中國城市污水資源化研究

匯資源環(huán)境與節能減文可中國城市污水資源化研究0劉韜(棗莊市城市生活垃圾處理中心山東. 棗莊277000)摘要:當前,我國各大城市都面臨著(zhù)水資源短缺、水污染嚴重等問(wèn)題,這嚴重影響了城市社會(huì )經(jīng)濟的可持續發(fā)展,而城市污水資源化是解決水資源短缺的重要措施之一。本文通過(guò)論述國內污水資源化技術(shù)狀況及存在問(wèn)題，對新時(shí)期城市污水資源化發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討。關(guān)鍵詞:污水資源化污水回用污水資源化戰略中圖分類(lèi)號: X22文獻標識碼: A文章編號: 1007-3973(2010 )0S-107-021城市污水資源化內涵世界人均水量的四分之一。同時(shí)，各大城市還面臨水環(huán)境污城市污水資源化又稱(chēng)污水回用，是將污水進(jìn)行凈化處理染的形勢。 水資源緊缺已成為制約城市社會(huì )經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵后,進(jìn)行直接或間接地回用，使之成為城市水資源的一一個(gè)組成因素。城市污水資源化是解決水資源短缺的重要措施之一。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)。據統計，我國的600余座城市，有300余座缺水量達到(翁煥新，1998)60* 108m/年，因缺水而減少的工業(yè)產(chǎn)值估計為1200 億元/年。城市污水回用作為緩解水資源緊缺，保護生態(tài)環(huán)境實(shí)現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污水資源化的有效途徑，根據目前城市污水回用技術(shù)的發(fā)展才受到廣 泛重視,經(jīng)驗較少。目前我國再生水的用途主要為情況，城市污水回用的途徑主要包括農業(yè)回用、工業(yè)回用、市市政雜用、 工業(yè)、農業(yè)、環(huán)境娛樂(lè )和補充水源水等。雖然污水政回川、娛樂(lè )景觀(guān)水體回用等。資源化單項處理技術(shù)己趨于成熟化,但如何根據我國國情,運2中國城市污水資源化概況用隨著(zhù)科技進(jìn)步不斷出現的新技術(shù)、新工藝，合理地組合單項中國是世界上嚴重缺水的國家之一，人均水資源量?jì)H為處理技術(shù)，在最為經(jīng)濟的條件下達到回用水水質(zhì)要求，使污水海底滑坡---大量含水的碎屑體,在水層壓力和重力驅動(dòng)下向生成的氣體和水在地層 高壓環(huán)境下向周?chē)貙訚B透，達到或接斜坡下方的整體運移,其形成過(guò)程就是海底應力對土體-一個(gè)復近飽和,形成 易于滑動(dòng)的解離面,為海底滑坡創(chuàng )造條件。雜的觸發(fā)裂離和運動(dòng)的過(guò)程*。海底滑坡除其本身的危害外，另外，我國已經(jīng)廣泛開(kāi)始探測的東海、南海區域屬于太平洋另一重大隱患就是極易引發(fā)海嘯。陳自生“研究認為，即使發(fā)西部的 島弧-海溝-邊緣海區,地殼活動(dòng)強烈，地震火山等構造運生強烈地震，如果沒(méi)有引起地殼中半徑數十米以上的大范圍快動(dòng)頻繁,對 于水合物分解后的地層而言，非常容易引起海底滑坡。速變化，也同樣不會(huì )發(fā)生大的地霞海嘯。這就是為什么海底滑4結論與建議坡有這么大的危害。海底滑坡體的坡度平緩，只要存在平緩的目前，我國在天然氣水合物勘探.開(kāi)發(fā)方面的研究還不成臨空面,即滿(mǎn)足了其對地形條件的需求，一-般在5度以下甚至熟, 沒(méi)能充分了解水合物地層的原位力學(xué)性質(zhì)和掌握勘探開(kāi)發(fā)不到I度的平緩斜坡都可能發(fā)生海底滑坡。而天然氣水合物的核心技術(shù), 貿然開(kāi)采海域天然氣水合物勢必會(huì )引發(fā)一些問(wèn)題分解所引發(fā)的海底滑坡還需考慮更多方面的因素?；蛭：?。劉廣志院士*曾向中國工程院提出建議，可乘修青藏在天然氣水合物賦存的地層中，水合物由原來(lái)的固體狀態(tài)鐵路之機首先開(kāi)采鐵路沿線(xiàn)永凍層的天然氣水合物，進(jìn)而進(jìn)行分解成為氣體和水，改變了原地層的結構和組成。水合物以固海岸邊水 合物的勘探開(kāi)發(fā),積累經(jīng)驗后再下海鉆采海域天然氣體狀態(tài)存在時(shí)，將沉積物顆粒膠結在一一起， 使原來(lái)較為疏松的水合物礦藏。結構變得致密，增強了地層的內聚力和摩擦角:當水合物再次分解，氣體和水在孔際中聚集使地層的含水量增加，使地層抵注釋:抗破壞的能力下降。魯曉兵等”實(shí)驗合成四氫味響及不同材料0喻西柴等，海底沉積物中天然氣水合物生成和分解規律研作為骨架的水合物沉積物，并進(jìn)行系列力學(xué)實(shí)驗證實(shí)，在圍壓究進(jìn)展[].中國海上油氣,2006.2.0.5Mpa的條件下，蒙古沙為骨架的水合物沉積物在水合物分②吳時(shí)國等,南海北部陸坡細粒沉積物天然氣水合物系統的解后的強度只有之前的1/7,而且骨架初始強度越小，顆粒間形成模式初探[].地球物理學(xué)報,2009.7.③周懷陽(yáng)等.天然氣水合物[M].北京:海洋出版社,2000.的聯(lián)接越差，水合物分解造成的破壞就越大。④趙群等.模擬天然氣水合物的巖石物理特性模型試驗[].地所以,水合物開(kāi)采可能引發(fā)海底滑坡需從以下幾個(gè)方面分析:球物理學(xué)報，2005..首先,水合物分解產(chǎn)生的氣體將增大孔隙壓力，降低有效⑤ 寇養琦.南海北部大陸邊緣海底滑坡的初步研究[G]南海地應力水合物沉積地層受力大大減弱,不能夠承受原地層的地質(zhì)研究,1993.7.應力(包括地殼相對活動(dòng)和海流的應力和上覆地層及海水的靜⑥ 海底滑坡問(wèn)題初議(C1.陳自生滑坡文集(六)ML.北京:中國鐵道出版社,1988應力)，使其極有可能成為海底滑坡的誘發(fā)因素。其次，天然氣水合物通常分布于大陸架外緣陸坡和陸隆沉⑦魯曉兵等,四氫呋哺水合物沉積物的力學(xué)性質(zhì)研究[C]第十積物中，大陸坡的平均坡度在3~6度左右，也有10~12度的，三屆中國海洋(岸)工程學(xué)術(shù)討論會(huì )論文集。其坡度都達到或超過(guò)海底滑坡的一般坡度。水合物分解以后⑧劉廣志士.關(guān)于勘探、開(kāi)發(fā)我國永凍層一濱海~近海天然氣水合物的建議.科協(xié)論壇●2010年第5期(下)一107雨資源環(huán)境與書(shū)能減減災]資源化的技術(shù)更加合理、經(jīng)濟,仍有許多技術(shù)問(wèn)題有待進(jìn)一-步術(shù)、 工程技術(shù)、運行管理技術(shù)和成套技術(shù)設備問(wèn)題。(摘自《中研究。直接回用和間接回用是城市污水資源化的兩種途徑。國建設信息-水工業(yè)市場(chǎng)》)(1)直接回用，是指人們有意識地、有計劃地將經(jīng)適當處理的4 新時(shí)期城市污水資源化戰略城市污水直接回用于需水部門(mén)。(2)間接回用，是從受生活污4.1 建立和完善必要的政策法規,推進(jìn)城市污水資源化水或工業(yè)污水污染的地表水源或地下水源取水供給各類(lèi)用戶(hù)強城市污水再生利用法制建設和行政管理。城市應依據使用屬間接水回用，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與運式。城市污水的直接回用由再生水廠(chǎng)通過(guò)輸水管道，或其它營(yíng)的相關(guān)法規， 引入競爭機制，建立多元化投資體制，推進(jìn)市輸水設施直接送給用戶(hù)使用;間接回用則由二級污水處理廠(chǎng)，場(chǎng)化運營(yíng)， 提高效率,降低成本促進(jìn)再生水利用的發(fā)展。逐.或者再生水廠(chǎng)將處理后的出水直接排入水體，由用戶(hù)再從水步 建立合理的水價(jià)體系和用水結構，引導用水單位積極利用體中使用。直接回用有三種通用的模式:1)再生水廠(chǎng)系統敷設再生水， 同時(shí)強制部分行業(yè)使用再生水。再生水定價(jià)以成本再生供水管網(wǎng)，與城市供水管網(wǎng) - -起形成雙供水系統。一部補償 及微利為基本原則，工業(yè)和非公益用水允許適度盈利。加分專(zhuān)供工業(yè)低質(zhì)用水使用，另一部分專(zhuān)供城市綠化和景點(diǎn)使快城市污水再生利用的綜合研究, 鼓勵原始創(chuàng )新集成創(chuàng )新和用:2)由再生水廠(chǎng)敷設專(zhuān)用管道供大廠(chǎng)使用。這種方式用途單引進(jìn)消化吸收再創(chuàng )新，發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權的再生水利用一,比較實(shí)用;3)大型公共建筑和住宅樓群的污水，就地處理、技術(shù)和產(chǎn) 品,進(jìn)-一步完善工程建設標準和技術(shù)規范，為促進(jìn)再回收、循環(huán)再用。間接回用方式可以分為有意圖間接回用和生水利用 提供全面支撐。無(wú)意圖間接回用。有意圖間接回用是有計劃地將再生水和新4.2 正確進(jìn)行城市污水處理廠(chǎng)的規劃和設計鮮水混合后再使用，這就取決于時(shí)間和空間的安全保證。再城市供水和排水專(zhuān)項規劃中應包含城市污水再生利用規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劃，根據再生水水源、潛在用戶(hù)地理分布、水質(zhì)水量要求和輸學(xué)凈化作用，使再生水在自然生態(tài)系統中獲得進(jìn)一步的凈化。 配水方 式，經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟比較，合理確定污水再生利用設施3污水資源化過(guò)程中存在的問(wèn)題的規模、用水途徑、布局及建設方式;城市污水再生利用設施目前我國的城市污水資源化利用取得了一些進(jìn)展，但與的規劃建設應遵循統-規劃、分期實(shí)施，集中利用為主、分散發(fā)達國家相比，我國污水資源化無(wú)論在規模上還是涉及的領(lǐng)利用為輔 ,優(yōu)水優(yōu)用、分質(zhì)供水，注重實(shí)效、就近利用的指導原域_上都存在著(zhù)較大的差距，我國的污水資源化仍然有許多問(wèn)則。 積極穩妥地發(fā)展再生水用戶(hù)、打大再生水應用范圍。確定題需要解決: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、3.1城市污水處理率較低技術(shù)可行、綜合成本低經(jīng)濟和社會(huì )效益顯著(zhù)的用水途徑。城城市污水處理率偏低,是影響我國污水資源化全面啟動(dòng)的市污水再生 利用系統，包括集中型系統、就地(小區)型系統和直接原因。2000年，我國城市污水每日排放量約位1.01x 10°m,建筑中水系統， 應因地制宜，靈活應用。而污水處理率卻只有20%~ 30%。同時(shí)，對于城市污水,我國4.3 保障城市污水資源化的安全性目前的工作重點(diǎn)仍然是治理污染,而污水回用工程的建設投資在污水資源化利用的過(guò)程中，要特別注重加強水質(zhì)監測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和設施維護， 建立應急預案,保障供水安全。首先是衛生安全，足夠的重視和經(jīng)濟支持。因此盡快提高城市污水處理率,加速如果 要回用到工業(yè)，要保證工業(yè)品的衛生質(zhì)量、工業(yè)用水系統經(jīng)濟建設步伐是推動(dòng)污水資源化全面推廣的前提。的衛生質(zhì)量。如果要補給飲用水源則更要注意飲用水源的安3.2污水處理廠(chǎng)選址存在問(wèn)題全性。制定再生水回用水質(zhì)的標準，包括物理學(xué)標準、化學(xué)標許多城市污水處理廠(chǎng)為了防止水域污染，多在城市水域準、生物學(xué)標準。 加強對工業(yè)廢水排放進(jìn)城市下水道的水質(zhì)控的下游建立，遠離市區,污水收集管網(wǎng)較長(cháng)，造成長(cháng)距離輸送，制 要特別注意含有重金屬的廢水和含有持久性有機污染物的沒(méi)有考慮日后再生利用的發(fā)展需要。所以，缺水城市應以再廢水， 傳統的污水處理工藝不可能去除這些持久的有機物。生水利用為目標，優(yōu)化調整污水處理設施的布局規劃。5結論3.3城市排水管網(wǎng)建設不合理長(cháng)期以來(lái)，我國城市發(fā)展主要沿用大量消耗資源和粗放各地對城市污水的處理考忠較多的是排水管網(wǎng)終端的集經(jīng)營(yíng) 為特征的模式，造成了環(huán)境污染和生態(tài)的破壞，成為制約中式處理，而對于污水流經(jīng)整個(gè)城市的過(guò)程卻缺少控制,尤其社會(huì )發(fā)展的重要因素。當務(wù)之急是，加快城市污水處理設施是在城市排水系統不健全的地區,致使一-些分布于城區的溝渠 建 設的步伐,加快污水收集管網(wǎng)配套能力為污水資源化創(chuàng )造水體倍受污染，日久天長(cháng)這些水體也就成了名副其實(shí)的“臭水”。必要的條件。 規劃建設污水處理設施，要以實(shí)現污水綜合利現在一些有條件的地區采取了“截污、清淤、引水”等治理措施，用為目標， 同步規劃和建設污水再生利用設施。合理確定污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?xún)羲幚韽S(chǎng) 的規劃布局、處理規模和工藝方案，促進(jìn)污水處理和體系和功能，使水體抵抗外界污染的能力減弱。由于我國的城資源化利用的協(xié)同發(fā)展。市排水管網(wǎng)較多采用的仍然是合流制管道，雨季時(shí)大量污水隨雨水從裁污干管的溢流井排入水體，而造成嚴重的污染。參考文獻:3.4 污水資源化技術(shù)落后[1] 李丹.沈陽(yáng)市城市污水資源化研究[D].遼寧:沈陽(yáng)農業(yè)大學(xué)，,我國城市污水再生利用技術(shù)和設備的開(kāi)發(fā)難以滿(mǎn)足快速2005.增長(cháng)的再生利用工程建設和運行管理的需求，城市污水再生[2] 張韻、北京城市污水資源化技術(shù)研究[D].北京:北京工業(yè)大利用技術(shù)缺乏集成化、綜合整合、產(chǎn)業(yè)化和工程化,需要對已學(xué),2004.有技術(shù)不斷改進(jìn)和更新，加強新工藝新流程、新技術(shù)和設備[3] 周琛.中國污水回用的歷史回顧與研究[D]湖北:武漢大學(xué),產(chǎn)品的研究、開(kāi)發(fā)和推廣應用，并注重示范性工程的研究和建2004.設。者區解決城市污水再生利用于農業(yè)、生態(tài)、市政和工業(yè)中[4] 武學(xué)軍.西安市城市污水再生回用研究[D].陜西:西安建筑的水質(zhì)凈化技術(shù)、水質(zhì)穩定技術(shù)、水質(zhì)保障技術(shù)、安全用水技科技大學(xué)2005.