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以色列再生水回用

发布时间:2023-05-30 16:11:28

❶ 中水利用的国际现状


中水开发与回用技术在一些国家得到了迅速发展,在美国、日本、印度、英国等国家内有着广泛的应用。这容些国家均以自身的特点确定出适合其国情国力的中水回收技术,使中水回用体系越来越完善。
为了有效利用中水,日本在上水道和下水道之间,专门设置了中水道。为鼓励设置中水道系统,日本政府制定了奖励政策,大力加以推广。新建的政府机关、学校、企业办公大楼以及会馆、公园、运动场等公共建筑物基本上都设置了中水道。
美国1971年已有358家工厂企业利用处理后的城市污水,回收量5.1亿立方米。美国加利福尼亚州每年利用净化污水2.7亿立方米,相当于100万人口一年的用水量。1985年,德国城市75%~80%的污水已经过二级处理后加以利用。以色列在中水回用方面也颇具特色:占全国污水处理总量46%的出水直接回用于灌溉,其余33.3%和约20%分别回灌于地下或排入河道,其中水回用程度之高堪称世界第一。

❷ 实现城市废水资源化有什么方法

1.城市废水资源化的意义近20年来,经济的持续快速发展和人口的膨胀加剧了对水的需求,造成世界范围水资源短缺。水资源短缺威胁着人类的生存和发展,已成为全球人类共同面临的最严峻的挑战之一。

为解决困扰人类发展的水资源短缺问题,开发新的可利用水源是世界各国普遍关注的课题。城市废水水质、水量稳定,经处理和净化以后可以作为新的再生水源加以利用。世界上不少缺水国家把城市废水的资源化作为解决水资源短缺的重要对策之一,围绕城市废水的资源化与再生利用开展了大量的研究,包括废水回用途径的分析与开拓,废水资源化工艺与技术研究,回用水水质标准的建立,回用水对人体健康的影响,促进废水资源化的政策与管理体系等。

城市废水如不加以净化,随意排放,将造成严重的水环境污染。如将城市废水的净化和再生利用结合起来,去除污染物,改善水质后加以回用,不仅可以消除城市废水对水环境的污染,而且可以减少新鲜水的使用,缓解需水和供水之间的矛盾,为工农业的发展提供新的水源,取得多种效益。许多国家和地区把城市废水再生水作为水资源的一种重要组成,对城市废水的资源化进行了系统规划,例如美国佛罗里达州的南部地区、加利福尼亚州的南拉谷那、科罗拉多州的奥罗拉、沙特阿拉伯、意大利及地中海诸国等。实践表明,城市废水经处理后可以用于农业、城市和工业等领域。作为缓解水资源短缺的重要战略之一,城市废水资源化显示了光明的应用前景。

2.废水资源化途径与再生水水质标准(1)废水资源化途径根据城市废水处理程度和出水水质,经净化后的城市废水可以有多种回用途径。大体可分为城市回用、工业回用、农业回用(包括牧渔业)和地下水回灌。在工业回用中,主要可用作冷却水;城市回用中有城市生活杂用水、市政与建筑用水等;农业用水则主要是灌溉用水。

(2)再生水水质标准对于城市废水的回用工程,最重要的是再生水的水质要满足一定的水质标准。回用对象不一样,所规定的标准也不一样。以下介绍几种废水回用途径及相应的水质标准。

①回灌地下水:再生水回灌地下蓄水层作饮用水源时,其水质必须满足或高于国家生活饮用水卫生标准(GB5749—85)。美国加利福尼亚州卫生署于1976年制订了再生水回灌地下水的建议水质标准,1977年进一步对水质标准进行了修订。考虑到难生物降解有机物对地下水质影响以及对人体健康的危害,除一般常规监测指标外,还要求对苯、四氯化碳等20种有机物和6种农药有机物进行监测。

②工业回用:再生水的工业回用主要有3个方面:回用作冷却水、工艺用水以及锅炉补给水。回用作冷却水的再生水水质应满足冷却水循环系统补给水的水质标准;回用作工艺用水时,由于工艺的不同,水质也千差万别,应根据不同工业的不同工艺,满足其相应的水质标准;用作蒸汽锅炉补给水的水质与锅炉压力有直接关系。再生水往往需要经过补充处理后才能用作锅炉补给水。

③农业回用:再生水的农业回用主要用于灌溉。通常对灌溉用水的水质要求为:不传染疾病,确保使用者和公众的卫生健康;不破坏土壤的结构与性能,不使土壤退化或盐碱化;不使土壤中的重金属和有害物质的积累超过有害水平;不得危害作物的生长;不得污染地下水。为了使再生水回用农业的水质符合以上要求,以保障人民身体健康,促进农业持续发展,世界卫生组织以及各国均制订了污水灌溉农田的水质标准。我国最新颁布了“农田灌溉水质标准(GB5084—92)”。

3.城市废水资源化实例作为解决水资源短缺的重要对策之一,国内外对城市废水的资源化与回用都十分重视,并取得了许多成功的经验。以下列举一些废水资源化的成功实例,以供我国广大缺水地区在探索、研究和推广废水资源化中借鉴和参考。

(1)美国的废水再生与回用美国城市废水的再生与回用起步较早。全美有再生水回用点536个,其中加州有238个。下面介绍美国废水再生与回用的几个实例。

①加利福尼亚州橘子县21世纪水厂再生水回灌地下:该城市由于超量开采地下水,造成地下水位低于海平面,促使海水不断流向内陆,致使地下淡水退化不宜饮用。为防止地下水位下降造成海水入侵,美国加州橘子县早在1965年就开始研究将三级处理出水回灌地下,以阻止海水入侵。橘子县为此兴建了“21世纪水厂”,该厂设计能力为5678米3/天。原水为城市污水二级处理出水,进一步经沉淀、过滤和活性炭处理后回灌地下水。由于回灌地下总溶解性固体的限制为500毫克/升,因此一部分再生水在回灌地下水之前还采用反渗透法进行了脱盐。21世纪水厂的净化水通过23座多点注入管井分别注入4个蓄水层,与深层蓄水层井水以2∶1的比例混合以阻止海水的入侵。该项工程表明:人工控制海水入侵是可行的;城市废水经深度处理后能够达到饮用水水质标准;工程经长期运行证明稳定、可靠。

②佛罗里达州圣彼得斯堡的废水再生与回用:该市是城市废水回用的先驱之一。1978年实施了双配水系统,供给用户两种质量的水(饮用水和非饮用水),再生水开始用于非饮用水目的的使用。1991年该市向7000多户家庭及办公楼提供再生水(8×103)米3/天,并用做公园、操场、高尔夫球场灌溉用水以及空调系统冷却水和消防用水。该市共有4座废水处理厂,总处理能力达(270×103)米3/天,采用活性污泥生物处理工艺,并附加有铝盐混凝、过滤及消毒处理,双管输水系统管道共长420千米。通过10口深井将多余的再生水注入盐水蓄水层,一年间平均约有60%的再生水注入深井。由于使用再生水,节约了优质水,因此尽管该市入口增加了10%,但饮用水仍能满足供应。

③亚利桑那州派洛浮弟核电站回用再生水作冷却水:该核电站是美国最大的核电站。第一期三个反应堆分别于1982、1984及1986年投产,每个发电能力为1270兆瓦。此外拟再建两个反应堆。核电站地处沙漠,严重干旱,因此采用再生水作为冷却水。再生水来自两座城市废水处理的二级生物处理出水。输至核电站再经补充处理,使之达到所需水质。该核电站采用冷却水系统,补给水约(200×104)米3天。

(2)日本的废水再生与回用日本近20多年来在废水再生和利用方面进行了大量研究开发和工程建设。1986年城市废水回用量达(6300×10)米3/年,占全部城市废水处理量的0.8%。再生水主要回用于中水道、工业用水、农田灌溉、河道补给水等。各种用途及其所占的比例为:中水道系统为40%、工业用水29%、农业用水15%、景观与除雪16%。中水道系统是日本污水回用的典型代表。1988年日本共建有中水道844套,其中办公楼、学校为大户。学校占18.l%、办公楼占17.3%、公共楼房占9.2%、工厂占8.4%。中水道再生水主要用于冲洗厕所(占37%)、冲洗马路(占16%)、浇灌城市绿地(占15%)、冷却水(占9%)、冲洗汽车(占7%)、其他(景观、消防等)为16%。

(3)其他国家的废水再生与回用世界上第一座将城市废水再生水直接用作饮用水源的回收厂设在纳米比亚的首都温德和克市。该回收厂于1968年投产,第一阶段产水量为2300米3/天,正常处理能力可达4500米3/天,后增至6200米3/天。水为城市废水厂二级生物处理出水,处理流程如下:

深度处理水的水质经严格的水质监测,证明符合世界卫生组织(WHO)及美国环保局发布的标准。以色列属半干旱国家。再生水已成为该国的重要水资源之一。100%的生活废水和72%的城市废水已经回用。据1987年资料,全国废水总量(832.5×10)立方米,处理量达(2.18×108)立方米,处理率接近90%。再生水用作灌溉达(1.046×108)立方米(占42%),回灌地下为(0.7×108)立方米(占29%左右),排海水量(0.7×108)立方米(占29%左右)。废水处理后贮存于废水库。全国共修建127座废水库,其中地面废水库123座,地下废水库4座。废水进行农业灌溉之前一般通过稳定塘系统处理。有些城市将城市二级生物处理出水再经物化处理后回用于工业冷却水。此外,废水经深度处理后回灌地下水,再抽出至管网系统,或并入国家水资源调配系统,输送至南部地区,或用于一般供水系统,最南部地区甚至将它作为饮用水源。

由于采取了上述废水回用的措施,以色列大大提高了水资源的有效利用,从而缓和了水资源短缺对社会经济发展的制约作用。科威特利用经三级处理后的城市废水进行农业灌溉。印度目前至少有200个农场利用城市废水进行灌溉,面积达23000公顷。

(4)我国的废水再生与回用我国长期以来有利用生活污水灌溉农田的经验,先后开辟了1042多个大型污水灌溉区。在我国北方干旱地区,利用污水灌溉农田,可充分利用其水肥资源发展农业生产,确实收到了一定效果。但由于一些污灌区地址选择不当,设计不合理,废水预处理不够,又缺乏水质控制标准和及时的监测,出现了土壤、农作物及地下水的严重污染,威胁着人体健康和安全。若干年前,曾开展大规模的污灌区环境质量综合评价工作,研究与制订了污水灌溉与污泥用于农田的各项环境标准与规定,已将污水农业利用引向科学的道路。由于我国不少地区,如北方地区水资源紧缺,迫切需要把城市废水作为第二水源加以回收利用,实现废水资源化。为此,国家组织了有关开发城市废水资源化工艺的科技攻关,研制成套技术设施,建立示范工程,并逐步推广应用。攻关内容包括工业回用、市政景观利用的水质预处理技术、水质标准、卫生安全评价、中小城镇和住宅小区污水回用技术的研究等。一些成果已在天津纪庄子污水处理厂改造工程中应用,并在天津、太原、大连等城市建设了污水回用工程。例如,大连春柳废水处理厂的二级生物处理出水经深度处理后用于冷却水;太原杨家堡废水处理厂采用生物填料接触氧化池处理城市污水用于冷却水;北京高碑店热电厂亦将高碑店污水处理厂的出水作为冷却水水源。经过十多年来的努力,我国在城市废水资源化以及回用方面取得了一定的成绩,为今后更大范围的推广应用奠定了坚实的基础。随着我国城市废水处理厂的普及与兴建,废水再生利用规模和速度亦将迅速发展。

❸ 京津冀都市圈再生水资源生产和利用分析

2008年京津冀都市圈水资源总量为220.48亿m3,污水处理量24.615亿m3,相当于水资源总量的11.16%。污水排放总量为31.975亿m3,污水处理率达到77.03%,高于全国平均水平;再生水利用总量7.1995亿m3,再生水回用率29.25%,高于全国平均水平(表7.7)。

表7.7 2008年京津冀都市圈再生水处理和利用情况表

资料来源:中国城市建设统计年鉴2008,北京市统计年鉴2008,天津市统计年鉴2008,河北省统计年鉴2008。

污水处理率是污水处理量与污水排放量之比,再生水利用率是再生水使用量与再生水产量之比,有广义和狭义之分,广义再生水利用率计算时,再生水使用量包括表7.7中所列的各种用途的使用量,狭义的再生水利用率计算时,再生水使用量不包括表7.7各种用途中的补充水源水。京津冀都市圈内再生水利用率是指狭义的利用率。

从上面的数据可以看出,三地污水处理率均达到70%以上,但是再生水利用率较低,仅为29.25%。从狭义角度,再生水资源没有得到充分利用。京津冀都市圈内各省市再生水利用率差距较大,其中北京市再生水利用率最高,达到57.55%,高于京津冀都市圈和全国平均水平;河北省和天津市分别为12.08%和1.65%,均低于京津冀都市圈水平。

7.3.1 京津冀都市圈再生水生产能力分析

再生水生产能力从污水处理厂建设情况、污水管道建设情况和污水处理能力三个方面进行分析。

7.3.1.1 污水处理厂建设情况

污水处理厂是再生水生产的单位及载体,它直接关系到污水处理覆盖面及再生水开发利用的程度。

京津冀都市圈污水处理厂建设近几年取得很大进展。2000年污水处理厂只有18个,到2009年达到201个,10年中污水处理厂数量翻了11倍多。三地污水处理厂个数呈逐年增加趋势。从2005年开始,三地污水处理厂建设速度明显加快,特别是2007年以后,由于河北省增加了污水处理厂设施建设投入,京津冀都市圈污水处理厂建设飞速发展,两年数量翻一番(表7.8,图7.1)。

表7.8 2000~2009年京津冀都市圈污水处理厂数量变化情况

资料来源:中国水网。

图7.1 2000~2009年京津冀都市圈污水处理厂建设变化趋势图

从图7.1还可以看出,京津冀都市圈污水处理厂建设起点较低,建设速度很快,这是因为“十一五”以来,我国更加注重节能和环保,循环经济发展迅速,这为京津冀都市圈再生水生产基础设施建设提供了良好的宏观环境。

7.3.1.2 污水管道建设情况

污水管道建设投入较大,它是再生水生产的前提,是污水处理厂污水来源的主要通道。京津冀都市圈近几年污水管道建设长度和污水管道密度都呈上升趋势,截至2008年京津冀都市圈污水管道长度达到14966km,污水管道密度为4.3km/km2,超过全国平均水平。其中北京市污水管道长度4458km,比2002年增加1800km,增幅达66.7%,在京津冀都市圈内建设速度最慢,污水管道密度3.40km/km2,略低于京津冀都市圈平均水平,高于全国平均水平;天津市污水管道长度达到6194km,比2002年增加3648km,增幅146.77%,在京津冀都市圈内建设速度最快,污水管道密度9.67km/km2,高于京津冀都市圈和全国平均水平;河北省污水管道长度达4314km,比2002年增加2595.4km,增幅151.01%,建设速度在京津冀都市圈内排在第二位,污水管道密度2.82km/km2,小于京津冀都市圈和全国平均水平(表7.9,图7.2,图7.3)。

表7.9 2002~2008年京津冀都市圈污水管道长度及密度情况

注:2005年全国污水管道长度为理估计论值;2005年北京市建成面积为理论估计值。

资料来源:中国城市建设统计年鉴2002~2008。

图7.22002~2008年京津冀都市圈污水处理管道长度变化趋势图

图7.3 2002~2008年京津冀都市圈污水管道密度变化趋势图

另外,在图7.3中我们可以看出,天津市污水管道密度虽然高于京津冀都市圈和全国平均水平,但是,2007年以来,污水管道密度开始呈下降趋势,原因是近几年天津市城区建设速度加快,污水管道等基础设施建设相对缓慢。

总之,2001年以来京津冀都市圈污水处理设施建设取得了一定的成效。

7.3.1.3 污水处理能力情况

京津冀都市圈年污水处理能力和日污水处理能力显著提高。

第一,再生水总量是再生水处理规模的重要指标。从2001~2007年,京津冀都市圈污水排放总量呈上升趋势,2008年开始出现负增长,但总量仍维持在较高水平。总体上升趋势较缓慢,2004年上升速度最快,达到15.11%;2007年最慢,只有0.47%。年污水处理量自2001年以来一直呈上升趋势,其中2004年和2006年增幅较大,超过20%;2007年增幅较小,只有3.98%。可以看出,随着污水排放量的变化,京津冀都市圈污水处理总量也基本呈同方向变化趋势(表7.10,图7.4),再生水处理规模逐年加大。

第二,日处理量是地区污水处理效率的重要指标。京津冀都市圈污水日处理量从2001年到2008年也是呈上升趋势。2003年开始,处理量有较大幅度增长,特别是河北省和天津市,增速较快,2005年以后河北省污水日处理量超过北京,在京津冀都市圈内排在第一位(表7.10,图7.5)。日处理量上升有两个原因,第一是圈内加快了污水处理厂建设速度,第二是污水处理厂实际处理能力的提高。

第三,污水处理率是衡量一个地区污水处理能力的一个重要指标。京津冀都市圈污水处理率也呈上升趋势,从2001年52.03%增加到2008年的77.03%。从这个指标来看,2001年以来京津冀都市圈污水处理能力一直超过全国平均水平,在京津冀都市圈内部,北京市的处理能力最强(表7.11,图7.6)。

表7.10 2001~2008年京津冀都市圈污水处理情况表

注:2005年河北省年污水排放量为理论估计值;2002年北京市、天津市,2005年天津年污水处理量为理论估计值。

资料来源:中国城市建设统计年鉴2001~2008。

图7.4 2001~2008年京津冀都市圈年污水排放量和年污水处理量变化趋势图

图7.5 2001~2008年京津冀都市圈污水日处理量变化趋势图

表7.11 2001~2008年京津冀都市圈污水处理率 单位:%

资料来源:中国城市建设统计年鉴2001~2008。

图7.6 2001~2008年京津冀都市圈污水处理率变化情况

总之,京津冀都市圈污水处理总量和日处理量都是逐年增长的,污水处理能力有了显著提高。然而,由于起步晚、基础弱,京津冀都市圈再生水生产能力与发达国家相比还有很大的差距。例如,京津冀都市圈2008年的污水处理率只有77.03%,以色列1987年处理率就已经接近90%,落后发达国家30年左右;京津冀都市圈内北京市的城八区2007年达到90%,也落后发达国家20年。

7.3.2 京津冀都市圈再生水利用情况

再生水利用情况主要从利用总量、利用效率及原因三个方面分析。

7.3.2.1 利用总量

2006~2008年,京津冀都市圈再生水利用总量呈增长趋势,从4.13亿t增加到7.20亿t,增加3.07亿t,增幅74.33%,增速较快。但是,京津冀都市圈利用再生水、节约清洁水的比例还比较小,到2008年才达到2.81%。所以,如果能进一步提高再生水利用率将可节约更多的清洁水源。

从2008年,京津冀都市圈各省市再生水利用总量与用水总量比例来看(节约清洁水比例),北京再生水利用总量6亿t,是河北省的5倍多、天津市的75倍;再生水利用总量与用水总量比例北京市17.09%,天津市和河北省分别为0.37%和0.56%。这说明北京市再生水利用水平在京津冀都市圈内遥遥领先于其他省市(表7.12)。

表7.12 2006~2008年北京利用再生水节约清洁水情况表单位:亿m3

资料来源:中国城市建设统计年鉴2006~2008,北京市经济年鉴2006~2008,天津市经济年鉴2006~2008,河北省经济年鉴2006~2008。

2006~2008年,京津冀都市圈的用水总量大于清洁水资源量,所以,再生水的使用,不仅弥补了这个缺口,而且还节约了清洁水的使用量。分析三地再生水利用率最高的北京的情况,北京再生水使用量逐年增加,清洁水用量逐年减少,清洁水节约量逐年提高,2008年节约率达到17.09%,再生水的替代作用逐年显现(表7.12~表7.16)。这对于一个典型的资源型缺水地区来说,无疑是个令人鼓舞的福音。

表7.13 2006~2008年天津再生水节约清洁水情况表 单位:亿m3

表7.14 2006~2008年河北再生水节约清洁水情况表 单位:亿m3

表7.15 2006~2008年京津冀都市圈再生水节约清洁水情况表 单位:亿m3

表7.16 2006~2008年全国再生水节约清洁水情况表 单位:亿m3

随着经济、社会的发展,人口的增加,水资源总量与用水量之间的缺口会越来越大。如果不提高再生水使用量来加以弥补,将会使各地对外调用水的依存度不断增加。这不仅会使用水成本增加,而且还会使地区间因水资源配置不均,产生用水矛盾,进而引起更广、更深的社会矛盾。所以,提高各地再生水利用量,节约清洁水使用量,是今后必须要走的路。

7.3.2.2 再生水利用率

再生水利用率等于再生水利用量与再生水生产总量的比率(再生水生产量按100%的污水都被净化为再生水计算的),是衡量再生水利用效率的重要指标。京津冀都市圈近几年再生水利用率变化情况见表7.17及图7.7。

京津冀都市圈再生水利用效率也是逐年提高的,2006年再生水利用率19.34%,到2008年达到29.24%,高于全国平均水平。但是,目前利用效率仍然较低,再生水利用率还不到30%。仅2008年一年,京津冀都市圈就有17.42亿m3再生水未得到充分利用,占2008年京津冀都市圈水资源总量的7.9%,这一比例对于水资源严重不足的京津冀都市圈来说是非常巨大的。另外,从京津冀都市圈内各省市再生水利用效率来看,北京市再生水利用效率最高,2008年已经达到57.53%,河北省12.09%,天津市只有1.65%。

另外,与发达国家相比,京津冀都市圈再生水利用水平也存在巨大差距。例如,1987年以色列72%的城市污水都已经回用,京津冀都市圈内再生水利用率最高的北京市才接近60%。

表7.17 2006~2008京津冀都市圈再生水利用率%

资料来源:中国城市建设统计年鉴。

图7.7 京津冀都市圈再生水利用率柱状图

7.3.3 京津冀都市圈再生水利用率低下原因分析

截至2008年,京津冀都市圈再生水生产设施建设取得了一定的成效,污水处理总量也得到了提高。但是,京津冀都市圈再生水利用总量只有7.2亿m3,只相当于京津冀都市圈用水总量的2.81%,再生水利用率只有29.25%,再生水利用效率低(表7.18)。下面就再生水利用效率低下原因进行简要分析。

表7.18 2008年京津冀都市圈再生水生产和利用情况表

资料来源:中国城市建设统计年鉴2008,北京市统计年鉴2008,天津市统计年鉴2008,河北省统计年鉴2008。

第一,再生水价格偏低,影响再生水生产。目前,北京市居民使用的自来水价格已上涨为4元/t(表7.19),而再生水依然维持在1元/t,但是,实际上部分再生水生产企业平均运行成本超过1元/m3,再生水定价过低,使再生水生产单位亏本运行,影响了正常运营管理,部分再生水生产设备不能满负荷运转,或者出水水质低于设计标准。

第二,虽然目前京津冀都市圈水资源紧缺,但是还没有达到威胁饮用水的程度,所以再生水的替代作用被人忽视。

第三,由于我国再生水生产多为政府投资,投资主体单一,资金有限,受到财政收支情况影响,污水处理厂和管网建设(包括旧管网改建和新建设)仍然不能满足再生水行业发展需求。

第四,由于缺乏有效监管,京津冀都市圈部分再生水水质没有达到标准,影响用水单位使用积极性。

表7.19 北京市自来水价格表

资料来源:北京市发改委网站。

❹ 一半是沙漠的以色列,几乎不下雨,为何能让一吨淡水仅卖五块钱

以色列地处中东沙漠地区,国土面积2万多平方公里,比北京市大一些。不过由于气候和地理位置的原因,以色列的降水非常稀少,这也导致他们淡水资源非常紧缺,据统计以色列800万人口每年需要20亿立方米的水,而降水以及河流只能提供11亿立方米,这还没有算上蒸发的损失,可见以色列缺水严重。物以稀为贵,以色列的淡水应该非常贵才对,实际上以色列一顿淡水也只有3到5元钱。

虽然靠着自然界的降水获得淡水有限,但是以色列人却用 科技 解决这个难题,他们现如今拥有很多途径获茄好闷取淡水。首先便是海水淡化,世颤弯界很多的缺水国家都采用海水淡水的手段。实际上中东的土豪国家普遍采用这一技术,像沙特也是用海水淡水获取淡水,而以色列的海水淡化技术非常出色。据统计仅仅依靠海水淡化计划,他们每年就能提供6亿立方米的淡水给全国,在淡水产量惊人的同时,以色列海水淡化的成本也在逐渐降低。

以色列的海水淡化技术是世界顶尖水平,他们刚刚建国的时候就非常重视这个项目,毕竟要养活越来越多的人口,满足国民的需求,就一定需要水。所以他们在1997年开始在全国大量地修建淡化工厂,也正是因为以色列顶尖的海水淡化技术,才能让以色列国民每天生活都用淡水,也依然不会有什么负担。

除了海水淡化,以色列人还从太阳的“手”中抢夺水资源!咱们知道在太阳的炙烤下,很多淡水都蒸发成了水蒸气,无法被人类利用。而以色列科学家发明了“空气制水机”,能够吸入蒸发在空气中的水,将它们变成淡水!有了多种淡水来源和途径,以色列的淡水也能做到便宜了!

换个视角看看中东的其他国家,早在很久之前就嚷嚷着要进行海水淡化工程,但每次都没有把重心放在这个上面,导致现在还需要去以色列进口淡水。

一半是沙漠的以色列,几乎不下雨,为什么一吨淡水仅卖5元?

一,先来看看以色列的淡水来源, 一,海水净化成本较高,二,约旦河,三,戈兰高地,号称“中东水库”。

二,以色列的经济发达,虽然没有中东其他国家那样有丰富的石油天然气,但是凭着先进的 科技 ,以色列的每个产业都很发达,平民就业率异常的高。这也要求淡水的价格不能高,虽然以色列淡水代价高,但是售价不高,才能保证以色列工农业的发达。

三,都说以色列是资本主义国家,但是为了 社会 的稳定,经济的发展,以色列在水价,粮价,房价等保障民生的资源上,应该是让利给平民百姓的。单以水为例,为戈兰高地为例,“中东水库袜庆”太重要了,以色列在该地驻军多少,用导弹来击落来袭的火箭弹,而且以色列军人收入待遇高,装备特先进,一年军费不知多少亿美元?

以此来计算,以色列在以水为代表的民生资源上,是完全让利给老百姓的。在我眼里,以色列是一个真正的以民为本,目光长远的政权啊!

犹太人以商业闻名于世,人们的印象往往定格在“会做生意”,实际上这个民族会干好很多事情。比如说农业,古代犹太人就十分擅长耕种,只是后来流散世界各地,不被所在国允许务农。

现在的以色列,可以说发迹于农业,那些犹太移民在干燥缺水的巴勒斯坦土地上,开辟出一块块绿色的家园。 到1948年的时候,犹太移民的农业已经能够满足自身50%,为以色列建国打下坚实的基础。

那么,一半国土是沙漠的以色列,在年降水不足的情况下,又如何让用水变得廉价呢?

一战后,巴勒斯坦地区长期被英国托管,对这块土地比较有研究。英国经济学家曾经认为,巴勒斯坦地区水源匮乏,能够承载的人口不会超过200万。

事实上,现在巴勒斯坦地区住着1200万人口,超过英国人估算多达1000万人口,其中800万人住在以色列。 以色列的供水系统,不仅为国内提供廉价水资源,而且为巴勒斯坦人、约旦人提供大量水资源。

应该说,以色列对水资源的保护和开发做得很到位,值得很多国家的借鉴。在以色列国内,水资源被定义为国有资源,有专门的1部法律——《水法》。水资源管理委员会是专门的政府机构,负责规划水资源利用,并且规范、监督用水情况。

以色列的 地表淡水 ,集中在北部带去,主要是以约旦河(年径流5.2亿立方米)、太巴列湖(约40亿立方米蓄水量)为中心的水系。以色列人从太巴列湖(又名“加利利海”) 每年 抽取湖水,总量约4亿立方米,大概占全国用水量的30%。

除去地表淡水资源外,以色列的中部山区和沿海平原的 地下水 资源也很重要,每年大约抽取2.5亿立方米,约占全国用水量的19%。不过,地下水抽取过多,容易造成地面下沉、海水入侵等问题。现在,以色列已经对地下水抽取,采用严格的控制制度。

第3个淡水来源是 海水淡化 ,这是以色列人增加新水源的重头戏,被认为是解决以后以色列以及整个中东地区水资源问题的根本出路。以色列共有31座海水淡化厂,规模较大的有阿什凯隆淡化厂、哈德拉淡化厂等几家,年产量约为5.05亿立方米。

国家就在这块干燥地,水资源就这么多,以色列政府也是没有退路,在提高利用率上痛下功夫:

1、 第1个强制使用双冲式马桶的国家。 以色列这一招节省约一半的马桶用水,平均到每个国民是 节省1700加仑水,总计约 节省135亿加仑水。

2、掀起滴灌技术为先锋的农业革命。 传统灌溉的方式,淡水在被植物根部吸收之前,超过 50%会蒸发掉或排干。以色列人用 滴灌技术,直接将水一滴滴浇到植物根部 只有4%的水被浪费。像这一类的节水高新技术,以色列在全球各国里算出类拔萃,每年创造巨大价值。

3、让 85%的污水 重新变为净水。 以色列采用 沙土蓄水层处理法,污 水通过沙土下渗到蓄水层,实现所有杂质被移除。这些水被政府大力推广,使用者将获得极大优惠,被广大国民所接受。

以色列水资源匮乏,为什么水价不高呢? 合理的规划,让水资源的效用翻番;合理的使用,让国民的水资源需求大大减少; 科技 的使用,让水资源的浪费变小……

简单可归纳为一句话:政府、国民都极度重视水资源的保护和开发。 现在以色列占据叙利亚的戈兰高地,很大的一个原因就是确保太巴列湖的淡水资源安全,已经到不惜承受战争的境遇。

所以,你到以色列去,千万不要感叹水价的低廉。关于珍贵而低价的淡水,以色列人确实是做到极致,也堪称是传奇……

以色列长期的水问题


水被认为是最重要的国家资源。水对于确保人民的福祉和生活质量以及保护农村农业部门至关重要。以色列多年来长期缺水。然而,近年来,这种情况已发展成一场严重的危机,人们担心可能越来越难以充分供应城市和家庭用水。目前以色列可再生水资源的累积赤字约为20亿立方米,相当于国家的年消耗量。赤字还导致饮用含水层水资源的质量恶化,这些水资源在某种程度上已变成微咸水或受到污染。

危机的原因既有自然因素,也有人为因素。以色列连续四年遭受干旱。由于人口增长和生活水平提高,对生活用水的需求增加,加上根据国际承诺供水的需要,导致了对可再生水源的过度利用。

水部门的政策,特别是过去十年的政策,加上面对迫在眉睫的水短缺局势缺乏适当行动,导致了目前危机的严重性。

农业部门受危机影响最大。由于短缺,对该部门的水资源分配不得不大幅减少,导致农业生产力下降。

目前的危机使人们认识到,需要制定一项政策、体制和业务改革的总计划,以稳定局势,从长远角度改善以色列的水平衡。


水资源和水供应

常规水资源

可再生水的年平均总潜力约为1800 MCM,其中约95%已经开发并用于家庭消费和灌溉。大约80%的水势在该国北部,只有20%在南部。

以色列的主要淡水资源是:基内雷特湖——加利利海,沿地中海沿岸平原的沿海含水层,以及中部南北(卡梅尔)山脉下的山区含水层。其他较小的区域资源位于上加利利、西加利利、贝特谢恩河谷、约旦河谷、死海裂谷、内盖夫和阿拉瓦。主要水资源的长期平均可补充水量约为每年1800 MCM。

以色列在利用几乎所有现成的水资源和促进有力的保护计划之后,长期以来一直把通过开发非常规水源来扩展现有水源,同时促进保护作为一项国家使命。这些努力集中在以下几个方面:废水的再生;截流和人工补给;人工降雨;海水淡化。

因为以色列投入大量的金钱和科研资源在水利用研究上,他们的水系统在世界上绝对称得上是独一无二的。

除了常规水资源的开发,以色列还大力发展海水淡化技术 。这项技术帮助以色列得到了大量的淡水。同时,以色列人也学会了从每一滴水中获取最大的价值,他们的滴灌技术,水处理以及海水淡化技术均为世界领先水平。

在以色列,90%的污水会被循环再利用,用于园艺或农业。

90%,这个数字单看好像并没有很震撼,但是我们如果看看世界各国污水处理回收率排名就知道了。排在第二的国家是西班牙,他们的污水处理回收率为17%。

90%和17%,差距之大一目了然。

污水再利用,不仅为农业灌溉提供了可用水,同时也防止河流,泉水和海洋受到污染,到目前为止,以色列几乎没有任何污水污染极大的改善了环境。

不管有多少人指责以色列在中东穷兵黩武,我始终对这个国家和这个民族抱有极大的敬意,真的很了不起。

以色列建立之初,国家财政一开始就有钱,以色列也不是通过什么化学反应合成的什么人工水,主要还是利用其本身就有的约旦河,通过运河、节水灌溉等等这些并不高端的技术手段,让有限的水资源尽可能的高效率利用。

上世纪九十年代,国家曾经将从以色列引进的滴灌技术在中国西北广大缺水农村推广,可惜结果很不理想,农民们积极性不大,因为这项技术一亩地成本起码要二百二十美刀,而中国西北农民一亩地产值不过二百元人民币。

这个不得不说以色列的国企是真的良心企业!以色列把淡水资源列入国有管控物资,尽量的以成本价提供给国民,这才有了5块一吨的淡水。相比之下,科威特沙特等国的同类国企就很不是东西了。

以现在的淡化海水技术,每一吨淡化海水的成本大约是1.1~1.3美元之间,我们国内则在8.3~8.7元之间,以色列的淡水来源有42 %是来源于叙利亚戈兰高地的,我们把戈兰高地的淡水跟淡化海水的花费总额平均除一下就可以计算出以色列国现在的淡水总价大约在4.8~5.2块之间。这也直接得出以色列淡水5块一吨确实是成本价了。

而同比之下,科威特的淡水价格就是顶天了。科威特的淡水价格大约是10美元/吨,按目前国际汇率来计算大约是71块/吨。而科威特方面的淡化海水技术大约跟以色列持平,生产淡水的价格也差不多,这也足以看出这其中的利润所在了,这是科威特皇室的另外一个小金库。

说白了,

就是不赚自己人的钱呗!

越紧缺重要的资源,政府越重视,否则会政局动荡,影响 社会 的稳定,这是任何政客都绝对会重视的重点问题。

例如我国的粮食:大米的价格控制!

每一个国家,民生多么重要?

❺ 什么叫中水

中水是对抄应给水、排水的内涵而得名,翻译过来的名词有再生水、中水道、回用水、杂用水等,我们称"中水"(RECLAIMEDWATER),是对建筑物、建筑小区的配套设施而言,又称为中水设施。中水利用也称作污水回用。

中水的叫法起源于日本,主要是指城市内一个小区或确定的大型建筑物系统内的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水。它以水质作为区分标准,其水质介于生活自来水(上水)与排入管道内污水(下水)之间,故命名为“中水”。中水主要用于冲洗厕所、浇灌绿地、树木、清洁道路、冲洗车辆、基建施工,喷水池以及可以接受其水质标准的其他用水。

(5)以色列再生水回用扩展阅读:

“中水回用”的好处

开发中水,利用中水,不仅可以获取一部分主要集中于城市的可利用水资源量,还在于体现了水的“优质优用、低质低用”的原则。中水利用还是环境保护、水污染防治的主要途径,是社会、经济可持续发展的重要环节。

❻ 现在为什么要提倡废水中水回用呢

提倡废水中水回用的第一个原因就是世界上淡水资源是很少的。也许有人会说,即使淡水资源很少,但是地球上淡水也有几百万平方公里吧,而且水也是可循环的资源。事实上,现在很多地方开始面临缺水,比如中国的沙漠地区,内蒙古或者是非洲等等地区,都是由于没有水,活活的被渴死的。此外我们吃的粮食也是需要水灌溉的,所以水就是我们生命之源。我们身体的70%到80%都是水构成的。但是由于近几年的水体污染,粮食污染等等的污染使得水循环的速度越来越慢,可饮用水的资源越来越少,所以在这种水资源越来越短缺的时代,我们就应该来解决这个问题。废水中水回用这就是一个很好的措施。

此外,在一些缺水的地区,证明了废水中回收水的措施是高度有效的,比如说以色列,它一水多用,不仅将水来洗澡,洗身体,还将废水进行灌溉等等一些日常生产作业。所以即使在高度缺水的以色列,还能够高速发展。

❼ 什么是回用水

“中水”起名于日本,“中水”的定义有多种解释,在污水工程方面称为“再生水”,工厂方面称为“回用水”,一般以水质作为区分的标志。其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水。在美国、日本、以色列等国,厕所冲洗、园林和农田灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等,都大量的使用中水。我国是水资源匮乏的国家,但目前还没有中水利用专项工程,也没有专项资金,只是政策上引导,各城市的中水利用量是根据此城市的缺水程度不同而定的。

城市污水经处理设施深度净化处理后的水(包括污水处理厂经二级处理再进行深化处理后的水和大型建筑物、生活社区的洗浴水、洗菜水等集中经处理后的水)统称“中水”。其水质介于自来水(上水)与排入管道内污水(下水)之间,亦故名为“中水”。中水利用也称作污水回用。

近年来,很多有识之士都在呼吁尽最大的可能利用中水。在刚刚结束的政协会议上,政协委员巩俐也提出这个问题,巩俐走过世界很多城市,对先进国家利用中水的情况感触颇深。

我国是水资源匮乏的国家,人均占有量仅为0.22-0.27万方,列世界第88位。中水利用对我国的环境保护、水资源保护、水污染防治、经济可持续发展能起到重要作用。那么我国目前的中水利用情况又是怎样的呢?记者就此问题采访了有关方面的负责人。

中水利用发展缓慢

北京市节水办公室水资源处张处长说,在我国中水利用的范围及规模普遍发展缓慢,北京是缺水地区,在这方面提得比较多,也比较早。在工业方面用的比较多,如国华热电厂、北京自来水六厂在中水利用方面做得都很好。目前北京的绿地用水、工农业、种树、道路保洁、洗车、河道等用水问题,我们都已经做了再生水利用规划。规划包括多方面的问题,建设污水处理厂、管网、污水截流等。中水处理的同时要考虑达标排放和处理完的利用问题。现在我们提倡分散处理污水,就是建多个小的污水处理厂,分散在需要处理的河边,也就是合理布局,使上游、中游、下游结合。

北京市节水办公室计划处的李先生介绍,北京的中水规划正在做,但真正实施的不多,工业方面相对用的多一些。按照国务院已经批准的规划,北京将几个污水处理厂建成以后,能处理90%以上的污水。此规划从2001年开始实施,预计2005年完成。将来的中水主要用于工农业和生活用水,预计每年要用6亿方。

李先生认为,奥运会的召开使污水问题很具挑战性,希望所有的工业、企业、居民都有这方面的意识。每一个新建小区、学校、大院都应该建有污水处理设施,特别是用水量较大的工业,如石油化工、农产品加工企业、电力等更应该用中水,甚至是消防这种短期用水,也要使用中水。总之,只要不是饮用水都可以考虑用中水,把污水在本地消化,达到污水零排放,花钱不多,也不是太麻烦,更重要的是把环境污染降到了最小。不污染河道,达到了美化环境的目的。

美国等发达国家污水处理工程高度发达,像美国污水处理达到了10级深度处理标准。1979年美国已有中水利用工程536项,年利用水量为9.37亿方,其中62%用于农灌,31.5%用于工业,5%用于地下回水,是城市水源之一。德国和奥地利也不错,它们是自己处理自己使用,处理程度高,污水处理量和回用量也高。而北京的几个大型处理厂也就是2级、3级处理,更深度处理的极少。其实,投资者可以考虑一下,中水利用有利可图。

开发中水有利可图

国家水利部水资源司齐先生告诉记者,我国目前还没有中水利用专项工程,也没有专项资金,只是政策上引导,中水利用方面只是有一个粗略的统计。各城市的中水利用量是根据此城市的缺水程度不同而定的。以色列缺水严重,比我国更甚之,在中水利用方面做得是最好的。就国内而言,北京和天津这方面做得相对好一些,北京相对比较大的高碑店污水处理厂,污水回用量是30万方以上,用于电业的比较多。天津东郊污水处理厂污水回用量是7万方以上。中水利用可以直接从污水处理厂取水利用,这主要是一个观念、习惯问题。

齐先生认为中国落后于国外的主要原因是投资渠道和管理体制问题,技术方面和国外相差不是太大。我国污水回用主要是靠政府投资,而单靠政府很难把这件事情做好,应该靠民间集资或多方面、多渠道集资。另一方面,我们污水利用考虑的主要是环境效应和缺水,而不是经济效应,以后应该多考虑经济效应。企业、生活小区、大的旅馆都应该有中水设施,虽然成本增加,但可以缓解缺水问题,石景山区就有家庭这样做。还可以考虑收取公民的污水处理费和污水回用费,探索适合我国的新模式,寻求适合我们的实用技术。

❽ 城市污水回用的可行方案分析

现场质量管理又称生产过程质量管理,是从原材料投入到工程竣工所进行的质量管理。由于施工现场是影响工程质量的诸要素的集中点,因此搞好现场施工可以稳定和提高工程质量,加快施工进度,降低成本,提高效益。由于现场质量管理在高楼渡槽成功应用,高楼渡槽优良的质量不仅降低了成本,提高了效益,而且缩短了工期,给企业增加了一笔巨大的无形资产。
城市污水回用指的是,生活和工业污水经过处理后,作为工业,农业或市政用水的水源。城市污水中含有污染物质的水量仅占整个污水量的0.1%,其余绝大部分是可用清水,而且城市污水就近可得。水量稳定、易于收集,污水处理技术也比较成熟,将城市污水经常规处理后回用于工业是完全可行的。目前,我国城市污水的回用率还很低,但是西方发达国家已经有了许多成功的实例。美国自50年代起,即开始着手这方面的工作,据报道,美国357个城市实现了污水回用,其中回用于农业占55.3%,回用工业占40.5%;日本早在1962年就开始污水回用的实践,70年代东京、名占屋和大皈等城市就已将城市污水处理后回用于工业;前苏联莫斯科东南区设有专用的工业水系统,有36家工厂使用处理后的城市污水,每日污水回用量达5.5-105m3;南非联邦不但丁业使用再生水,而且在约翰内斯堡市,每日自来水的85%加人的是城市再生水,开创了使用污水回用到饮用水的先例。 一、城市污水的产生,主要污染物及污染特征 1、工业污染源 各种工业生产中所产生的废水排入水体就造成了工业污染源。不同的工业所产生的工业废水中所含污染物的充分有很大差异,这是由于各种工业加工的原料不同、工艺过程不同造成的。 冶金工艺所产生的废水主要有冷却水、洗涤水和冲洗水等。 轻工业所加工的原料多为农副产品,因此工业废水主要含有机质,有时还常含有大量的悬浮物质、硫化物和重金属,如汞、镉、砷等。 化学工业的产品很多,因此化学工业废水的充分也很复杂,在废水中常含有多种有害、有毒,甚至剧毒物质,如氰、酚、砷、汞等。总之,工业污染源向水体制排放大废水具有量大、面广、充分复杂的特点,是重点解决的污染源。 2、城市生活污水 城市居民聚集地区所产生的生活污水,多为洗涤水和冲刷器物所产生的污水,因此,主要由一些无毒有机物,如糖类、淀粉、纤维素、油脂、蛋白质、尿素等组成。其中含氮、磷、硫较高。此外,还伴有各种洗涤剂,这是另一类污染源,它们对人体有一定危害。在生活污水中还含有相当数量的微生物,其中一些病源体,如病菌、病毒、寄生虫等,都对人的健康有较大危害。 3、农村污水和灌溉水 农村污水和灌溉水是水体污染的主要来源。由于农田施用化学农药和化肥,灌溉后或经雨水将农药和化肥带入水体造成农药污染或富营养化。在污水灌溉区,河流、水库、地下水都会出现污染,同时也就出现土壤污染、食品污染。 4、雨水收集与利用 结合当地气候条件和住区地形、地貌确定雨水处理方案;屋面、地表雨水经收集、处理后,应达到规定的回用水质标准;优先选用暗渠收集雨水,雨水处理宜采用渗水槽系统,渗水槽内宜装填砾石或其他滤料;利用住区的绿地、水景等进行自然净化,使其满足用水对象的要求;采用多种渗透设施进行渗透净化;雨水回用系统,应设置雨水初期弃流装置;公共活动场地、人行道、露天停车场应采用透水铺装材料,以利于雨水入渗,可渗透铺装面积应不小于30%。 二、城市污水回用的可行用途 1、补充地下水:似乎有两个可能性值得评估,即(a)补充地下水,建立地下水防护堤来防止水质恶化,避免盐碱水的侵入;(b)平整地表面,补充浅含水层。这些措施的潜在性具有局限性,因为可供使用的处理水量有限,而水竞争性用途却很多。另外一个潜在性是,利用洪水期的地表水流量补充地下水。 2、中水回用:把小区产生的各种污废水及雨水进行收集再行处理达到所要求使用的水质标准,再用于小区环境用水和小区杂用水,称为中水回用。因其水质居于生活饮用水水质和允许排放污水水质标准之间,取名为"中水"。小区污水回用开辟了第二水源,降低了小区新鲜水取用量,经处理后的污水回用于小区,减少了污水的排放量,减轻了受纳水体的污染,也减少了治理环境污染的投资。所以污水回用既节约了水资源,也消除了环境污染,具有多重效益。 3、污水回用于冷却水系统:城市污水处理后,根据不同的水质情况,有的可以直接回用于工业循环冷却水系统,有的需要进一步处理后再回用 4、景观及绿化用水:废水回收的可能性是,用于(a)城市风景点的灌溉(公园、花园和道路绿化带)、补充公园的池塘来美化环境。对这些用途的水处理还要求包括二级水处理以及减少病菌等。 5、增加河流流量:在黄淮海流域,河流系统的生态价值产生了很大的变化或因污染和下游流量的减少损失很多,因此,对使用废水来调节低流量很感兴趣。但是,似乎所有可供使用的水,包括回收的废水都需要用来满足城市和农村群众的需求。 6、污水用于农田灌溉:一方面可以缓解当地的农业水资源紧缺的矛盾,另一方面,由于污水中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素,为作物生长所必需.
三、城市污水再生利用的模式与发展状况 城市污水的再生利用实际上包括再生和利用两个环节,污水利用的条件是拟进行回用的水必须满足一定用途的水质要求,因此,回用处理(再生)的环节通常是必不可少的。目前的城市污水利用较多考虑的是城市污水处理厂二级处理后的出水,这种水的利用有二种形式:直接回用和间接利用。直接回用多用于污水处理厂附近的农田灌溉及草场等用水,回用的途径及方式受地域限制还比较单一,调配运转不方便,而且这种水虽然经过了人工强化处理和消毒等措施,但由于未经过一定时间的自然净化,在使用和控制不当时会产生一定的问题。间接利用是从水域的整体考虑,从水体上游取水净化供城市使用,产生的污水经城市污水处理厂净化后排入水体的下游,回归于水体(此过程构成了水的社会循环),再经过一定河段的自然净化,可为下游城市或地区利用。经处理污水的间接利用是将自然界中水的社会循环与自然循环有机结合,在水体自净容量的限度内,对水体的利用基本不会造成损害,这种方式需要从宏观上进行管理,是水资源可持续利用的重要途径。 国内外已有许多将净化后的城市污水应用于工业、农业、市政、渔业等的成功实例。近年来,阿根廷、智利、印度、科威特、墨西哥、秘鲁、俄罗斯等国将城市污水一级或二级处理出水应用于农业灌溉,其规模逐年扩大。日本创造了中水道系统,在建筑群内设双管供水系统,利用再生污水冲刷厕所、作冷却水、浇花园和草地、冲洗马路和汽车或作景观、消防用水,获得了显著成效。 城市污水再生利用的中心问题在于根据地区的特点拟定适宜的再利用对策。美国加利福尼亚州根据其农业发达、用水量大的特点,提出的基本模式是灌溉回用,农业用水直接取自水源和经处理的城市污水;佛罗里达州根据其城市用水集中的特点,提出的基本模式是非饮用回用,大规模地实行双管供水系统,以自来水价格的40%将城市污水处理水供给高尔夫球场、城市绿化、以及建筑物和住宅区的中水道用水;而德克萨斯州根据自己用水的传统和水文地质特点,采用间接回用的模式,大规模进行污水处理水的地下回灌。以色列的城市污水处理水的主要回用出路是农业灌溉,但在人口集中的城市区域也进行一定规模的中水道回用。日本大部分地区利用污水处理水进行清流复活,这是因为该国基本上不缺水,但水资源的修复和保护是回用的重点。 采用净化后的城市污水供工农业及市政事业等多目标、多对象的回用在技术上是可行的,经济上是适宜的,对缓解城市水荒、促进城市的可持续发展有非常重要的意义。近10年来我国对城市污水再生利用组织科技攻关取得丰硕成果,如中小城镇和住宅小区的污水回用;城市污水净化后回用于园林绿化、市政景观、冲刷马路等;大型宾馆及娱乐场所的中水回用系统;城市污水回用于工业冷却水系统或低压锅炉补给水及工艺用水;污水回用规划、技术政策等软课题研究等。此外,还兴建了若干示范工程。随着我国城市化进程的推进,我国城市污水资源日益丰富,目前已超过500-108m3/a,如果有1%的污水回用,将对缓解北方一些重要城市的缺水起重要作用。我国是世界上13个贫水国之一,当前,我国600余座城市中有300余座缺水,有些城市水资源严重匮乏,全国城市缺水60-108m3/a,因缺水而减少的工业产值>1200亿元/a,且呈现增长之势。自2000年5月份以来,由于干旱缺水,已有150个城市先后开始实行定时限量供水,严重影响了城市的可持续发展。虽然我国在利用城市污水灌溉农田方面积累了多年的实践经验和具备了一定的科学研究基础,许多城市也实施了一些开源节流的措施,但把城市污水当作一种稳定可靠的水资源予以开发利用仍然进展不大。这中间很大程度上是认识问题,当然也有一些属于技术上或投资上的问题。
污水作为水资源回用的前提是提供适合于回用的水质,且不造成任何潜在的二次污染。目前随着水处理技术的发展,能达到一定水质的水处理技术往往不在于其技术上的可能性,而在于经济上的可行性。因此,常规污水处理工艺的强化、组合及高效、低耗能处理技术的应用,自然能源和廉价资源的开发利用,污水处理和资源回收相结合技术,已成为城市污水资源化技术研究的主流;同时,城市污水再生利用的系统及优化理论、环境风险评价、水质指标及系统管理模式等,也将成为城市污水再生利用研究的重要方面。 四、我国城市污水处理的发展现状 20世纪80年代中期以来,我国的城市污水排放量开始成倍增长(>500-108m3/a),而相比之下,我国的污水处理率却增长缓慢,目前还不足10%[3]。近十几年,我国城市已由解放初期的132座增加至668座,城市人口已占全国总人口的35%,预计到2010年可上升到47%,按此预测,届时城市污水量也将达到720-108m3/a。在我国现有的668个城市中,仅有123个城市有307座不同处理等级的城市污水处理厂,其中城市污水二级处理率为10%左右。全国现有17000个建制镇,绝大多数没有排水和污水处理设施。国家提出至2000年污水处理率要求达到25%,2010年达到40%。 目前,各地对城市污水的处理考虑较多的是排水管网终端的集中式处理,而对于污水流经整个城市的过程却缺少控制,尤其是在城市排水系统不健全的地区,致使一些分布于城区的沟渠水体倍受污染,日久天长这些水体也就成了名副其实的臭水。现在一些有条件的地区采取了截污、清淤、引水等治理措施,使水体在感官上有了很大的改善,但同时也破坏了水体的自净体系和功能,使水体抵抗外界污染的能力减弱。由于我国的城市排水管网较多采用的仍然是合流制管道,雨季时大量污水随雨水从截污干管的溢流井排入水体,而造成严重的污染。可见,只有在城区点源污染和面源污染得到有效控制的前提下,才能全面实现城区的碧水目标。 五、城市污水回用的处理方法 1、补充地下水处理技术:城市污水地下回灌深度处理方法一般为传统的污水处理方法,废水处理的程度则取决于回灌的水量与水质、地下水盆地和天然地下水稀释的可能性、土壤类型、地下水深度、回灌方式、使用前在含水层中的停留时间等。确定深度处理技术需考虑废水成分、选定技术对特定废水参数的处理水平、选定地区的土壤渗滤处理效果等因素。土壤渗滤也叫土壤含水层处理,是地下回灌流程中一个重要组成部分,具有简单、经济等特点,其费用仅为厂内设备处理达到相同水平所需费用的40%。土壤渗滤净化机理包括慢速过滤、化学沉降、吸附、离子交换、生物降解、硝化与反硝化以及消毒等。土壤渗滤是地下回灌技术的主要特征,也是确定深度处理技术最重要的影响因素。污水回用的目的不同,水质标准和污水深度处理的工艺也不同。但要特别注意实现回灌前处理、土壤含水层处理、取水后再处理三者间的合理优化。 2、中水处理工艺 物理处理法--膜滤法:适用于水质变化大的情况。采用这种流程的特点是:装置紧凑,容易操作,以及受负荷变动的影响小。 膜滤法是在外力的作用下,被分离的溶液以一定的流速沿着滤膜表面流动,溶液中溶剂和低分子量物质、无机离子从高压侧透过滤膜进入低压侧,并作为滤液而排出;而溶液中高分子物质、胶体微粒及微生物等被超滤膜截留,溶液被浓缩并以浓缩形式排出。 我国有使用膜生物反应器处理生活污水的报道,经过110天的运作,均得到稳定而优质的膜过滤出水,符合杂用水水质标准。对COD的去除率可提高15%~30%。并具有较强的抗冲击负荷能力。一体式膜生物反应器中水处理系统对经预处理后的港口污水的油类去除率均保持在70%-85%。北京一个人口为2.5万的居民小区采用膜生物反应器的中水处理系统,出水水质明显高于生物接触氧化法。 物理化学法:适用于生活污水水质变化较大的情况。一般采用的方法有:砂滤、活性炭吸附、浮选、混凝沉淀等。这种流程的特点是:采用中空纤维超滤器进行处理,技术先进,结构紧凑,占地少,系统间歇运行,管理简单。 该法以紫外吸收、臭氧、活性炭吸附相组合为基本方式,与传统二级处理相比,提高了水质。意大利南部采用了紫外吸收单元给二级出水消毒,当紫外吸收的剂量为160mws/cm2时,大肠菌失去活性,回用水达到意大利的农业回用标准。西班牙水处理厂用过量的臭氧(剂量大于9mg/L)对过滤后的二级出水消毒,再用于农业灌溉。 生物处理法:适用于有机物含量较高的生活污水。一般采用活性污泥法、接触氧化法、生物转盘等生物处理方法。或是单独使用,或是几种生物处理方法组合使用,如接触氧化+生物滤池;生物滤池+活性炭吸附;转盘十砂滤等流程。这种流程具有适应水力负荷变动能力强、产生污泥量少、维护管理容易等优点。 据报道,德国采用活性污泥SBR和生物膜SBR插入到主体活性污泥反应器中脱氮,脱氮率可达90%。日本认为SBR活性污泥工艺是小型废水处理厂最有前途的工艺,适合在城市地区使用。 3、污水回用于冷却水系统 (1).微生物问题由于回用污水中的COD和氨、氮含量较高,导致微生物繁殖大幅度增加,产生生物粘泥,因此必须加大杀菌力度。传统的方法是投加氧化性杀菌剂或直接投加氯气。氧化型杀生剂的杀菌效果好,一般能解决微生物繁殖问题,具体应用中可根据水质情况决定投加量和投加频率。 (2).腐蚀问题回用污水的TDS浓度通常比新鲜水高2-5倍,电导率、CI、SO42-都高,PH较低,腐蚀程度大,所以要选择合适的水质稳定剂来控制回用水对设备的腐蚀。 (3).悬浮物问题二级处理后污水浓度较小,悬浮物主要是一些从生化曝气池带出的活性污泥。悬浮物的去除方法有两个:一是选择适当的滤料,经过过滤,可以滤除大部分悬浮物,二是加人化学剂,两种方法的结合可以去除大部分悬浮物。 在探索污水回用于循环水系统的工作中,我国也取得了较好的成绩。如大连污水回用示范工程,济南炼油厂污水回用项目,华能北京热电厂污水回用实践等。 4、绿化及景观用水 (1)绿化用水:采用回用水作为绿化用水,水质应达到用于灌溉的水质标准;在输水-布水系统中余氯的含量不低于0.5mg/L或更高,以清除嗅味、黏膜及细菌;采用喷灌,SS应小于30mg/l,以防喷头堵塞。 (2)景观用水:采用再生污水用做景观用水,需要脱氯,以保护水生动物。再生水应清澈、无毒、无嗅,应去除营养物,以避免藻类繁殖。水中不含有致病菌。 5、增加河流流量: 6、污水用于农田灌溉:
六、城市污水回用的经济、环境效益 1、城市污水回用的经济效益 城市污水回用与开发其他水源相比在经济上的优势:①比远距离引水便宜。其基建投资只相当于从30公里外引水,而我国水资源分布不均衡,对于西北部贫水的城市,如果从东南部水资源丰富的地区引水,引水距离至少为上百公里,甚至达到上千公里,工程是十分浩大的。②比海水淡化经济。城市污水所含杂质少于0.l%,而且可用深度处理方法加以去除,而海水则含有3.5%的溶解盐和大量有机物,其杂质含量为污水二级处理出水的35倍以上。③不仅节约了宝贵的水资源,而且节约了排污费用。目前,大部分城市污水都是直接排放人江河湖泊,不仅污染环境,而且国家要收取相应的排污费(新鲜水费为1.12元/m3,排污水费为0.15元/m3),这对于城市的发展来说也是不小的负担。以一个年产2万吨合成氨厂为例,使用处理后的污水作为循环冷却水及其他上艺用水,每年可节水300万m3,减少排污费24万元,直接经济效益100万元。再以南方某炼油厂为例,采用处理后污水作循环冷却水,可节约新鲜水32万m3/a,减少排污32万m3/a,两项节约费用40.6万元/a,除去投资费用每年可获经济效益20.6万元/a。 2、城市污水回用的环境效益 城市污水回用开辟了第二水源,减少了城市新鲜水的取用量,减轻了城市供水不足的压力和负担,缓解了供需矛盾。这对缺水城市意义更为重大。城市污水处理后的回用,减少了污水排放量:一是减轻了对水体的污染,并能使部分被污染的水逐渐更新复活;二是减少了治理环境污染的投资。节水效益明显,城市污水量大且集中,如果很好地推广使用污水回用技术,可以节省大量水质要求不高的用水消耗量。相比较于海水淡化、远距离调水,城市污水回用有着它们无法相比的环境效益;而且就目前的技术水平而言,海水淡化、远距离调水以及地下水开采也都存在着一定的不足,这也凸显出城市污水回用的优势。 七、城市污水回用存在的问题和展望 1、缺乏对污水再生利用的系统规划 目前我国尚未建立城市污水再生利用规划指标体系。在城市建设总体规划中,虽然进行了城市的供水及排水规划,但在水资源的综合利用方面缺乏统一的规划,尤其是城市污水再生利用规划,这势必会造成重复建设和决策失误。因此,城市污水再生利用应纳入城市总体规划以及城市水资源合理分配与开发利用计划,在综合平衡、科学论证的基础上,针对城市实际情况进行总体规划,确定其应有的位置和作用。在再生水水质、使用用途、处理程度、处理流程、输水方式的选择上,要综合平衡、远近结合,既要满足功能要求和用水水质需求,又要因地制宜、经济合理。过高的目标与要求,将可能适得其反。 2、城市污水收集与处理设施建设严重滞后 城市污水的收集与处理是城市污水再生利用的重要前提条件,目前我国的城市污水管网建设严重滞后于城市发展,二级生物处理率不到15%。因此,强化城市污水管网与污水处理工程设施的建设是推动城市污水再生利用的关键。 不少地方政府对污水再生利用的认识不够,在缺水时优先考虑的是调水,而且绝大多数城市污水处理厂的规划、设计与建设目标是达标排放,往往没有考虑污水的大规模再生利用。因此,今后城市污水处理厂的建设,既要满足区域水污染控制要求与相应的排放标准,也要考虑城市污水的再生利用需求。在某些地区,可以通过开展城市污水再生利用工作来促进污水收集与处理工程的建设与完善。 3、城市污水再生利用技术相对落后 城市污水再生利用事业的发展必须依靠科技进步,从始至终都要有新技术、高技术的保证和支持。目前我国城市污水再生利用技术和设备的开发难以满足快速增长的再生利用工程建设和运行管理的需求,今后城市污水再生利用的技术发展应着重于已有技术的集成化、综合整合、产业化和工程化,需要对已有技术不断改进和更新,加强新工艺、新流程、新技术和设备产品的研究、开发和推广应用,并注重示范性工程的研究和建设。通过工程化和生产性测试,着重解决城市污水再生利用于农业、生态、市政和工业中的水质净化技术、水质稳定技术、水质保障技术、安全用水技术、工程技术、运行管理技术和成套技术设备问题。 4、 相关法规和政策不够完善 城市污水再生利用需要健全的法制保障和全面的统一管理。而我国城市污水再生利用的法规和政策还需要完善。例如:要求新建居住区和集中公共建筑区在编制各项市政专业规划时,必须同时编制污水再生回用规划,污水再生回用工程应与其他工程同步设计、同步施工、同步验收;在城市道路的市政管线中,必须预留再生水管道的位置,有条件的路段应预埋再生水管;要求在城市各项用水中能够使用再生水的(如绿化、道路浇洒)必须使用再生水;制订鼓励城市污水再生利用工程建设与运营的管理政策和经济政策,采取行之有效的鼓励政策和行政管理手段,促进工、农业生产部门和市政用水部门积极使用再生水。在城市污水再生利用工程的可行性研究、立项、设计、建设或改造中,要建立相应的规范和再生水水质标准,改革管理体制和服务体系,在卫生安全、生产过程、产品质量等方面,保障每一个再生水使用单位享有免受不良影响的基本权益。 长期以来,由于自来水水价低,而质量相对较差的再生水则净化成本高、价格也比自来水高,造成工厂企业宁可使用物美价廉的自来水而不愿意使用再生水,导致再生水无人问津的尴尬局面。另外,城市污水处理厂因没有效益而加重了地方的财政负担。因此,国家及城市有关管理部门要积极推动现行水价政策的改革,建立合理的用水价格体系以及污水处理与再生利用价格体系,要实行按(水)质定价,将各种水源的供水价格差距拉开,尤其是再生水与自来水之间应有较大的价差,使水资源的利用趋向结构合理。 八、结语 城市污水的资源化应该建立在水的良性社会循环的基础上,这对水资源的可持续性开发和再生利用至关重要。不仅可以节约大量的新鲜水,而且可以降低排污水对环境的污染,可谓经济效益、社会效益双丰收。结合我国国情对城市污水再生利用模式进行探讨,旨在寻求适合我国经济和社会发展的水污染控制及水资源再生利用的良好模式。随着我国西部开发及北部缺水地区城市发展战略的实施,将会推动我国城市污水资源化研究的进展,逐步形成和完善与我国国情相适应的水资源良性社会循环体系,实现城市与水资源开发利用的可持续发展。相信只要大家都树立起节水意识,减少污水排放,提高污水回用率,就一定能缓解我国水资源短缺的问题,使城市污水这一危害环境的杀手,变成造福人民的宝贵资源。我们期待的一个大更蓝,水更清美好家园一定会实现。
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❾ 中水回用的发展及处理技术


水污染、水资源短缺已成为城市可持续发展的重大制约因素。针对水资源紧缺的现状,有必要对中水回用技术做重要阐述,简要介绍了中水回用的发展历程及各类处理工艺。
中国的城市化速度不断的加快,城市的规模也在迅速扩大,与此同时 水资源匮乏的矛盾日益突出,已构成诸多城市可持续发展的制约因素之一。根据中国工程院《中国城市可持续发展水资源开发利用》对中国城市水资源需求的预测,水资源供需矛盾将进一步加剧,至2030年,2050年城市用水需求将在原来的基础上增加590亿m3,910亿m3。解决水资源紧缺问题成为整个国家的发展问题,相应的三种解决办法,节水、蓄水、调水,而节水是最为经济可行的解决措施。中水利用是最主要最为行之有效的重要措施,对于提高水资源的利用效率,改善水环境有着非常重大的长远意义。
1中水的概念
在建设部《城市中水设施管理暂行办法》中将中水定义为:部分生活优质杂排水经处理净化后达到《生活杂用水水质标准》(CJ/T48-1999),可以在一定的范围内重复使用的非饮用水。中水是再生水,之所以称之为中水,是沿用了日本的说法,通常人们把自来水叫做“上水”,吧污水叫做“下水”,而中水的水质介于上水、下水之间,故名“中水”。中水虽然不能饮用,但它可用于一些对水质要求不高的场合,中水回用的对象分为市政杂用水,生活杂用水和工业用水。市政杂用水包括公园绿化和河湖用水、城市绿化用水、道路路面喷洒用水等;生活杂用水包括厕所冲洗、汽车洗涤;工业用户重点是回用至热电厂和化工厂等冷却用水以及城市污水处理厂内部杂用水等。
2中水回用的发展历程
中国对城市污水处理与利用的研究,早在1958年就开始列入国家科研课题;20世纪60年代关于污水灌溉的研究已达到一定的水平;20世纪70年代中期进行了对城市污水以回用为目的的污水深度处理工程试验;20世纪80年代初,济南、青岛、大连、北京、太原、天津、西安等缺水的大城市相继开展了污水回用于工业和民用的试验研究,像北京等一些城市已修建了回用试点工程并取得了积极的成果,不少公共建筑亦建设了水回用装置。目前世界上许多面临着严重水危机的国家都在积极利用城市污水,并将城市污水作为第二水源予以开发利用,已取得了成功的经验。美国有357个城市实现了中水处理后再利用;日本从20世纪60年代起一直大力研究和推广城市中水回用技术,广泛供给工厂、企业和居民小区;南非1986年建成了世界上第一座城市中水“再生水”厂,用作城市自来水的补充水源。此外,以色列、俄罗斯、英国以及中东诸国等都相继发展利用中水回用,以弥补日益缺乏的水资源。
3中水回用处理技术
中水回用工程多是以居民生活小区排放的生活污水为进水水源,出水要达到中水回用标准。中水水源大致可分为三种情况:一、污染程度较轻的优质杂排水譬如:沐浴排水,空调系统排水,降雨时的雨水等,应该优先选择这类水作为中水水源;二、杂排水,冲厕以外的生活排水组合,其污染程度处于中等;三、各类生活排水不经分散开而汇集到一起的污水称为生活污水,相比之下污染程度最为严重,其处理费用较高,工艺流程也较为复杂。根据不同的进水的水质以及中水回用的具体用途而选用不同的处理工艺。一般性的工艺流程可概括为:原水→格栅→调节池→主要处理工艺→过滤→消毒→中水。
处理流程中格栅与调节池处理为预处理,过滤、消毒等为后处理,预处理和后处理各种处理方法基本上是相同的。主要处理工艺可以选择,其中包括混凝沉淀、膜过滤 、生物处理、活性炭吸附等。按主要处理工艺中水回用处理方法一般分为三大类:物理化学处理法、膜滤法、生物处理法。
1、 物理化学处理法
物理化学处理法的主要处理工艺是混凝沉淀技术和过滤吸附技术,适用于处理污染程度较轻的优质杂排水,处理工艺流程短,技术简单,占地相对较小因此适宜小规模的中水工程采用。
2、 膜滤法(又称物理处理方法)
膜滤法主要是利用膜技术对污水进行处理,滤膜能轻易地将有机高分子物质、胶体微粒、微生物等污染物质过滤在外,容易操作,处理水量大,出水水质好,波动小易于实现微机自动控制,具有很好的发展前景,但工程设备一次性投资较高。
3、 生物处理法
生物处理法的主要处理工艺是利用微生物的吸附、氧化来降解污水中的有机物。对处理有机物含量较高的污水有着很好的效果,受水负荷变动影响小、出水水质稳定、运行费用较少适用于较大规模的中水工程。
以上三类处理工艺,根据原水水质、中水回用水质要求、投资成本、经济条件等进行选用,同时考虑对周围生态环境的影响。亦可几种工艺组合起来进行污水处理,可收到更好的处理效果。一种综合处理方法已经取得较好的处理效果,即臭氧生物活性炭净水工艺(BAC法)。
BAC 法主要利用臭氧、生物、活性炭三种技术工艺,臭氧生物活性炭作用对有机物的去除包括三个过程:臭氧氧化、活性炭吸附和生物降解。即在对有机物的去除上,先发挥臭氧的强氧化能力,将有机物氧化成可被微生物降解的小分子有机物,接着利用活性炭良好的吸附性能将其吸附,再由吸附在活性炭上的生物对吸附的有机进行生物降解,而臭氧分解产生的氧溶解在水中使水中的溶解氧常成饱和状态或接近饱和状态,这有为活性炭中的微生物降解提供必要的条件。这一臭氧与颗粒活性炭滤池相结合的臭氧生物活性炭净水处理工艺,一般置于后处理处。相应的研究和工程实践证明,BAC 法能高效去除水中的有机物,且由于运用了生物技术,大大延长了活性炭的运行周期,从而大幅度降低了运行成本。自德国杜塞尔水厂首先使用至今,已有30 多年的历史。目前在美国、日本、荷兰、瑞士等发达国家以成为给水净化处理技术的主导工艺。进入20 世纪90年代中后期,这种深度处理工艺在国内供水企业中也开始起步,发展至今取得很好的净水效果。这种技术工艺大多还是用于取水水源受污染的饮用水水厂,如果引进到中水处理中,经深度处理水质肯定会远好于经一般的处理工艺所得到的水。对用水水质要求较高的处理厂将会是一项值得采用的技术,该方法在严重缺水地区具有广阔的发展前景。
4结语
中水回用可有效减小污水的任意排放对环境造成的污染,同时减少水资源的浪费,实现污水的再利用,提高水资源的利用效率,具有极好的社会经济效益和环境效益。在推行中水回用的过程中肯定会遇到一些问题,如技术工艺、工程设备的问题而达不到预期的效果。但是随着科学技术的进步,中水处理的技术工艺将得到发展,工程设备也会越来越先进,中水回用将有着广阔的发展前景。随着中国城市化进程的推进,诸多地方缺水状况日益加剧,中水回用在供水和改善水环境方面将发挥越来越重要的作用。
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❿ 部分国家水资源循环利用及其效果

4.3.1 美国水资源循环利用及其效果

4.3.1.1 美国的废水再生与回用

美国城市废水的再生与回用起步较早。目前全美回用城市废水量达9.37×108m3/d,包括①回用灌溉5.81×108m3/d(占62%),其中农业灌溉2.75×108m3/d,景观灌溉0.46×108m3/d,其他为2.6×108m3/d;②工业回用2.86×108m3/d(占31.6%),其中工艺用水0.91×108m3/d,冷却水回用1.96×108m3/d,锅炉补给水0.09×108m3/d;③回灌地下水0.47×108m3/d;④其他回用(娱乐、养鱼、野生动物栖息地等)0.13×108m3/d。

全美有再生水回用点536个,其中加州有238个。下面介绍美国废水再生与回用的几个实例。

①加利福尼亚州橘子县21世纪水厂再生水回灌地下。橘子县由于超量开采地下水,造成地下水位低于海平面,促使海水不断流向内陆,致使地下淡水退化不宜饮用。为防止地下水位下降造成海水入侵,橘子县早在1965年就开始研究将三级处理出水回灌地下,以阻止海水入侵。橘子县为此兴建了“21世纪水厂”,该厂设计能力为5678m3/d。原水为城市污水二级处理出水,进一步经沉淀、过滤和活性碳处理后回灌地下水。由于回灌地下总溶解性固体的限制为500mg/L,因此一部分再生水在回灌地下水之前还采用反渗透法进行了脱盐。21世纪水厂的净化水通过23座多点注入管井分别注入四个蓄水层,与深层蓄水层井水以2∶1的比例混合以阻止海水的入侵。该项工程表明:人工控制海水入侵是可行的;城市废水经深度处理后能够达到饮用水水质标准;工程经长期运行证明稳定、可靠。

②佛罗里达州圣彼得堡的废水再生与回用。圣彼得堡是城市废水回用的先驱之一。1978年实施了双配水系统,供给用户两种质量的水(饮用水和非饮用水),再生水开始用于非饮用目的的使用。1991年该市向7000多户家庭及办公楼提供再生水8×104m3/d,并用作公园、操场、高尔夫球场灌溉用水以及空调系统冷却水和消防用水。该市共有四座废水处理厂,总处理能力达270×103m3/d;采用活性污泥生物处理工艺,并附加有铝盐混凝、过滤及消毒处理,双管输水系统管道共长420km。通过10口深井将多余的再生水注入盐水蓄水层,一年间平均约有60%的再生水注入深井。由于使用再生水,节约了优质水,因此尽管该市人口增加了10%,但饮用水仍能满足供应。

③亚利桑那州派洛浮弟核电站回用再生水作冷却水。派洛浮弟核电站是美国最大的核电站。第三期三个反应堆分别于1982、1984及1986年投产,每个发电能力为1270MW。此外拟再建二个反应堆。核电站地处沙漠,严重干旱,因此采用再生水作为冷却水。再生水来自二座城市废水处理的二级生物处理出水,输至核电站再经补充处理,使之达到所需水质。该核电站采用冷却水系统,补给水约200×104m3/d。

4.3.1.2 美国水资源循环利用效果

近50年,美国的用水反映了一个完成了工业化任务进入后工业化的国家在不同时期的用水变化过程(如图4.1)。美国国民经济总用水量1950年仅为2500亿m3左右,其中农业为第一用水大户。此后,用水量随着美国经济的发展持续增长,到1980年达到峰值,为6100亿m3左右。1980年后,用水量明显回落,并基本稳定在5500亿m3左右。至2000年,工业用水减少,用水总量回落至4800亿m3左右。

图4.1 1950~2000年美国用水量变化图

1950~1980年的30年是美国国家经济用水的快速增长期,其间美国经济高速发展,以冶金、化工为主导的重工业发展迅速,工业用水随着这些高耗水产业的发展快速增长,由1950年的1063亿m3增长到1980年的3500亿m3;农业用水虽然也在快速增长,但增长幅度小于工业,工业成为第一用水大户。1980年后,以电子产业为主的新兴工业和服务业成为拉动经济增长的主导产业,服务业在国内生产总值中的比重不断上升,同时技术进步使得用水效率大幅提高,工业、农业用水量不断下降,使得总用水量进入基本稳定并略有下降的时期。尽管生活用水有所变动,但因所占比例较小,对需水变化的总体影响不大。

4.3.2 日本水资源循环利用及其效果

4.3.2.1 日本的废水再生与回用

近20多年来日本在废水再生和利用方面进行了大量研究开发和工程建设。1986年城市废水回用量达6300×104m3/d,占全部城市废水处理量的0.8%。再生水主要回用于中水道、工业用水、农田灌溉、河道补给水等。各种用途及其所占的比例为:中水道系统为40%、工业用水29%、农业用水15%、景观与除雪16%。中水道系统是日本污水回用的典型代表。1988年日本共建有中水道844套,其中办公楼、学校为大户。学校占18.1%、办公楼占17.3%、公共楼房占9.2%、工厂占8.4%。中水道再生水主要用于冲洗厕所(占37%)、冲洗马路(占16%)、浇灌城市绿地(占15%)、冷却水(占9%)、冲洗汽车(占7%)、其他(景观、消防等)为16%。

4.3.2.2 日本水资源循环利用效果

根据日本通商产业省和国土厅的统计调查资料,1965年以来,日本工业与生活用水增长较为迅速,其中工业用水量在1965~1975年的10年间增长了1.5倍,生活用水量增长1.3倍,是日本用水增长最快的时期,随着工业化和城镇化进程的加快,日本依靠节水来抑制需求的快速增长。日本工业用水的重复利用率1965年为36%,1975年上升至67%,2000年达到78%。城镇供水系统通过及时更换老化的自来水管道防止管道漏水,提高节水器具普及率,并积极鼓励使用中水、雨水等非传统水源。农业方面,鼓励兴建废水处理设施,用经过净化处理的废水灌溉农田,改变传统灌溉方式,推广节水灌溉技术。自20世纪70年代以来,日本用水量基本稳定在900亿m3左右(如图4.2)农业用水趋于稳定,工业用水缓慢降低,生活用水稳定增长。日本由于资源贫乏,用水量较大的能源、原材料工业在国民经济中所占比重较小,科技含量高的加工制造业发达,工业用水并未像美国那样由于产业结构的调整呈现大起大落的现象。

图4.2 1950~2000年日本用水量变化图

4.3.3 其他国家水资源循环利用及其效果

世界上第一座将城市废水再生水直接用作饮用水源的回收厂设在纳米比亚的首都温德和克市。该回收厂于1968年投产,第一阶段产水量为2300m3/d,正常处理能力可达4500m3/d,以后增至6200m3/d。原水为城市废水厂二级生物处理出水,处理流程如图4.3。

图4.3 城市废水厂二级生物处理流程

深度处理水的水质经严格的水质监测,证明符合世界卫生组织(WHO)及美国环保局发布的标准。

以色列属于半干旱国家,再生水已成为该国的重要水资源之一。100%的生活废水和72%的城市废水已经回用。据1987年资料,全国废水2.5×108m3,处理量达2.18×108m3,处理率接近90%。再生水用作灌溉达1.046×108m3(占42%),回灌地下为0.7×108m3(占29%左右),排海水量0.7×108m3(占29%左右).废水处理后贮存于废水库。全国共修建127座废水库,其中地面废水库123座,地下废水库4座。废水进行农业灌溉之前一般通过稳定塘系统处理。有些城市将城市二级生物处理出水,再经物化处理后回用于工业冷却水。此外,废水经深度处理后回灌地下水,再抽出至管网系统,或并入国家水资源调配系统,输送至南部地区,或用于一般供水系统,最南部地区甚至将它作为饮用水源。由于采取了上述废水回用的措施,以色列大大提高了水资源的有效利用,从而缓和了水资源短缺对社会经济发展的制约作用。

科威特利用经三级处理后的城市废水进行农业灌溉。印度截至1985年,至少有200家农场利用城市废水进行灌溉,面积达23000hm2。沙特阿拉伯1975年利用再生水量90000m3/d,2000年计划用水量为190×104m3/d,将有10%取自经二级处理乃至三级处理后的城市废水再生水。

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