積極穩妥地開展中水回用工作
沈光范1;徐強2
(1.北京市環境保護科學研究院,北京100037;2.中國市政工程華北設計研究院,天津300074)
摘 要:介紹了我國開展中水回用工作的情況和已取得的成績,針對其中存在的問題提出了改進意見和建議,希望將中水回用提高到具有開源和減輕水污染的雙重功能這一高度上加以認識。
關鍵詞:中水回用;節水;開源;減污
中圖分類號:TU991.57
文獻標識碼:B
文章編號:1000-4602(2001)04-0031-02
中水主要是指城市污水或生活污水經處理后達到一定的水質標準、可在一定范圍內重復使用的非飲用雜用水,其水質介于上水與下水之間,是水資源有效利用的一種形式。
我國水資源原本不足(是世界上13個貧水國之一),人均水資源量是世界平均水平的1/4,加之時空分布不均,海灤河、淮河、遼河和黃河四個流域的人均水資源量約為全國平均值的1/5,水資源緊缺問題已制約這些地區的經濟和社會發展。雖然這些年來亦強調節約用水,但各地的用水量和排水量仍不斷增長。因此,開展中水回用工作,已顯現出開源和減輕水污染的雙重功能。
水環境保護必須遵循合理開發、節約使用、防治污染和水回用資源化四者并重的原則,把水質和水量統一考慮,要用區域的系統的觀點來考慮水污染的防治。實踐表明,在水污染防治的對策上,應樹立在用水過程中逐步減輕和解決水污染的觀點;樹立水污染防治需要長期不懈努力的觀點;樹立工業廢水的排放強調節水減污和污染物總量控制的觀點;樹立在城市污水治理中管網先行,并根據具體環境要求確定水處理程度的觀點;要重視節能水處理技術和污水資源化技術,建立不同規模、多種形式的中水道系統。
一個新的、日益為大家接受的觀念是:水是維系經濟和生態系統的最關鍵要素。水是有限的,可以枯竭的,不能替代的。由于有限水源的競爭,以及傳統的用水和解決水污染的方法,出現了新的經濟學和費用問題,尋求新的管水戰略已十分必要。所謂新的管水戰略應是:加強用水管理,提高用水效率,向節水型經濟的戰略轉移,即大力發展節水型農業、工業和節水型城市。
在上述大背景下,積極穩妥地開展中水回用工作就顯得十分必要和及時。國際上,日本、南非、以色列、美國、澳大利亞、俄羅斯等國早已開展污水經處理后回用的工作。我國對城市污水處理與利用的研究,早在1958年就開始列入國家科研課題,20世紀60年代關于污水灌溉的研究已達到一定的水平,70年代中期進行了以回用為目的城市污水深度處理小試,80年代初的青島、大連、太原、北京、天津、西安等缺水大城市相繼開展了污水回用于工業和民用的試驗研究,其中有些城市已修建了回用試點工程并取得了積極的成果,不少公共建筑亦建設了水回用裝置。但是,這些年來堅持回用并用得好的試點不多,這中間暴露了不少問題,既有思想認識問題,亦有管理體制問題和經濟問題。應認識到搞中水回用、建立多種形式的中水道
系統是解決我國水環境問題的戰略需要,對北方城市尤為重要。具體到一個城市,首先要做好近期和遠期的中水回用規劃和布局,中水回用的對象分市政雜用水和工業用水。市政雜用水包括公園綠化及河湖用水、城市綠化用水、道路路面噴灑用水等,綠地用水可按2 L/(d·m2)計算,道路噴灑水量與每天噴灑的次數有關,1m3回用水可噴灑2 500m2道路面積(以噴灑一次計)。工業用水重點是回用至熱電廠和化工廠等的冷卻用水以及城市污水處理廠內部的雜用水(如可用于污泥脫水沖洗濾布、噴灌綠地、沖洗路面及洗車用水等)。在“十五”計劃初步安排中,國家要求城市污水處理量的10%作進一步處理后回用,建立中水道。從全國來講,將有幾百萬m3/d的中水要回用,這是一個很大的數目,需要統籌安排。由于水回用的需要,城市污水廠的布局宜適當分散,就地回用,不宜過分集中。
北京高碑店污水處理廠已建成1×104m3/d中水回用車間(作為廠內雜用水),并已將二級處理出水3×104 m3/d就近供給華能發電廠,尤其進一步處理后用作冷卻用水。高碑店污水處理廠對處理水的回用已作出近期30×104m3/d、遠期47×104m3/d的規劃方案,成都市三瓦窯污水廠已經建成2×104 m3/d的回用廠,天津市對各污水處理廠亦提出了建設中水回用工程的要求,并正進行新的處理工藝試驗。就一個城市而言,除了全市性的中水道系統外,市內各區和有些大型公共建筑亦有中水回用的途徑,這樣可組成大、中、小的中水道系統。北京市政府1986年就明文規定:今后凡新建建筑面積為2×104m2以上的旅館、飯店、公寓及建筑面積為3×104m2以上的機關、科研單位、大專院校和大型文化、體育等建筑,應配套建設中水道設施并應與主體建筑工程同時設計、同時施工、同時交付使用。公共建筑內的中水回用,主要是將洗滌污水經處理后回用至沖廁等用途。實際經驗表明,直接用于飲食的水量一般為5 L/(人·d),而對于新建的住宅小區,由于其衛生設備比較完善,人均日用水量(包括公共建筑和綠地用水在內)約為300~350 L/(人·d),飲用水僅占其1/70~1/60,其中不直接接觸人體的各種雜用水(沖洗便池、洗滌、清洗地面和車輛、小區道路和綠化用水等)約占總用水量的50%。若中水水質處理要求高一些,用途還可更廣泛一些,如可考慮在城市設幾個集中洗車點,有些馬路兩邊綠化灑水可由灑水車運送等。
要開展中水回用工作,首先要確保處理水質。以城市污水處理廠為例,二級生物處理出水一般BOD5為10~30mg/L,COD為20~50mg/L,TSS為20~70 mg/L,濁度為3~25 NTU,TDS為300~800 mg/L,總大腸菌群為105~106 個/100 mL。我國生活雜用水水質標準(CJ 25.1—1989)為BOD5<10mg/L,COD<50mg/L,TSS<10 mg/L(用于沖廁、綠化)或<5 mg/L(用于洗車、掃除),濁度<10 NTU(用于沖廁、綠化)或<5NTU(用于洗車、掃除),TDS<1 200 mg/L(用于沖廁、綠化)或<1 000 mg/L(用于洗車、掃除),總大腸菌群<3 個/L。國外中水回用水質要求比我國高,如新加坡回用水的水質指標為:BOD5=1~3mg/L,COD=25~37 mg/L,濁度=1~2 NTU,TSS=1.5~3.5mg/L,TDS=350~800 mg/L,總大腸菌群不可測出。進水水質和出水要求決定了中水處理工藝,我國目前通常采用加藥混凝、沉淀、過濾和消毒的處理工藝。由于目前城市污水處理廠的進水水質普遍偏低,才使中水處理的出水水質基本符合國標中生活雜用水的水質標準,隨著人們生活水平和對中水回用水質要求的提高,如用于工業的工藝用水及用作洗車和洗滌,就會對中水的細菌(如鞭毛蟲、隱孢子蟲)、病毒、揮發性氣體等指標提出更高的標準,像國外成千個中水回用實例那樣,中水處理工藝已要求采用膜處理技術,包括連續式微過濾(CMF)、反滲透(RO)和消毒(UV)系統。處理工藝服從于回用對象,悉尼奧運會有1×104m3/d的中水回用,其中7 500m3/d采用CMF系統,2 500m3/d采用RO系統。常規的混凝、沉淀、過濾技術與膜處理技術可作多方面的技術經濟比較,并根據回用對象的不同而取舍。
為了更好地開展中水回用工作,希望在市政部門成立專門的污水回用中水公司統一調度。現在提高水價和排污收費,對開展中水回用是有利的。回用1m3水,相當于節約了1m3自來水和減少了1 m3污水(現在每處理1m3/d的自來水和污水各需基建投資1 000元左右),而且中水就近回用亦減輕了現有城市供水管網和污水管網的輸送量。當然,為了中水回用需增設中水道系統,其管網應由政府投資,其費用亦可在中水道長期運營中逐步攤銷。中水回用建立分質的供水系統是大勢所趨,并需多方面配合以積極穩妥地開展此項工作。
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收稿日期:2000-12-20
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