A. 建築中水處理工藝及展望
建築中水回用技術是解決當前某些缺水城市水資源危機的重要途徑。本文在簡要介紹建築中水概念及水源的基礎上,通過分析前人試驗和已建中水回用系統,從處理工藝的技術可行性和經濟性可行性等方面出發,對建築可用中水處理工藝進行了介紹,同時還對建築中水回用存在的困難和發展趨勢進行了分析。 關鍵詞: 建築中水;中水回用;中水處理工藝
隨著我國經濟社會的進一步發展,人口的增加,城市化進程的加快,用水量和污水排放量不斷增加。我國年排放污水800多億m3,城鎮日排污水約為1.37億m3,污水處理率僅為6%。大量的污水未經處理或部分處理後排放江河湖海,造成水體污染。全國七大水系、主要湖泊、近岸海域及部分運鎮地區地下水,75%以上的湖泊水域、52%的城市河段、90%以上的城市水域以及50%的城市地下水,不同程度遭到污染,進一步加劇水資源短缺,使本已嚴重的水資源供需失衡的矛盾顯得更加突出。
目前,全國已有300多個城市缺水,有29%的人在飲用不良水,其中有7000萬人正在飲用高氟水。每年因缺水而造成的經濟損失達100多億元,因水污染而造成的經濟損失更達400多億元。
根據「國際人口行動」提出的「可持續水-人口和可更新水的供給前景」報告採用的人均水資源評價標准:少於1700m3/人/年為用水緊張國家,少於1000m3/人/年為缺水國家,少於500m3/人/年為嚴重缺水國家,對我國水資源進行總體評價;到21世紀中葉我國人口達到16億高峰旁者粗時,人均水資源量將下降到1760m3,全國將接近用水緊張國家的邊緣。
江澤民總指出:「水是人類生存的生命線,是經濟發展和社會進步的生命線,是實現可持續發展的重要物質基礎。」再一次強調了解決我國水的問題的重要性和緊迫性。為實現水資源可持續利用,保障經濟社會可持續發展,如何優化配置水資源,提高水資源利用率,就比以往任何時候顯得更為緊迫,促使人們從管理上、技術上積極採取措施。因此,中水回用在這種形勢下再次得到了高度的重視。
1中水的概念
所謂中水是相對於上水(自來水)和下水(污水)而言的,是指生活污水經處理後,達到規定的水質標准,可在一定范圍內重復使用的非飲用水。如廁所沖洗、綠地澆灌、景觀河湖、環境用水、農業用水、工廠冷卻用水、洗車用水等。
中水系統大致可分三類:一是城市污水處理廠出水處理回用的城市中水系統;二是若干建築群生活污水集中處理回用的小區中水系統;三是單棟的建築物生活污水處理回用的建築中水系統。本文著重討論後兩種。
2 中水水源
中水的水源較廣,但對建築中水而言,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。若考慮到處理費用和處理的難易程度,對其選用的先後順序一般為:沐浴排水→盥洗排水→洗衣排水→廚房排水→廁所排水。
在進行建築中水系統的設計時,應根據實際情況,集流一種或多種排水作為中水水源,常見組合有以下幾種情況:①空調系統排水、盥洗排水和沐浴排水等,其污染程度較輕,稱為優質雜排水,在設計時應優先選擇其作為中水水源;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,由於其處理費用較高,且難處理,所以在設計時應盡量不採用其作為中水水源。
就目前情況來看,我國現有嫌州的建築中水回用系統採用的水源幾乎都是優質雜排水或雜排水。
3 中水處理工藝
3.1 常用的中水處理工藝及其流程
目前應用較多的中水處理工藝主要有混凝、沉澱、過濾、生物處理和活性炭吸附等。
處理工藝需根據原水水質的不同而採用某一工藝或某些工藝的組合,常見的中水處理工藝流程有以下這些:
(1)對於優質雜排水,其處理工藝流程一般有:
①原水→毛發聚集器→調節池→微絮凝→過濾→消毒→中水;
②原水→毛發聚集器→調節池→混凝沉澱→消毒→出水;
③原水→毛發聚集器→調節池→微絮凝-過濾→微濾-超濾→消毒→出水。
(2)對於雜排水,其處理工藝流程一般有:
①原水→篩濾→調節池→微絮凝-過濾→活性炭吸附→微濾-過濾→消毒→出水;
②原水→篩濾→調節池→生物接觸氧化或生物轉盤→沉澱→過濾→消毒→出水。
(3)對於生活污水,其處理工藝流程一般有:
①原水→篩濾→調節池→水解酸化→生物接觸氧化→沉澱→過濾→消毒→出水;
②原水→篩濾→調節池→生物接觸氧化→沉澱→生物接觸氧化→過濾→消毒→出水;
③原水→篩濾→調節池→生物接觸氧化→沉澱→微絮凝-過濾→活性炭吸附→消毒→出水。
3.2 處理工藝的技術可行性
中水處理在技術上是可行的,很多人的研究也已經無數次證明了這一點,特別是隨著近幾年工程技術人員對處理技術和處理設備開發,使中水處理技術又有了很大的發展。
杜茂安等採用混凝-沉澱-過濾-消毒工藝處理洗浴排水,在水溫為10℃時,主要控制指標濁度、COD、BOD5和ABS的平均去除率分別為98.1%,95.2%,93.3%和68.2%,出水水質完全滿足中水控制指標要求[7];劉中平等研究序批式活性污泥工藝(SBR)處理學校洗浴廢水的工程實例得出,該工藝對洗浴廢水中的COD、BOD5、SS和LAS有較高的去除率,處理後的出水水質符合《城市污水再生利用 城市雜用水水質標准》(GB/T18920-2002),且該工藝設備簡單,佔地少,運行方便[8];大連香格里拉大飯店中水回用工程採用膜生物反應器(MBR)工藝,其設計規模為60m3/d,自2001年10月投產運行以來,其平均出水水質為COD=6.16mg/L,BOD=0.57 mg/L,SS=0 mg/L,這完全達到生活雜用水水質標准,實踐證明,MBR是一種簡單、高效的中水處理技術;北京華融大廈總建築面積4.6萬m2,中水原水為洗浴排水,水量為7.5m3/h,採用接觸氧化-砂濾工藝,2000年9月經北京市環境保護監測中心測定,進水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。
3.3 處理工藝的經濟可行性
莫慧等對3種居住區中水回用方案即經二級處理後回用、經三級處理後回用和經MBR處理後回用進行了經濟分析,其運行費用分別為2.82元/m3、2.63元/m3和2.67元/m3;張捍民等採用MBR工藝處理大連香格里拉大飯店的污水並達到生活雜用水水質標准,其運行成本僅為1.665元/m3。
通過以上的試驗分析可知,如果中水回用工程運行管理得當,其在經濟上是可行的,並且隨著水資源供需矛盾的進一步激化,自來水價格勢必會升高,而隨著處理技術的發展,中水處理費用卻會降低,這更增加了中水回用的經濟可行性。
3.4 處理工藝的選擇
中水處理工藝的選擇依據主要是根據進水水質和經濟技術比較,選用在技術上可靠,經濟上可行,且據有穩定出水水質的處理工藝,同時還要考慮其管理和維護及其對周圍環境的影響等。
4 中水回用存在的困難
一是資源意識缺乏。「水,天上地下都有,該用就用,毫不吝惜」,這似乎成了人們的固有意識。用水不講節約,跑冒滴漏隨處可見,河流庫塘沒水就用地下水,地下水位下降了再打深水井。殊不知,資源有限,採取應有度。
二是水價仍偏低。盡管水價已普遍上調,然而所有資源中仍屬水資源價格最為低廉。「一立方米水價還不足一支冰棍價格」的狀況依舊。
三是投入問題突出。資金短缺是污水處理和中水回用的主要問題。如果將污水處理至可回用標准,每立方米水處理設施建設和運行投入至少需要5~6元人民幣。投入不足,大大限制了中水回用發展的速度。
根據有關規定,建築面積在2萬平方米以上的賓館、飯店、商店、公寓、綜合性服務樓及高層住宅,建築面積在3萬平方米以上的機關、科研單位、大專院校和大型綜合性文化體育設施,規劃居住3萬人口以上的住宅小區,都要強制性建設中水回用設施。而在現實中,多數地方並沒有做到。
中水回用是國際公認的「城市第二水源」。據有關資料顯示,美國20世紀80年代利用回用水量達9.37億立方米,德國、奧地利、以色列等國的污水處理回用量也都很高。中水回用是實現污水資源化的有效途徑,運作得好,可實現社會效益、環境效益、經濟效益及資源效益四豐收。希望各級政府和有關部門採用行政和經濟手段加快中水回用設施建設步伐,合理確定和調整回用水價格,建立污水排放和集中處理及中水回用運行機制,以點帶面,盡快實現污水資源化。
5展望
中水回用具有極高的社會效益和環境效益,它一方面可以減少環境排污量,減少環境污染;另一方面它又能減少對水資源的開采,對我國長遠的國民經濟發展具有深刻的意義[16]。並且,根據水利部《21世紀中國水供求》分析,2010年後中等乾旱年的缺水量將達318億m3,到2030年我國將缺水400~500億m3,開發和應用投資省、見效快、運行成本低的中水回用處理技術已經凸現為確保社會經濟可持續發展的重大課題,所以我們有理由相信,在政策的正確引導下,合理的調整城市給水和中水的價格關系,中水回用技術將會有越來越廣闊的應用前景,為城市節水作出貢獻。
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B. 國內國外有沒有做養豬廢水,養雞廢水,養牛廢水做的成功的案例
養豬廢水,養雞廢水,養牛廢水做的成功的案例,主要是採用導流曝氣生物濾池+微生物發生器。導流曝氣生物濾池充分借鑒了曝氣生物濾池法、接觸氧化法、生物膜法、間隙曝氣法、人工快濾法、沉降分離法、硝化返硝化法、給水快濾法等八者設計手法,並結合二級或三級污水處理工藝而研製出來的污水處理新工藝、新技術。 導流曝氣生物濾池在我國的北京、山東、河北、貴州、山西、四川、內蒙古、黑龍江、江蘇、吉林、河南、湖北、天津、新疆等地已有工程實例,案例涉及生活、醫院、化工、屠宰、食品、亞麻、酒精、制葯、榨菜等領域的污水處理。大量的應用證明:出水水質CODcr一般在20mg/L以下,最低5.95mg/L;BOD5一般在10mg/L以下,最低3.50mg/L;SS一般在20mg/L以下,最低6.55mg/L。
導流曝氣生物濾池使污水在同一個處理池內,完成兩次曝氣,兩次沉澱、兩次過濾,解決其它污水處理需要四個池子才能完成的工藝流程,特別是在連續進水條件下,實現間隙曝氣,活性污泥迴流,整個運行沒有閑置,其優點較傳統處理方法較為突出,處理效果尤為顯著。2009年8月,被國家科技部列為「創新項目」;2009年12月,該產品被國家環保部列為「國家鼓勵發展的環境保護技術目錄」;2010年5月,被國家科技部、國家環保部、國家商務部、國家質量監督檢驗檢疫總局審查認定為「國家重點新產品」;2012年7月,又被國家環保部列為十二五期間「國家鼓勵發展的環境保護技術」。
微生物發生器主要優點如下:
1、自動化程度高,污水處理效果好
該設備採用三級發生、交替運行、逐級衍生、對數增長技術,致使發生器產生微生物的密度高達達到1.8×1020CFU/ml,高密度微生物釋放進入微生物凈化處理設備後,微生物凈化處理設備中生物量迅速提高到2.0×104mg/L以上,能將污水中的污染物徹底分解成CO2和H2O,從而使污水得到凈化。
2、適應范圍廣
該設備為比較理想的污水生物凈化處理設備,可根據不同種類、不同性質、不同環境的污水處理需要,生成不同種群、不同菌屬、不同溫度、不同污水處理需要的微生物,特別適合城鎮生活污水、農村生活污水、醫療污水、工業廢水、畜禽養殖廢水、高鹽廢水、高氨氮廢水、有毒有害廢水、重金屬廢水、垃圾滲濾液等廢(污)水處理的需要。
該設備還可直接與接觸氧化法、AB法、A/O法、氧化溝、SBR等舊污水處理工程配套,在既不變動污水處理工藝,也不改動土建工程的條件下,實現污水處理升級擴容、污泥減量、脫氮除磷、中水回用等多種用途。該設備還可用於景觀、河道、湖面、河流、鹹水湖、海灣、土地等領域去除微污染,保護公共環境。
3、經濟效益突出
該微設備產生的是高密度優勢微生物菌群,能快速食掉污水中的污染物和淤泥,且不產生臭味,不用污泥脫水機、污泥傳輸機、泥餅外運車、廢氣處理設備和大功率的鼓風曝氣設備,與傳統方法比較,能耗是活性污泥法的1/8,設備投資可節約百分之七十,還可在淺層水池上運轉,從而使污水處理池體積縮小、深度減淺,大大降低了一次投資費用和長期管理費用。
4、管理方便,安全可靠
該設備產生的高密度微生物菌群通過射流進入處理池後,能迅速減少污水中的生物耗氧量(BOD)、化學需氧量(COD)和固體懸浮物(TSS),並有極強的脫氮除磷功能,還能在極短的時間內使5類水轉變成3類以上,7天內消除污水中的臭味,10天內吃掉污水中50%左右的淤泥,每天降解20%的BOD,10-15天內實現達標排放或中水回用。
採用該設備處理污水無污泥膨脹之憂,也不受操作員學歷年齡限制,管理方便,安全可靠。
5、沒有二次污染,營造綠色環境
隨著高密度微生物菌群發生量的不斷增加,污水中的生物耗氧量(BOD)也越來越少,大量的微生物因缺少BOD而失去存活能源自滅,變成二氧化碳和水,未自滅微生物還可成為魚類和浮游生物的餌料,進而形成良性的生態處理凈化過程,沒有臭味、不產生污泥、無二次污染,營造綠色環境。
6、不受氣候影響,完成生化處理
採用傳統的生化法處理污水,受到氣候及水溫變化影響,當溫度每降低10度,微生物的酶促反應速度就降低1-2倍,氣候導致微生物的活性不足,造成污水處理效果不好,不但威脅著北方污水處理廠,對於南方冬天的污水處理廠也是嚴俊的考驗,貴州長城環保科技有限公司生產的專利產品微生物凈化處理設備徹底解決了這一難題,該發生器系統產生的高濃度微生物菌群釋放進入微生物凈化處理系統後,其生物量訊速達到2.0×104mg/L以上,使微生物凈化處理設備中生物濃度較活性污泥提高10倍,填補了因水溫低而導致生物量不足,污水處理效果差的技術難題。
7、解決活性不足,確保水質達標
採用傳統的生化方式處理高濃度、高氨氮、高鹽量、有毒性、重金屬廢水,由於微生物在這些污水中的成活少、數量小、致使污水處理後出水水質差、效果不穩定、難以達標排放。微生物凈化處理設備以獨特的方式徹底解決了這一難題,該微生物發生系統能將生產出的1.8×1020CFU/ml以上的高濃度微生菌群源源不斷地送入微生物凈化處理設備,較其他污水處理提高10倍以上的生物量,強大的微生物菌群加速對污水中污染物的降解和消化,同時微生物凈化反應設備的供氧又顯著加速了污染物被分解成CO2和H2O,硝酸鹽、硫酸鹽成為微生物生長的養分,至使微生物又得到進一步的衍生,即使受天冷、低溫、沖擊負荷影響,和高濃度、高氨氮、高鹽量、有毒性、重金屬抑制,也無法阻止群雄逐鹿、前仆後繼的微生物大軍,形成對污水處理的強大陣容,進而降解和消化污水中污染物,最終實現廢水達標排放或中水回用。
8、革新微污染治理方式
傳統河道治理離不開閘壩、斷水、清淤等處理過程,工程耗資大、工期長、淤泥量大。微生物凈化處理設備直接安裝在景觀、河道、湖面、河流、鹹水湖、海灣、土地等微污染源上游,從源頭切斷和堵住污染源頭,並通過微生物降解污染、吃掉污泥、去除嗅味、除磷脫氮等作用實現徹底治理,為微污染治理提供了可靠的設備
C. 供應AFF污水處理設備,AFF的污水處理工藝,AFF污水處理項目實例,AFF污水處理技術,AFF污水處理方法
AFF不對稱纖維快速過濾器是美國西雅圖環境科技公司研發的一款針對中水回用固態廢物快速凈化設備,設備可單獨使用,也可與絮凝劑配合使用,除去中水中固態廢物,凈化水質。
污水處理中水回用系統中,過濾設備是關鍵,通過物理過濾的手段,除去水體中固體顆粒物,減少出水懸浮物。目前,我國中水回用水處理過濾系統大多數採用沙濾等簡陋設備,過濾設備以砂缸為主,砂缸是一種典型的顆粒過濾方式,以砂石作為過濾介質,通過顆粒濾料吸附作用和砂粒之間孔隙對水體中固體懸浮物截留作用實現過濾的,比表面積小、截污量小、濾速慢、過濾精度低,並不適合中水回用系統中懸浮物的快速過濾。
AFF 不對稱纖維快速過濾器採用不對稱纖維束材料作為濾料,兼具顆粒濾料和纖維濾料優點,通過特殊的結構,使濾床孔隙率很快形成上大下小的梯度密度,使過濾器濾速快、截污量大、易反沖洗、特別適合於中水回用系統中固體懸浮物過濾。
應用范圍:
1.大型泳池,水上樂園,按摩池及水景工程的凈化過濾.
2.工業污水,生活污水的凈化處理
3.飲用水預處理.
4.農業灌溉水處理.
5.海水,淡水養殖水處理.
6.酒店,水產市場的高密度暫養.
7.海洋館,水生生物實驗室的維生系統.
8.水產品加工廠廢水排放前的污水治理.
9.工廠化循環水養殖系統處理
10.MBFB工藝的預處理
D. 淺談城市中水回用於火力發電廠
下面是中達咨詢給大家帶來關於城市中水回用於火力發電廠的相關內容,以供參考。
城市中水中有機物、氨氮等物質含量較高,作為火力發電廠循環水,需對其進行深度處理。中水深度處理採用石灰軟化處理,並瞎凳通過澄清、過濾等工藝完成。採用城市中水做為循環水補水的循環水系統運行時需注意中水水質問題給循環水系統帶來的影響,並合理使用殺菌、防腐等方法來減少中水對循環水系統的影響。
0引言
隨著世界經濟的高速發展與人口數量的增長,水資源的短缺和水環境的惡化日益明顯,水資源的短缺已成為制約經濟發展和人們生活質量提高的主要問題。在解決這一問題的過程中,水資源的回用已成為發達國家和發展中國家所需要考慮的關鍵問題。
火力發電廠一直在工業企業用水中佔有較大的份額,水資源的短缺已經越來越大的制約了火力發電企業的發展,如何節約用水,提高水資源的利用率已成為火力發電廠目前急需解決的問題。開發中水回用就成了解決這一問題的關鍵。在火力發電企業的生產過程中,循環冷卻水消耗占火電廠總耗水量的60%~80%,因此,將城鎮污水處理廠的二級處理水(中水)經過深度處理後作為電廠循環冷卻水的補充水,將會給電力企業帶來較好的經濟效益,同時也會產生良好的環境效益和社會效益。
1中水回用於火力發電廠對循環冷卻水系統的影響
1.1中水的水質特點做為污水處理廠的排放水,中水中的有機物含量和氨氮含量遠高於自然界水質,且油類物質、色度、磷含量也較高。根據對一些城市中水取樣化驗,中水的含鹽量也比較高,尤其是一些輕化工比較發達的城市,工業廢水存在著直接排入城市排污管網的現象,致使城市污水的含鹽量更高。甚至,一些城市的污水處理廠排水根本達不到二級排放水標准,主要表現在化學需氧量(COD)、生化需氧量(BOD5)、氨氮含量和色度值超標。造成其數值超標的原因很多,但主要原因有以下幾種:①設計處理能力偏低或進水的有機物含量、氨氮含量遠遠超過設計數值。②為了降低運行成本,曝氣等動力裝置沒有按要求正常運行。③北方城市冬季低溫抑制了細菌的生長;④設備運行不正常等。
1.2中水回用對火力發電廠(循環冷卻水系統)的影響由於中水的上述特點,其應磨亮旅用於火力發電廠對循環冷卻水系統的影響主要體現在以下兩個方面:
1.2.1腐蝕的多樣化:①氨氮發生亞硝化、硝化反應後產生的酸性腐蝕。②高有機物含量造成細菌大量繁殖後發生的生物腐蝕。③高含鹽量和氨氮含量造成的電化學腐蝕等。這些腐蝕鍵迅都對循環水系統金屬材料和水泥構件的使用壽命及安全性有著較大的影響。
1.2.2設備及管道的結垢:①循環冷卻水補水中有機物含量高會促進細菌和藻類的生長,並形成大量粘泥沉積於冷卻塔和換熱設備內,造成系統堵塞和結垢。②較高的鈣、鎂離子在高鹼度下可產生難以去除的碳酸鈣等硬垢,影響系統換熱效率。③懸浮物能促進微生物繁殖,產生生物粘泥。④與碳酸鈣硬垢混合形成的泥垢沉積於換熱器表面,影響凝汽器的換熱效果。⑤部分懸浮物可成為鈣、鎂離子的誘發晶核,促進結垢。
2中水回用於火力發電廠水系統前的預處理
2.1中水回用深度處理作用城市污水處理廠的二級生物處理是生化處理,其主要功能是去除污水中的有機物、微生物和懸浮物,而對污水中的硬度、鹼度、細菌和重金屬等均無法去除,城市污水處理廠二級處理控制的生化指標只滿足排放標准。因此,電廠使用城市污水處理廠二級處理後的污水還必須進行深度處理。其目的是:①進一步去除殘余的懸浮物和膠體。②進一步去除二級生化處理後殘留的有機物。③去除無機鹽類(如氮、磷、重金屬等)及微生物難以降解的有機物。④去除色素。⑤殺滅細菌及病毒等。
2.2中水回用深度處理工藝石灰軟化處理系統作為電廠循環冷卻水的補充水處理早在20世紀50年代就有應用的實例。盡管石灰軟化處理具有運行費用低、不污染自然水體等優點,但由於當時塊狀石灰純度低(40%~60%),存在排污量大,石灰運輸、裝卸、制乳過程灰塵大,勞動條件差等問題,使其不受運行人員的歡迎。隨著科技的發展,以及石灰處理系統的不斷改進,經過近20年的努力,石灰處理系統又重新被廣泛使用。用石灰對城市污水進行深度處理,可將大腸桿菌去除99%以上,也可去除污水中部分鈣、鎂、硅、氟,以及有機物和重金屬等。
2.2.1石灰凝聚澄清處理。石灰處理法是將石灰乳加入水中,與水中的碳酸鹽硬度發生反應,生成CaCO3和Mg(OH)2沉澱物,以降低水中的硬度和鹼度。
2.2.2過濾作用。混凝澄清池之後設置過濾裝置,目前常用的過濾裝置為變孔隙濾池。
3氨氮的脫除
3.1氨氮的危害在城市污水特別是經二級處理後的污水中,90%以上的氮是以氨的形式存在。工業用水中氨氮的主要危害如下:①在給水消毒和工業循環水殺菌處理時需增大氯的使用量;②對某些金屬,特別是銅,具有腐蝕性,所以在再生水回用於循環冷卻水時,需考慮冷卻設備的腐蝕損害問題;③再生水回用時,水中的氨氮會加速輸水管道和用水設備中微生物繁殖,形成生物垢,堵塞管道和用水設備,同時影響設備換熱效率。
3.2氨氮的處理氨氮的去除主要是通過曝氣生化處理完成,為了防止氨氮硝化反應帶來的腐蝕,目前新建電廠的中水處理系統大都在澄清器前設計氨氮曝氣處理裝置(一些電廠因中水油脂類物質含量高還設置了除油裝置)。
4電廠在使用中水過程中應該注意的幾個問題
經過預處理的城市中水,雖然在各種物質含量上已經大大減少,但作為發電廠循環水補水依舊存在很多的缺點,因此採用中水作為循環水系統補水的發電廠在循環水處理問題上仍要有足夠的重視。中水回用電廠的循環水處理所面臨的主要問題就是防垢、防蝕及殺菌。
4.1中水回用阻垢工藝我國北方地區發電廠的循環水濃縮倍率一般控制在3.5以上,而採用中水作為循環水補水的發電廠其循環水濃縮倍率一般在3.0左右,甚至更低。
為了穩定水質並有效的提高濃縮倍率,循環水阻垢的主要方法有以下幾種:
①加硫酸調pH值+復合水質穩定劑處理。
②石灰處理+復合水質穩定劑處理。
③弱酸離子交換處理+復合水質穩定劑處理。
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E. 人工濕地在中水回用中的應用研究
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0引言
我國是一個嚴重缺水的國家,人均水資源量僅為2238.6m3,排在世界第109位,只相當於世界人均佔有量的1/4,屬於水資源脆弱國,是世界人均水資源極少的13個貧水國之一。在全國669個城市中,有110個嚴重缺水,日缺水量1600萬m3,每年因缺水造成工業產值損失2300多億元。生活用水的人均使用量為50-300L/d,其中直接飲用或食用以滿足生理需求的消耗量僅佔5L/d左右,其餘大部分的水主要用於洗滌、沖廁等衛生目的,使用後會攜帶多種污染物。
為了解決我國日益突出的水資源供需矛盾,主要從兩個方面著手解決:一方面需要節約利用有限的水資源,另一方面則更應積極推進污水的回收利用技術,走水資源利用的可持續發展道路。中水回用技術正是符合這一目標的技術,並且它有著投資省、見效快、運營成本低等特點。
1中水與中水回用
1.1中水的定義
中水(reclaimedwater)主要是指城市污水或生活污水經處理後達到一定的水質標准、可在一定范圍內重復使用的非飲用雜排水,其水質介於上水與下水之間,是水資源有效利用的一種形式。
現實生活中,中水回用具有很強的經濟優勢,美國曾經拿城市污水和海水作比較,前者含0.1%污染物,而後者則含有3.5%的溶解鹽,還有大量的有機物質,因而採用海水淡化獲取水源的基建費和單位成本都超過污水回用的費用。由於回用水一般是就近採用,所以較新鮮水的長途管道運輸而言,成本較低,同時城市污水經二級處理後回用,相應也就減少了向水域的排放量,帶來了可觀的環境效益,這些環境效益和經濟效益是統一的。
實踐表明,水回用在技術上、經濟上都是可行的,已成為一些缺水國家和地區解決水危機的有效途徑,具有重大的經濟效益、社會效益和環境效益。美國有357個城市實現了污水處理後再利用;日本從20世紀60年代起一直大力研究和推廣城市回用和中水技術,廣泛供給工廠、企業和居民小區「中水道」沖洗廁所及雜用;南非在1986年建成了世界上第一座城市污水「再生水」廠,用作城市自來水的補充水源。
1.2中水回用水源
中水的水源較廣,但對建築中水而言,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。若考慮到處理費用和處理的難易程度,對其選用的先後順序一般為:沐浴排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水、廁所排水。在進行建築中水系統的設計時,應根據實際情況,集流一種或多種排水作為中水水源,常見組合有以下幾種情況:①空調系統排水、盥洗排水和沐浴排水等,其污染程度較輕,稱為優質雜排水,在設計時應優先選擇其作為中水水源;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,由於其處理費用較高,且難處理,所以在設計時應盡量不採用其作為中水水源。就目前情況來看,我國現有的建築中水回用系統採用的水源幾乎都是優質雜排水或雜排水。
1.3中水回用處理方式
目前,我國城市污水深度處理或三級處理已在應用的工藝有混凝、沉澱、過濾等常規工藝,微絮凝過濾法以及生物接觸氧化後纖維球過濾,生物炭過濾等方法。我國傳統的污水回用方法歸納有如下幾種:
(1)污水經二級處理後,出水直接回用。
(2)污水經二級處理後,再經過濾,供用水單位回用。
(3)污水經二級處理後,再經混凝、沉澱、過濾後回用。
(4)污水經二級處理後,經混合、沉澱、過濾、活性炭吸附後回用。
(5)污水經二級處理後,經改造A/O法混凝、沉澱、過濾後回用。
但是傳統污水回用方式存在著處理設施差,運行成本較高,處理效果與處理量受限等缺點。所以需要尋找一種更經濟、節能的處理方式。
2人工濕地
2.1人工濕地的定義
人工濕地(constructedwetland)是一詞最早是由澳大利亞的Mackney於1904年提出的,是指人工建造和監督控制的、工程化的沼澤地[1].但真正為污水處理目的而建造的濕地直到20世紀70年代才開展起來,「人工濕地」或類似的術語也在此時才開始相繼問世.1989年美國著名的濕地研究、設計與管理專家Hammer等人將人工濕地定義為:一個為了人類的利用和利益,通過模擬自然濕地,人為設計與建造的由飽和基質、挺水與沉水植物、動物和水成的復合體(complex).但是我國的夏漢平[4]認為此定義存在不必要的重復,且尚不完全他認為人工濕地是指通過模擬天然濕地的結構與功能,選擇一定的地理位置與地形,根據人
們的需要人為設計與建造的濕地.
2.2人工濕地的分類
根據植物的存在狀態,人工濕地主要分為三種類型:浮水植物系統,沉水植物系統,
挺水植物系統[28]。
其中,浮水植物系統有一些潛在的缺點。一方面在此系統中的植物為一種或少數幾種,易受到短時間內部分或全部植物死亡,造成災害性事件損害;另一方面,因為去除營養物和維持植物最佳生長率而進行的收割,然而這些植物含水量一般高於95%,收割後需要干化,干化後的植物仍需要處理。所以,造成了此系統不能廣泛的應用。而沉水植物系統目前主要處於試驗階段,該系統水生植物完全淹沒於水中,系統中的水的濁度不能太高,否則會影響植物的光合作用。因此,此系統適用於處理二級出水的高級處理。
挺水植物系統主要以挺水植物為主,植物根系發達,可通過根系向基質送氧,使基質中形成多個好氧、兼性厭氧、厭氧小區,利於多種微生物繁殖,便於污染物的多途徑降解,目前人工濕地主要指挺水植物系統。按污水在濕地流動的方式不同可分為表面流濕地,潛流濕地和垂直流濕地.
⑴表面流人工濕地(SurfaceFlowWetlands縮寫為SFW):污水在濕地表面漫流,形成一層地表水流並從地表流出.它與自然濕地最為接近,絕大部分有機物的去除是由生長在植物水下的莖、桿上的生物膜來完成.這種類型的人工濕地具有投資少、操作簡單、運行費用低等優點.
這種濕地不能充分利用填料及豐富的植物根系,夏季容易滋生蚊蠅,產臭味,冬季在寒冷地區易發生表面結冰影響處理效果,衛生條件亦不行,故設計中一般不採用.
⑵潛流人工濕地(SubsurfaceFlowWetlands縮寫為SSFW):污水經配水系統在濕地的一端均勻進入填料床植物的根區,在濕地床內部流動,凈化的出水由濕地末端集水管收集後排出.水在濕地內部流動時,可充分利用填料表面及植物根繫上生物膜及其它各種作用處理污水.與表面流人工濕地相比,水平潛流人工濕地的水力負荷大,對BOD、COD、SS、重金屬等污染指標的去除效果好,而且很少有惡臭和孳生蚊蠅現象.目前,水平潛流人工濕地已被美國、日本、澳大利亞、德國、瑞典、英國、荷蘭和挪威等國廣泛使用.這種類型人工濕地的缺點是控制相對復雜,脫P、除N的效果不如垂直流人工濕地.
⑶垂直流人工濕地(VerticalFlowWetlands縮寫VFW)污水流動綜合了SFW和SSFW的特點,水流在填料床中呈由上而下的垂直流,出水由底部的集水管收集後排出,垂直流人工濕地的硝化能力高於上述兩種人工濕地,可用於處理氨氮較高的污水.其缺點是對有機物的處理能力不如潛流人工濕地系統,落干或淹水時間較長,控制相對較復雜,夏季有孳生蚊蠅的象.同樣地,其在目前應用的領域里也較少.
3人工濕地在中水回用中的實例及分析
3.1人工濕地單一使用
人工濕地可以作為單一的處理工藝,作為中水回用的主要處理工藝,處理污水並將污水回用。高校校園用水具有水量大、用水集中且排水水質優於居民用戶等特點,並且隨著高校的發展,高效區域呈現出區域集中化,且許多高校比鄰而建。因此,從排水收集、回用處理和中水等環節上高校校園適合建立中水回用系統,具有現實的意義和迫切性並行的。
以四川大學望江校區為例,學生宿舍用水量約占校園總用水量的37%,其中盥洗用水約為22.2%,將盥洗廢水作為中水原水,根據水量平衡,已滿足中水的需求量。根據校園的區域面積、景觀建設,採用人工濕地處理系統作為中水處理工藝,使廢水達到回用標准。
小區中水處理系統是目前中國應用較廣泛的中水處理方案。一方面,以小區為處理單位、小區及鄰近地區的優質雜排水為中水水源,經集中處理,使水質達到可回用標准,返回小區使用。其優點是比較方便、靈活,可根據自身條件實施建設方案。另一方面,一般的屋面雨水指標大多都超過了生活雜用水水質標准,必須進行處理才能利用。通過人工濕地處理屋面雨水,用於小區綠化方面等用水。
高效垂直流人工濕地技術在深圳市梅苑小區生活污水處理中的應用。整個污水處理系統景觀效果良好,與小區內其它環境相協調;出水水質良好,達到《城市污水再生利用城市雜用水水質》(GB/T18920-2020)中綠化用水水質標准,可作為小區的綠化用水,節約了自來水使用量;運行費用較低,其運行費用為0.35元/m2左右,而自來水綠化費用為2.7元/m2,創造了良好的經濟效益;並且人工濕地可小規模就近處理生活污水,節省了污水運輸費用,減輕了污水處理廠的壓力。不僅如此,濕地植物選擇了具有良好景觀效果的挺水植物,多種植物雜種,形成花圃氛圍。
但是小區建立污水回用有一定的限制條件,小區建設必須要求統一規劃,建築物集中建設,管道單獨鋪設等方面。由於小區居住較集中,局部人口數量相對較密集,還要考慮景觀問題以及在處理污水的同時不會產生惡臭氣味的氣體,影響人們的正常生活。
3.2人工濕地組合使用
不僅將人工濕地單獨地使用作為中水回用的處理工藝,也可以作為中水回用組合處理工藝中的一部分。駐南京某部營區污水的綜合整治,為保證處理效果,同時結合地形條件,設計了「接觸氧化+生物滴濾池+潛流人工濕地+氧化塘」的組合處理工藝,處理此營區低濃度生活污水。考察了此組合工藝在冬季及人工濕地未種植植物的條件下,對低濃度污水有良好的凈化效果,出水水質滿足《城市污水再生利用景觀環境用水水質》(GB/T18921—2002)和《城鎮污水處理廠污染物排放標准》(GB18918—2002)一級A標准要求。
葉亞玲等研究了DAF+人工濕地組合處理中小城鎮生活污水,研究結果表明,出水水質達到《城市污水處理廠污染物排放標准》(GB18918-2002)的一級A標准。並且人工濕地種植沼澤植物,可增大綠化面積,美化環境,為人們提供了貼近自然、享受自然的休閑場所。並且污水可進一步凈化,滿足回用要求,進行灌溉綠地或作物,獲得污水處理與資源化的最佳效益。
有些農村地區為了節省成本,利用當地地形落差的特點,可以優先採用不需能耗的人工濕地處理技術。重慶大學羅固源等將蚯蚓引入污水土地處理系統,構建了新型生態污水處理技術,研究結果表明:蚯蚓的活動提高了土地處理系統的供氧速率有利於好氧微生物對污水的快速凈化,蚯蚓和微生物協同「作戰」可以提高原有污水土地處理系統的運行效率,蚯蚓的挖掘作用及蚓糞的堆積可以實現土壤的快速改良。據此,可在人工濕地的土層養殖蚯蚓,將會大大改善人工濕地的處理效果。另外,根據當地地形落差採用合建式污水處理系統,池體採用磚混結構,可減小佔地面積,節約成本。
3.3人工濕地作為深度處理使用
對於大城市來講,由於污水處理廠規模都較大。可將污水廠的二級處理污水根據回用水水質要求進一步處理,然後再通過輸配水管網進行回用。這種方式技術設備要求高,建設規模較大,便於統一管理運行,能夠適應城市發展的需求,有一定的規模效益,是污水資源回用的發展趨勢。
人工濕地污水處理系統可將作為廢水二級處理後的深度處理,保證污水回用的質量。
廣州市流溪河沿岸某地區是一個集會議、旅遊、度假為一體的多功能風景區。該地區內流溪河水系發達,水量充沛。流溪河為廣州市主要飲用水源,年流量在12-30億m3之間,且水質較好,沿河受到較好的保護。根據該地區的特點,設計時考慮經過污水處理廠常規二級處理後,經過濕地系統自然凈化,最終收集到人工蓄水湖回收利用,實現污水零排放。
由於此污水經過曝氣生物濾池處理後的污水污染物含量已經很低,再經過人工濕地處理系統
的進一步深度凈化,出水可以達到地表水環境標准
4結論
目前,中水回用技術雖然得到了一定的重視,並應用在一些城市和地區的區域范圍內,但是奇還存在著一些問題有待於解決。例如,我國城市污水處理效率低,直接影響了我國中水回用地全面啟動。除此以外,我國自來水水價過低,造成了水資源嚴重的浪費,也使中水回用缺乏市場競爭力。對於中水回用宣傳力度的不足,也是影響我國中水回用大力發展的主要原因之一。
針對上述在中水中所存在的問題,提出解決了一些解決方案。
⑴我國城市污水處理效率低,尤其是在中小城鎮,其中經濟問題是重要的制約因素之一,然而選擇適合的中水回用處理工藝尤為重要。例如,人工濕地對於地域面積較大,所處理的污水濃度不高較適用,不僅如此,人工濕地污水處理技術還有一定的經濟效益與環境效益,可以美化城市,擴大綠地面積,並且有的濕地植物具有一定的觀賞作用。
⑵加大對中水回用的宣傳力度,使人們更多地了解我國水資源目前的現狀,認識到我國水資源短缺的緊迫性,意識到中水回用的重要性。
⑶制定合理的水費制度。將使中水的水費低於自來水的水費,並且收取一定的污染排放費用,制定合理的獎罰制度,並在完善的監管制度下,進行監督。
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F. 中水回用現狀及發展趨勢
中水回用現狀及發展趨勢具體內容是什麼,下面中達咨詢為大家解答。
1 概述1.1 中水的概念
人們的日常生產生活,工業生產等等一系列活動中產生的污水,經過處理後達到排放標准,再進過深化處理達到規定水質標准,可以重復使用的水,這些水被稱為中水,一般用於非直接和人體接觸的用水。中水處理設施:是指中水的水處理、集水、供水以及計量、檢測等設施,中水回用的特點最主要集中在非引用水領域,當然中水經過深度處理也可以達到應用水的標准,但是人們對其接受的程度有待調查。
1.2 中水回用的意義
水對於人們的日常生產生活的作用是不言而喻的,對於人類的生存發展有不可替代的作用,可以說沒有水就沒有生命;水作為資源是非常有限的,是一種不可替代的資源。
中水回用在發達國家已得到廣泛應用,而且越來越多的行業已經開始利用處理後的污水。人口的增長可用水量的加大,對現有的水資源形成的嚴重的挑戰,缺水情況日益嚴重,於是水資源的重復利用越來越重要,我國水資源總量為2.8萬億立方,人均來算更是一個缺水嚴重的國家,所以中水回用技術在我國的水資源利用中的作用也是愈加的明顯。
2 中水回用發展現狀
2.1 中水回用技術分類
按處理方法來分,中水處理工藝一般分為 3 種類型:
1)物理化學處理法:如活性炭吸附、氣浮、沉澱等,一般用於污水的一級處理或預處理,水質的變化對其處理效果影響比較小。優點是技鏈團術先進,結構緊湊,佔地少,管理簡單;缺點在於其處理成本相對比較高,例如活性碳的再生。以及在大流量的情況下產水水質的不穩定;2)物理處理法:如膜濾法,利用膜孔的直徑可以進行精細過濾處理,使出水達到很高的水質指標。其設備的體積相對較小,操作相對簡單。出水穩定;其缺點在於膜的清洗,以及膜的生產技術,目前國內這種工藝處理的膜,大多採用了國外進口,也從一定程度上增加了建設的成本;3)生化處理法:曝氣活性污泥法、接觸氧化法等,對於一些有機物含量高的污水一般都採用這種方法。使用這種方法時必須要將進水調節至系統中菌群適應的環境,如PH、溫度等,一般用於污水的二級處理。其優點在於適應水質的范圍波動大、系統的剩餘污泥含量少、操作維護管理容易等優點;缺點在於,該工藝不是在任何地方都適用,例如高寒高海拔地區,其工藝中的菌落無法正常生存,導致出水效果下降。
總之,在選判喚鬧用處理工藝的過程中,因地制宜,因水制宜,兼顧經濟。
2.2基本流程
通過目前中水回用工程運行的情況來看:以現有的技術通過合理的工藝選擇,,系統出水的水質完全可以滿足用戶的需求。目前常用的中水處理技術很多,合理的選擇工藝,靈活的進行組合,可以達到意想不到的效果。
1)採用厭氧接觸氧化為主要工藝
原水→格柵→調節池→生物接觸氧化池(厭氧池)→沉澱→過濾→消毒→出水。
該工藝針對生活污水的特點,採用生物處理技術接觸氧化然後經沉澱、過濾、消毒後,進行回用。是一種比較成熟的處理工藝,其出水比較穩定。
2)採用物理化學浮選的工藝
原水→格柵→調節池→氣浮持(虹吸濾池)→過濾→消毒→出水
該工藝針對污水污染物含量比較單一及污水濃度不大的情況,其處理設施簡單,佔地面積小,運行維護費用低。
3)採用好氧曝氣生化池池工藝
原水→格柵→調節池→好氧曝氣生化池→消毒→出水
好氧曝氣生化池利用有利菌群在有氧條件下對污水中含有的有機物進行分解,完成吸附、生化反應、沉降等一系列的生物化學反應過程,從而實現污水的進化。出水穩定,由於其工藝中存在生物菌群,所以其生化反應時對環境溫度有一定的要求。
4)膜生物處理工藝
原水→格柵→調節池→膜生物反應器→消毒→出水
膜生物反應器是一種新型的水處理技術,它是以菌群附著在膜上,利用膜的選擇透過性去除大分子污染物質,再利用附著在膜上的細菌降解小分子污染物。通過這種方法可以最大限度的去處了水中的污染物達到很好的處理效果。處理後的水質清澈,污染物含量極低,可以直接回用。目前該技術的使用范圍比較廣泛,其缺點是對操作人員的要求和設施的維護費用都比較高。
中水回用工藝流程的選擇應根據進水水質以及回用要求,經濟實惠等方面來選擇,根據不同的用水要求可以單獨使用也可以結合起來使用,以上的種工藝是選取的最典型的工藝,對於某些含有特殊成分的污水有其特殊的處理方法,這掘罩里就不一一列舉,隨著科學技術的日益進步,更加先進的處理工藝及方法也會不斷的出現。
2.3中水一般用途
經過處理達標的中水,可以用於處飲用水外的其他用水,例如,洗車、景觀噴泉用水、消防用水、城市綠化灌溉等等,在大多數非直接與人體接觸的用水領域,其用水都可以用中水來代替。在一些缺水嚴重、水資源極度貧乏的地區,投資允許的情況下,可以深度處理達到飲用水標准,直接飲用。另一方面是用於工業冷卻設備上冷卻水的補充。
2.4 開發中水有利可圖
我國目前還沒有中水利用專項工程,但是從本人經手以及了解的各項中水回用工程實例中,其經濟利益十分明顯,例如生活污水經過,接觸氧化、好氧曝氣、沉澱,過濾及消毒處理後,除了不可以直接和人體接觸外,可以直接用於澆花和洗車等等,其噸水處理成本只有幾毛錢,其中的經濟利益可想而知。
中國落後於國外的主要原因是投資渠道和管理體制問題,技術方面和國外相差不是太大。我國污水回用主要是靠政府投資,而單靠政府很難把這件事情做好,應該靠多渠道集資。另一方面,我們污水利用不是考慮經濟效應而是考慮的環境效應和缺水,由於使用中水的短期的經濟效益不十分明顯,這使得很多可以使用中水的地方使用中水的內動力不足,從而拒絕使用,以後應該多做這方面的宣傳,使大家對中水的利用有個正確的認識,從思想上認同中水。
2.5 中水回用的發展趨勢
2.5.1 從中水回用的對象分析
中水回用的對象上來看,主要有工業用和生活用兩個大的方面,工業上對一些用水大戶,比如,鋼鐵企業、造紙企業等等,其噸水的成本可以比用自來水的降低70%左右,中水設施的建設投資也可以再設施運行後幾年至十幾年內收回,從長遠來看,中水回用在這些用水大戶中已經成為一個不可逆轉的趨勢,例如柳州鋼鐵廠在2007年左右投資建設的16萬噸每天的大型污水處理及回用水站,投產後使其企業用水成本直接下降,企業利潤直線上升;該企業在嘗帶中水回用的甜頭後相繼投擲建設了鋼星門水站及其東排口的水站,現已全部投產運行。在生活方面,現價段在我國還是集中在政府投資項目上,最主要體現在市區的路面清掃用水,綠化灌溉以及景觀用水上。下一階段應該加強居民用水中中水占的比例,住宅小區應普及中水回用設施。
2.5.2 從污水回用技術發展方向分析
1)開展新型混凝劑、助凝劑的研究開發;2)採用技術可行,處理過程中盡可能實現資源回收在利用;3)加強好氧及厭氧生物處理的技術的研究,對於一些難降解的物質找到對應的微生物,進一步加強氧的利用率;4)如何使生化過程中產生的污泥量達到最少;5)利用納米技術研究新的膜材料,加強膜清洗技術的多向性研究;6)在寸土寸金的今天,小型化、一體化的回用水處理設施將會更受青睞;7)加強生物附著物的研究,如研究一種材料,使微生物附著在上面是可以增強微生物的新陳代謝,增強微生物對氧的利用率,使新菌群生長容易,附著牢靠,老菌群容易脫落。
3 結論
水是生命之源,是人類賴以生存的基本條件。水在一定程度上是不可再生的資源,並不是 「取之不盡,用之不竭」的資源。我國人均水資源只有世界平均水平的1/4,是一個水資源相當貧窮的國家,尤其要珍惜水資源,為了我們的下一代水資源的可持續發展其合理化利用顯得尤為重要。
文中水回用技術涉及面廣,小到日常生活,大到大型工程的中水回用。在我國建設,節約型,可持續發展的和諧社會的今天,有組織的、科學的水資源的循環再利用勢在必行,中水回用技術不僅具有廣闊應用前景,而且在解決水資源短缺的問題上具有不可替代的作用。
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