污水利用

污水利用（精选十篇）

污水利用 篇1

1 市政污水处理及回用利用的现实意义

现阶段,市政污水排放量较大,而且大部分都集中于污水处理厂中。所以,和城市的距离很近,而且不会受到枯水期或者是季节等因素影响,进而节省了很多回用成本。根据目前市政污水处理及回用利用的情况分析,在污水深度、超深度处理和再生利用方面已经相对成熟,而且污水资源在城市周边,回收相对便利。所以,市政污水的处理技回用利用具有一定的现实意义[1]。其一,对市政污水进行处理并回用利用,能够对城市水资源紧张的情况予以缓解,以免出现淡水资源的浪费情况,使水资源可持续利用的水平得以提高;其二,市政污水处理与回用利用能够降低污水实际的排放量,防止污水的排放对水资源带来的污染;同时,在治理水污染方面也节省了不少成本,社会效益十分理想。

2市政污水处理与回用利用技术的运用

2.1市政污水处理工艺

某城市属于食品、轻工和纺织工业基地,大中型工矿企业数量居多,所设计的行业领域也相对广泛。在该城市经济快速发展的过程中,对其用水量进行了统计。其中,日用水量将近9万吨,而生活用水占据了1.5万吨,其余都是工业用水。现阶段,该市主干道设有清、污合流管道,但是并不具备统一规划建设的污水排放管网。所以,绝大多数的工业废水及所有的生活污水未经过处理被直接排放到城市的下水道及天然沟渠当中,导致城区附近水体污染严重。

在对该城市排水现状及排水规划进行分析和研究以后,通过实地勘察与选择,确定了污水处理厂的位置,位于城市的南郊[2]。此处在城市造纸厂南面,河流的西面,属于城乡结合部与工业污染源相对集中的区域。附近造纸厂、棉纺织厂及机械厂数量很多,而且还包括酒精厂与肉联厂等。该区域的地势相对较低,比城区其他位置要低很多,所以,很容易汇集城市污水。

针对该城市的污水处理,运用一级与二级处理方式相互串联的方式。其中,经过工业企业自行处理并达标以后的工业污水与生活污水一同进入到污水管网当中,并被输送到污水处理厂。在一级污水处理过程中所需要的设备有水泵、风机、滤清器与除渣机等等,而具体的工艺流程就是将城市污水集中至集水池当中,并通过水泵提升到前池。其中,弧形格栅将污水当中较大体积的污物及漂浮物清除干净,并在沉砂池当中实现污水与压缩空气的混合,进而分离泥砂并沉淀至底部,利用吸沙泵将其吸出。而后,利用旋转筛网滤除剩余污物,通过滤清器冲洗筛网。二级污水处理能够使污水当中的固体悬浮物、酚类或者是氨氮类等污染物以及多种金属元素、化合物与渔业水质标准相接近,而经过净化的水,其水质能够符合污水综合排放的标准[3]。在完成净化以后,部分污水就能够被当作工业循环水继续使用,剩余部分被排入到江河中(见图1)。

2.2市政污水回用利用技术运用

对于污水回用问题,可以将回用利用方式划分成以下三种:

(1)选择性回用。具体指的就是在污水处理厂附近铺设回用管道,并且把经过处理的污水提供给附近的居民区进行使用。

(2)分区回用。具体指的就是将区域当作基本单位,开展污水收集和处理回用工作。这种回用利用方式比较适用在与污水处理厂距离较近的区域。

(3)全程回用方式。具体指的就是利用排水管网收集城市污水,并通过污水处理厂处理,而后以回用管道为渠道,提供生产和生活用水。这种回用利用的方式对于污水处理厂的规模要求相对较高,而且需要市政污水管网系统完善,所以,在新建城镇中的应用效果更理想[4]。

基于此,在污水处理回用方面,污水处理厂中会出现大量的污泥,一旦处理不合理,必然会导致二次污染。所以,应当将污泥当作农业肥料来使用,对其中所包含的氮磷钾等多种营养物质进行运用,使得污水处理的回用经济效益不断提高。

3结束语

综上所述,当代社会提倡环保节能,所以,市政污水处理工艺及回用利用技术十分关键。通过对上述工艺与技术的合理运用,能够避免水资源的浪费,同时提高经济效益。为此,应当充分结合市政污水具体情况,积极采用市政污水的处理工艺及回用利用技术,这对于城市的可持续发展具有重要的现实意义。文章针对城市污水的处理技回用问题进行了研究,希望能够积极促进城市污水处理与回用工作的开展。

参考文献

[1]丁娟,王英,李慧博,等.市政污水处理厂处理工艺比较[J].水科学与工程技术,2014,(1):3-6.

[2]金月祥.市政污水处理工艺及其回用利用技术[J].资源节约与环保,2016,(1):9,14.

[3]闫云涛.浅谈市政污水处理工艺与回用技术[J].化工管理,2014,(15):184-184.

污水再生利用问题的探讨 篇2

[论文关键词]污水 回用问题 分析

一、污水回用的意义

污水回用在发达国家已得到广泛应用，而且越来越多的行业已经开始利用处理后的污水。美国加利福尼亚洲有200多个污水回用厂，每年为850多个用户提供回用水(非饮用水)约4.96亿m3。污水回用受到越来越重视的原因主要包括：人口增加和用水量的增加对现有水资源的压力越来越大;人们开始意识到污水回用是一种非常可靠的供水源;成功的污水回用工程越来越多;供水和污水处理行业越来越意识到污水回用的经济和环境效益;蓄水工程(如水坝)的环境和经济成本越来越高;人们逐渐意识到与过度用水有关的环境影响;趋向于回收成本水价制度的引入促进了污水的回用;为满足高水质标准而进行污水处理厂更新改造的成本不断增加。

二、污水可持续利用的领域

(一)工业用水的回用

从理论上说，经处理的污水可以回用于各种不需要符合饮用水水质要求的工业企业。各种工业生产过程中的冷却水、锅炉用水、生产和加工用水、清洗和辅助用水(如除尘和浇地)等，都可以利用经处理的污水。可以使用经过处理的污水的行业包括商业洗车、造纸厂、矿山、石油精炼厂、电站、商业洗衣、道路建设企业、旅游点、酿酒厂，以及混凝土、砖、纺织品、金属及涂料的.生产厂。日本近40%经处理的市政污水被用于工业用途，而美国的佛罗里达州和加利福尼亚洲分别为2%和5%。

在增加工业的污水回用量方面也有一些障碍，主要原因包括：污水水源的距离;水质及潜在的健康影响，特别是对食品生产行业;可获得的水量及供水的持续性;潜在的供水可靠性;需要改变工业生产程序和水处理方式;与其他可替代水源成本的比较;对水质的具体要求(例如，为避免冷却水水垢、腐蚀、生物的生长及污染)，等等。

(二)居民及社区的非饮用水回用

对居民来说，污水回用可以用于冲洗马桶、洗车、清洗和浇灌花园.从社区的角度来看，污水回用的非饮用水用途还包括室外的灌溉及各种娱乐场所用水。美国加利福尼亚洲早在1961年就将经处理的污水用于有游船及可垂钓的湖泊。提供非饮用水的一种有效办法是建立分质供水系统。美国佛罗里达州阿尔塔蒙特城的一项分质供水工程，解决了4.5万人的非饮用水使用问题，其供水量占全城总供水量的30%。

限制污水回用于居民和社区非饮用水的因素包括：健康因素;缺乏相关的指导;更新和建设水处理和供水设施的成本;处理过的污水水源的距离;灌溉需水的季节性变化;灌溉方面的技术性问题和环境的可持续性。

(三)间接的饮用水循环

间接的饮用水循环是将一部分经过处理的污水注入已有的供水水源中，通过水体的稀释作用，以及长时间的存放和取水后的处理，确保它满足可饮用水的水质标准。

缺乏对水质和水处理知识的了解、社会的理解和对健康的关注，可能是间接饮用水循环的最大障碍。

(四)直接的饮用水循环

直接的饮用水循环是对污水经过全面处理，达到饮用水水质标准后注入饮用水供水系统中直接循环使用的过程，中间不经过储存或不混有地表水或地下水。目前，这种利用方式还较少见。

实施直接饮用水循环的限制因素主要包括：研究不够;对健康的关注;处理水达到可靠的高水质的成本较高;缺乏对水质及处理方法的了解。

三、污水的可持续回用分析

制定可持续污水回用战略必须坚持以下基本原则：一是回用水的水质必须满足不同用水要求的原则;二是污水回用必须符合生态可持续发展要求的原则;三是在污水回用决策方面必须强调适当的健康、环境和经济因素的原则;四是污水回用项目必须是社会所需要的原则;五是污水回用必须作为总的水管理一部分的原则;六是污水回用的决策程序必须透明的原则;七是鼓励社会参与污水回用规划、开发和实施的原则;八是社会应可以得到有关污水回用可靠信息的原则。

依据上述原则，应为实施可持续污水回用战略制定相应的行动计划，包括：修订或颁布法律;制定回用指南和标准;提供技术支持与培训;加强宣传，提高对污水回用的了解;对关键领域与技术的研究提供支持;建设污水回用示范项目;积极支持污水回用项目;广泛合作，实施污水回用战略。

(一)从立法上支持污水回用

应该从立法上建立鼓励和支持污水回用的制度。首先应对国家现有相关立法的适用性进行评价，确定哪些方面不利于污水的回用，并对这些方面进行修订;没有涉及到的，应通过颁布新的法律法规来完善。美国加利福尼亚洲在《安全饮用水法》、《水回用法》和《加利福尼亚洲管理法》中，对污水回用的准则、领域、水处理、水质要求等方面都作了详细的规定。

(二)制定污水回用的科学标准

应在进行详细的咨询和研究后，制定污水回用指南。这些指南应能够为污水用水户提供有关回用项目规划、设计和运行方面的指导.指南应涉及污水回用的各个领域，如利用污水灌溉牧场和作物，灌溉城市公园、花园、运动场和休息场所等，浇灌高尔夫球场，将污水回用于工业目的，分质供水，用于娱乐目的和间接饮用水循环，等等。对有关的标准要进行评价，特别是水质标准，并根据评价的结果修改现有的标准或制定新的标准。美国加利福尼亚洲污水回用准则就详细地规定了经不同处理的污水在灌溉、蓄水、冷却用水及其他用水方面的适用范围。

(三)在技术上对污水回用提供支持

政府部门应鼓励和促进教育机构、行业和其他培训组织进行有关污水回用工程设计、运行、维护、管理、技术及污水利用方面的培训，而且应为这样的培训提供支持，使服务商和用水户掌握必要的知识和技能.通过有关污水回用的宣传材料和因特网等手段向用水户提供有关安全用水的信息，包括立法、指南与标准、培训课程、研讨会及研究成果方面的信息。

(四)加强对污水回用意义的宣传

政府应制定宣传计划，加强社会对污水回用、效益及其在水资源管理中作用的了解.应在进行其他水管理教育计划(如节水宣传)的同时，增加污水回用方面的内容.鼓励社会介入污水利用活动，并且政府应对从事社区教育的人员和针对水管理教育者的培训提供援助。

(五)注重对污水回用关键领域的研究

通过建立专门的研究和开发机构，对污水回用进行持续的研究，以保证关键问题如健康、环境、经济和技术得到明确和解决。必须对以下几方面进行优先研究：

(1)健康，必须对污水回用和蓄水设施中生物和化学污染物的风险进行评估，研究减少风险的技术;

(2)环境，污水回用的环境费用和效益;

(3)经济，污水回用和相关活动的经济成本和效益;

利用污水能源节能的设计探讨 篇3

【关键词】污水能源；节能设计

Utilization of Sewage energy saving design

Sun Wei

（Shaanxi dawn of Architectural Research Ltd Xi'an Shanxi 710000）

【Abstract】Determine the system in the form of sewage source heat pump system according to water quality and sewage treatment plants. Annual heating load curve with hot and cold water supply capacity ratio analysis to determine the water in the heating season and air conditioning supply and return water temperature quarter design. According to the design load and design of each loop supply and return water temperature， the main equipment for the design and selection.

【Key words】Sewage energy；Energy-saving design

城市污水具有水量稳定、水温适宜的优点。污水中蕴藏的低品位热能用于冬季供热和夏季供冷，具有可观的经济效益和环境效益。对于一些污水厂周围无集中供热、夏季空调供冷系统也没有实现。实施污水处理厂污水源热泵项目，可以解决周边建筑的供热、供冷问题，更解决了污水直接排放的能源浪费问题。对节能减排有重要作用。

1. 系统设计

1.1 系统形式的选择。

系统选用污水处理厂出水作为热源，检测相应的水质标准。须满足表1要求，表内有害物允许值摘自《地源热泵冷热源机房设计与施工》（06R115），满足允许值标准的污水可以直接介入热泵机组。考虑到污水受季节和处理水量的影响，很可能在出现水质超标的情况，一般采用间接式连接，污水不直接进去热泵机组，而是经过板式换热器，将热量传递给热源侧循环水。系统形式见图1。

1.2 污水可利用温差。

1.2.1 污水的供、回水温度直接影响污水源热泵的供热能力。

1.2.2 夏季，如果热泵冷却水进水温度高于33℃，则热泵的运行工况与常规的冷却塔相当，无法体现系统的节能性；冬季，为防止温度过低导致机组结冰，蒸发器进水温度不应低于4℃。因此，与污水进行换热的热源侧循环水的水温限值为4～33℃。

1.2.3 污水的最不利温度根据冷、热负荷与污水冷、热供应能力的比值确定。冷、热负荷与污水冷、热供应能力比值最大点即为污水设计温度。为便于定量分析，需要对冷、热负荷与污水冷、热供应能力进行无量纲化。

1.2.4 负荷的无量纲化参照《城镇供热管网设计规范》（CJJ34-2010）全年耗热量计算公式，按下式计算：

1.2.8 依据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》查当地的气象参数，根据污水处理厂提供夏季、冬季的污水的最低和最高温度。通过无量纲化分析，绘制污水全年出水温度与全年气温对比图，冬季供热负荷与污水供热能力对比图，夏季供冷负荷与污水供冷能力对比图。比较确定污水夏季供、回水温差和冬季供、回水温差。必须注意：夏季水温不能不能高于33℃，冬季不低于4℃。

1.3 供、回水温度确定。

采用冷水机组直接供冷时，空调冷水供水温度不宜低于5℃，冷水供、回水温差不应小于5℃。夏季空调用户侧冷水供、回水温度按7℃/12℃设计。

冬季热用户既有空调用户，也有地板采暖采暖用户。考虑到地板辐射采暖用户所占比例较大，冬季用户侧热水供、回水温度取55℃/45℃。

1.4 设备选型。

依据周围用户分布，确定冬、夏季负荷。通过负荷特点的分析、确定系统分区。最终确定机组的大小，以及数量。选型中，机组大小的合理搭配，保证机组在高效率下运行，节能效果明确。

2. 系统设计中需注意的几个问题

（1）空调负荷计算应进行全年动态冷、热负荷计算，分析冷、热负荷随时间的分布规律。

（2）污水计算温度必须根据污水处理厂统计资料选取。

（3）热泵机组空调水侧供热工况的设计出水温度不宜高于60℃，温度取10℃。

（4）污水进、出换热器的温差不超过7℃。

（5）由于初投资较高，污水源热泵系统经济型分析必须考虑资金成本、投资回收年限、运行费用等因素。通过经济性分析，对经济效益明显的污水源热泵系统进行建设决策。

参考文献

[1] GJBT-967. 地源热泵冷热源机房设计与施工（06R115）[S]. 中国建筑标准设计研究院. 北京：中国计划出版社，2006.

[2] GB50366-2009. 地源热泵系统工程技术规范[S]. 中华人民共和国建设部. 北京：中国建筑工业出版社，2009.

[3] CJJ34-2010. 城镇供热管网设计规范[S]. 中华人民共和国建设部. 北京：中国建筑工业出版社，2010.

油田污水余热利用工程 篇4

目前,我国大部分油田已进入中后开采期,采出液含水高,东部老油田多数含水率已达80%以上,油田产出污水大,仅中石化各油田产水量就超过940000m3/d。污水产水温度一般50℃左右,余热资源丰富,产出污水一般处理直接回注地层,其中大量的热能没有充分利用而被浪费,时为保证油田联合站生产运行所需热能,需要消耗大量料油、天然气、煤。若将污水余热回收利用,可降低燃料

本文以中石化某联合站污水余热回收利用为例,研究污水余热回收利用技术及效益。

1 联合站概况

该联合站设计液量处理能力30000m3/d,实际处理液量19300m3/d,原油外输量700t/d,采用热化学沉降、电脱水原油处理工艺。污水量为13000m3/d,采用“除油-气浮-沉降-过滤”的处理工艺,处理后的污水用于油田注水。联合站原油及污水处理工艺详见图1。

联合站内主要的加热负荷为外输原油加热、掺水加热、油加热及建筑采暖。联合站建有10台加热炉,其中2台用稠油进站加热及脱水加热,2台用于原油外输加热,3台于取暖,3台用于掺水加热,全部为燃气加热炉。联合站季负荷为8147.8k W,用气量20000m3/d;非冬季负荷为895.1k W,用气量12000m3/d。加热负荷具体见表1。

2 污水可供热量

该联合站污水量为13000m3/d,温度为46℃,采用热泵术回收污水余热,按照热泵可产生热源温降为10℃的热量算,该联合站污水余热可回收热负荷为6319k W,热值为99300GJ/a,相当于天然气17500m3/d的热量,可满足原油输、掺水所需热量(5478.5k W)。

3 污水余热利用改造

3.1 设计参数

⑴低温热源换热器一次侧进口温度46℃、出口温度36℃,二次侧进口温度32℃、出口温度42℃。

⑵掺水换热器一次侧进口温度77℃、出口温度67℃,二次侧进口温度50.9℃、出口温度70℃。

⑶原油换热器一次侧进口温度77℃、出口温度67℃,二次侧进口温度49℃、出口温度70℃。

3.2 工艺流程

采用8500k W蓄能式高温水源热泵机组。由于峰谷电价相差较大,热泵系统在电价平、谷电价期,热泵机组满负荷运转,将产生的多余热量储存于蓄能水罐中,在电价尖峰电价期,停运热泵机组,采用蓄能水罐中的热水用于掺水及原油加热。

主要工艺流程为:污水通过低温热源泵增压后与低温循环水换热,温度由46℃降低到36℃,然后回注。低温循环水吸收污水中的余热,温度从32℃升高到42℃。高温热泵系统中通过蒸发器吸收低温循环水中的热能,输出温度为77℃的热水,向蓄能水罐、掺水换热器和原油加热换热器供热,经过换热器后的热水温度降低至67℃。掺水温度从50.9℃提升至70℃,原油温度从49℃提升至70℃。工艺流程见图2。

3.3 主要设备

3.3.1 换热器

板式换热器同管式换热器相比,传热系数高,结构紧凑,重量轻,热损失小,不易结垢。其缺点是,由于板片间通道窄,当换热介质含有较大颗粒或纤维物质时,容易堵塞板间通道。

该联合站处理后的污水含油、悬浮物较少,不易堵塞板式换热器。故本工程采用板式换热器。换热器前安装过滤器,解决水中杂质堵塞问题。采用Na3PO4、Na4P2O7、(Na PO3)6、Na5P3O10等防垢剂解决换热器结垢的问题。

按照冬季的加热负荷计算换热器的换热面积,低温热源换热器换热面积为1580m2,选用换热量2500k W换热器4台。掺水加热换热器换热面积为464m2,选用换热量3370k W换热器3台。原油加热换热器换热面积为150m2,选用换热量500k W换热器2台。

3.3.2 高温热泵

冬季高温热泵功率为8354.5k W,非冬季为4483.2k W,详见表2。选择制热量8500k W高温热泵1台,热泵制热额定功率为1884k W,备用制热量1500k W高温热泵1台。

3.3.3 二级泵

二级泵冬季加热负荷5478.5k W,流量为471m3/h,非冬季加热负荷2561.8k W,流量为220m3/h,详见表3。选用Q=200m3/h、H=24m、P=18.5k W电机4台,冬季3用1备,非冬季2用2备。

3.3.4 一级泵

一级泵选型同二级泵,选用Q=200m3/h、H=24m、P=18.5k W电机4台。

3.3.5 蓄能水罐

热泵机组的运行方式为在电价平、谷期时运行,在电价峰、尖峰期停用。冬季峰值、尖峰值为8h,即全天运行16h(电价平、谷期),考虑5%热损失,经计算,蓄能水罐加热功率为2876k W,容积为1972m3。非冬季时,热泵机组的运行方式为在电价平、谷期时运行14h,其余10h停用,考虑5%热损失,经计算,蓄能水罐的加热功率为1921.4k W,容积为1646.9m3。选取2000m3水罐2座,采用聚乙烯泡沫塑料保温。详见表4。

3.3.6 低温热源泵

联合站污水量为13000m3/h,流量为542m3/h,选用Q=200m3/h、H=24m、P=18.5k W电机4台(3用1备)。

4 污水余热利用效益分析

4.1 经济效益

该项目运行成本包括电费、设备折旧费、设备维护费用、人员工资、管理费用等。

冬季运行时间为16h/d,非冬季运行时间为14h/d,按需要系数0.8计算,则全年耗电量为9101000Wh。按平谷期平均电价0.449元/k Wh计算,全年电费408.6万元。

设备折旧年限取10a,按直线折旧,设备残值取3%,每年折旧费335.4万元。

蓄能式高温水源热泵的设备年维护费用按投资的5%计取,为172.9万元/a。

该项目定员7人,人员工资按照5万元/人/a取,共计35万元/a。

管理费按工资的150%计取,为52.5万元/a。

项目总运行成本1004.4万元/a,不含折旧费用的运行费用为669.0万元/a。现有燃气加热炉系统总运行成本为1410.0万元/a,不含折旧费用的运行费用为1291.6万元/a。两种系统的运行成本对比见表5。

项目收益为原系统年运行费用与新系统年运行费用差值(不含折旧费用),共计622.6万元/a。

该项目总投资3458.1万元,其中工程费2831.50万元。项目的静态投资回收期为5.6a。

4.2 节能效果

项目实施后,充分利用污水余热,有效降低联合站生产能耗,每年节能量折合标准煤2246.4tce,见表6。

4.3 环境效益

加热炉主要空气排放指标主要包括氮NOx、SO2、烟尘等,按照《环境保护实用数据手册》(1994版)规定的计算系数,项目实施后,减少NOx排放1165.5kg/a,减少SO2排放185.0kg/a,减少烟尘排放444.0kg/a。

按照天然气CO2排放量55.662t CO2/TJ计算,根据电力等价值将耗电量折算成天然气消耗量后,原燃气加热炉系统每年排放CO210570.2t,蓄能式高温水源热泵系统每年排放CO26563.1t,减排量4007.1t/a。

5 结论

中石化某联合站污水矿化度较低,经处理后水质较好,适用于污水余热回收利用;污水对钛质挂片的腐蚀、结垢速率较低,污水余热利用换热器宜采用钛材质换热器。

采用8500k W蓄能式高温水源热泵机组回收油田污水余热,热泵系统在电价平、谷电价期满负荷运转,将产生的多余热量储存于蓄能水罐中,在电价尖峰电价期停运,采用蓄能水罐中的热水用于掺水及原油加热。主要设备包括制热量8500k W高温热泵1台、制热量1500k W高温热泵1台、换热量2500k W换热器4台、换热量3370k W换热器3台、换热量500k W换热器2台等。

天津污水再生利用及水质控制 篇5

天津污水再生利用及水质控制

天津是一座资源型和水质型缺水城市,人均水资源占有量仅160m3,为全国人均占有量的1/15,世界人均占有量的1/60,远远低于世界公认的人均占有量1000 m3的缺水警戒线,属重度缺水地区.

作 者：唐福生  作者单位：天津中水有限公司 刊 名：建设科技 英文刊名：CONSTRUCTION SCIENCE AND TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(11) 分类号：X7 关键词： 

浅谈城市污水处理及再生利用 篇6

关键词：水资源 城市污水 污水处理 再生利用

中图分类号：X3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0130-02

1 城市污水处理的再生利用的重要性

1.1 水资源短缺

改革开放以来，中国的工业和农业发展速度尤为迅猛，在工农业迅猛发展的同时淡水资源的消耗速度也相应加快，水资源匮乏局面在全国范围内体现，特别是我国北方地区这种情况体现得较为明显。水资源并不是取之不尽用之不竭，如若任由这种情况发展，我国将面临更加严峻的用水问题。

1.2 水环境污染严重

我国很多地区在注重工业发展的情况下忽略环境污染问题，将工业产生废水未经处理直接排放或者在废水处理未达标的情况下排放，这种工业废水中含有种类数量不同的污染物质，排放后会对环境造成巨大的污染，还有可能污染水体，进一步造成了水资源的浪费。因此合理使用水资源是我国亟待解决的问题，这一问题是否正确对待与处理将直接影响到我国的发展水平，因此水资源利用问题理应得到足够的重视。

2 目前城市污水处理再生利用存在的问题

2.1 污水处理技术方面的问题

城市污水处理技术的先进性是确保城市污水能够高效处理的决定性条件，我国在较长一段时间以来都是以欧美等国家在近百年来建立起来的污水处理路线和污水处理技术为模板，在利用这种技术的同时不断进行一些改善与创新，进而形成了更加完善的新技术，我国目前污水处理技术以氧化沟和SBR工艺，为城市污水处理提供了保障，提高了污水处理效率，但是这些新技术也只是相较于原始的技术上有所改进，较同时期国外的污水处理技术显得尤为落后，远远达不到先进国家水平。我国现有的污水处理技术普遍存在污水处理效率低，应用能耗较高，缺乏整体性和完整性，同时也缺乏相应的经济评价体系。

2.2 污水处理资金投入方面的问题

城市污水处理系统是城市建设所必不可少的部分，良好的污水处理系统能够极大程度减少污水对环境造成的污染，同时经处理的污水可以在其它对水质量要求较低的场合得到重新利用，但是污水处理系统的建设和运行都需要一定的资金投入，近几年来中国的经济增长速度已得到一定程度的加快，但总体经济水平较国外发达国家水平低，因此，在城市污水处理系统建设上不能直接照搬国外，同时，污水处理系统的运行也给资金投入带来了巨大的压力，系统的建成不代表就能立竿见影的解决污水处理问题，良好高效的运行也是处理过程中重要的一环，如若这一环没有得到足够的重视，那么整个系统也就不能得到效用良好发挥。虽然我国在近几年来在污水处理方面的投入有所增加，但是工业的发展速度与污水处理投入的速度完全不成正比，现有的污水处理投入已不能保证城市污水的高效处理，这种情况势必会使我国陷入用水困境，并造成环境的严重污染。因此国家在污水处理方面还需要加强投入，使较为适合城市现状的污水处理系统能够建成并能够维持运行，为污水处理提供物质保证。

2.3 污水处理管理水平方面存在的问题

污水系统的正常运行需要管理人员根据实际情况按照相应的处理办法对污水进行合理的处理，在这个过程中要求管理人员的正确分配，管理人员的技术素养和操作素养的全面达标，这是污水处理过程能够得到高效运行的又一保证，混乱的管理体制和管理水平只会造成污水处理资金投入浪费，污水处理效率低下，同样造成水资源浪费和环境污染等问题，因此我国必须加强管理建设，建立完善的管理体制，实施奖惩制度，完成各岗位的精准划分，吸收具有高管理水平的工作人员，各层管理人员各司其职，投入到污水处理管理系统中来，只有这样严格的体制和高要求的人员素质要求才能保证污水处理系统的搞效率运转。

3 城市污水处理再生利用对策

3.1 加强宣传，培养公众水危机意识

树立公民水危机意识，让人们认识到水资源的急剧短缺是现在的当务之急，只有公民认识到这一点才能从源头上降低水资源的浪费和污染，因此，我们要加强宣传，让节水意识深入人心，公民在生活中做到水资源的多方利用提高水资源利用率，企业则需要进行技术创新和管理机制改革，以降低废水污染和废水利用。

3.2 完善城市污水处理的再生利用法律体系

法律体系的存在能够直接对某些企业的违规排放污水的行为进行法律制裁，是一项强制性的保护水资源的措施，法律在一定程度上具有威慑性和强制性，有了明确和统一的法律法规会压制某些贪图一时利益的企业的非法排水行为，是对污水处理的又一保障措施，因此我国应该加强和完善城市污水处理的再生利用法律体系。

3.3 加大科技投入促进城市污水处理的再生利用

中国现在已步入现代化国家的行列，然而现代化国家的进步必须依赖于科技创新，同样污水处理再生利用的进步升级必然也是依赖于净水技术创新。因此我国需要培养更多创新型人才，使现有的污水处理方式向更加节能环保，高效率处理污水，适应新时代要求的方向发展。目前，我国已经在关于水资源回收利用上进行了探索，并取得了一定的成就，中水回收装置即为其中一项新兴的水资源处理装置，其实现了污水净化和再利用，提高了水资源的使用效率，降低了污水对环境的污染，具有非常积极的影响。但其实际应用却并没有得到很好的推广，因此要加大研究更经济、节能、高效的中水回收装置。

3.4 加强污水处理的再生利用的扶持政策

污水处理技术创新、设备创新和管理水平的提高都需要国家的资金投入，国家应该在这些方面加强投入，同时政府还要采取相应的鼓励政策，开放资本市场，增强政府以外企业融资，形成积极向上的污水处理系统建设和运行局面。

3.5 加强监督管理

城市污水处理体系的正常运行离不开良好的监督管理机制，我国现阶段的监督环节薄弱，并且手段落后，不能把污水处理落到实处，极大程度降低了污水处理效率，因此我国必须要加强管理建设，吸纳高水平管理型人才，提高管理人员水平和素质，创新管理方式，形成完善的管理机制。

4 结语

城市污水管理的再生利用是我国经济发展所必须面临的问题，人们必须意识到问题的严重性，并及时采取措施使污水处理朝高效率方向发展，只有这样，水资源才能得到合理利用。

参考文献

[1]沈光范.关于城市污水处理厂设计的若干问题[J].中国给水排水，2000（3）.

[2]陈莉.德国城市污水处理现状[J].四川环境，2000，19（1）：73-74.

校园污水原位再生利用研究 篇7

关键词：再生利用,校园,盥洗污水,洗浴污水

污水的回收与再生利用是解决当前水资源紧缺和日益严重的水污染问题的必由之路。污水再生利用是将污水处理到一定程度, 其水质指标低于饮用水而高于污水集中处理外排水的标准, 可以满足对水质指标要求较低的市政、杂用等环节需求。以回用为目的污水原位再生处理是相对于集中处理而言的分散处理, 它以城市内部有相对独立管辖范围和责任主体的一个城市功能区为单位, 如在学校内部进行污水再生处理, 并在原地和附近加以重复利用。高校作为用水大户, 其人员相对集中、建筑密集, 但校园生活污水污染程度较低, 较易处理。因此在高校开创污水资源原位再生利用模式, 不仅可节约成本, 增强学生的节水意识, 还可产生可观的社会效益、经济效益和环境效益。

1 研究区概况

河南省某高校占地面积66.7hm2, 建筑面积50.2hm2, 在校生大约有2×104人。校园宿舍分宁园和静庐两大区域, 宁园区位于校园西南角, 有5栋宿舍楼, 入住学生约7000人;静庐位于校园东北, 有10栋宿舍楼, 入住学生约1.3×104人。校园每天总用水量是4325t, 排水量不低于3676t, 主要为校园浴室洗浴排水、宿舍盥洗污水、食堂污水以及其它生活污水。

2 污水水源的选择

阮久丽等根据产生源及特点的差异将生活污水分为黑水、黄水、褐水和灰水四类。黑水、黄水、褐水分别为厕所污水、厨房污水, 所含的污染物浓度高、水质较差, 处理工艺复杂;灰水主要为清洗、洗浴、洗衣污水, 水中污染物含量最低, 稍加处理就可以满足杂用水的需求。因此, 根据校园杂用水的要求, 结合现实经济、技术、场地等条件, 选择性的收集水质好、污染物简单、产生量大污水, 以便最大程度的降低处理费用, 而非单纯的收集、处理校内产生的所有污水。

统计调查发现, 由学生洗手、洗衣、洗漱所产生的盥洗污水占宿舍用水80%左右, 且水质较好, 为优质杂排水, 而学生宿舍用水占高校总用水量的比例30%~50%。校内公共浴室排水的水质、水量均较稳定, 污染程度较轻, 也属于优质的水源。这两类水体经一定处理, 出水水质可以满足校园杂用水的要求, 是本文研究的对象。

3 污水再生处理方法

根据污水处理机理可将处理方法分为物理法、化学法、物理化学法和生物化学法等。高校中水回用系统是以水的综合利用为目的, 需要多种处理技术的合理组合, 其核心工艺具备处理效果稳定、产泥少、节能等优点。由于中水回用对有机物、洗涤剂去除要求较高, 而去除有机物、洗涤剂有效的方法是生物处理, 因而核心处理工艺较多采用膜生物反应器、生物接触氧化、湿地处理等。

4 污水再生利用设计方案

根据河南省某高校校园建筑的分布情况, 其污水来源及设计的回用方式见图1。

4.1 学生宿舍楼污水利用

该校学生宿舍楼、办公楼、教学楼等卫生间的冲厕用水均使用自来水, 盥洗污水经管道引入厕所排水管排放。因此, 学生宿舍污水利用是以盥洗水与厕所水的排水管采用污、废水分流为出发点, 通过设置一定容积储水箱将经过滤的洗涤水用作下层冲厕用水, 该污水的重复利用, 可为宿舍楼节约40%左右的新鲜水资源。首先在盥洗污水排放口设过滤网, 然后通过污水管引到建立在卫生间的储水箱, 收集经过滤的盥洗污水, 储水箱出水口和卫生间便池进水相连接, 实现洗涤污水的二次利用。

4.1.1 利用方案。

该方案由储水箱、污水进水管、溢流管、出水管、自来水进水阀、排渣阀组成, 具体设想如图2所示:

主要部件的功能如下:

污水进水管, 用于收集洗涤污水, 洗涤污水进入进水管前要设立过滤网, 过滤粗大杂质, 防治堵塞管道。储水箱用于储存污水, 有三个水位线, 最低水位、最高水位、平衡水位;最低水位是进水阀进水延时所需的水量, 最高水位是储水箱设计的最大容纳量, 平衡水位是浮球达到进水阀调节杆顶的水位线, 此时进水阀关闭。调节杆可上下自由伸缩, 以控制平衡时的水量。出水管用于将处理过的洗涤污水引入到下层厕所冲水管。溢流管用于排放多余的洗涤污水。排渣阀则用于将带渣污水排出。进水阀与自来水管相连, 考虑到污水用水量波动, 为确保连续供应, 设计一套自动补水系统, 补水水源为自来水。其原理是:利用水的浮力和杠杆原理, 当储水箱水位下降到最低水位线时, 浮物下降到最低位置, 杠杆的另一头则会将自来水阀打开, 补给水箱水源, 所补充的水量刚好够冲洗一次便池。为了便于实施, 使用抽水马桶中上水阀予以解决。当用户松开阀门时, 用户端活塞会堵住水流, 进水阀则在浮物的作用下自动补充水源至平衡水位而自动关闭。

4.1.2利用方案的特点。

利用学生宿舍楼楼层间高度差产生压力, 将通过过滤网的上层盥洗室产生的洗涤污水, 作为下层的厕所用水, 既实现水的重复利用, 又减少了城市污水处理厂的处理负荷。该污水利用方案不仅实现了污水原位再利用的目的, 且避免了用泵吸水输送所产生的能耗, 节约成本。

4.2 学生澡堂洗浴污水

洗浴污水的水温较高、水质浑浊, 主要污染物为洗发剂和皂类, 且呈碱性。在设计处理工艺时, 应重点考虑去除洗涤剂, 强化消毒措施。根据上述各种处理工艺的工程实践和运行效果, 结合校园洗浴污水的水质特点, 对该水体拟采用生物接触氧化法为主处理工艺。处理后水体主要用作校园的绿化、消防及生活杂用水等人体非直接接触用水, 达到节约用水和废水资源化再利用的目的。

4.2.1 洗浴污水再生处理工艺流程。

洗浴污水处理工艺流程如图3所示。污水经集水管收集后流经格栅, 用于污水中较大颗粒的去除, 再通过毛发过滤器截留毛发等细小的杂物后出水进入调节池, 调节池的作用是调节水量和均化水质使污水能够比较均匀地进入后续处理单元, 调节池池底设有曝气管, 通入空气, 既能防止污泥沉积, 又能起到均化水质和预曝气作用。接触氧化池池底设有微孔曝气管用于充氧, 污水从接触氧化池中进入石英砂过滤器, 以控制污水浊度, 最后流入加入适量氯的消毒池, 出水用作校园绿化、景观和道路喷洒等杂用环节。

4.2.2 特点。

结合校园对周围环境要求不高的特点, 充分利用浴室旁边的空地建构筑物。该工艺因具有高效节能、占地面积小、耐冲击负荷、净化效率高;处理所需时间短、运行管理方便等优点。

5 小结

针对高等院校用水量大, 产污量大的特点, 对校园内盥洗污水和洗浴污水进行再生利用设计, 上述污水原位再生利用方案易实施、投资省、运行与管理费用不高, 适合在校园中实施。校园所产生的不同生活污水的水质差别很大, 因此, 在高校污水再生利用中, 应建立多管道以实现不同污水进入不同的处理系统, 可减轻污水处理的难度。上述的所选择的污水可作为校内一期建设环节, 随着水资源的日益紧缺和污水利用的日益发展, 可在校园内建设生活污水的中水系统。

参考文献

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[7]鲁智礼, 邓建绵, 周静.小区中水回用展望[J].市政技术, 2007, 25 (2) :131-133.

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[10]李安峰, 潘涛, 李箭.某高校污水处理及再生回用工程[J].中国给水排水, 2013, 29 (23) :127-129.

污水利用 篇8

1 消毒机理及效果评价

1.1 液氯消毒

投加液氯是一种传统的消毒方式, 这种消毒工艺高效可靠, 并且液氯价格低廉, 含氯浓度高, 有效氯可达99%以上。对二级处理后的污水消毒, 若要保持一定的余氯浓度, 需加氯10～15mg/L, 不需要保持余氯浓度时, 加氯量为5～10mg/L, 接触时间约为30min。液氯消毒的机理是依靠氯气水解产生的HClO, HClO是很小的中性分子, 它能扩散到表面带负电的细菌表面, 并穿透至细菌内部, 氧化和破坏微生物外膜或酶的蛋白质结构功能, 从而使微生物死亡。对宁夏石嘴山市某污水处理厂出水大肠菌群数量指标进行了监测, 污水厂以投加液氯为消毒工艺, 监测数据, 见表1 (采用随机取样) 。

注:液氯投加量约为7mg/L, 接触时间30min。

从表1中可以看出, 液氯消毒工艺出水微生物指标均优于污水排放标准, 消毒效果良好。

液氯消毒单位水处理费用低, 消毒效果好, 并且在保证出水余氯的情况下, 具有持续性消毒能力, 是一种比较成熟的消毒工艺。但是此工艺存在其应用的局限性:首先由于此工艺需要接触时间较长, 故消毒接触池池容较大, 土建投资较高;第二, 氯气是剧毒危险品, 存储氯气的钢瓶需为高压钢瓶, 对氯气的安全运输及储存要求较高;第三, 液氯消毒方法会产生如三卤甲烷 (THMs) 等致癌、致基因畸变的副产物[1], 并随污水进入地面水体, 污染水源, 对鱼类等水生生物产生毒害作用。因此, 在饮用水的消毒工艺中, 液氯消毒已逐渐被更为先进的消毒工艺所取代, 但污水以及回用水的消毒仍具有价格低廉、消毒效果良好的应用优势。

1.2 二氧化氯消毒

二氧化氯是国际上公认的广谱高效的氧化性杀菌剂, 在我国, 广泛应用于城镇饮用水、工业用水、污水处理等领域[2]。稳定的ClO2是淡黄色或无色无刺激性气味透明水溶液, 很少挥发, 不易燃, 不易分解, 有效氯含量可达263%。理论上可以杀死一切微生物, 并且能够破坏水中少量的有机污染物, 如氯仿、氯酚、氰化物等, 而且还具有除色除味的功能。其消毒机理为:ClO2是中性分子, 在水中几乎全以分子状态存在, 所以, 极易穿透细胞膜, 渗入细胞内, 氧化细菌核酸后使细菌死亡, 它比HClO有更强的杀菌效能。二氧化氯在污水处理中投加量一般为5～10mg/L, 在再生水处理中投加量一般为2～6mg/L。在石嘴山市各污水厂的改造中, 已逐渐将传统的液氯消毒工艺更新改造为二氧化氯消毒工艺, 经过对石嘴山市某回用水厂消毒前后水质变化情况进行了监测, 回用水厂以二氧化氯消毒为消毒工艺, 监测数据见表2。

注:有效氯投加浓度6mg/L, 接触时间15min。

从表2中可以看出, 二氧化氯消毒效果比液氯消毒效果更好, 出水微生物指标更优, 并且对水的色度、COD也有一定的去除效果。但是二氧化氯消毒也存在缺点:首先, 二氧化氯需随制随用, 高纯度二氧化氯发器增加了制水的成本, 消毒成本较高;其次, 二氧化氯监测较为困难, 手段较为复杂, 不利于水厂水质指标的在线、简易监测;再次, 虽然其不产生四氯甲烷等液氯的消毒副产物, 但其消毒产生的副产物亚氯酸盐, 同样具有毒性, 成为限制其应用的一大缺点。虽然二氧化氯消毒仍具有诸多缺陷, 但是其高效的消毒能力使其成为近年来消毒工艺中应用最为广泛的一种。

1.3 紫外线消毒

由于采用紫外线消毒具有不需投加任何化学药剂, 不改变水的成分和结构, 消毒时间短, 杀菌范围宽效果好的优点, 国际上一些对细菌排放有严格要求的地区, 大多采用了紫外线消毒[3]。紫外线是一种波长范围为136～390nm的不可见光线, 在波长240～280nm范围内具有杀菌作用, 尤以253.7nm处波长杀菌能力最强, 紫外线主要通过对微生物的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物死亡, 从而达到消毒的目的。紫外线对核酸的作用可导致键和链的断裂、股间交联和形成光化产物等[4,5], 从而改变DNA生物活性, 使微生物自身不能复制。紫外线消毒效果高, 只需极短的接触时间, 便可达到较高的杀菌效果[6]。城镇污水二级处理的出水消毒剂量一般为15～22mW·s/cm2, 再生水消毒剂量为24～30mW·s/cm2。借用甘肃某污水处理厂紫外消毒渠出水监测数据进行比较, 设备为加拿大特洁安技术公司的紫外消毒设备, 监测数据见表3。

从表3中可以看出, 紫外线消毒出水均达到污水排放标准, 但效果较液氯和二氧化氯消毒差, 并且在相近的紫外线剂量下, 出水SS越高, 粪大肠菌群数就越多, 这表明, 其消毒效果受水中悬浮杂质数量影响较大。

紫外线消毒工艺具有诸多优点, 例如无需投加化学药剂, 紫外线投加剂量控制方便, 杀菌速度快、停留时间短, 处理构筑物尺寸小, 土建投资较小, 并且不产生消毒副产物等, 但是紫外消毒不能提供剩余消毒能力, 在消毒结束后, 一部分微生物会修复损伤的DNA, 使细菌再生, 并且设备、运行费用高, 更重要的是其消毒效果受出水SS影响较大, 消毒效果不能保证。建议污水厂及回用水厂在使用紫外消毒工艺时, 能够配合加氯消毒工艺共同使用, 保证出水效果。

2 投资及运行费用评价

以1.0万m3/d、5.0万m3/d、20.0万m3/d的污水处理厂3种消毒工艺一次性投资以及运行费用进行比较, 数据来自收集国内相应水量、工艺的污水厂投资、运行经济数据, 见表4。

注:一次性投资包括设备投资和土建投资。

从表4中可以看出, 3种消毒工艺, 小水量情况下一次性投资紫外线消毒工艺最低, 二氧化氯消毒工艺最高, 但在大水量情况下一次性投资液氯消毒工艺最低, 紫外线消毒工艺最高。据此, 从经济的角度分析, 在较小水量水厂宜采用紫外线消毒工艺, 在较大水量水厂, 宜采用液氯或二氧化氯消毒工艺。

从运行费用方面考虑, 虽然紫外线消毒运行费用较小, 但紫外灯管寿命短, 需经常更换, 维护维修费用较高, 故3种消毒工艺运行费用差别不大。

3 结论

综上所述, 液氯、二氧化氯和紫外线消毒3种方式各有优缺点。根据污水处理目标的不同, 消毒工艺的选择也应有所不同:

1) 如果污水处理后直接排放, 不进行回用时, 污水处理的目标是达标排放, 这时紫外线消毒和二氧化氯消毒都可以胜任。

2) 如污水处理后要进行再生利用, 这时须采用紫外线+二氧化氯联合消毒工艺或者单独采用二氧化氯消毒, 以保证回用水水质的微生物安全性。

参考文献

[1]周葆珍.饮用水氯化消毒致癌问题[J].给水排水, 1983, 13 (3) :32-33.

[2]黄君礼.新型消毒剂二氧化氯的分析方法研究专集[J].环境科学进展, 1999, 7 (增刊) :1-100.

[3]韩庆昌, 权维, 娄金生, 等.污水回用中的紫外线消毒技术[J].中国农村水利水电, 2010, 21 (8) :35-37.

[4]林克椿.生物物理学[M].武汉:华中师范大学出版社, 1999.

[5]张锡辉, 焦阳.原水紫外线预处理过程研究[J].净水技术, 2009, 24 (1) :4-8.

城市污水污泥土地利用评价 篇9

关键词：城市污水污泥,资源化,土地利用,环境风险

1 城市污水污泥产生现状及性质特征

城市污泥是指城市污水处理厂产生的初沉池污泥和剩余活性污泥的总称, 是城市污水排放设施所排出的沉淀物, 一般以固态、半固态及液态的形态存在。污水厂在净化污水的同时, 产生的污泥量约占污水总处理量的0.3%～5% (含水率以97%计) [1], 我国用于污泥处理处置投资约占污水处理厂总投资的20%～50%。

1.1 城市污水污泥的产生现状

随着城市化发展进程的加快, 生活污水急剧增加, 城市污水处理程度和规模与日俱增, 产生的污泥也越来越多。自20世纪80年代以来, 欧美国家等城市污泥产出量大增, 欧盟12国年产污泥6.5×106t (干重) , 美国5.4×106t (干重) , 世界污水处理厂年产污泥量已超过1亿t (干污泥) [2,3]。

随着工农业生产的迅速发展, 我国城市污水排放量和作为污水处理产物的城市污泥产量也急剧增加。1990年全国仅有污水处理厂78座, 年排放污水污泥约300万～500万t。2001年全国已建成的污水处理厂已经有427座, 预计到2010年我国城市污水处理厂的数量将增加到2 000座, 排放污泥达到1 000万t以上, 城市污水处理量的提高己导致污泥产量的连年剧增。

1.2 城市污水污泥的性质特征

将产量巨大、成分复杂的污泥减量化、稳定化、无害化、资源化, 是目前世界环境领域瞩目的研究课题之一。污泥是处理污水过程中产生的副产物, 所以污水的成分及性质决定了污泥的性质。了解和掌握城市污水污泥的性质特征是科学合理的处理处置和资源化利用污泥的先决条件, 只有从污泥的性质特征出发, 才能科学地选择有效的污泥处理工艺和合适的处理设备及资源化利用方式。

1.2.1 城市污水污泥中的植物营养成分

污泥中含有丰富的有机质和氮、磷、钾等植物生长所必需的养分, 养分含量高于一般的农家肥, 矿化速度也比农家肥快, 可以提高土壤的肥力。李艳霞[4]等人对中国16个城市 29个污水处理厂污泥中有机质及养分含量进行了统计, 结果表明我国城市污泥中的有机质含量最高达696 g·kg-1, 平均值为384 g·kg-1, 相当于纯猪粪有机质平均含量的54%, 其中82%的城市污泥的有机质含量超过猪厩肥, 其有机质的平均含量比猪厩肥高27.2%, 其矿化速度也比普通农家肥迅速。总氮、磷、钾的平均含量分别为27.1、14.3、6.9 g·kg-1。随着我国居民生活水平的提高, 污泥中的养分含量必将呈上升的趋势。

郭郿兰[5]和张增强[6]等研究报道, 随着污泥和污泥堆肥施用量的增加, 不但施污土壤中的有机质和氮、磷等含量有所提高, 且施污土壤中水分含量和持水量也明显增加。有机质是良好的土壤改良剂, 可以改善土壤的物理性质。污泥中有机质的含量一般在30%以上。有机质的密度小, 它在土壤中可增加土壤的孔隙度而明显减小土壤的容重, 进而减少雨水对土壤表面的冲刷和植物养分的流失。同时由于土壤孔隙状况的改善会增加土壤的含水量。此外, 施用污泥或污泥堆肥可明显提高土壤微生物的活性, 使土壤中微生物数量及放线菌所占比例增加。施用污泥或污泥堆肥土壤细菌和真菌数量也均比未施污泥的对照土壤增加数倍。这些土壤微生物的活动可以促进土壤肥力的提高。

1.2.2 城市污水污泥中的有害物质

污泥中除了含有较高的有机质及植物营养物质外, 也含有很多的有害物质。污泥中的有害物质主要是重金属和有机化合物两类。美国环境工作署的调查表明, 污泥中的有害物质总共有341种, 并有超过100种合成的有机物质, 另外还包括有一些病原菌及致癌物质[7]。

污泥是在处理城市污水过程中产生的, 是一种人为的副产品, 污泥中重金属的种类和含量变化很大, 没有固定规律可循, 主要取决于工业废水排入污水处理厂的情况。污泥中含有的重金属总量约占污泥干重的0.5%～2.0%, 甚至更高, 这些重金属具有难迁移、易富集、危害大等特点, 一直是限制污泥农业利用的最主要因素。环境科学研究表明, 重金属的生物可利用性及植物毒性不仅与其总量有关, 更大程度上由其土壤中形态分布决定, 相同总量的重金属形态分布不同, 其生物效应和环境效应差异较大, 能对植物直接产生作用的是其活性部分, 即有效态含量[8,9,10]。

近年来, 有机化学工业的迅速发展和农药、化肥的大量使用导致水体、土壤等自然环境中有机污染物常常超过法定限量。污水中的有机污染物在污水处理过程中高度富集于沉积物中, 富集系数高达几个数量级[11,12]。城市污泥是处理城市工业污水和生活污水产生的产物, 在形成过程中必然吸收了污水中的多种有机污染物, 若未经处理直接用于农业, 可能会造成土壤—作物—水体系统的二次污染, 从而限制并阻碍了污泥资源化利用。

2 城市污水污泥的土地利用现状

2.1 国外城市污水污泥的土地利用现状

目前, 世界范围内常用的污泥处置方法有土地利用、填埋、投海和焚烧等。绝大多数国家仍然以陆地填埋作为污水污泥的主要处置方式, 其原因是这种方法简单易行, 费用低廉。然而, 从人类社会的长远发展来看, 只有将污水污泥进行合理有效的土地利用才能符合建设环境友好型、资源节约型社会的要求。

英、法、美等许多国家城镇污泥的农用率占越来越大的比重, 有的高达80%以上。尤其近年来, 污泥土地利用在美国已代替填埋成为最主要的污泥处置方式, 重心从处置改变到回用。在加拿大, 用于土地利用的污泥数量占41.4%, 显著高于其他技术[13]。

2.2 我国城市污水污泥的土地利用现状

目前我国城市污泥处置方式中土地利用约占44.8%、陆地填埋约占31%、焚烧占3.5%、其它处置约占7%、未经处置随意弃置的约占13.7%[14]。在我国污泥的最终处置中, 填埋所占的比例仍然比较大, 并且有13.7%的污泥未经任何处理随意堆放, 这给环境带来巨大危害。在污泥资源化利用方面, 我国还是以土地利用的形式用于农业为主, 由于大量不科学的滥施乱用己造成了土壤、农作物的重金属污染和地下水的N, P超标。我国是一个发展中的国家, 又是一个农业大国, 相对其它污泥处置方式而言, 污泥的土地利用更符合我国国情, 因此在我国应有巨大的发展潜力。但是, 污泥土地利用的一个原则是施用污泥中的有害成分不能超过受施土壤的环境容量。

3 城市污水污泥的土地利用方式

污泥土地利用投资少、能耗低、运行费用低, 其中有机物可转化为土壤改良剂的有效成分, 符合可持续发展战略, 因此污泥土地利用被认为是有发展潜力的一种污泥处置方式。

3.1 污泥直接施用

直接施用方法简单费用低廉, 是包括我国在内的世界上大多数国家利用污泥数量比例最大的一种方式。这种方式又基本分为农田施用、林地施用和废弃土地施用。研究表明, 施用污泥或污泥堆肥栽种水稻、玉米、小麦、棉花、蔬菜等作物, 植株的生长状况、产量和品质明显比不施肥好, 与施用化肥或优质农家肥相当, 甚至更好[15]。施用污泥或污泥堆肥能明显改善土壤的物理性质。但在施用污泥的过程中缺乏相应的科学指导, 以至于出现了烧苗、死秧、虫害等现象, 对作物、土壤产生了一定的副作用,

3.2 污泥堆肥化处理

堆肥化是利用自然界广泛存在的细菌、放线菌、真菌等微生物, 有控制地促进固体废弃物中可生物降解的有机物向稳定的类腐殖质生化转化的微生物学过程。堆肥化有以下作用:消除臭味, 杀死病原菌和寄生虫卵;降解大多数毒性有机物;固化和钝化重金属;改善物理性状, 降低含水率等[16]。

污泥堆肥消化与我国很多地方存在的传统的农家堆肥基本工艺相似, 并可加入一定比例的城市垃圾或粉煤灰等混合发酵, 制成复合肥料。影响发酵的主要因素是C/N比值、堆肥原料水分含量和供氧量三个条件。一般要求污泥的含水率要低于70%, 产出的污泥由于含水率太高一般要预先干化处理。可在污泥中添加适量的锯末或截断的秸秆等低水分废弃物质作为分散剂, 增加物料与空气的接触以利于好氧发酵的进行。并注意调整C/N比值在30以下。

4 污泥土地利用的标准规范

污泥中含有许多有害成分, 在土地利用中存在一定的风险性。为有效对污泥中重金属、有毒有机物以及病原菌等有害物质进行控制管理, 避免污泥土地利用后产生不利影响, 世界各国制定了污泥土地利用的标准规范, 对污泥的标准、施用地点的选择、水源的保护、病原菌的控制、重金属的允许施入量、运输等都作了相应的规定, 并建立了污泥管理、监测、追踪、报告等制度。尽管施用污泥会带来一定的环境风险, 但是, 污泥土地利用仍然是实现废弃物的资源化、减少污泥环境污染、实现社会可持续发展的重要途径。

城市污水的再生利用策略 篇10

1 我国城市污水再生利用现状

我国的污水再生利用历史大致分为三个阶段。“六五”期间是起步阶段,“七五”、“八五”、“九五”十五年时间是技术储备、示范工程引导阶段,2001年“十五”纲要明确提出污水利用进入到全面启动阶段。但目前污水利用除污水灌溉外,在城市利用方面还未能广泛应用,

到现在为止,全国水的重复利用率平均为40%左右,而发达国家平均为75%~85%,城市废水处理率不到20%。我们绝大多数城市都是先给水再污水,给水处理厂供了多年的水,没有污水处理厂,城市污水任意排放到江河中造成了污染;很多城市虽然建了污水处理厂,却长期不能满负荷运行;有些建了污水处理厂,却没有建设污水收集系统,污水处理厂无污水可处理;也有一些城市缺乏足够的运行费用。因而造成水污染泛滥,城市污水利用成为无米之炊。

2 污水再生利用可行性分析

水是自然界中唯一不可替代,也是唯一可以再生的资源。人类使用过的水,污染杂质只占0.1%左右,比海水3.5%少得多,其余绝大部分是可再用的清水。污水经过适当再生处理,可以重复利用,实现水在自然界中的良性大循环。但长期以来,水资源按“开采-利用-污水排放”的方式使用,最后以排放的方式被消耗。污水排放量占开采量的比重很大,而实际利用量却很少。城镇供水的80%转化为污水,经收集处理后,其中70%可以再次循环安全使用。这意味着通过污水利用,可以在现有供水量不变的情况下,使城镇的可用水量增加50%以上,这是一笔巨大的资源,相当于开辟了一个新水源。城市污水的再生利用是开源节流、减轻水体污染、解决城市缺水的有效途径之一。节约用水最有效的措施就是污水再生利用,这是解决水资源短缺最经济的办法,也是以循环经济的理念贯彻可持续发展战略的重要措施。

2005年我国城市污水集中处理率达到45%,这给污水利用创造了基本条件,所有污水处理厂都可将污水再次适当处理后利用。如果污水利用率平均达到20%,则利用量可达40亿立方米,是正常年缺水60亿立方米的67%。即通过污水再生利用,可解决全国城市缺水量的一多半。所以有专家认为,只要搞好污水利用,就可以缓上南水北调工程。

3 城市污水再生利用对策

污水再生利用是一项系统工程,是介于给水和排水之间的一门新兴学科,需要有政策法规保障和各种有效措施。

3.1 完善法规和制度建设

首先必须制定再生水利用的强制性政策法规。要求在城市各项用水中,能够使用再生水的场合,必须强制使用再生水。制定合理的水价格体系,体现优水优价,适当拉大自来水与再生水之间的价格差,以引导市民的用水行为,体现使用再生水的经济效益,提高水资源的利用效率。

此外应制定中水标准、中水设计和施工的法规和规范,推进城市污水资源化。例如制定再生水利用水质的标准,加强对工业废水排放进入城市下水道的水质控制,现行工业废水排放至下水道的水质标准要严格实施,要特别注意传统的污水处理工艺不可能去除物质,必须在源头予以控制。应该促进工业清洁生产,减少废水量、降低污染负荷,推进环境友好的工业、生产工艺以保障污水利用的安全性。

3.2 正确进行污水处理厂的规划和设计

在编制各项市政专业规划时,必须同时编制污水再生利用规划,做到污水再生利用工程与其它工程同步设计、施工、验收。在编制城市道路市政管线综合时,必须预留再生水管道的位置,有条件的路段应预埋再生水管。污水处理厂和收集系统的规划要考虑废水再生利用的目标,废水的收集系统一定要跟废水处理厂同时、同步建设。再生水处理设施的布局应集中与分散相结合,既体现规模效益,又减少利用水管道的投资,对于城市再生水管道供水困难的地区,应该鼓励建设中水设施。

做到规划先行,污水处理与再生利用设施的设计建设,应依据城市总体规划和水环境规划、水资源综合利用规划以及城市排水规划的要求,合理确定污水处理与再生利用设施的布局和设计规模,优先安排城市污水收集系统的建设。污水处理厂的规划设计,要根据污染物排放总量控制目标、城市地理地质环境、受纳水体功能、污水排放量和污水再生利用等因素,确定厂址、建设规模、处理程度和工艺流程,做到布点合理、规模适度。城市污水的处理与再用方式,应根据城市的经济发展、自然环境条件、地理位置等因素来选择。

3.3 合理确定再生水利用途径

在城市供水中,50%~80%是工业用水,工业用水中80%是水质要求不高的冷却用水,所以污水再生利用的主要对象是工业,抓住工业用水,污水再生利用才能缓解城市水资源紧张。城市利用之后的外排水再送到郊外,还可以作为农业灌溉。

再生水的用途还有很多,例如市政、景观环境、地表水和地面水的补给等,在选择利用途径时要考虑到经济合理性。应该优先选择水质要求低的利用对象,使得利用前的处理程度越低越好;应该尽量缩短输水的距离,就近回收、就地利用,采取“先近后远、先易后难”的原则,逐步扩大再生水的用户和用量,以便减少建设和运行费用;应该注意选择多个利用对象,以便实现时间的供需平衡;应该努力实现地表水与地下水的联合调度,利用地下蓄水层,让净化后的再生水充分发挥其作用;按照“优水优先、一水多用、重复利用”的原则,城市草地花木浇灌、建筑施工、道路洒水、汽车冲洗等必须优先使用再生水。

3.4 切实保障污水资源化的安全性

在城市污水再生利用过程中,安全性是非常重要的,不能只注重大力推广污水的再生利用,而不注意到保障水的安全问题。必须在绝对安全的前提下,尽可能将污水的处理与利用相结合,逐步提高污水的再生利用水平。

污水再生利用要特别注意防止对环境卫生的影响,防止造成传染病的可能性。如果再生水用于工业,要保证工业品的卫生质量,不能破坏工业用水系统,例如水质是否会损害工业冷却水管道系统;如果要补给饮用水源,则更要注意饮用水源的安全性;如果再生水用于农业灌溉,要保证农作物的卫生质量、田地土壤的质量、地下水的质量不受到影响。

为了避免工业废水对城市污水处理厂和再生利用设施正常运行的破坏,要建立实行城市排水许可制度,对排入城市污水收集系统的工业与商业废水的重金属、有毒有害物质含量进行严格的控制,确保城市污水处理与再生利用设施的安全有效运行。必要时,应强制要求排污企业对排入污水收集系统的废水进行一定的厂内预处理,去除废水中对生物处理具有毒害作用的物质、生物处理难去除的物质,以及影响污水再生利用的物质,使其达到规定的排放标准。

摘要：本文分析了目前城市污水再利用的现状,及其污水再生利用的实施对策。