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資源利用新趨勢論文
摘要：世界水資源問題日益加劇，尋求緩解水資源的緊缺問題已成為世界各國的重要任務(wù)。中水回用技術(shù)日趨成熟，具有很好的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益，成為各國研究的熱點。但目前回用中水還存在不少問題，必須采取多種方法不斷地研究和完善這項技術(shù)，使它得到廣泛應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：水資源；中水回用；合理利用
1 中水簡介
中水指各種排水經(jīng)處理后，達到規(guī)定的水質(zhì)標準，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水，其水質(zhì)介于清潔水(上水)與污水(下水)之間；中水能夠代替非飲用、與人體非直接接觸的自來水，應(yīng)用于市政雜用等領(lǐng)域；將污水處理為中水并加以使用的過程就是中水回用�！爸兴钡亩x有多種解釋，在污水工程方面稱為“再生水”，工廠方面稱為“回用水”，一般以水質(zhì)作為區(qū)分的標準。其主要是指城市污水或生活污水經(jīng)處理后達到一定的水質(zhì)標準，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用水。中水處理即是采用物理、化學(xué)以及生物化學(xué)方法將城市污水或生活污水進行處理，使之達到一定水質(zhì)要求，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用。城市污水經(jīng)處理設(shè)施深度凈化處理后的水(包括污水處理廠經(jīng)二級處理再進行深化處理后的水和大型建筑物、生活社區(qū)的洗浴水、洗菜水等集中經(jīng)處理后的水)統(tǒng)稱“中水”。其水質(zhì)介于自來水(上水)與排入管道內(nèi)污水(下水)之間，亦故名為“中水”，中水利用也稱作污水回用。
2 中水回用的趨勢和重要性
2.1 資源短缺危機
隨著現(xiàn)代社會工業(yè)的迅猛發(fā)展，世界人口增長和社會經(jīng)濟的發(fā)展，城市用水量劇增，加以水質(zhì)不斷惡化，水資源情況日趨緊張。這已成為世界各國面臨的重要問題。我國水資源總量可觀，居世界第4位，但人均僅為世界平均水平的1/4。同時在時間和地區(qū)分布上很不平衡，南方多北方少，污水排放量也逐年增加，河湖污染日趨嚴重，北京、天津、長春、大連、青島、唐山和煙臺等大中城市已受到水資源短缺的嚴重威脅。城市工業(yè)每年損失達數(shù)千億元。隨著水資源需求量的急劇增加和水環(huán)境污染的日益嚴重，許多國家都面臨著水資源短缺的危機，因此把城市外排污水作為第二水資源加以開發(fā)利用就顯得尤為重要，通過中水回用可一定程度上緩解水資源危機。
由此可見，水問題已經(jīng)成為制約我國經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要因素。因此尋求保護水資源和使水資源增值的有效途徑，緩解水資源的緊缺問題已成為世界各國面臨的重要任務(wù)。美國、以色列、日本等國的中水回用已有相當(dāng)?shù)乃剑瑤鶝_洗、園林灌溉、道路保潔、城市噴泉、冷卻設(shè)備補充用水等，都大量地使用中水。尤其是日本，自20世紀60年代起就開始使用中水，較大的辦公樓或者公寓大廈都有就地廢水處理設(shè)施，主要用于廁所沖洗，東京市和福岡市都規(guī)定：新建筑面積在30 000m2以上，或可回用水量在100 m3/d以上，都必須建造中水回用設(shè)施。我國一些缺水城市20世紀80年代以來相繼建設(shè)了一些中水回用的示范工程，目前，北京、大連、青島、太原、天津等缺水城市都有城市中水回用工程，主要將中水回用于工業(yè)及市政等方面。但由于起步較晚，加之對中水回用技術(shù)及其帶來的效益，尤其是經(jīng)濟效益缺乏足夠的認識，中水回用系統(tǒng)在我國發(fā)展緩慢。而目前國內(nèi)外污水處理市場發(fā)展非常迅速，各種處理技術(shù)也日趨成熟，在水資源緊缺的現(xiàn)實下，將污水進行深度處理后作為再生資源是必然的發(fā)展趨勢。所以污水處理并不是最終目的，實現(xiàn)水資源在利用才是當(dāng)今城市污水治理的出發(fā)點。應(yīng)大力推行污水資源化利用技術(shù)，提高它的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。
城市中水回用技術(shù)就是提高處理后的水質(zhì)，回供給工業(yè)和城市雜用水的方法，把經(jīng)過處理的污水作為一種新的水資源，加以再利用，以緩和水危機，有利于提高水資源的綜合利用的經(jīng)濟效益。我國是水資源匱乏的國家，城市污水就近可得，易于收集，易于處理，數(shù)量巨大，穩(wěn)定可靠。凡是污水處理廠都可將污水再次適當(dāng)處理后回用。全國污水回用率如果平均達到20％，足可以緩解一大批缺水城市的供水緊張。但目前我國還沒有中水回用的專項工程，因此中水回用必將成為我國大中城市和一些缺水城市必然采取的措施，充分地發(fā)揮它的環(huán)境效益!
2.2 工藝簡介
2.2.1 工藝類型
按處理方法，中水處理工藝一般分為3種類型。
(1)物理處理法：如膜濾法，適用于水質(zhì)變化大的情況。它裝置緊湊，容易操作，以及受負荷變動的影響小。
(2)物理化學(xué)法：如砂濾、活性炭吸附、浮選、混凝沉淀等，適用于污水水質(zhì)變化較大的情況。特點是技術(shù)先進，結(jié)構(gòu)緊湊，占地少，管理簡單。
(3)生物處理法：如活性污泥法、接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤等，適用于有機物含量較高的污水。具有適應(yīng)水力負荷變動能力強、產(chǎn)生污泥量少、維護管理容易等優(yōu)點。
2.2.2 基本流程
單一的中水處理方法一般很難達到回用水水質(zhì)的要求。通常回用技術(shù)需多種污水處理技術(shù)的合理組合起來進行深度處理，目前，主要的工藝流程有以下3種：①原水－格柵－調(diào)節(jié)池－接觸氧化池－沉淀地－過濾－消毒－出水。②原水－格柵－調(diào)節(jié)池－絮凝沉淀池－超濾膜－消毒－出水。③原水－格柵－調(diào)節(jié)池－活性污泥池－超濾膜－消毒－出水。
2.2.3 選擇原則
中水回用流程的選擇應(yīng)根據(jù)進水水質(zhì)以及回用要求來選擇，如果是沐浴、清潔或噴灑等水質(zhì)較好的雜排水為中水水源時，一般采用物理化學(xué)法為主的處理工藝流程。若主要以廚房、廁所沖洗水等含有機物為主的生活污水為水源時，一般采用生化法為主或生化、物化結(jié)合的處理工藝。
2.3 分類
2.3.1 處理系統(tǒng)分類
中水系統(tǒng)大致可分3類：①城市中水系統(tǒng)。利用城市污水二級處理出水回用，方便高效；②小區(qū)中水系統(tǒng)。主要是對一些遠離城市管網(wǎng)的生活小區(qū)內(nèi)或建筑群的污水實現(xiàn)就近收集和處理、所生產(chǎn)的再生水就地利用；③建筑中水系統(tǒng)。主要就是一些賓館、學(xué)校等，收集單個建筑內(nèi)生活污水適當(dāng)處理后回用于建筑物和小區(qū)。
2.3.2 用途分類
中水因用途不同有兩種處理方式：一種是將其處理到飲用水的標準而直接回用到日常生活中，即實現(xiàn)水資源直接循環(huán)利用，這種處理方式適用于水資源極度缺乏的地區(qū)，但投資高，工藝復(fù)雜；另一種是將其處理到非飲用水的標準，主要用于不與人體直接接觸的用水，主要有兩個方面，一是用于工業(yè)，如印染、造紙、鋼鐵、電力、冷卻設(shè)備補充用水等，另一方面就是生活污水。如沖廁、園林和農(nóng)田灌溉、汽車清洗、消防、道路清潔、綠化澆灑等。
通過對城鎮(zhèn)污水處理廠的污水進行深度處理，實行中水回用，可一定程度解決河網(wǎng)及流域的環(huán)境補給水源，提高當(dāng)?shù)睾泳W(wǎng)的水環(huán)境容量，并可作為對水質(zhì)要求不高的工業(yè)和市政雜用水，這對促進城市經(jīng)濟發(fā)展、緩解水資源緊缺矛盾十分有利。
3 中水利用現(xiàn)狀
3.1 國外現(xiàn)狀
中水回用技術(shù)在國外早已應(yīng)用于實踐。美國、日本、以色列等國
家都大量地使用中水。在中水利用方面積累了不少成功的經(jīng)驗。
日本從20世紀80年代起大力提倡使用中水，并在上水道和下水道之間，專門設(shè)置了中水道。要求新建的政府機關(guān)、學(xué)校、企業(yè)辦公樓以及會館、公園、運動場等公共建筑物都須設(shè)置中水道。20世紀90年代初日本開發(fā)了很多污水深度處理工藝，在新型脫氮、脫磷技術(shù)，膜生物反應(yīng)器技術(shù)等方面取得很大進展，建立起了許多“水再生工廠”；美國也是世界上中水利用最早的國家之一，有300余座城市實現(xiàn)了污水處理后再利用；新加坡為了更好地節(jié)約水資源，目前每天至少有數(shù)千萬升經(jīng)過深度處理的中水已經(jīng)加到飲用水管中，不是單純作為中水利用了。1987年以色列全國已有210個市政污水回用工程，城市污水回用率達72％。國外的研究資料表明，超濾技術(shù)作為中水處理的后處理技術(shù)，具有適應(yīng)性強、對懸浮物、細菌和洗滌劑的去除率高，出水穩(wěn)定等諸多優(yōu)點。
實行中水回用可減少污水排放量，消除因污水排放而造成的對河流的污染，減少環(huán)境資源損失，有效保護水環(huán)境。只有結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w情況，根據(jù)回用點的水質(zhì)要求，選擇處理方法才能達到經(jīng)濟合理的處理使用效果。
3.2 國內(nèi)現(xiàn)狀
我國在20世紀90年代末開始使用中水回用技術(shù)，起步較晚，與世界先進水平的差距在15年～20年，主要還是用于居民沖廁、灌溉、景觀用水、洗車，正在開發(fā)的工業(yè)和農(nóng)業(yè)中的使用，因此更應(yīng)加大研究力度，以縮短同世界先進水平的差距，發(fā)展水資源再生產(chǎn)業(yè)。北京、天津、青島等缺水的城市都把中水回用列入城市總體規(guī)劃之中。在北京，許多居住區(qū)和集中建筑均要求配套建設(shè)中水處理站或中水機房，將沐浴、盥洗、洗衣等優(yōu)質(zhì)雜排水收集處理后供沖廁、綠化、洗車等。目前天津市的一些小區(qū)都使用中水來替換自來水用于景觀用水，以及澆灌綠地，還為此專門出臺了關(guān)于住宅使用中水的規(guī)定。
4 存在的問題
由于水資源危機感和節(jié)水意識不強，污水回用方面的科技投入不足等導(dǎo)致全國大型污水回用項目為數(shù)不多，回用率較低，與發(fā)達國家相比，有明顯的差距。目前，我國城市污水回用存在的問題主要有：①費用高，利用率低；②法規(guī)政策不完善；③設(shè)施布局不合理，輸配水管道系統(tǒng)不健全；④施工難度大；⑤投資大，運行成本高；⑥能耗高、異味、泡沫問題難以解決。所以，中水回用技術(shù)還不健全，仍然是一個急需研究和探討的問題。
5 發(fā)展中水回用的建議
(1)加大宣傳力度，消除人們對中水回用認識上的不足，提高公眾對中水回用意義的理解，使公眾充分意識到水資源緊缺的嚴峻性，認識到進行中水回用、開辟第二水源對解決當(dāng)今城市用水矛盾的重要性。
(2)改革現(xiàn)行水價，合理制訂城市污水處理和中水回用收費政策體系，確定中水水價時既要考慮低于自來水水價，以形成差價，刺激中水使用；又要考慮按質(zhì)論價。根據(jù)不同的水質(zhì)標準確定價格。
(3)建立完善的排水管網(wǎng)及泵站，確保污水處理廠的進水量；切實抓好工業(yè)廢水的預(yù)處理，嚴格控制進水水質(zhì)。
(4)在確保污水處理廠出水水質(zhì)的基礎(chǔ)上。完善中水回用管網(wǎng)的配套建設(shè)，協(xié)調(diào)好整個城市的水資源，做到分質(zhì)供水，各盡其用，使中水回用發(fā)揮最大的效益。
(5)制訂合理的排污收費政策體系，配套完善資源化利用的經(jīng)濟政策和激勵措施，采用政府投資和社會化集資、融資辦法，實行市場經(jīng)濟化操作，大力支持和推廣中水回用。
6 結(jié)束語
目前中水利用中還存在不少問題，我們應(yīng)該加大宣傳力度，完善相應(yīng)法規(guī)和完整的水價體系，適當(dāng)調(diào)整污水處理布局，建立城市用水的綜合規(guī)劃，不斷研究和開發(fā)各種新技術(shù)和新設(shè)備，鼓勵建設(shè)節(jié)水和中水回用設(shè)施，提高人們的中水回用意識，促進我國中水事業(yè)的發(fā)展。從發(fā)展的觀點來看，中水回用技術(shù)的應(yīng)用前景十分看好。
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