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區(qū)域水循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系的內(nèi)涵及意義我國是一個(gè)缺水國家,北方尤甚。
北方地區(qū)不僅存在資源稟賦意義上的水資源短缺,而且水環(huán)境生態(tài)功能退化而導(dǎo)致的“水質(zhì)性”缺水問題也日益嚴(yán)峻。以海河流域?yàn)槔?012年海河區(qū)水質(zhì)為劣,Ⅰ~Ⅲ類水河長比例為34.6%,劣Ⅴ類水河長比例為46.1%?!八|(zhì)性”缺水威脅人類身體健康,增加了處理費(fèi)用并帶來了新的水質(zhì)安全威脅。
為破解經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水資源短缺、水環(huán)境污染三者之間的矛盾,同時(shí)平衡工業(yè)、市政和生態(tài)環(huán)境用水三者需求,我們需要構(gòu)建新型的區(qū)域水循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系。所謂區(qū)域水循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系是建立在循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念下的一種水資源利用模式,按照“減量化、再利用、再循環(huán)”3R原則開展生產(chǎn)與消費(fèi)環(huán)節(jié)的節(jié)水減排、污水再生處理以及再生水生態(tài)利用,構(gòu)建區(qū)域經(jīng)濟(jì)尺度上水社會循環(huán)與自然循環(huán)的有機(jī)銜接和耦合體系,促進(jìn)水資源的節(jié)約利用、高效利用和循環(huán)利用以及水生態(tài)系統(tǒng)的健康安全。
區(qū)域水循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系區(qū)別于傳統(tǒng)體系的重要之處在于強(qiáng)化了水的生態(tài)再生利用。傳統(tǒng)水循環(huán)體系中,再生水的不同用途相互獨(dú)立,利用效率不高,其社會循環(huán)利用和生態(tài)利用難以兼顧,同時(shí)忽視了再生水的自然屬性,導(dǎo)致水質(zhì)安全難以保障且公眾難以接受。區(qū)域水循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系強(qiáng)化了水生態(tài)再生環(huán)節(jié),主要措施包括建設(shè)人工濕地、河道工程等,將工程處理后的再生水通過這些生態(tài)工程進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)區(qū)域生態(tài)再生,從而促進(jìn)再生水的河流、湖泊、濕地等生態(tài)利用與水質(zhì)凈化和水質(zhì)安全保障。
區(qū)域再生水的利用體系的構(gòu)建可以充分結(jié)合該流域污水處理廠、人工濕地以及結(jié)合濕地形成的近自然生態(tài)系統(tǒng),發(fā)揮它們在水質(zhì)凈化過程中的作用和生態(tài)儲存的功能。再生水在近自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)一步處理與儲存可以提高再生水的生態(tài)安全性能,形成提升城市景觀生態(tài)形象的生態(tài)景觀帶,增加再生水在自然界中停留時(shí)間,實(shí)現(xiàn)了再生水的生態(tài)安全回用以及與城市景觀的有機(jī)結(jié)合。以此理念構(gòu)建的區(qū)域再生水循環(huán)利用體系,可以實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)多層次再生水的回用,緩解流域水資源短缺以及開采率過高問題,減少了入河污染物的排放量,實(shí)現(xiàn)了水生態(tài)、水污染治理與水資源的協(xié)調(diào)統(tǒng)一及有機(jī)融合。
山東徒駭河、馬頰河流域水循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系實(shí)踐
山東省自“十一五”期間就倡導(dǎo)推行“治、用、保”治污體系來進(jìn)行水循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系的建設(shè),如圖1所示。
徒駭河、馬頰河流域主要城市聊城市、德州市“十二五”期間積極完善“治用?!绷饔蛑挝垠w系,把污染源治理、廢水集中深度處理、再生水區(qū)域循環(huán)利用體系構(gòu)建和人工濕地等生態(tài)工程建設(shè)相結(jié)合,以污水處理工程的保障廢水收集和再生,以再生水區(qū)域循環(huán)體系的構(gòu)建保障水資源的節(jié)約和污染物的減排,以濕地等生態(tài)工程的建設(shè)作為生態(tài)環(huán)境改善、景觀效果提高的有效途徑,實(shí)現(xiàn)流域水環(huán)境質(zhì)量的持續(xù)改善。2013年、2014年聊城市和德州市分別代表山東省參加了國務(wù)院組織的《重點(diǎn)流域水污染防治專項(xiàng)規(guī)劃年度實(shí)施情況考核》,取得了海河流域第一名,也是全國9大流域第一名的好成績。
2012年徒駭河、馬頰河流域直接或間接排入的城市污水處理廠共17座,該年度污水處理廠處理量約為70.5萬m3/天,再生水回用量約為13.6%,其中4.7%為工業(yè)回用,8.9%為景觀回用。流域內(nèi)再生水利用模式單一,流域內(nèi)污水處理廠再生水利用主要集中在景觀環(huán)境、工業(yè)用水的再生利用,沒有形成區(qū)域?qū)用嫔显偕玫哪J健?012年流域內(nèi)再生水管線較少,僅少數(shù)的工業(yè)再生水大用戶鋪設(shè)了再生水管線。基礎(chǔ)設(shè)施的滯后更加制約了再生水的進(jìn)一步利用。除此以外,流域內(nèi)再生水的使用缺少政策激勵(lì)以及政府引導(dǎo)。
徒駭河、馬頰河流域?qū)崿F(xiàn)再生水的區(qū)域循環(huán)利用具有得天獨(dú)厚的條件。首先,流域內(nèi)的城市污水處理廠目前均達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級A標(biāo)準(zhǔn),具備了再生水回用的條件;其次,每個(gè)城市污水處理廠均建有人工濕地進(jìn)行進(jìn)一步凈化處理,這既可以進(jìn)一步提升水質(zhì),又可以和當(dāng)?shù)鼐坝^建設(shè)相結(jié)合,起到保障水質(zhì)安全的屏障作用。針對徒駭河、馬頰河流域再生水現(xiàn)狀及存在的問題,結(jié)合流域發(fā)展現(xiàn)狀,構(gòu)建高效、安全、經(jīng)濟(jì)的區(qū)域再生水利用體系是流域再生水利用發(fā)展的方向。
茌平縣城區(qū)再生水循環(huán)利用構(gòu)建案例
茌平縣位于聊城,位居百強(qiáng)縣第75位,工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)(2014年數(shù)據(jù))。2011年,茌平縣污水再生利用率很低,其次工業(yè)用水地下水取用比例較高(達(dá)75%),工業(yè)廢水排放量占總排放量的74%。;城區(qū)主要河流生態(tài)受損,水體自凈能力較弱,城區(qū)內(nèi)部分支流河道斷流,河道連通性較差,部分河道之間缺乏有效的連通和互動;城區(qū)規(guī)劃中的環(huán)城水系還未聯(lián)通,城區(qū)生態(tài)用水缺乏,水生態(tài)環(huán)境狀況整體需要改善,水循環(huán)利用系統(tǒng)尚未形成。
針對茌平縣存在的水環(huán)境問題,結(jié)合茌平規(guī)劃中環(huán)城水系的建設(shè)、規(guī)劃中金牛湖(茌平縣城區(qū)工農(nóng)業(yè)用水水源地)的建設(shè),以及茌平縣供水現(xiàn)狀、用水現(xiàn)狀、排水現(xiàn)狀,提出以城市污水處理廠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放為基礎(chǔ),以人工濕地、環(huán)城水系等為水質(zhì)安全保障措施,以保護(hù)茌平縣域地表水環(huán)境、構(gòu)建城區(qū)宜居生態(tài)環(huán)境為核心目標(biāo),以再生水梯級利用、多元化利用為節(jié)約水資源手段,構(gòu)建茌平再生水循環(huán)體系(如圖2所示)該方案涵蓋了茌平縣城區(qū)“十二五”期間主要的環(huán)保及城建基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目:茌平第一污水處理廠、第二污水處理廠升級改造項(xiàng)目、茌中河人工濕地工程、環(huán)城水系建設(shè)項(xiàng)目、金牛湖工程、工業(yè)再生水利用工程等。茌平第一污水處理廠、第二污水處理廠出水匯集后進(jìn)入深度處理工程穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中一級A標(biāo)準(zhǔn)。污水處理廠深度處理的出水進(jìn)入城市污水處理廠后潛流濕地和茌中河河道走廊人工濕地,經(jīng)濕地進(jìn)一步處理后的水回用于規(guī)劃建設(shè)的環(huán)城水系,改變環(huán)城水系單純以黃河水作為補(bǔ)充水源的規(guī)劃。將環(huán)城水系建設(shè)為環(huán)城水生態(tài)功能景觀帶,通過生態(tài)系統(tǒng)增加水體在自然生態(tài)系統(tǒng)中的循環(huán),最后流入金牛湖,作為茌平縣工農(nóng)業(yè)補(bǔ)充水源。該方案實(shí)施后城區(qū)水量平衡見圖3(以2011年數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行預(yù)測)。
該方案主要特點(diǎn)如下:
(1)再生水的安全生態(tài)利用
該方案的顯著特點(diǎn)是再生水的安全生態(tài)利用,即污水處理廠再生水經(jīng)過濕地系統(tǒng)處理、環(huán)城水系處理與存儲再進(jìn)入金牛湖。近自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)一步處理與儲存可以提高再生水的安全生態(tài)性能。
(2)再生水梯級、多元化回用
再生水的梯級、多元化回用是該方案的另一大特點(diǎn)。茌平污水處理廠部分再生水直接回用于電廠作為循環(huán)冷卻水,其余再生水進(jìn)入茌中河人工濕地工程及環(huán)城水系,進(jìn)一步得到處理的同時(shí)也作為城市景觀生態(tài)用水,增加了再生水在自然水體中停留時(shí)間及生態(tài)安全性,同時(shí)環(huán)城水系作為縣城區(qū)工業(yè)用水水源、農(nóng)業(yè)用水水源、市政澆灑及綠化用水,實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)再生水的梯級利用和多元化回用。
(3)水生態(tài)、水污染治理與水資源的協(xié)調(diào)統(tǒng)一
關(guān)鍵詞:水資源再生水產(chǎn)業(yè)發(fā)展
中圖分類號:TV文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
再生水又稱“再生水”,是指污水經(jīng)適當(dāng)處理后,達(dá)到一定的水質(zhì)指標(biāo),滿足某種使用要求,可以進(jìn)行有益使用的水。
再生水一般為污水處理的二級處理,具有不受氣候影響、不與臨近地區(qū)爭水,就地可取,穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。
一、國外再生水利用現(xiàn)狀
日本:日本從80年代起大力提倡使用再生水,并在上水道和下水道之間,專門設(shè)置了再生水管道。而且為了鼓勵(lì)設(shè)置再生水道系統(tǒng),日本政府制定了獎(jiǎng)勵(lì)政策,通過減免稅金、提供融資和補(bǔ)助金等手段大力加以推廣。
美國:美國水資源總量較多,城市再生水利用工程主要分布于水資源短缺、地下水嚴(yán)重超采的加利福尼亞、亞利桑那和佛羅里達(dá)等州。目前,美國已有25個(gè)州通過了再生水回用有關(guān)規(guī)章制度,其中16個(gè)州推出了具體的指導(dǎo)方針。
二、國內(nèi)再生水的利用現(xiàn)狀
目前,國內(nèi)再生水回用已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,現(xiàn)以北京、寧波、昆明等地的工程實(shí)例為例,從設(shè)計(jì)供水能力、出水主要用途以及再生水水價(jià)等方面對再生水回用進(jìn)行調(diào)研。
各地再生水運(yùn)營公司基本情況
2.各地自來水和再生水水價(jià)比較
各地水價(jià)和再生水水價(jià)
三、推動再生水行業(yè)不斷前進(jìn)的原因
1、水量需求不斷增加。人口不斷增長使世界性的水荒在不斷蔓延,這點(diǎn)在發(fā)展中國家最為突出。在這種形勢下,必須開發(fā)新的水源,而污水再生利用因?yàn)槠渲T多優(yōu)點(diǎn),越來越被認(rèn)作是一種重要的水資源。
2、水資源逐漸減少。近些年來由于干旱頻發(fā),致使國內(nèi)水資源急劇下降。污水再生利用現(xiàn)在已經(jīng)被認(rèn)為是解決氣候變化導(dǎo)致的水資源嚴(yán)重短缺問題的一種可能的解決方案。
3、環(huán)境政策日趨嚴(yán)格。由于水體的接納能力有限,需要對污水廠的出水水質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的控制和實(shí)行嚴(yán)格的出水排放標(biāo)準(zhǔn)。4、經(jīng)濟(jì)所需。對于工業(yè)用戶來說,現(xiàn)在生產(chǎn)用水消耗成本已經(jīng)很高,使用再生水進(jìn)行生產(chǎn)會獲得更大的收益,再生水的利用會節(jié)省大部分資金。
5、嚴(yán)格的水資源管理制度。2010年底,總理簽署了2011年1號令中第二十三條提到,完善水資源管理體制。強(qiáng)化城鄉(xiāng)水資源統(tǒng)一管理,對城鄉(xiāng)供水、水資源綜合利用、水環(huán)境治理和防洪排澇等實(shí)行統(tǒng)籌規(guī)劃、協(xié)調(diào)實(shí)施,促進(jìn)水資源優(yōu)化配置。
四、臨沂再生水推行的必要性和可靠性
1、必要性
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快,城市需水量不斷增高,城市缺水問題尤為突出。根據(jù)《臨沂市城市專項(xiàng)規(guī)劃》規(guī)定,我2015年我市中心城區(qū)建成區(qū)面積為220萬平方公里,人口規(guī)模為220萬人,GDP總額為4200萬元,城市用水總量控制在2.5億立方米以內(nèi);2020年我市中心城區(qū)建成區(qū)面積為290萬平方公里,人口規(guī)模為290萬人,GDP總額為7000萬元,城市用水總量控制在3.3億立方米以內(nèi)。面對水資源短缺和水環(huán)境污染的問題,為了保證我市社會和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,我們必須拋開傳統(tǒng)方式尋找水源,大力發(fā)展再生水行業(yè),置換自來水等新鮮水源,并且做到優(yōu)水優(yōu)用,對于有效緩解水資源矛盾,促進(jìn)臨沂經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展都非常重要。
2、可行性
開辟新水源的途徑主要有:降水的收集和利用、跨流域引水、海水的利用、城市污水資源化。它們各具以下的優(yōu)缺點(diǎn):
各種開辟新水源途徑的優(yōu)缺點(diǎn)
通過對比各種開辟新水源的途徑,我市推行再生水回用已經(jīng)具備了制水成本低和技術(shù)成熟度高的可行性。再生水回用可以減少污水的排放,減少水體的污染,促進(jìn)水環(huán)境的良性循環(huán),有利于區(qū)域環(huán)境的綜合整治。
五、臨沂再生水推行過程中的存在問題
1、財(cái)政的支持力度不夠
再生水的工程建設(shè)投資額度大、運(yùn)行成本率高于平均供水價(jià)格,目前國家還缺乏財(cái)政投資或補(bǔ)貼等相關(guān)鼓勵(lì)政策,我市的財(cái)政支持力度更低。
2、水價(jià)機(jī)制不合理
目前,我國水價(jià)形成沒有充分起到對水資源供需關(guān)系的調(diào)控作用,城市供水水價(jià)、污水處理及再生利用收費(fèi)之間尚未形成合理的比價(jià)關(guān)系。而且,污水處理收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)不高,收費(fèi)率低,不足以補(bǔ)償設(shè)施的投資和運(yùn)營成本。可見水價(jià)已經(jīng)成為阻礙再生水事業(yè)發(fā)展的制約因素。
3、管網(wǎng)建設(shè)困難
管網(wǎng)建設(shè)方面,再生水回用工程建設(shè)普遍晚于自來水系統(tǒng),由于以前的市政管道建設(shè)時(shí)未能預(yù)留管道位置,開展再生水回用必然要求建設(shè)另一套給排水系統(tǒng),在新的建筑區(qū)建設(shè)比較容易,在舊的建設(shè)區(qū)總建設(shè)需要破路施工,推行難度較大,如何將再生水輸送給用戶成為一大難題。
4、公眾認(rèn)識不足
由于對再生水利用的宣傳力度還不夠,大部分民眾對再生水了解還有待提高,對再生水利用的重要性認(rèn)識不足。部分用戶一提再生水就和污水聯(lián)系起來,認(rèn)為再生水是由污水作為原水進(jìn)行處理的,里面含有大量的細(xì)菌和病毒,存在抵觸心理。
六、臨沂再生水推行過程需要解決的問題
1、采取積極的財(cái)政政策
我市要研究制定和出臺鼓勵(lì)非常規(guī)水資源利用的優(yōu)惠政策,不斷健全產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系,加大政府對再生水供水企業(yè)的監(jiān)管,保障非常規(guī)水資源相關(guān)產(chǎn)業(yè)健康穩(wěn)定地發(fā)展。
2、成立專業(yè)的再生水運(yùn)營公司
所謂的再生水運(yùn)營公司,是指從事再生水處理和利用的公司,是再生水利用領(lǐng)域具有建設(shè)、開發(fā)和經(jīng)營的經(jīng)濟(jì)實(shí)體,是管理科學(xué)、技術(shù)密集、具有現(xiàn)代化管理機(jī)制的新興環(huán)保型、科技型、公益型、資源型企業(yè)。主要從事城鎮(zhèn)供水、排水、污水處理、再生水利用項(xiàng)目的建設(shè)、經(jīng)營;市政公用設(shè)施的項(xiàng)目管理、養(yǎng)護(hù);水處理工藝設(shè)備的研發(fā)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行等,是專業(yè)從事再生水利用項(xiàng)目建設(shè)、生產(chǎn)、運(yùn)營、銷售的新興環(huán)保型、科技型、公益型企業(yè)。
3、制定合理的水價(jià)
要根據(jù)全國已經(jīng)開展再生水回用城市的情況,結(jié)合臨沂本地實(shí)際,物價(jià)部門要聯(lián)合建設(shè)、環(huán)保部門制定合理的再生水水價(jià)。合理的再生水價(jià)格機(jī)制能夠?qū)υ偕男枨螽a(chǎn)生巨大的推動作用,對提高水的重復(fù)利用率具有重要意義。工業(yè)用再生水的價(jià)格,可以根據(jù)具體情況實(shí)行反階梯式計(jì)量水價(jià),使用再生水量越大,使用原水水量相對減少,價(jià)格相對越低。
4、集中處理和分散處理相結(jié)合
污水集中式建設(shè)是指建立大型污水處理廠,將較大范圍內(nèi)的污水統(tǒng)一收集再處理。污水分散式建設(shè)是指在相對較小的區(qū)域范圍內(nèi)建設(shè)中小型污水處理廠。分散式污水處理及回用集成技術(shù)已經(jīng)成為集中處理方式的一種有益而必須的補(bǔ)充措施。采用分散式和集中式相結(jié)合的模式,是實(shí)現(xiàn)“全收集,全處理”的有效解決方案,有利于提高污水處理率,加快城區(qū)水環(huán)境的改善。將進(jìn)一步將處理后的再生水作為市政用水,則可大大緩解城市水供應(yīng)緊張的局面。
5、一水多用
采取一水多用、串聯(lián)用水、循環(huán)用水等方式,加大再生水和非常規(guī)水的使用比例。居民的生活廢水和工廠的污水則進(jìn)入已經(jīng)建成并投入使用的再生水處理廠,進(jìn)行集中處理,被處理后的再生水用于沖馬桶、清潔路面等等。
6、發(fā)揮監(jiān)督部門的職能作用
市城市節(jié)約用水辦公室和各區(qū)市城市節(jié)約用水行政主管部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對再生水水質(zhì)的監(jiān)督和監(jiān)管,每季度對水質(zhì)進(jìn)行抽檢,并將檢測結(jié)果向社會公布。
7、加強(qiáng)宣傳,普及知識
關(guān)鍵詞:再生水;灌溉;果嶺土壤;金屬離子;營養(yǎng)元素
中圖分類號:G 849.3;S 273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-5500(2013)05-0033-07
收稿日期:2013-08-21; 修回日期:2013-09-30
基金項(xiàng)目:公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(201310289-2);奧林高爾夫教育與研究專項(xiàng)基金(AL2013007)資助
作者簡介:賈哲峰(1985-),男,河北邢臺人,碩士研究生。
E-mail:
常智慧為通訊作者。
再生水(recycled water,RW)是對污廢水(城鎮(zhèn)生活污廢水、工業(yè)污廢水)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬艋幚砗螅_(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),滿足某種使用功能要求,可應(yīng)用于各種生產(chǎn)、生活的水[1]。由于我國綠地面積逐漸擴(kuò)大[2],傳統(tǒng)水資源(地表水、自來水)日益緊缺,開發(fā)利用再生水已成為我國支撐社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的水資源保障體系的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略對策,是除“節(jié)流”等措施之外,“開源”方面轉(zhuǎn)移式發(fā)展的具體途徑之一,具有顯著的社會、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益[3]。但是再生水中豐富的N、P等營養(yǎng)元素、較高的全鹽含量、多種毒性痕量物質(zhì)以及病原體可能會成為新的污染源。目前,眾多研究為再生水灌溉綠地提供科學(xué)依據(jù)與指導(dǎo),尤其在再生水灌溉對綠地植物和綠地土壤兩方面的研究相對比較透徹[4-10]。使用再生水分別灌溉草坪草和喬灌木,研究結(jié)果表明與清水灌溉相比,土壤pH有升高趨勢,但二者之間的差異不明顯[11]。相比清水灌溉,再生水灌溉后土壤電導(dǎo)率或全鹽量顯著性增加,隨著灌溉時(shí)間的增加,鹽分開始積累[12]。長期使用再生水灌溉綠地后土壤會產(chǎn)生一些變化,如土壤鹽分、重金屬含量的升高,鹽堿化的加重,土壤板結(jié),滲透率下降等問題,進(jìn)而對植物生長造成一定的影響[13,14]。
隨著我國高爾夫球場數(shù)量逐年增加,再生水也越加廣泛用于高爾夫球場草坪[15],高爾夫球場草坪需水量較大,尤其是果嶺草坪作為高爾夫球場養(yǎng)護(hù)管理最精細(xì)的區(qū)域幾乎每天都需要灌溉[16]。果嶺具有獨(dú)特的砂質(zhì)坪床結(jié)構(gòu)[17],透水透氣性良好,利用再生水灌溉時(shí),對草坪土壤形成的影響與普通綠地不同。國內(nèi)外有關(guān)再生水灌溉高爾夫果嶺對草坪土壤影響的研究并不多,因此,試驗(yàn)選擇用再生水灌溉果嶺草坪,通過對草坪土壤的分析,研究再生水灌溉對高爾夫果嶺土壤的影響。
1 材料和方法
1.1 試驗(yàn)材料
1.1.1 試驗(yàn)區(qū)概況 試驗(yàn)地位于北京市昌平區(qū)馬池口鎮(zhèn)白浮村北京林業(yè)大學(xué)草坪研究所試驗(yàn)站。地理位置N 40°20′,E 116°22′E,屬于溫帶季風(fēng)區(qū),暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候,年平均氣溫為11.8 ℃,7月平均氣溫25.8 ℃,1月平均氣溫-4.1 ℃,年均降水量550.3 mm,年均日照時(shí)數(shù)2 720 h,無霜期163 d,≥10 ℃有效積溫3 485 ℃。2008年9月按照United States Golf Association推薦的果嶺建造方案建造果嶺[17],果嶺剖面共分為4層,從下到上分別為:排水管層、礫石層、粗沙過濾層、根系層;排水管層厚30 cm,中間埋設(shè)有孔的PVC管,其余由直徑為6~12 mm的礫石填充;礫石層厚10 cm,粗沙過濾層厚度為5 cm,全部由沙粒組成,直徑為1~4 mm;根系層厚30 cm,由沙粒和草炭混合組成,直徑為2 mm以下(圖1)。
圖1 果嶺坪床結(jié)構(gòu)
Fig.1 Turf-bed structure of green
果嶺的整體面積370 m2,草種選為匍匐翦股穎(Agrostis stolonifera),品種為PENN A4,2009年5月建成后果嶺整體進(jìn)行常規(guī)管理,2010年4月1日試驗(yàn)在此果嶺上進(jìn)行,試驗(yàn)小區(qū)除人工澆灌再生水和表施基質(zhì)外其他管理措施和試驗(yàn)區(qū)之外相同,試驗(yàn)2011年11月結(jié)束。
1.1.2 試驗(yàn)灌溉用水 試驗(yàn)選取自來水、二級再生水、三級再生水3種灌溉水。二級再生水是指使用生物法作為主要處理工藝,去除一級處理水中呈膠體和溶解態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)(BOD),經(jīng)過二級處理后,即可達(dá)到排入水體的標(biāo)準(zhǔn)。三級再生水是指使用生物脫氮除磷、反滲透、混凝沉淀、砂濾、離子交換等方法,進(jìn)一步處理二級再生水中難降解的有機(jī)物質(zhì)和易造成水體富營養(yǎng)化的可溶性無機(jī)物。
自來水是該地點(diǎn)的地下水井,二級再生水、三級再生水來自于北京市高碑店污水處理廠和酒仙橋污水處理廠,每月對灌溉水進(jìn)行指標(biāo)分析,表1為試驗(yàn)中9次水質(zhì)分析的平均值及范圍值。
1.2 試驗(yàn)方法
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 試驗(yàn)區(qū)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì),設(shè)自來
表1 自來水、二級再生水和三級再生水水質(zhì)
Table 1 Water quality of tap water,secondary RW and tertiary RW
另外,采取3種不同的表施管理措施,分別為草炭與石膏、濕潤劑、沙子3種基質(zhì),不同表施措施下土壤背景值(表2)。試驗(yàn)采用3次重復(fù),共27個(gè)小區(qū),每個(gè)小區(qū)面積為2 m×0.8 m,間隔為30 cm(圖2)。
表2 果嶺土壤原土理化性質(zhì)
Table 2 Soil physic-chemical characteristics of golf green
圖2 小區(qū)試驗(yàn)設(shè)計(jì)
Fig.2 Experimental design
1.2.2 試驗(yàn)區(qū)管理 (1) 打孔與表施:試驗(yàn)開始于2010年4月1日,分別于2010年4月10日、9月1日和2011年3月22日、8月29日進(jìn)行實(shí)心打孔,孔徑為13 mm;每個(gè)月對試驗(yàn)小區(qū)表施不同的基質(zhì),表施沙子厚度為2 mm,草炭與石膏按體積比為1∶1混合后以0.25 kg/m2表施,濕潤劑為2.75 mL/m2。
(2)修剪:采用滾刀型修剪機(jī)對果嶺進(jìn)行修剪,1~2 d修剪1次,修剪高度遵循1/3原則,修剪高度為8 mm。
(3)灌溉:依據(jù)Penman-Monteith公式,計(jì)算出蒸騰量,灌溉量=蒸騰量-降雨量,2周計(jì)算1次,確定好后用噴壺人工灌溉試驗(yàn)小區(qū),2010、2011年各月的蒸騰量、降雨量與灌溉量(圖3)。
(4)施肥:肥料選用Best緩釋肥16-16-16和19-6-12共2種,但在草坪生長欠佳的狀況下,施過尿素,具體施肥時(shí)間與施用量(表3)。
(5)病蟲害防治:在果嶺的整個(gè)生長季,根據(jù)病害實(shí)際情況噴施殺菌劑,選用先正達(dá)公司的草坪專用廣譜殺菌劑“繪綠”(Heritage);在4、9月份噴施殺蟲劑進(jìn)行蟲害預(yù)防,選用先正達(dá)公司的“卉健”(Meridian)。
(6)越冬:噴施殺菌劑之后覆蓋上無紡布與遮陽網(wǎng)。
圖3 不同水質(zhì)灌溉下月蒸騰量、月降雨量與月灌溉量
Fig.3 Monthly transpiration,rainfall and irrigation
amount under different irrigations
表3 施肥時(shí)間與施用量
Tab.3 Fertilizing time and amount
1.2.3 土樣的采集 地下15 cm土樣的采集直徑為2 cm的土鉆,按照對角線采樣法每個(gè)試驗(yàn)小區(qū)取5個(gè)點(diǎn)的土樣,取出的土樣放在實(shí)驗(yàn)室的陰涼干燥通風(fēng)、無灰塵污染的地方,樣品弄碎后平鋪在干凈的牛皮紙上,待樣品自然風(fēng)干后,根據(jù)試驗(yàn)中所需要測定的指標(biāo)過1 mm,0.25 mm和0.149 mm孔徑篩,然后分裝到廣口瓶,貼上標(biāo)簽放到無日光、高溫、潮濕影響的地方,備測。地下2~7 cm的土樣使用環(huán)刀采集,并用于土壤物理性質(zhì)中容重的測定,樣品處理方法與地下15 cm土樣的處理相同。分別在每年的春、夏、秋3個(gè)季度進(jìn)行土樣的采集,時(shí)間為2010年5月30日、9月30日、10月26日和2011年4月19日、7月16日、10月5日。共選取10個(gè)指標(biāo)即土壤容重、EC、速效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、全氮、K+ 、Ca2+ 、Na+和Mg2+。測定EC采用電導(dǎo)率儀法;速效磷和全氮分別采用碳酸氫鈉浸提法和凱式蒸餾法;有機(jī)質(zhì)采用重烙酸鉀油浴法;速效鉀和4種金屬離子采用火焰原子吸收法。
1.2.4 數(shù)據(jù)分析 使用SPSS12.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,運(yùn)用單因素方差分析,結(jié)果以平均數(shù)表示。
2 結(jié)果與分析
2.1 再生水灌溉對果嶺草坪土壤容重的影響
土壤容重與質(zhì)地、壓實(shí)狀況、土壤顆粒密度、土壤有機(jī)質(zhì)含量及各種土壤管理措施有關(guān)。土壤越疏松多孔,容重越小,土壤越緊實(shí),容重越大。粘質(zhì)土的容重(1.0~1.5 g/cm3)小于砂質(zhì)土(1.2~1.8 g/cm3);有機(jī)質(zhì)含量高、結(jié)構(gòu)性好的土壤容重?。桓骺山档屯寥廊葜?。
水質(zhì)處理和表施基質(zhì)后果嶺土壤容重的分析結(jié)果表明(表4),二級再生水灌溉處理后土壤容重在1.55 g/cm3,高于自來水和三級再生水灌溉處理,三級再生水和自來水灌溉處理差異不顯著,與二級再生水處理程度較低、水質(zhì)中含有雜質(zhì)有關(guān);表施草炭與石膏混合物后果嶺土壤孔隙度較多,土壤容重較小為1.48 g/cm3,依次低于表施沙子和表施濕潤劑,表施濕潤劑和沙子間果嶺土壤容重相近。自來水、二級再生水、三級再生水3種水質(zhì)灌溉處理和表施草炭與石膏混合物、濕潤劑、沙子3種基質(zhì)后果嶺土壤容重不會發(fā)生顯著變化(P>0.05)。
2.2 再生水灌溉對果嶺草坪土壤EC的影響
土壤溶液具有導(dǎo)電性,導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱可用電導(dǎo)率(EC)表示。EC是測定土壤水溶性鹽的指標(biāo),土壤水溶性鹽含量愈高,EC愈大。而土壤水溶性鹽是土壤的一個(gè)重要屬性,是判定土壤中鹽類離子是否限制植物生長的因素(表5)。
表4 土壤容重
Table 4 Soil bulk density
表5 土壤電導(dǎo)率
Table 5 Soil EC
對試驗(yàn)中6次取樣數(shù)據(jù)做方差分析,結(jié)果表明三級再生水和自來水灌溉處理后土壤EC為0.19 dS/m和0.18 dS/m,二者未呈現(xiàn)顯著性差異(P>0.05);而二級再生水灌溉處理后果嶺土壤EC為0.38 dS/m,顯著高于自來水0.20 dS/m和三級再生水灌溉處理0.19 dS/m(P0.05)。表施草炭與石膏混合物后果嶺土壤EC為0.18 dS/m,而表施濕潤劑和表施沙子后果嶺土壤EC分別為0.19 dS/m和0.23 dS/m。草炭與石膏可以有效增加土壤孔隙度,增大滲透性有益于植物根部呼吸,降低再生水灌溉后土壤鹽分的累積,減弱對植物造成的傷害。
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Impact of recycled water irrigation
on soil in green
JIA Zhe-feng,CHANG Zhi-hui,LI De-ying
(1.Tongzhou Landscape and Forestry Bureau of Beijing,Beijing 101100,China;2.Turfgrass
Institute of Beijing Forestry University,Beijing 100083,China;3.Dept.of Plant Sciences,
North Dakota State University,F(xiàn)argo,ND58105,USA)
關(guān)鍵詞:污水資源化 污水回用 污水資源化戰(zhàn)略
中圖分類號:X22文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-3973 (2010) 05-107-02
1城市污水資源化內(nèi)涵
城市污水資源化又稱污水回用,是將污水進(jìn)行凈化處理后,進(jìn)行直接或間接地回用,使之成為城市水資源的一個(gè)組成部分,這樣既可消除水環(huán)境污染,又可促進(jìn)生態(tài)的良性循環(huán)。(翁煥新,1998)
城市污水回用作為緩解水資源緊缺,保護(hù)生態(tài)環(huán)境實(shí)現(xiàn)污水資源化的有效途徑,根據(jù)目前城市污水回用技術(shù)的發(fā)展情況,城市污水回用的途徑主要包括農(nóng)業(yè)回用、工業(yè)回用、市政回川、娛樂景觀水體回用等。
2 中國城市污水資源化概況
中國是世界上嚴(yán)重缺水的國家之一,人均水資源量僅為世界人均水量的四分之一。同時(shí),各大城市還面臨水環(huán)境污染的形勢。水資源緊缺已成為制約城市社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素。城市污水資源化是解決水資源短缺的重要措施之一。據(jù)統(tǒng)計(jì),我國的600余座城市,有300余座缺水量達(dá)到60*108m3/年,因缺水而減少的工業(yè)產(chǎn)值估計(jì)為1200億元/年。由于我國污水處理工作起步較晚,污水資源化也是在近幾年才受到廣泛重視,經(jīng)驗(yàn)較少。目前我國 再生水的用途主要為市政雜用、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境娛樂和補(bǔ)充水源水等。雖然污水資源化單項(xiàng)處理技術(shù)己趨于成熟化,但如何根據(jù)我國國情,運(yùn)用隨著科技進(jìn)步不斷出現(xiàn)的新技術(shù)、新工藝,合理地組合單項(xiàng)處理技術(shù),在最為經(jīng)濟(jì)的條件下達(dá)到回用水水質(zhì)要求,使污水資源化的技術(shù)更加合理、經(jīng)濟(jì),仍有許多技術(shù)問題有待進(jìn)一步研究。直接回用和間接回用是城市污水資源化的兩種途徑。(1)直接回用,是指人們有意識地、有計(jì)劃地將經(jīng)適當(dāng)處理的城市污水直接回用于需水部門。(2)間接回用,是從受生活污水或工業(yè)污水污染的地表水源或地下水源取水供給各類用戶使用屬間接水回用,是目前世界各地最普遍采用的水回用方式。城市污水的直接回用由再生水廠通過輸水管道,或其它輸水設(shè)施直接送給用戶使用;間接回用則由二級污水處理廠,或者再生水廠將處理后的出水直接排入水體,由用戶再從水體中使用。直接回用有三種通用的模式:1)再生水廠系統(tǒng)敷設(shè)再生供水管網(wǎng),與城市供水管網(wǎng)一起形成雙供水系統(tǒng)。一部分專供工業(yè)低質(zhì)用水使用,另一部分專供城市綠化和景點(diǎn)使用;2)由再生水廠敷設(shè)專用管道供大廠使用。這種方式用途單一,比較實(shí)用;3)大型公共建筑和住宅樓群的污水,就地處理、回收、循環(huán)再用。間接回用方式可以分為有意圖間接回用和無意圖間接回用。有意圖間接回用是有計(jì)劃地將再生水和新鮮水混合后再使用,這就取決于時(shí)間和空間的安全保證。再生水從排入水體到被利用的時(shí)間滯后,以及混合后的物理化學(xué)凈化作用,使再生水在自然生態(tài)系統(tǒng)中獲得進(jìn)一步的凈化。
3 污水資源化過程中存在的問題
目前我國的城市污水資源化利用取得了一些進(jìn)展,但與發(fā)達(dá)國家相比,我國污水資源化無論在規(guī)模上還是涉及的領(lǐng)域上都存在著較大的差距,我國的污水資源化仍然有許多問題需要解決:
3.1 城市污水處理率較低
城市污水處理率偏低,是影響我國污水資源化全面啟動的直接原因。2000年,我國城市污水每日排放量約位1.0109m,而污水處理率卻只有20%~30%。同時(shí),對于城市污水,我國目前的工作重點(diǎn)仍然是治理污染,而污水回用工程的建設(shè)投資要比污水處理工程大,所以我國許多地方很難給予污水資源化足夠的重視和經(jīng)濟(jì)支持。因此盡快提高城市污水處理率,加速經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐,是推動污水資源化全面推廣的前提。
3.2 污水處理廠選址存在問題
許多城市污水處理廠為了防止水域污染,多在城市水域的下游建立,遠(yuǎn)離市區(qū),污水收集管網(wǎng)較長,造成長距離輸送,沒有考慮日后再生利用的發(fā)展需要。所以,缺水城市應(yīng)以再生水利用為目標(biāo),優(yōu)化調(diào)整污水處理設(shè)施的布局規(guī)劃。
3.3 城市排水管網(wǎng)建設(shè)不合理
各地對城市污水的處理考慮較多的是排水管網(wǎng)終端的集中式處理,而對于污水流經(jīng)整個(gè)城市的過程卻缺少控制,尤其是在城市排水系統(tǒng)不健全的地區(qū),致使一些分布于城區(qū)的溝渠水體倍受污染,日久天長這些水體也就成了名副其實(shí)的“臭水”?,F(xiàn)在一些有條件的地區(qū)采取了“截污、清淤、引水”等治理措施,使水體在感官上有了很大的改善,但同時(shí)也破壞了水體的自凈體系和功能,使水體抵抗外界污染的能力減弱。由于我國的城市排水管網(wǎng)較多采用的仍然是合流制管道,雨季時(shí)大量污水隨雨水從截污干管的溢流井排入水體,而造成嚴(yán)重的污染。
3.4 污水資源化技術(shù)落后
我國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,城市污水再生利用技術(shù)缺乏集成化、綜合整合、產(chǎn)業(yè)化和工程化,需要對已有技術(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)。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。(摘自《中國建設(shè)信息-水工業(yè)市場》)
4 新時(shí)期城市污水資源化戰(zhàn)略
4.1建立和完善必要的政策法規(guī),推進(jìn)城市污水資源化
強(qiáng)城市污水再生利用法制建設(shè)和行政管理。城市應(yīng)依據(jù)國家有關(guān)法律,研究制定促進(jìn)城市污水資源化工程建設(shè)與運(yùn)營的相關(guān)法規(guī),引入競爭機(jī)制,建立多元化投資體制,推進(jìn)市場化運(yùn)營,提高效率,降低成本,促進(jìn)再生水利用的發(fā)展。逐步建立合理的水價(jià)體系和用水結(jié)構(gòu),引導(dǎo)用水單位積極利用再生水,同時(shí)強(qiáng)制部分行業(yè)使用再生水。再生水定價(jià)以成本補(bǔ)償及微利為基本原則,工業(yè)和非公益用水允許適度盈利。加快城市污水再生利用的綜合研究,鼓勵(lì)原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新,發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權(quán)的再生水利用技術(shù)和產(chǎn)品,進(jìn)一步完善工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范,為促進(jìn)再生水利用提供全面支撐。
4.2 正確進(jìn)行城市污水處理廠的規(guī)劃和設(shè)計(jì)
城市供水和排水專項(xiàng)規(guī)劃中應(yīng)包含城市污水再生利用規(guī)劃,根據(jù)再生水水源、潛在用戶地理分布、水質(zhì)水量要求和輸配水方式,經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,合理確定污水再生利用設(shè)施的規(guī)模、用水途徑、布局及建設(shè)方式;城市污水再生利用設(shè)施的規(guī)劃建設(shè)應(yīng)遵循統(tǒng)一規(guī)劃、分期實(shí)施,集中利用為主、分散利用為輔,優(yōu)水優(yōu)用、分質(zhì)供水,注重實(shí)效、就近利用的指導(dǎo)原則,積極穩(wěn)妥地發(fā)展再生水用戶、擴(kuò)大再生水應(yīng)用范圍。確定再生水利用途徑時(shí),宜優(yōu)先選擇用水量大、水質(zhì)要求相對不高、技術(shù)可行、綜合成本低、經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著的用水途徑。城市污水再生利用系統(tǒng),包括集中型系統(tǒng)、就地(小區(qū))型系統(tǒng)和建筑中水系統(tǒng),應(yīng)因地制宜,靈活應(yīng)用。
4.3 保障城市污水資源化的安全性
在污水資源化利用的過程中,要特別注重加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)測和設(shè)施維護(hù),建立應(yīng)急預(yù)案,保障供水安全。首先是衛(wèi)生安全,如果要回用到工業(yè),要保證工業(yè)品的衛(wèi)生質(zhì)量、工業(yè)用水系統(tǒng)的衛(wèi)生質(zhì)量。如果要補(bǔ)給飲用水源則更要注意飲用水源的安全性。制定再生水回用水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn),包括物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、化學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。加強(qiáng)對工業(yè)廢水排放進(jìn)城市下水道的水質(zhì)控制,要特別注意含有重金屬的廢水和含有持久性有機(jī)污染物的廢水,傳統(tǒng)的污水處理工藝不可能去除這些持久的有機(jī)物。
5 結(jié)論
長期以來,我國城市發(fā)展主要沿用大量消耗資源和粗放經(jīng)營為特征的模式,造成了環(huán)境污染和生態(tài)的破壞,成為制約社會發(fā)展的重要因素。當(dāng)務(wù)之急是,加快城市污水處理設(shè)施建設(shè)的步伐,加快污水收集管網(wǎng)配套能力,為污水資源化創(chuàng)造必要的條件。規(guī)劃建設(shè)污水處理設(shè)施,要以實(shí)現(xiàn)污水綜合利用為目標(biāo),同步規(guī)劃和建設(shè)污水再生利用設(shè)施。合理確定污水處理廠的規(guī)劃布局、處理規(guī)模和工藝方案,促進(jìn)污水處理和資源化利用的協(xié)同發(fā)展。
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【關(guān)鍵詞】建筑再生水;再生水回用;再生水處理工藝
概述
我國淡水資源并不豐富,并且時(shí)空分布極不均勻,隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,人口的增加及工業(yè)化和城市化步伐的加快,城市用水量和污水排放量急劇增加,這更加劇了水資源的短缺和水環(huán)境的惡化,同時(shí)也帶來許多城市環(huán)境問題,并制約了地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。再生水回用,是解決城市水資源危機(jī)的重要途徑,也是協(xié)調(diào)城市水資源與水環(huán)境的根本出路。
所謂再生水,主要是指城市污水或生活污水經(jīng)處理后達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用雜用水,其水質(zhì)介于上水與下水之間,是水資源有效利用的一種形式。
一、再生水水源
再生水的水源較廣,但對建筑再生水而言,其水源一般包括盥洗排水、沐浴排水、洗衣排水、廚房排水和廁所排水等。若考慮到處理費(fèi)用和處理的難易程度,對其選用的先后順序一般為:沐浴排水盥洗排水洗衣排水廚房排水廁所排水。
在進(jìn)行建筑再生水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,集流一種或多種排水作為再生水水源,常見組合有以下幾種情況:①空調(diào)系統(tǒng)排水、盥洗排水和沐浴排水等,其污染程度較輕,稱為優(yōu)質(zhì)雜排水,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇其作為再生水水源;②沖廁以外的生活排水組合,其污染程度中等,稱為雜排水;③所有生活排水的總稱,其污染程度最重,稱為生活污水,由于其處理費(fèi)用較高,且難處理,所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量不采用其作為再生水水源。
就目前情況來看,我國現(xiàn)有的建筑再生水回用系統(tǒng)采用的水源幾乎都是優(yōu)質(zhì)雜排水或雜排水。
二、再生水處理工藝
(一) 常用的再生水處理工藝及其流程
目前應(yīng)用較多的再生水處理工藝主要有混凝、沉淀、過濾、生物處理和活性炭吸附等。處理工藝需根據(jù)原水水質(zhì)的不同而采用某一工藝或某些工藝的組合,常見的再生水處理工藝流程如下:
1.對于優(yōu)質(zhì)雜排水,其處理工藝流程一般有:①原水毛發(fā)聚集器調(diào)節(jié)池微絮凝過濾消毒再生水;②原水毛發(fā)聚集器調(diào)節(jié)池混凝沉淀消毒出水;③原水毛發(fā)聚集器調(diào)節(jié)池微絮凝-過濾微濾-超濾消毒出水。
2.對于雜排水,其處理工藝流程一般有:①原水篩濾調(diào)節(jié)池微絮凝-過濾活性炭吸附微濾-過濾消毒出水;②原水篩濾調(diào)節(jié)池生物接觸氧化或生物轉(zhuǎn)盤沉淀過濾消毒出水。
3.對于生活污水,其處理工藝流程一般有:①原水篩濾調(diào)節(jié)池水解酸化生物接觸氧化沉淀過濾消毒出水;②原水篩濾調(diào)節(jié)池生物接觸氧化沉淀生物接觸氧化過濾消毒出水;③原水篩濾調(diào)節(jié)池生物接觸氧化沉淀微絮凝-過濾活性炭吸附消毒出水。
(二)處理工藝的技術(shù)可行性
再生水處理在技術(shù)上是可行的,很多研究已經(jīng)證明了這點(diǎn),特別是隨著近幾年工程技術(shù)人員對處理技術(shù)和處理設(shè)備的開發(fā)和應(yīng)用,使再生水處理技術(shù)又有了很大的發(fā)展。
杜茂安等采用“混凝-沉淀-過濾-消毒”工藝處理洗浴排水,在水溫為10℃時(shí),主要控制指標(biāo)濁度、COD、BOD5和ABS的平均去除率分別為98.1%,95.2%,93.3%和68.2%,出水水質(zhì)完全滿足再生水控制指標(biāo)要求[7];劉中平等研究序批式活性污泥工藝(SBR)處理學(xué)校洗浴廢水的工程實(shí)例得出,該工藝對洗浴廢水中的COD、BOD5、SS和LAS有較高的去除率,處理后的出水水質(zhì)符合《城市污水再生利用 城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T18920-2002),且該工藝設(shè)備簡單,占地少,運(yùn)行方便;大連香格里拉大飯店再生水回用工程采用膜生物反應(yīng)器(MBR)工藝,其設(shè)計(jì)規(guī)模為60m3/d,自2001年10月投產(chǎn)運(yùn)行以來,其平均出水水質(zhì)為COD=6.16mg/L,BOD=0.57 mg/L,SS=0 mg/L,這完全達(dá)到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),實(shí)踐證明,MBR是一種簡單、高效的再生水處理技術(shù);北京華融大廈總建筑面積4.6萬m2,再生水原水為洗浴排水,水量為7.5m3/h,采用接觸氧化-砂濾工藝,2000年9月經(jīng)北京市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測中心測定,進(jìn)水BOD、COD、SS和LAS分別由22mg/L、68 mg/L、14 mg/L和3.29 mg/L降低到2 mg/L、10 mg/L、5 mg/L和0.14 mg/L。
(三)處理工藝的經(jīng)濟(jì)可行性
莫慧等對3種居住區(qū)再生水回用方案即經(jīng)二級處理后回用、經(jīng)三級處理后回用和經(jīng)MBR處理后回用進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)分析,其運(yùn)行費(fèi)用分別為2.82元/m3、2.63元/m3和2.67元/m3;張捍民等采用MBR工藝處理大連香格里拉大飯店的污水并達(dá)到生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),其運(yùn)行成本僅為1.665元/m3。
通過以上的試驗(yàn)分析可知,如果再生水回用工程運(yùn)行管理得當(dāng),其在經(jīng)濟(jì)上是可行的,并且隨著水資源供需矛盾的進(jìn)一步激化,自來水價(jià)格勢必會升高,而隨著處理技術(shù)的發(fā)展,再生水處理費(fèi)用卻會降低,這更增加了再生水回用的經(jīng)濟(jì)可行性。
(四)處理工藝的選擇
再生水處理工藝的選擇依據(jù)主要是根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較,選用在技術(shù)上可靠,經(jīng)濟(jì)上可行,且具有穩(wěn)定出水水質(zhì)的處理工藝,同時(shí)還要考慮其管理和維護(hù)及其對周圍環(huán)境的影響等。
三、再生水回用存在的主要問題
第一,再生水系統(tǒng)運(yùn)行往往不正常,水質(zhì)水量不穩(wěn)定。造成這種現(xiàn)象的主要原因是有些工藝、設(shè)備不過關(guān),達(dá)不到預(yù)想效果,同時(shí)對系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平不高,出現(xiàn)問題不能及時(shí)解決,使水質(zhì)水量常常發(fā)生較大的波動,甚至停產(chǎn)。
第二,再生水回用在實(shí)際工程中有時(shí)并不比城市給水更經(jīng)濟(jì)。張雅君等對北京22個(gè)運(yùn)行中的再生水設(shè)施進(jìn)行調(diào)研,通過分析發(fā)現(xiàn)普遍存在由于設(shè)施能力不能充分利用造成運(yùn)行成本過高的現(xiàn)象,其總運(yùn)行成本有的甚至高達(dá)11.37元/m3,且平均總運(yùn)行成本也為3.24元/m3,這主要是因?yàn)樵偕O(shè)施的設(shè)計(jì)規(guī)模得不到充分發(fā)揮。
第三,再生水回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)偏高。目前我國建筑再生水回用執(zhí)行的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是現(xiàn)行的《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》,該標(biāo)準(zhǔn)中總大腸菌群的要求與《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》相同,比發(fā)達(dá)國家的回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及我國適用于游泳區(qū)的Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)還嚴(yán)格,這一方面使得許多現(xiàn)有再生水工程不達(dá)標(biāo),另一方面,也限制了建筑再生水工程的推廣和普及。
第四,很多人對再生水的衛(wèi)生性、安全性等存有顧慮,影響了其普及。當(dāng)然當(dāng)前的水價(jià)偏低也是造成再生水回用成本較高從而難以推廣的重要原因之一。
四、展望
再生水回用具有極高的社會效益和環(huán)境效益,它一方面可以減少環(huán)境排污量,減少環(huán)境污染;另一方面它又能減少對水資源的開采,對我國長遠(yuǎn)的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有深刻的意義。根據(jù)水利部《21世紀(jì)中國水供求》分析,2010年后中等干旱年的缺水量將達(dá)318億m3,到2030年我國將缺水400~500億m3,開發(fā)和應(yīng)用投資省、見效快、運(yùn)行成本低的再生水回用處理技術(shù)已經(jīng)凸現(xiàn)為確保社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大課題。因此,我們有理由相信,在政策的正確引導(dǎo)下,合理的調(diào)整城市給水和再生水的價(jià)格關(guān)系,再生水回用技術(shù)將會有越來越廣闊的應(yīng)用前景,為城市節(jié)水作出貢獻(xiàn)。
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