周期由五个阶段组成,即进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、排水阶段和闲置阶段。从第一次进水到第二次进水称为一个工作周期。
从目前的污水好氧生物处理的研究、应用及发展趋势来看,SBR称得上简易、快速、低耗的污水处理工艺。与连续式活性污泥法比较,SBR 法具有以下特点:SBR装置结构简单,运转灵活,操作管理方便;投资省,运行费用低。Ketchum等人的统计结果表明:采用SBR法处理小城镇污水,要比用普通活性污泥法节省基建投资30%;可抑制丝状菌生长繁殖,不易发生污泥膨胀,污泥指数SVI较低,有利于活性污泥的沉淀和浓缩;SBR处于好氧/厌氧的交替运行过程中,能够在去除碳物质的同时实现脱氮除磷;SBR处理工艺系统布置紧凑、节省占地;运行稳定性好,能承受较大的水质水量冲击;各项运行控制参数都能通过计算机加以控制,易于实现系统优化运行。禅薯
1.3 CASS处理工艺
CASS(Cyclic Activated Sludge System)工艺是近年来国际公认的处理生活污水及工业废水的先进工艺。该工艺是在序批式活性污泥法(SBR)的基础上,反应池沿长度方向设计为两部分,前部为生物选择区也称预反应区,后部为主反应区,在主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置,曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行,省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。
1.4 A/O法(缺氧/好氧)工艺该工艺是在普通的活性污泥法基础上研究开发的,其好氧池是与普通曝气池相似的推流池,在好氧池内可完成对含碳有机物的氧化、含氮有机物的硝化和聚磷菌对磷的大量吸收;其缺氧池容积较小,但由于它与好氧池的结合使用,所以使处理系统具有一定的除磷作用和抗冲击负荷能力等优点。
2.小区生活污水的回用技术
近年来,通过对国外成熟技术的借鉴和国内的研究实践,小区回用技术得到了很快的发展。生活污水深度处理的目的是进一步去除污水中的悬浮物(SS) 、有机物、氮磷等营养盐以及可溶的无机盐等。根据污水回用用途和地理条件的不同,处理工艺与流程也有着很大的区别。随着小区生活污水处理技术的发展,二级处理及深度处理的差异不再像以往明显,诸如生物膜技术、生物活性炭技术、BAF 工艺等作为二级强化处理,一般二级生化处理出水经过混凝沉淀和过滤等深度处理,消毒后就可以达到回用要求。随着回用要求的提高,对于生物活性炭技术、膜生物反应器、膜技术等深度处理技术也正逐步为人们所重视。
2.1生物活性炭技术
生物活性炭是一种去除微量有机物的有效方法,其实质是生物降解与炭的物理吸附两者的协调作用。王占生等以生物活性炭理论为基础,选用廉价的多孔性物质或惰性物质(比如陶粒或炉渣等)来代替活性炭的一种新型工艺――颗粒填料生物接触氧化法,在城市污水深度处理中已经得到了成功的应用。应用生物活性炭工艺处理小区生活污水二级出水,可以使最终出水COD 降至30 mg/ L左右,BOD、SS、色度等也可达到回用要求。与传统的混凝、澄清、过滤工艺相比,该工艺工程投资略高,但运行费用较低。
2.2膜技术
膜技术主要是指纳滤、超滤、渗透以及反渗透等膜分离技术。小区生活污水经二级处理出水, 经反渗透(RO) 等膜技术深度处理,其出水可作为工业用水或生活用水。不过,由于膜技术的成本很高,且运行管理比较麻烦,目前在国内的应用不是很广。
2.3膜生物反应器(MBR)
MBR作为一种新型的污水处理和水回用技术,在小区生活污水回用方面具有很好的应用前景。MBR 集生物反应器的生物降解作用和膜的高效分离作用于一体,具有出水水质好、处理负荷高、装置占地面积小、产泥量少、易于实现自动控制等优点。其出水经消毒后可直接回用,甚至可回用于饮用水水源。MBR 在发达国家的污水回用工业中已经得到了很好的应用,但是膜本身成本高,操作系统复杂以及运行成本较高,阻碍了其在小区生活污水回用处理中的应用。
我国许多城市面临着严峻的水资源匮乏,小区生活污水回用作为一个切实可行的缓解水资源和防止污染的办法,已经逐步为人们所重视。按照我国新的城市污水处理及污染防治技术政策,要求2010年实现城市污水处理率50%以上,污水回用率30%以上,污水回用于市政、工农业等各个行业。而北京市在最近出台的《北京市中水设施建设管理试行办法》已经对小区生活污水回用提出了明确的要求,要求现有和新建小区必须配建污水回用设施。小区生活污水回用尽管规模比较小,且分散,对运行管理带来一定的难度。但由于小区生活污水就近处理并回用,水源稳定可靠,可减少供水管网的压力,同时也缓解了城市下水管网和污水处理设施的压力;且对于水资源匮乏也有一定的缓解。小区生活污水回用技术正逐步成为污水处理的一个重要方向。
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『肆』 污水再生回用和水资源可持续利用
方先金
(北京市市政工程科学技术研究所,北京市西城区大帽胡同号,100035,中国)
我国是一个水资源贫乏的国家,人均水资源拥有量只有2200m3,仅为世界平均水平的1/4,在世界银行连续统计的153个国家中居第88位。同时,我国水资源在时间和地区分布上很不平衡,南方多北方少,北方大部分地区人均水资源拥有量低于联合国可持续发展委员会确定的1750m3用水紧张线,其中9个地区低于500m3的严重缺水线。水资源短缺已成为制约我国经济和社会发展的重要因素。
1水资源可持续利用面临的问题
1.1水资源总量紧缺
50年来,全国用水总量从1949年的1000多亿m3增加到1997年的5566亿m3,其中农业用水占75.3%,工业用水占20.2%,城镇生活用水占4.5%,人均综合年用水量从不足200m3增加到458m3。目前,全国每年缺水近400亿m3,其中,农业缺水300亿m3,因旱致灾,年均减少粮食200多亿千克;城市和工业缺水60亿m3,影响工业产值2300多亿元,全国668座城市有400多座缺水,有110个城市严重缺水。特别是1999年以来,我国北方地区持续干旱,给工农业生产造成较大的影响,也给城市、农村居民生活用水造成很大的困难。2001年6月上旬旱情最为严重时,全国受旱面积一度达到4.2亿亩(1亩=100m2),由于持续干旱,水源不足,造成城乡人民生活用水紧张,有2198万城镇人口和3300万农村人口及1450万头大牲畜发生饮水困难。天津、长春、大连、青岛、唐山和烟台等大中城市已受到水资源短缺的严重威胁,许多水库、河流出现从来没有过的断流和干枯。今后随着人口的增长、生活水平的提高、城市化的加快,水资源供需矛盾将更加突出,据预测,我国用水高峰将在2030年前后出现,2030年我国人口将达到16亿人,粮食总产量需达到7亿t,年用水总量为7000亿~8000亿m3,全国每年缺水将在700亿m3左右。
气候变化对我国水资源可利用量也产生了负面影响。据1950~1997年的降水和气温资料分析,我国近20年来呈现北旱南涝的局面。20世纪80年代华北地区持续偏旱,京津地区、海滦河流域、山东半岛10年平均降水量偏少10%~15%。进入20世纪90年代,黄河中上游地区、汉江流域、淮河上游、四川盆地的8年平均降水量偏少约5%~10%,黄河花园口的天然来水量初步估计偏少约20%,海滦河和淮河的年径流量也都明显偏少。北方缺水地区持续枯水年份的出现,以及黄河、淮河、海河与汉江同时遭遇枯水年份等不利因素的影响,加剧了北方水资源供需失衡的矛盾。据相关研究,未来50年由于人类活动产生的温室效应,全球年平均气温可能升高,气温升高将使地表蒸发量提高,水资源量将相应减少。
1.2水资源分布不均
我国水资源在时间和空间分布上很不平衡。长江流域及其以南地区国土面积只占全国的36.5%,其水资源量占全国的81%;黄淮海流域人口、粮食产量和国内生产总值都占全国的1/3左右,但其多年平均水资源仅占全国的7.2%。受季风气候的影响,各地的降水量年内分配极不均匀,大部分地区每年汛期4个月的降水量占全年降水总量的70%左右,很容易形成春旱夏涝。水资源在时间和空间分布上不平衡给水资源充分利用带来了一定的难度。
1.3水资源浪费严重
我国一方面水资源严重短缺,另一方面却浪费严重。长期以来,“以需定供”的水资源非可持续利用模式是造成水资源短缺的人为原因。盲目发展第一、第二产业,特别是片面追求粮食增产和重工业的发展,造成产业结构的不合理,水资源利用效率偏低,使本来就紧缺的水资源问题更加严重。
目前,我国农田灌溉面积中渠灌面积占75%左右,而渠系损失约为50%,农田蒸发损失约为17%,实际利用量仅有33%左右。由于大多数地方采用传统的灌溉模式,每亩实际灌水量达到450~500m3,超过了实际需水量的1倍左右,浪费极为严重。我国主要依靠降水的旱作耕地面积约12亿亩,其中70%分布在降水量250~600mm的北方地区,由于蓄水和保水等基础设施不足,农田对自然降水的利用率仅为56%左右。按最新统计估算,我国农田灌溉用水的利用率仅有1.0kg/m3,旱作耕地的水分利用效率为0.60~0.75kg/m3,全国农业用水的平均效率为0.8kg/m3,综合经济效益为0.2美元/m3,而以色列已超过1美元/m3,差距十分明显。现阶段我国农业水资源利用不符合水资源可持续利用的要求。
我国工业用水效率总体水平仍然较低,2001年我国万元工业产值取水量为90m3,约为发达国家的3~7倍;工业用水重复利用率约为52%,远低于发达国家80%的水平。2000年全国城市人均生活用水量达220.2L/d,远高于发达国家的人均生活用水量。社会各界的水忧意识不强,浪费水资源的现象仍很严重,这说明节水措施尚未有效落实,节约用水的技术和管理水平不高。近十年来,我国根据经济可持续发展战略对经济结构调整虽已初见成效,但水资源消耗利用模式尚未发生实质性变化。
1.4水污染形势严峻
目前我国污水处理率还较低,大量的城市和生活污水未经处理直接排入江河湖库水域,使全国大部分水域和近50%的重点城镇的集中饮用水水源受到不同程度的污染,其中水污染比较严重的城镇98个,主要分布在三河三湖流域。由于水污染一些水源被迫停止使用,寻找新的水源,从而加剧了城市缺水。水污染还影响到供水水质,损害居民的身体健康。目前,全国水土流失面积356km2,占国土面积的37%。全国地下水多年平均超采74亿,已形成164个地下水超采区,部分地区出现地面沉降,海水入侵等问题。许多重要河流、湖泊污染严重,由于污染而引发的水事矛盾不断增加。水污染严重影响我国的水资源可持续利用,影响我国经济社会的可持续发展。
2实现我国水资源可持续利用应采取的措施
我国政府十分重视水资源可持续利用,明确指出:水资源可持续利用是我国经济社会发展的战略问题。多年来,针对我国水资源特点和水资源利用中存在的问题,采取了一系列措施来保证水资源的可持续利用。
2.1合理利用水资源
我国水资源可持续利用的根本出路在于坚持可持续发展战略,变“以需定供”的传统开发模式为“量水而行、以水定需”的水资源可持续利用的模式。立足于可利用水资源的保护和合理利用,根据水资源承载能力,确定经济社会发展结构,确保各种水域的可持续利用,对经济结构进行战略调整,在水资源充裕和紧缺地区采用不同的经济结构。大力发展节水、省能、高附加值的高新技术产业和服务业。根据我国水资源的时空分布特点合理发展农业,采取必要的退耕还林,使生态系统得到改善,保证水资源的供需平衡。
2.2合理调配水资源
根据我国降水年内分布不均的特点,应修建大量的蓄水设施,以充分利用水资源。目前,全国共建水库8.5万座,使年供水能力大大提高。蓄水设施一方面能将雨季多余降水贮存起来,供干旱季节使用。另一方面可以减少洪水灾害,保证经济的发展。在地域上,我国的水资源南多北少,南方水资源充裕,北方水资源严重不足。南水北调工程是解决我国北方地区水资源缺水矛盾,实现水资源合理配置的重大战略工程。南水北调东、中、西三条线路将与长江、黄河和海河相互联接,形成水资源合理配置的总体格局,达到南北调配、东西互济的水资源配置目标。三条调水线路年调水总量380亿~480亿m3,可基本改变我国黄淮海地区水资源严重短缺的状况,保证我国水资源总体上可持续利用。
2.3大力开展节水工作
我国历来重视节约用水工作,20多年前,国家就提出了要实行开源与节流并重的方针,认真开展了节约用水工作,并制定了一系列节约用水的法规和标准,建立了节约用水的管理制度,也形成了比较健全的管理体制,城市节约用水工作取得了一定的成绩,到2000年全国设市城市累计节约用水300多亿m3,使近5年来城市用水总量基本无增长,改变了城市用水量随经济发展同步增长的趋势。但是,目前我国农业用水利用率还较低、工业万元产值用水量和城市居民日平均用水量还较高,节水的潜力还较大。在农业方面,应发展和推广农业节水技术,减少农田的深层渗漏和地表流失量,减少单位面积的用水量,减少田间和输水过程中的蒸发和蒸腾量,提高灌溉和降水的水分利用效率,不断提高单位水资源的产量和效益。在工业节水方面,应在调整工业生产结构的同时,改进生产工艺,提高用水重复率,减少万元工业产值的用水量。为了保证节水工作,要制定和完善相关的政策法规,建立一套符合市场经济原则的体制和机制,对现有水价偏低进行改革,建立水资源的宏观控制和微观定额体系,形成总量控制与定额管理相结合的水资源管理体制。
2.4大力发展污水处理和再生回用工作
水污染加剧了我国水资源短缺形势,直接威胁着饮用水的安全和人民的健康,影响到工农业生产和农作物安全,造成的经济损失约为国民生产总值的1.5%~3%。水污染已成为不亚于洪灾、旱灾甚至更为严重的灾害。水污染早在20世纪70年代已经显现出来,但没有引起足够的注意,采取的措施不够恰当有力,因此出现了今天的严重局面。如再不及时采取有效对策,将严重影响我国水资源可持续利用。长期以来采用的以末端治理、达标排放为主的工业污染控制战略,已被国内外经验证明是耗资大、效果差、不符合可持续发展的战略。应大力推行以清洁生产为代表的污染预防战略,淘汰物耗能耗高、用水量大、技术落后的产品和工艺,在工业生产过程中提高水资源利用率,削减污染排放量。对于工业和城市生活排水造成的点源污染,应大力发展污水处理工程,使我国的污水处理率在2000年34.3%的基础上进一步提高。对于面污染源包括各种无组织、大面积排放的污染源,如含化肥、农药的农田径流,畜禽养殖业排放的废水、废物等,其控制应与生态农业、生态农村的建设相结合,通过合理使用化肥、农药以及充分利用农村各种废弃物和畜禽养殖业的废水,将面源污染减少至最小。应积极开展污水资源化再利用工作,提高污水再生回用率。
3污水再生回用是实现水资源可持续利用的有效途径
污水再生回用是经济可靠的开源节流措施,与跨流域调水、海水淡化、雨水蓄用等开源措施相比,污水再生回用具有经济性和可靠性。人类使用过的水,污染杂质只占0.1%左右,比海水3.5%少得多,其余绝大部分是可再用的清水。跨流域调水和雨水蓄用工程投资较大,并需投入大量资金控制水体进一步污染,跨流域调水还会对现有的生态系统产生影响。在我国现有经济条件下,跨流域调水和雨水蓄用只能逐步进行。污水再生回用的本质是实行循环用水和分质用水,将污水经再生后回用到水质要求较低的用户。随着工业化的加速发展,人们生活水平不断提高,水污染范围也在扩大、污染程度加深,社会经济发展和环境污染之间形成一对尖锐的矛盾。发展污水再生回用、减少废水排放量是解决环境问题最有力的措施。另外,为满足用户的需要,再生水必须符合相应的水质标准,为此,需对污水处理厂二级出水进行深度处理,从而减少了污染物总量,减轻了废水对环境的压力。
污水再生回用应严格按回用对象和目的控制回用水水质,以确保回用水的安全性。为此,我国制定了一系列相关回用标准。如生活污水经二级处理后能够达到《污水综合排放标准》,但不能作为生活杂用水或工农业用水;若考虑回用,必须进一步处理。当污水回用于农田灌溉,水质指标应该满足《农田灌溉水水质标准》;当污水回用于城市景观,水质指标应该满足《再生水回用于景观水体的水质标准》;当污水回用于城市生活杂用,水质指标应该达到《生活杂用水水质标准》;工业污水回用水质指标应该满足相应的工业用水标准等。
城市供水量的80%变为污水排入城市下水道,收集起来再生处理后,70%可以安全回用;二者合计,约城市供水量的56%可以转变成再生水,返回到城市水质要求较低的用户,替换出等量的清洁水,相应地增加城市一半以上的供水量。废水是一种非常宝贵的资源,挖潜能力巨大。我国2000年全国污水排放量为620m3,这是很大的再生水资源。污水再生回用立足于自有水资源增加城市供水量,是实现水资源持续利用的有效措施。污水再生回用能有效地缓解城市水资源短缺。
为了保证水资源可持续利用,支持经济可持续发展,针对我国水资源存在的问题,近十多年来,通过国家科技攻关,以及缺水城市为解决水污染和水资源短缺做出的努力,国内已经建成一批不同工艺、不同回用对象的城市污水回用示范工程。表1列出了华北地区部分城市污水回用工程情况统计结果。目前我国污水回用工程主要回用对象为污水处理厂内部用水、市政杂用、河道补水、绿化、工业用水等,尚未回用于地下回灌和饮用水源。北京市2001年完成的高碑店污水处理厂出水回用工程是我国目前最大的污水再生回用工程。大量的污水回用工程实践表明:污水再生回用是解决水资源可持续利用的有效途径。
表1华北地区部分城市污水回用情况单位:万m3/d
4我国污水再生回用最大工程
4.1工程概况
高碑店污水处理厂回用工程是目前我国最大污水再生回用工程,该工程于1999年3月至8月完成该项目的前期研究工作,并完成了可行性研究,1999年10月完成项目立项和审批;2000年1月完成该工程的初步设计和审批工作,2月完成施工图设计,同年4月开始施工,2001年5月完成工程施工,2001年6月完成调试和试运转,2001年7月开始供水。
高碑店污水处理厂是目前我国最大的污水处理厂,处理能力为100万m3/d。该厂污水系统流域面积96km2,服务人口240万人,汇集北京市南部城区的大部分生活污水、东郊工业区、使馆区和化工路的全部污水。该处理厂采用前置缺氧段活性污泥法工艺,即在推流式曝气池前设置缺氧段,其目的是改善污泥性质,防止污泥膨胀。该厂出水水质水量稳定,其二级出水已接近相关的回用水水质标准。但该回用工程运转前,高碑店污水处理厂二级出水直接排入通惠河下游,除每年约5500万m3用于农业灌溉外,剩余的出水每年超过3亿m3没有得到利用,这是很大的水资源浪费。为了缓解北京市面临的21世纪城市发展和可利用水资源的矛盾,实现北京市水资源可持续利用,支持国民经济可持续发展战略,北京市政府决定开发该厂污水资源。高碑店污水处理厂回用工程使用回用水的区域达141km2,回用水用户涉及到工业、公园绿化、道路喷洒和冲刷、河湖补水等。
4.2工程规模和技术方案
本工程近期规模为30万m3/d,远期规模为47万m3/d。在回用工程技术方案确定中尽可能地利用现有设施,以降低工程投资。具体设计方案如下:高碑店污水处理厂二沉池出水经新建泵站(规模47万m3/d)提升后用两条管道分别输送到高碑店湖(规模30万m3/d)和水源六厂(规模17万m3/d)。送至高碑店湖的处理水通过第一热电厂现有深度处理设施进一步处理后供该厂冷却用水;送至水源六厂的处理水在该厂进行深度处理后,一部分通过水源六厂现有供水系统供给东郊工业区和焦化厂;一部分通过新建管道输送到西便门和东便门。在水源六厂现有供水管道和新建管道沿线设取水口,并新建回用水支线,供市政杂用取水。
4.3回用水水质技术保障措施
由于高碑店污水处理厂建设时,国家对城市污水处理厂出水要求中还没有氮和磷的指标控制,因此,目前该厂出水中氮和磷的含量较高,这会直接影响回用水水质,必须对该厂进行技术改造,进一步提高该厂出水水质。改造规模为50万m3/d,即对高碑店污水处理厂一期工程(50万m3/d)进行改造。该改造工程分两步进行。第一步改造后使出水水质优于目前第一热电厂冷却水取水水源高碑店湖的水质,出水中BOD、COD、总磷和氨氮分别达到10mg/L、40mg/L、1mg/L和10mg/L。第二步改造使该厂50万m3/d满足高碑店湖Ⅳ类水体的水质要求。第一步主要改造工作量包括曝气池改造和污泥处理系统的改造。原曝气池为1/12为厌氧区,其余为好氧区,改造后原池2/9为缺氧区及厌氧区(水力停留时间共为2h),其中进水端分出一停留时间为15min的强化吸附区。其余仍为好氧区(水力停留时间7.25h)。原污泥系统中剩余污泥泵入初沉池,其混合污泥再进污泥浓缩池浓缩后消化脱水,因浓缩污泥池停留时间较长,处于厌氧状态,磷又被释放出来,通过上清液回到污水中,因此达不到除磷的目的。改造后,原有浓缩池改为浓缩酸化池,浓缩酸化池上清液做为碳源排入水处理系统;将消化池上清液和脱水机滤液及冲洗水收集后进行化学除磷。
高碑店污水处理厂二级出水水质水量稳定,达到设计要求,但还不能满足市政杂用水标准,而绿化用水和道路喷洒等市政杂用水水质对人类健康和城市环境会产生影响,因此,市政杂用水必须在回用前进行深度处理,以满足相应标准。在设计中将深度处理选择在水源六厂。水源六厂现有日处理能力17万m3/d的深度处理设施,主要采用机械加速澄清、砂滤和消毒等工艺处理过程,其出水可满足相应用户要求。由于北京市工业结构的调整,目前该厂平均实际供水量不足5万m3/d,尚有12万m3/d处理能力没有得到利用。另外,水源六厂离市政杂用水用户较近,市政杂用水深度处理设在水源六厂利用其剩余处理能力,可满足市政杂用水近、远期规模需求,在该厂深度处理后的水质能满足市政杂用水水质要求。
4.4主要回用对象
按规划要求,该工程近期供北京市第一热电厂冷却循环用水20万m3/d,远期供北京市第一热电厂冷却循环用水30万m3/d。近期通过北京市水源六厂供东郊工业区和焦化厂5万m3/d,供城市绿化、道路喷洒和冲刷、市区河道景观用水等市政杂用水共5万m3/d。远期通过水源六厂供工业和市政杂用水水量将扩充到17万m3/d。
4.5主要工程内容和投资
本工程总投资3.6亿元,其中征地拆迁费约1亿元,工程费用为2.18亿元,工程建设内容主要为:
(1)高碑店污水处理厂内47万m3/d的泵站一座。
(2)高碑店污水处理厂改造。
(3)高碑店污水处理厂至高碑店湖输水管:DN1800mm,长1480m。
(4)高碑店污水处理厂至水源六厂管道:DN1400mm,长4766m。
(5)市政杂用水配水管:DN1200mm,长6791m;DN1000mm,长1431m;DN800mm,长4615m;DN600mm,长2845m;D=500mm,长2880m。
(6)水源六厂改造:包括深度处理设施改造、蓄水池清淤和护砌、污泥池扩建、供水泵站改造、进出水口的改造、增加自控和电气设备等。
(7)园林供水支线管道。
4.6工程效益
该工程每年可节约清洁水资源16673万m3,节约自来水3650万m3/a,相当于节约了建设一座10万m3/d的自来水厂的投资4亿元。该工程达到了开源节流的目的,为北京市城市绿化面积扩大和道路喷洒压尘创造条件,对环境综合治理具有较大的作用,环境的改善还会带来了周围地区的土地增值。该工程在一定程度上缓解了北京市水资源短缺的矛盾。该工程的巨大经济和环境效益,推动了北京市节水和污水再生回用工作。目前北京已完成污水再生回用规划,7个污水回用工程正在进行施工或做前期工作。北京市的污水再生回用实践表明:污水再生回用符合环境保护和水资源可持续利用战略,是解决水资源可持续利用的有效途径。
5结论
我国是一个水资源贫乏的国家,随着经济发展和城市化进展的加快,水资源短缺的矛盾已经成为我国水资源可持续利用和管理中亟待解决的问题。我国水资源可持续利用面临水资源总量不足、分布不均、水利用率低和水污染等问题,实现我国水资源可持续利用的出路在于坚持可持续发展战略。应根据我国水资源特点进行水资源合理利用和配置,变“以需定供”的传统开发模式为量水而行、以水定需的水资源可持续利用的模式,根据水资源承载能力,对经济结构进行战略调整;同时,应继续发展节水技术,减少生产过程的水资源浪费,大力发展污水处理和再生回用工作,提高污水处理率和处理效果。污水再生回用可以减少污染物总量,增加供水能力,是经济可靠的开源节流措施。几年来污水再生回用实践表明:污水再生回用能有效地缓解城市水资源短缺,是实现水资源可持续利用的有效途径。
『伍』 高校宿舍生活污水处理与回用
高校宿舍生活污水处理与回用具体内容是什么,下面中达咨询为大家解答。
随着我国科学技术和生活质量的不断提高,污水的排放量逐渐增大,有效解决水资源污染和短缺的问题十分必要。在这种情况下,中水开发与回用技术得到了迅速发展,在美国、日本、印度、英国等国家(尤以日本为突出)得到了广泛的应用,对实现水资源可持续利用具有重要意义。在我国高校中,清华大学采用膜生物反应器一体化工艺处理洗浴水,将中水全部用于学生宿舍厕所冲洗,中水回用项目的净效益达到130.41万元。中国石油大学中水回用工程采用MBR工艺,直接经济效益52.50万元[1]。
据了解,目前我国高校在校生约为2300万人,以每人每天0.2m3计算,每天中水水源量为460万立方米[1],这些生活污水被排放到城市污水管网经城市污水处理厂集中处理,而校园绿化、学生公寓冲厕等消耗大量自来水,造成能源和资源的浪费,节水型校园数量不足,管理水平和节水效益参差不齐[2]。本研究以郑州大学为例,研究高校宿舍生活污水的水质特征,根据水质特征选取合适的工艺对其进行处理与回用。本研究选取“格栅-初沉池-A/O池-生物接触氧化池-二沉池-表面流人工湿地”新工艺对部分校园宿舍生活污水进行处理,达到城市杂用水及景观回用水标准,作为该校杂用水及景观用水的补充水源,不仅可以减少向排水系统的污水排放量,节省城市排水设施的运行费用及学校缴纳的污水处理费用,而且还可以有效缓解校园供水紧张状况[3],有利于水资源的循环利用,具有重要的经济效益。
1 高校生活污水水质分析及工艺选取
1.1 高校生活污水水质分析
经实地调查,郑大新区在校学生约4万人,每人每天可产生约70L的生活污水,则大约每天可产生生活污水2800m3,学生住宿区分为柳园、荷园、菊园和松园四个园区,柳园有学生1.4万人左右,且柳园部分楼层安装有污水回用装置,将生活污水经过简单处理回用为冲厕所用水,暂不考虑其污水排放情况;其他三个园区约有2.6万人,则每天共可产生生活污水约1800m3,2、7、8月份正常放假,则槐氏每年共产生生活污水约50万m3。同时郑州大学新校区的眉湖是该校区的人工湖,面积大,需水量多,若能将校园宿舍生活污水回用于该人工湖,则不但达到了污水的有效回用,还能减少学校眉湖的回用水的费用支出。
1.1.1 水质监测指标及方法(表1)
1.1.2 污水水质特征
高校用水的特点是学生用水量受季节和温度影响较大,高校用水具有规律性,变化系数较大[4],高校生活污水的水质特点是相对稳定且污染程度低。经对郑州大学新校区部分宿舍生活污水水质进行锋明晌长期监测,其水质情况如表2所示:
高校学生宿舍的生活污水不含厨房排水,只有沐浴和盥洗排水,属于优质杂排水,完全可以由高校内部自行处理再利用。
1.2 工艺选取
根据工艺选取的原则:①技术先进,处理效果稳定;②投资和运行费用低;③管理简单,运行可靠。确定本研究中高校宿舍生活污水处理与回用工艺如图1所示:
1)初沉池:初沉池可除去废水中的可沉物和漂浮物。废水经初沉后,约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%,按去除单位质量BOD5或固体物计算,初沉池是经济上最为节省的净化步骤,
对于生活污水和悬浮物较高的工业污水均宜采用初沉池预处理(图1)。
2)A/O池:A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在厌氧段厌氧菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机银锋物,当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时,可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段,异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+),在充足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-,通过回流控制返回至A池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环,实现污水无害化处理。
3)生物接触氧化池:在曝气池中设置填料,将其作为生物膜的载体。待处理的废水经充氧后以一定流速流经填料,与生物膜接触,生物膜与悬浮的活性污泥共同作用,达到净化废水的作用。
4)二沉池:二沉池是活性污泥系统的重要组成部分,其作用主要是使污泥分离,使混合液澄清、浓缩和回流活性污泥。其工作效果能够直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。
2 实验装置和内容
2.1 实验装置
本实验采用图1所示的工艺流程,小试装置如图2所示,主要组成部分有:初沉池,A/O池,生物接触氧化池,二沉池,处理水量为30-40L/h。
1)A/O:由两部分构成,比例为1:3,前为缺氧段,后为好氧段。其中包括池体,填料,搅拌器,曝气装置等。缺氧池内径800mm,高900mm,好氧池内径1200mm,高1500mm。
2)生物接触氧化池:结构包括池体,填料,布水装置,曝气装置。池型为长方体;池体尺寸长为460mm,宽为400mm,壁厚8mm,总高1400mm,超高50mm。 3)初沉池:池型为圆柱形;池体尺寸为外径340mm,壁厚8mm,总高540mm,超高50mm。
4)二沉池:池型为圆柱形;池体尺寸为外径340mm,壁厚8mm,总高600mm,超高80mm。
2.2工艺参数确定
本论文以郑州大学新校区宿舍生活污水为研究对象,其具体的水质指标为COD的浓度为100mg/L~394mg/L,氨氮浓度为10mg/L~40mg/L,总磷浓度为2mg/L~4mg/L,pH=7~9。以上述工艺对COD、氨氮和TP的去除效果为主要考察指标。
采用所选工艺对高校生活污水进行处理,影响本工艺的主要因素有pH,DO,HRT,SRT,回流比,缺氧好氧反应时间等。通过查阅文献,确定本实验运行参数中MLSS为3000~3500mg/L,曝气池溶解氧为2.0~3.5mg/L,污泥回流比为75%,水力停留时间为12h[5],缺氧好氧HRT为6h和12h,污泥回流比和硝化液回流比分别为100%和200%;生物接触氧化中最佳气水比为16:1,最佳水力负荷为5.0m3/(m3・d)[6]。
3 实验结果分析
采用接种污水处理厂污泥的方法培养菌群,运行小试装置,对COD、NH3-N、TP的去除情况如图3~图5所示:
反应器对COD去除效果如图3所示。进水COD波动变化范围较大,在109.1~328.5mg/L之间,平均值为214.1mg/L。而系统出水COD较为稳定,在13.6~29.5mg/L之间,平均值为21.3mg/L,出水满足城市杂用水标准。由图可见,COD去除率较为稳定,在74.0%~94.5%范围内波动,平均去除率为85.9%,可见该反应器对COD有较好的去除效果。反应器内混悬液污泥絮体中含有大量结构紧密的菌胶团,而菌胶团有较强生物吸附能力和氧化有机物的能力,对COD的去除有较大促进作用。在悬浮填料表面的污泥絮体中,生长着大量利于菌胶团吸附的丝状菌,不仅改善了污泥沉降性能,还有效促进了有机物氧化分解。
反应器对NH3-N去除效果如图4所示。宿舍生活污水氨氮浓度较低,进水氨氮在18.40~35.20mg/L范围内,平均值为28.02mg/L;出水氨氮在5.94~9.39mg/L范围内,平均值为7.95mg/L,满足城市杂用水标准。由图可以看出,氨氮的去除率较为稳定,在62.05%~76.64%范围内波动,平均去除率为71.11%,可见系统对氨氮去除效果一般。分析认为是由于生物挂膜时间太短,挂膜不充分,导致虽然填料为硝化菌生长提供了良好附着条件,但反应器内单位体积生物量并不是太充足,硝化能力不是太高。
反应器对TP的去除效果如图5所示。进水TP浓度为2.12~3.60mg/L,进水平均浓度为2.85mg/L;出水TP浓度为0.16~0.48mg/L,出水平均浓度为0.31mg/L,满足城市杂用水标准;TP去除率为85.33%~91.20%,平均去除率为89.28%,可见此工艺对TP有较好的去除效果。分析认为,是由于缺氧池内投加填料,阻碍了表面空气进入缺氧池内部,降低了氧传质效率,造成了缺氧段的厌氧微环境,形成了微型厌氧/缺氧/好氧系统,聚磷菌在厌氧环境下释磷,经过O段好氧吸磷,再随着脱落的生物膜和悬浮污泥排出系统,达到除磷效果,同时系统通过底部泥斗定期排泥,大量含磷污泥随底部积泥排出,保证了系统的磷平衡,也加快了聚磷菌的生长繁殖,故系统呈现出较好的TP效果。
4 结论与展望
4.1 结论
(1)通过分析高校宿舍生活污水水质特征,确定处理工艺为:“格栅-初沉池-A/O池-生物接触氧化池-二沉池-表面流人工湿地”。
(2)根据实际情况,按照工艺设计实验小试装置“格栅-初沉池-A/O池-生物接触氧化池-二沉池”,在MLSS为3000-3500mg/L,曝气池溶解氧为2.0-3.5mg/L的条件下,以污泥回流比为75%,水力停留时间为12h,缺氧好氧HRT为6h和12h,污泥回流比和硝化液回流比分别为100%和200%;生物接触氧化中最佳气水比为16:1,最佳水力负荷为5.0m3/(m3・d)为运行参数,结果表明COD去除率在93.77%~94.69%,NH3-N去除率在62.05%~76.64%,TP去除率在85.33%~93.82%,其出水中COD在4.98~7.83mg/L,,NH3-N在5.94~9.39mg/L,TP在0.16~0.48mg/L。
(3)景观娱乐用水C类水质标准中规定COD≤30mg/L,NH3-N≤0.5mg/L,TP≤0.05mg/L,城市杂用水水质标准中规定COD≤50mg/L,NH3-N≤10mg/L。由于NH3-N出水指标超过了景观娱乐用水C类水质标准中的规定,因此出水只达到了城市杂用水标准,并未达到景观娱乐用水C类标准。
4.2 展望
(1)由于氨氮去除率过低,未到达回用于景观用水水质标注的预期目标,分析原因应是因在本实验的小试装置运行时的运行参数是查阅文献所得最佳运行参数,未在实验过程中寻找适合本工艺流程的最佳运行参数,导致运行时未达到最佳状态;还有可能是由于生物接触氧化池形成的生物膜不够完善,在以后的研究中应加强注意。
(2)由于小试装置运行时未设置人工湿地环节,出水水质未达到景观用水的回用标准,而在实际工程应用中,可以在后续的研究中,可以对人工湖进行改造,通过大量种植芦苇、睡莲、香蒲等湿地植物,构建表面流人工湿地,充分利用学校资源,改善水质的同时达到减少人工湖地下补水量以及供人们观赏的景观价值。
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『陆』 污水回用的定义是什么,详细点的!
污水回用就是所谓的中水回用。就是将污水通过处理使之达到回用标准。回用标准是高于污水排放标准但是低于引用标准的。回用的污水可以用于工业生产,可以冲厕所、洗车。
『柒』 环境影响评价工程师:什么是污水处理回用
什么是抄污水处理回用?
1、污水处理回用(sewage treatment and reuse)污水经过水质处理达到用水标准后,回用于农、林、牧、渔业、工业、城市或作为低质杂用水等的用水方式。污水处理回用既可解决水资源日益紧缺的问题,又可减轻或消除环境污染,具有明显的社会、经济、环境效益。
2、城市污水处理,一般采用一级或二级处理。
一级处理主要采用格栅、沉沙池、沉淀池处理易于沉淀的污染物,沉淀的污泥经污泥消化池及干燥处理后回用于农田(肥料),或采取堆放、焚烧等处置;
二级处理是在一级处理后增加生物处理工艺,生物处理分为天然和人工生物处理两种。前者采用生物塘、过滤田、灌溉田等进行处理;后者又可分为需氧和厌氧两种生物处理,需氧生物处理一般采用氧化沟、生物滤地、曝气池等人工设施处理污水。近年来一些发达国家为防止水体富营养化开展三级处理,去除污水中的氮、磷等营养物质,处理后的水或直接排入水体,或达到用水水质后进一步回收利用。
3、污水的回用及再生程度主要取决于:供水成本、水质要求、废水处理费用及排污费用等,目前一般采用部分回用,结合使用少量新鲜水的方法,以降低污水处理回用费用。
『捌』 污水回用有什么价值和意义
我国的水资源短缺,然而经济的发展使得水资源的需求量又很高,工业用水和居民生活用水都给我们国家的水资源造成巨大的威胁。因而水资源的合理利用显得尤其的重要,我们国家水力资源部也对水资源的合理有效持续利用提出了更高的要求。随着人口不断增长和经济飞速发展,用水量及排水量正在逐年增加,污水处理回用投资少,工期短,见效快,比较现实易行,具有重要意义。
1.1 污水的处理利用,有利于缓解水资源的供需矛盾
众所周知,人类的生存和发展离不开水资源,而全球性的水资源危机时常发生,严重威胁着人们正常的生活。为了应对此问题,许多国家和地区已开始对城市污水处理回收利用做出了总体规划,通过对污水的处理,产生出一种新的水资源,以缓解紧张的水资源状况。然而,污水的处理究竟又能产生出多少水量呢?据粗略估算,目前城市的供水量有80%变成了污水,而这80%的污水量通过处理后仍有70%可以安全回用,这也就说明了城市供水量的七成,可以变成再生水以重新使用,这就大大减轻了用水资源的紧张状况。
1.2 污水的回收利用,体现了水资源的“优质优用,低质低用”原则
在日程生活用水中,并非都需要优质水。例如,人体直接饮用的水仅占不到5%,而对水质要求不高的生活用水达到了20%以上,甚至高达30%。在美国的佛罗里达州曾规定:市政、娱乐、景观和环境等用水必须采用水质较低的水源。这条规定就体现了出了合理利用水资源的原则。同时也再次证明了对于污水的回用,是可以扩大水资源的利用范围和有效利用程度的。
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『玖』 污水回用的目的主要有哪些
1.1 污水的处理利用,有利于缓解水资源的供需矛盾
众所周知,人类的生存和发展离不开水资源,而全球性的水资源危机时常发生,严重威胁着人们正常的生活。为了应对此问题,许多国家和地区已开始对城市污水处理回收利用做出了总体规划,通过对污水的处理,产生出一种新的水资源,以缓解紧张的水资源状况。然而,污水的处理究竟又能产生出多少水量呢?据粗略估算,目前城市的供水量有80%变成了污水,而这80%的污水量通过处理后仍有70%可以安全回用,这也就说明了城市供水量的七成,可以变成再生水以重新使用,这就大大减轻了用水资源的紧张状况。
1.2 污水的回收利用,体现了水资源的“优质优用,低质低用”原则
在日程生活用水中,并非都需要优质水。例如,人体直接饮用的水仅占不到5%,而对水质要求不高的生活用水达到了20%以上,甚至高达30%。在美国的佛罗里达州曾规定:市政、娱乐、景观和环境等用水必须采用水质较低的水源。这条规定就体现了出了合理利用水资源的原则。同时也再次证明了对于污水的回用,是可以扩大水资源的利用范围和有效利用程度的。
『拾』 污水回用的目的主要有哪些
污水回用的目的最主要的是三个。
首先是对水资源的循环利用,由于水资源是有限的,所以能够尽量的对水进行回收,就能够降低水资源浪费。
其次污水回用可以防止污染环境,通常污水回用是要进行污水处理的,这样的话就避免了把污水排放到外部环境中去,有利于保持环境不受到污染。
第三有的污水中,也是含有一些有用的物质的,那么经过了污水的回用,可以把这些物质提炼出来作为副产品,这样可以产生一部分经济效益。