城市再生水回用

城市再生水回用（精选8篇）

城市再生水回用 篇1

我国是一个水资源严重短缺的国家。在全国660多个城市中,有400多个城市缺水,其中108个为严重缺水城市。随着工业化和城市化的急速发展,资源型和水质型双重缺水特征凸现,已成为制约我国经济社会可持续发展的重大瓶颈。为了应对水资源供需日益尖锐的矛盾,按照传统的开源节流方式已难以解决水资源短缺的根本问题。因此,开发利用非常规水资源显得非常紧迫。城市污水再生利用是开源节流、减轻水体污染、改善生态环境、缓解水资源供需矛盾和促进城市经济社会可持续发展的有效途径。

1 国内外再生水回用现状

再生水是指各种排水经处理后,达到规定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水,是国际公认的 “城市第二水源”。 再生水回用可减轻污水治理工程的投资规模、处理负荷,还可促进区域水资源的有效利用,世界各国对城市污水再生利用都十分重视。

1.1 国外再生水回用状况

美国、日本、以色列、南非、澳大利亚、俄罗斯等国城市污水再生利用已非常普及[1]。美国[2,3]自1920年在亚利桑那州修建第一个分质供水系统以来,其城市污水再生利用已从试验研究阶段进入生产应用阶段。再生水作为一种合法的替代水源,成为美国城市水资源的重要组成部分,利用的范围涉及农业、工业、地下水回灌和娱乐等方面。美国各州的再生水标准不一,针对不同的回用对象制定的标准也不一样,但都很严格。美国环保局于1992年提出再生水回用建议指导书,包括了废水回用各个方面,如回用处理工艺、水质要求、监测项目与频率、安全距离和条文说明等。

以色列[2,4,5]是在中水回用方面最具特色的国家,已把再生水作为国家水量平衡的重要组成部分。20世纪60年代,回用所有污水被以色列列为一项国家政策,规定污水如果没有用尽,不可采用海水淡化,城市的每一滴水至少回用一次。截至1987年,以色列已建成210个市政再生水利用工程,100%的生活污水和72%的市政污水已得到回用,回用规模最大为20万m3/d,最小为27m3/d。目前,以色列46%的再生水直接回用于灌溉,其余的33.3%和20%分别回灌于地下或排入河道。日本[2,6,7]于1955年开始再生水利用。1978年,受节能政策调整和城市水荒的影响,日本从中央到地方均制定了中水利用指导计划。从1980年开始,以东京为首的中水利用设施建设迅速发展起来。2002年,日本共建设了各种中水利用设施2789处,城市污水集中处理回用和分散处理回用的再生水所占的比例很大。日本政府对中水供水设施建设和水价都有较高的补贴,通过减免税金、提供融资和补助金等手段大力推广。其他国家[2,8],如波兰、墨西哥、沙特阿拉伯、阿根廷、巴西、智利、秘鲁、科威特、塞浦路斯、突尼斯等国的污水再生利用也较普遍。

1.2 我国再生水回用状况

我国再生水利用起步比国外晚,最先由建设部在“六五”专项科技计划中列入了城市污水回用课题,分别在大连、青岛两地做试验探索,之后经历了“七五”至“九五”期间的技术储备和示范工程引导阶段,在2001年以“十五”纲要明确提出污水回用为标志,进入全面启动阶段[9]。再生水利用在我国北方城市开展较早,自1987年以来北京市政府先后制定了一系列再生水设施建设管理的相关政策和再生水利用的相关标准[10]。2003年,北京开始规模利用再生水,到2010年再生水利用量达6.8亿m3,已成为北京水资源的重要组成部分。按照“十二五”时期经济社会发展目标预测,到2015年北京市再生水用量将达10亿m3[11]。

近年来,南方城市也开始重视再生水的开发与利用。昆明市通过制订出台和修订完善《昆明市城市中水设施建设管理办法》和《昆明市城市节约用水管理条例》,再生水利用工作得到了迅速推进。昆明再生水利用以分散式为主,截止2009年11月已建成215座分散式再生水利用设施,总设计规模累计达6.93亿m3/d;在建设施163座,设计处理规模4.2万m3/d[12]。总之,我国城市污水再生利用的规模还较小,二级处理出水的深度处理基本套用常规给水处理工艺,一般仅限于局部利用或处理厂内部利用,与当前城市污水再生利用的多元化需求极不相称。

1.3 再生水的回用途径

回用于工业[5,13]:再生水回用于工业的具体用途有冷却用水、洗涤用水、锅炉用水、工艺和产品用水。1999年我国工业用水重复利用率约为53%,远低于发达国家75%的水平。随着经验逐步丰富和技术不断成熟,我国先后建成了大量的污水回用工程。如大连市春柳河水质净化厂是我国第一个再生水回用示范工程,回用于化工厂做冷却和工艺用水;太原市北郊污水处理厂将再生水送至太原钢厂作为直流式锅炉冷却水等。

回用于农业[13,14,15,16,17,18,19,20]:再生水回用于农业被视为缓解农业水资源短缺和促进农业增产的有效措施。发达国家农业再生水的使用比例为65%。澳大利亚农场从1897年开始利用再生水灌溉;以色列全国1/3的农业灌溉使用城市再生水;美国有45个州开展了污水回用于农业;日本从1977年开始实行农村污水处理计划,已建成2000余个污水处理厂,多数用于水稻和果园灌溉。 1957年,我国建工部联合农业部、卫生部把污水灌溉列入国家科研计划,开始兴建污水灌溉工程,灌溉面积从1957年的1.15万hm2增加到1972年的9.3万hm2。1972年我国制定了污水灌溉暂行水质标准;1998年我国的污水灌溉面积已达361.8万hm2,占总灌溉面积的7.3%,其中约90%分布在水资源严重短缺的黄、淮、海、辽四大流域。2002年,农业部在青岛、天津、成都和兰州建立了部、省、县三级城市污水再生回灌农业安全控制实验室和800hm2的试点示范基地。由于我国城镇污水大多为混合污水,水质成分复杂多变,尤其是有机污染的扩大和增长,同时由于污水灌溉的理论与技术研究和监控管理体系严重滞后,长期大量的污灌对土壤、地下水、农作物和人体健康存在不利影响。因此,再生水的安全农业回用必须采取对再生水源头进行控制和分类管理,制定相关控制标准和规范,建立再生水回灌示范区,健全污水灌溉监测设施,确保农产品质量和农田生态安全。

回用于城市杂用:再生水用于城市杂用包括冲厕、道路清扫、城市绿化、车辆冲洗、建筑施工和消防用水。2001年颁布的《北京市中水设施建设管理试行办法》规定:建筑面积5万m2以上或可回收水量大于150m3/d的居住区和集中建筑区必须建设中水设施[21]。2006年,北京已建成投入使用160多个中水设施,处理能力达到4万m3,日回用水量约2.4万m3,回用于冲厕、洗车、绿化等[9]。2003年12月1日起天津市实施的《住宅建设中水供水系统技术规定》中明确规定:新建住宅必须按照规定设计并使用中水供水管道或自循环中水处理系统,未按规定实施住宅中水供水系统的工程将不予竣工备案[22]。在再生水各种回用中,城市杂用水与人体接触的概率最大,对人体健康的影响至关重要。但目前我国的《城市污水再生利用城市杂用水水质》除浊度、溶解性总固体、BOD5 、氨氮、阴离子表面活性剂、铁、锰等常规指标外,尚无重金属、农药、有机污染物、内分泌干扰物等有毒有害指标以及反映水质安全的关键性指标,如综合毒性指标、特异性指标、AOX及VOCs等。

回用于景观环境[23,24,25,26,27] :美国于1932年在旧金山建立了世界上第一个将出水再利用为公园湖泊观赏用水的污水处理厂;日本也曾在1985—1996年用再生水复活了150多条河道的景观功能;以色列半干旱地区的大多数城市河流中流淌的都是再生水。 “七五”和“八五”期间,我国在天津、泰安相继开始了城市污水回用于景观河道和景观水体的研究。“十五”期间,先后建成了一系列示范工程。北京高碑店污水处理厂、天津市补充生态居住区的景观水体工程、纪庄子污水处理厂等,在一定程度上将再生水回用于公园、河湖作为补充水。北京陶然亭公园、龙潭公园和大观园公园三个湖体自2000年开始以再生水作为补充水源,但在使用再生水过程中每年夏季水体都会出现严重的蓝藻爆发、颜色变绿、观赏鱼体型明显变小等水体富营养化症状,近年来还伴有水华出现时间早、持续时间延长的现象,水体已经变成浓绿色粘稠状。可见,再生水补充景观水体用水也存在一定的风险。

回用于地下水回灌[5,13,28] :美国加州再生水回灌地下始于20世纪70年代,回灌比例由1991年的14%增加到1995年的27%。德国是欧洲开展再生水回灌较早的国家,柏林20世纪70年代将再生水用于地下水回灌,经地质净化后重新抽取作为饮用水。Langen市从1979年起为解决地下水位下降问题,将深度处理的污水通过土壤渗滤补充地下水。日本、法国、瑞士等在再生水回灌方面也开展了大量工作并取得了丰富的经验。再生水用于地下水回灌对再生水的水质要求很高,需要高级深度处理技术的支持,回灌前须经生物处理(包括硝化与脱氮),还必须有效去除有毒有机物与重金属。一旦回灌水质达不到要求,将会对地下水含水层造成污染。我国再生水用于地下水回灌的技术研究刚刚起步,“九五”期间清华大学承担的“城市污水地下回灌技术研究”攻关任务,为我国地下水回灌示范工程的建立奠定了技术基础。

2 中水处理工艺及技术

2.1 常用中水处理工艺

在技术方面,再生水在城市中的利用不存在任何技术问题,目前的水处理技术可将污水处理到人们所需要的水质标准。滤料过滤处理系统出水可满足生活杂用水和一般工业冷却水等用水要求;微滤膜处理系统出水可满足景观水体用水要求;反渗透处理系统出水水质好于自来水水质标准。

中水处理工艺流程应根据中水原水的水量、水质和中水使用要求等因素进行技术经济比较后确定。处理工艺可分为预处理、主处理和后处理部分[22]。预处理包括格栅、调节池;主处理包括混凝、沉淀、气浮、活性污泥曝气、生物膜法处理、二次沉淀、过滤、生物活性炭、土地处理等主要处理工艺单元;后处理为膜滤、活性炭、消毒等深度处理单元。不同水源的中水处理流程[29]有所不同:①以优质杂排水为原水时,主要处理目的是去除原水中的悬浮物和少量有机物,其流程为:原水→格栅→调节池→物化处理→消毒→中水。②以污水厂二级处理出水为原水时,需进一步进行深度处理,其流程为:二级处理厂出水→调节池→混凝、沉淀(澄清)→过滤→消毒→中水。③以综合生活污水为原水时,需同时去除水中的悬浮物和有机物,其流程为:原水→格栅→调节池→生物处理→沉淀→过滤→消毒→中水。

2.2 中水回用技术

主要有:①生物处理技术。利用微生物的吸附、氧化分解去除污水中的溶解性有机物,有好氧和厌氧生物处理。一般以好氧处理较多,包括活性污泥法、接触氧化法、生物转盘等处理方法。该技术具有去除有机物效果好、生物处理效果稳定、剩余污泥产量低、抗冲击负荷等优点。②物化处理技术。以混凝沉淀(气浮)及活性炭吸附相组合为基本方式,主要用于处理优质杂排水[30]。与传统的二级处理相比,提高了出水水质,但运行费用较高。③膜处理技术。以超滤(微滤)、反渗透为代表的膜技术处理出水,其水质和感官指标均优于传统的处理工艺,且SS去除率很高,占地面积小,但投资和运行成本相对较高。膜生物反应器(MBR)[29]是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术。与传统的生化水处理技术相比,MBR具有处理效率高、出水水质好、设备紧凑、占地面积小、易实现自动控制、运行管理简单的特点[31]。

3 我国污水再生利用水质标准

再生水水质标准是关系公众健康、生产安全和维系再生水回用事业发展的关键。污水经处理后能否回用,主要是取决于再生水水质是否达到相应的再生水水质标准。污水水质和回用对象情况复杂,使用再生水的范围非常广,为了使再生水供水水质既满足大多数再生水用户的要求,又避免因采用过高的标准导致再生水处理成本增高而不利于污水再生回用的推广,我国陆续制定和颁布了有关城市污水再生利用的系列标准。如《再生水水质标准》SL368—2006、《城市污水再生利用分类》GB/T18919—2002、《城市污水再生利用城市杂用水水质》GB/T18920—2002、城市污水再生利用景观环境用水水质》GB/T18921—2002、《城市污水再生利用工业用水水质》GB/T19923—2005、《城市污水再生利用地下水回灌水质》GB/T19772—2005、《城市污水再生利用农田灌溉用水水质》GB20922—2007。此外,《城市污水再生利用补充水源水质》目前正在制定中。这些关于污水再生利用的水质标准,组成了较为完整的标准系列。在污水再生利用的实际工程中,要根据再生水目标用户的相关水质要求,参照城市污水再生利用系列标准的各类水质指标进行。

4 我国城市再生水利用的问题与对策

4.1 城市污水再生利用存在的问题

主要是:①缺乏系统规划。目前,我国尚未建立城市污水再生利用规划指标体系。绝大多数城市污水处理厂只要求达标排放,没有考虑污水的规模回用。大多数道路在建设时未考虑安装中水管网系统,有些道路甚至无法安排管道,不但限制了中水的大量回用,而且造成工程的重复建设和投资增加。②配套设施建设严重滞后。城市污水的收集与处理是城市污水再生利用的重要前提条件,但目前我国的污水处理设施及其配套的城市污水管网建设严重滞后于城市发展。③缺乏相关政策法规保障。城市再生水利用需要健全的法制保障和全面统一的管理,而我国城市污水再生利用的法规还不健全。迄今为止,我国还没有一部由全国人大制定的“中水回用法"或“鼓励再生水利用法",已有的规范性文件多是行政法规,其规定过于笼统,对规范地方再生水行业发展的指导性不强。④水价形成机制不合理。我国目前的水价以补偿供水运营成本、减少财政补贴为目的,没有体现水作为稀缺资源的价值。各种用水的比价关系不科学是造成中水回用进展缓慢的主要原因。⑤市场化、产业化程度低。目前,城市污水处理设施建设的投资渠道单一,主要依靠政府财政拨款,直接导致了经营管理上的政企不分、政事不分,造成中水处理和再生企业缺乏活力,投资效率低下,严重阻碍了污水处理市场的发育,制约了污水处理和再生利用投资运营良性机制的形成。⑥再生水利用意识淡薄。目前,广大用水户对再生水利用还存在疑虑。同时,各行业对再生水回用的意识还较淡薄,阻碍了再生水的广泛利用。

4.2 促进城市污水再生利用的对策

主要是:①加强组织领导,建立协调机制。城市再生水利用潜在用户广、涉及部门多、任务重,必须加强组织领导,建立高效有序的工作机制,统筹谋划好再生水工作。②完善法律法规,强化执法监督。逐步建立健全再生水利用的相关法律法规和标准体系,建立健全节约用水、再生水回用监督检查、责任考核和责任追究制度和社会评价和举报机制,保障再生水回用力度,推行有利于再生水利用的政策,鼓励开发利用再生水。③健全水价体系,推动市场需求。制定合理的地表水、地下水、自来水、再生水、污水处理费之间的比价关系,拉大再生水与自来水水价差,对各类用户根据其各自特性核定基本用水量,实行满足基本用水需求后的高梯度水价,真正做到优水优用。④加大政府投入,拓展融资渠道。政府应采取一定的激励政策以促进污水再生利用产业的发展,如对再生水技术开发者、生产者给予信贷优惠,对使用再生水的生产者、经营者给予减免税政策,对再生水利用示范项目给予必要的补助。随着再生水工程的扩大与增多,单靠政府的资金不足以满足日益兴起的再生水回用的需求,反而会阻碍其发展。因此,拓展投融资渠道,鼓励和吸引各种所有制经济参与投资和经营,把城市再生水生产利用由政府行为转变为社会承办,实现投资主体多元化、运营主体企业化、运作管理市场化的发展模式。⑤依靠科技进步,促进中水利用。不断依靠科技进步,研制和开发中水回用的新技术、新途径,同时努力提高管理人员和技术人员的技术水平。

5 结语

城市污水回用是一个涉及社会、经济、环境等多个领域的系统问题,除与再生回用技术措施有关外,还与城市的经济发展状况、水资源的开发利用程度、人口规模、城市生态环境以及政策、公众教育程度等有关,而且这些因素是随时间变化的动态变量,可见城市污水回用具有相当的难度。因此,必须通过法律、行政、经济、技术等手段,将城市再生水纳入水资源的统一管理和调配,为国民经济和社会可持续发展提供可靠的支撑。在“21世纪国际城市污水处理及资源化发展战略研讨会"上,我国建设部指出“中国将会全面启动污水资源化工程,并在此领域广泛加强与国外的技术合作和技术交流",表明中国未来的几年城市对再生水利用的投资与需求将迅速升温。

摘要：中国面临着严重的水资源危机,城市生活污水经适当处理再生后回用,可在很大程度上缓解水资源紧缺的状况。介绍了国内外城市再生水回用状况和我国的再生水水质标准,阐述了城市再生水回用可能存在的主要问题,并在此基础上提出了城市再生水安全回用的对策建议。

关键词：城市再生水回用,现状,存在问题,对策

城市再生水回用 篇2

摘要：为了较合理地确定再生水水量和水质的优化分配问题,以使用再生水的净效益为目标函数,建立了能反映再生水在不同水质要求的用户之间进行水量分配的非线性规划(NLP)模型,并以西安市为例,采用该模型进行了污水再生回用系统的优化计算.结果显示,西安市在近期和中期对再生水的`需求潜力较大,污水再生回用工程规模的增长率可达10%,且以集中处理回用为主,城市生态建设对再生水的最大需求量约25×104m3/d;水价对再生水在生态方面的使用影响较大,合理地调整水价可有效刺激对再生水的需求.作 者：徐志嫱 黄廷林 王晓昌 魏红 XU Zhi-qiang HUANG Ting-lin WANG Xiao-chang WEI Hong 作者单位：徐志嫱,魏红,XU Zhi-qiang,WEI Hong(西安理工大学,环境科学研究所,陕西,西安,710048)

黄廷林,王晓昌,HUANG Ting-lin,WANG Xiao-chang(西安建筑科技大学,环境与市政工程学院,陕西,西安,710055)

再生水回用项目融资模式分析比较 篇3

关键字：再生水回用；融资模式；分析比较

为缓解目前我国北方地区水资源紧张的状况，再生水回用已经在诸如北京、天津等城市得到一定程度的应用。但是同其它城市水务项目类似，再生水回用工程也存在着投资金额大，资金回收周期长的问题。在目前政府财力有限的情况下，项目资金问题严重制约着再生水回用的应用与发展。因此，寻找有效的项目融资方法和途径，对于加速再生水回用事业的进一步发展，促进水资源高效使用，缓解部分城市供水紧张状况有着重要的现实意义。

一、项目融资的概念

项目融资是指以项目资产、收益作抵押来融资，本质上是资金提供方对项目的发起人无追索权或有限追索权（即无担保或有限担保）的融资贷款。对于再生水回用而言，项目的收益来自再生水的销售收入，再生水的广泛应用前景和可以预期的稳定的市场需求使其完全适合于项目融资，因为资金提供方在决定是否发放贷款时是将项目本身的收益潜力作为首要的因素考虑。

再生水回用项目融资时，至少有三方参与：首先是项目的发起方，通常是政府或者由政府管理的国有机构；其次是再生水回用项目公司，是项目发起人以股东身份组建，在法律上与政府或国有机构分离；第三方为资金提供方，也就是投资者。当愿意提供资金的投资者不止一个时，可以通过招标的形式确定第三方投资者。图1表示的是再生水项目融资时各方之间的关系。

通过项目融资可以有效解决政府财政紧张，无力发展再生水回用的窘境。同时也

可以吸收更多民间资金或国外资金参与到城市水务工程中。目前随着资本市场的不断发展，对再生水回用项目主要可以采用BOT、TOT和TBT等项目融资的实现形式。

二、BOT项目融资模式

BOT（Build-Operate-Transfer）的含义是“建设—经营—移交”，指政府将一个工程项目的特许经营权授予私人投资者，投资者在规定的特许期内负责项目设计、融资、建设和经营，回收投资并获取利润，特许经营期结束后将项目所有权移交给政府的一种项目融资模式。再生水项目采用BOT融资模式的实质是将再生水回用工程的建设和经营管理民营化。这种模式对于目前我国再生水回用的发展有着明显的促进作用：既可以通过吸收大量的社会闲散资金和国外资金来减轻政府的财政负担，又可以将政府的投资风险转移到民营机构中去。再生水项目利用BOT模式融资的实现过程如图2所示。

以BOT融资模式建设再生水回用工程必须考虑以下几个问题：

（1）再生水项目为公益性项目，投资者为回收成本获取利益，往往会忽视消费者利益，政府在招标和授予特许经营权的时候应予以必要的限制。

（2）政府将风险转移到民营机构是以出让特许经营权为代价，因而会在相当长的一个时期内无法从再生水项目中获取收益。

（3）对投资者而言，招投标过程中是否中标的不确定性使得前期可行性研究和初步设计费用有可能变成沉入成本，自身投资风险较大。

三、TOT项目融资模式

TOT（Transfer-Operate-Transfer）意为移交-经营-移交，它是在BOT融资模式上的发展，政府将已经建成的设施（如再生水处理设施、污水处理设施或输水管线等）的产权和特许经营权移交给投资者经营，投资者以该设施在约定时间内的收益为基础，一次性地付给政府一笔资金，约定期满后，再将设施交还政府。

再生水回用项目利用TOT模式融资的实质是政府加快收回建设水处理设施的投资。利用收回的投资，能够进一步扩大再生水回用的发展规模，提高再生水项目的开发效率。其实现过程如图3所示。

比较图2和图3的实现过程，可以看出投资者获取再生水项目的特许经营权后，TOT模式下，可以直接经营该项目，而BOT模式中必须经过项目的建设阶段。因此采用TOT模式使得投资者前期费用的风险降低，同时由于项目已经建成，其运营风险也得到了很好的控制，投资者只需将精力更多地集中在考察项目的获利能力和取得项目后的经营管理上。这一点对于投资者有着更大的吸引力，从而更有利于再生水项目资金的融通。

四、TBT项目融资模式

TBT（Transfer-Build-Transfer）项目融资模式是BOT融资模式和TOT融资模式的结合，是项目融资的另一种实现形式，意为“移交-建设-移交”，在这种融资模式下包含两个项目，政府将一个已建成的项目的设施和特许经营权通过有偿（或无偿）的方式转让给投资者，目的是为了新建一个BOT项目。投资者可以从已建和新建的项目中同时获取收益，而政府的收益来源则是转让资金或者新建项目收益。两个项目的特许经营期满之后，其设施由投资者移交政府。再生水项目采用TBT融资模式可以加速项目资金回收，盘活已有固定资产，促进再生水项目的发展呈现稳步递进的态势，其实现形式主要包括有偿转让和无偿转让两种。下面以污水处理厂作为已建项目，再生水回用作为待建项目加以说明。

1.有偿转让的TBT模式

投资者与政府通过签订TOT协议有偿转让已建成的污水处理厂的全部设施和特许经营权，政府一次性的从投资者手中获取一笔资金，同时政府再与投资者签订再生水项目的BOT协议，但是新的BOT协议中，政府所获取的资金要参与其中。这样通过签订转让污水厂和再生水项目的特许经营权，使得政府和投资者在这个过程中都成为受益者。有偿转让的TBT模式如图4所示。

2.无偿转让的TBT模式

所谓的无偿转让指政府与投资者签订TOT协议转让污水厂的设施和特许经营权时是无偿的，但前提是在新建的再生水的BOT项目中直接参与收益的分配。其实现过程如图5。

在TBT项目融资模式中，已建项目是新建项目得以实现的前提和基础，对于政府和投资者均存在需要相互考察的问题。政府在招标的过程中要严格审查投资者的资格，对投资者的技术力量、财务状况等方面均需一定的限制；同时投资者也必须对已建项目和待建项目的收益水平做出合理的评估，使投资风险降到最小。

五、案例分析

某市现有污水处理厂一座，日处理能力15万m3，污水厂周围建有热电厂、钢铁厂、焦化厂及化工厂等用水量较大的企业。为缓解该地区供水不足的问题，改善区域环境状况，政府拟在污水处理厂的基础上，以二级出水为原水，建设再生水回用工程，处理规模为10 m3/d。经估算，包括污水深度处理工程和管网建设在内需投资人民币9000万元。

如果仅仅依靠政府财政投资，很难在短期内争取到足够的资金。考虑到再生水回用项目附近有众多再生水用户，其收益较为可靠，因此可以依托再生水的收益和已有的污水处理厂，采用项目融资的方式来筹措再生水项目建设所需的资金。

（1）BOT融资模式：政府以再生水项目的特许经营权为条件，由投资者负责整个项目的设计、建设和经营管理，待特许经营期满后收回再生水项目的全部设施。

（2）TOT融资模式：政府可以将再生水项目建成之后，以特许经营权为条件将项目转让给投资者进行经营管理，一次性收回项目的投资，减少国有资金占用时间，待特许经营期满之后收回项目的全部设施。

（3）有偿转让的TBT融资模式：政府首先将现有的污水处理厂特许经营权转让给投资者，获得资金后投入到再生水回用项目，以出资人的身份与投资者共同对新建项目进行建设、经营和管理，待两个项目的特许经营期满之后将其收回。

（4）无偿转让的TBT融资模式：政府将现有的污水处理厂的特许经营权无偿转让给投资者，但前提是直接参与新建后的再生水回用项目的收益分配，特许期满之后将两个项目的设施收回。

六、结论和建议

再生水回用项目是占用资金较大的基础性建设项目，当政府无力投资但又急需发展此类项目时，就应考虑通过项目融资的方式获得再生水项目的建设资金。由于再生水较为稳定的市场和收益使得利用BOT、TOT和TBT等融资模式为项目筹措资金成为可能。尤其是在我国西北地区，水资源供应紧张的同时经济发展也相对缓慢，利用再生水缓解水资源紧张状况的同时往往会遇到资金不足的问题，因此利用项目融资获得项目建设资金成为解决再生水回用的应用与发展的有效途径。

作者单位：西安建筑科技大学管理学院

参考文献：

[1]刘晓君.工程经济学[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

再生水回用处理方案研究 篇4

新疆某电厂建设2×350MW间接空冷发电机组, 配2×1200t/h超临界、一次中间再热燃煤锅炉。全厂水源为污水处理厂来再生水。再生水主要水质指标为:溶解固形物1286.6mg/L, 重碳酸根离子333.2mg/L, 氯离子135.4mg/L, 磷酸根离子5.9mg/L, 氨氮26.6mg/L, 钙离子180.4mg/L, 镁离子47.1mg/L。

2 再生水处理系统方案

电厂建设一套再生水处理系统, 根据再生水水质指标, 拟采用以下两种再生水深度处理方案:

方案一:石灰法;方案二:膜生物反应法 (MBR) 。

3 技术比较

3.1 再生水处理系统出水用途

再生水处理系统产水不仅作为循环冷却水系统补充水和机组的工业水, 还用作锅炉补给水处理系统的水源。其用户用水量见表3-1。

3.2 再生水处理系统设计出水水质

由上可知, 锅炉补给水处理系统及循环水系统作为再生水的主要用户, 其对进水的水质要求决定了再生水的处理方案。

3.2.1 锅炉补给水处理系统对进水水质要求

锅炉补给水处理系统采用超滤、反渗透、一级除盐和混床系统, 其中, 反渗透的设计回收率为75%, 被处理水在反渗透内将浓缩4倍。根据再生水水质, 经过膜软件计算, 当反渗透的回收率为75%时, 即使使用阻垢剂也不能阻止磷酸钙和碳酸钙的结垢, 当反渗透的回收率降至70%时, 使用阻垢剂的情况下, 磷酸钙仍有结垢倾向, 所以锅炉补给水处理系统要求必须对原水采取除磷措施。

3.2.2 循环水系统对补充水水质要求

GB50050-2007《工业循环冷却水处理设计规范》中规定, 再生水作为间冷开式循环系统补充水时, 其总磷应小于1mg/L;根据循环水的运行工况, 其浓缩倍率为4, 经过计算, 磷酸钙和碳酸钙在浓缩4倍的循环水中有严重的结垢倾向, 所以循环水补充水要求必须对再生水采取除磷和降低暂硬措施。

3.3 再生水深度处理方案的选择

综上所述, 再生水深度处理系统不仅要降低再生水的暂硬, 还要有效降低再生水中的总磷, 并且要求磷的残留尽量低 (原水中钙离子含量较高, 达180.4mg/L) , 以便符合后续系统进水水质要求。

3.3.1 石灰法深度处理系统的功能

石灰法主要用作除去原水中的暂时硬度、总磷、重金属离子和悬浮物, 同时辅以杀菌剂, 可以达到有效除去有机物的效果, 能对再生水污染物进行更为全面的净化, 满足设计出水水质要求。其出水水质如下:

碱度≤50mg/L (以Ca CO3计) ;总磷≈0;SS≤2mg/L。

结合再生水水质分析报告和系统设计出水水质得知, 再生水深度处理系统需要除去再生水中的碱度、硬度、总磷, 石灰法正好可以满足这些要求。

3.3.2 MBR深度处理系统的功能

MBR是由高效膜分离技术与传统活性污泥法相结合的新型污水处理工艺。它采用膜分离取代传统的重力沉降过程, 实现了高效的固液分离效果。MBR对水中COD、BOD、SS、氨氮的去除效果可以达到90%、93%、95%和90%, 但是它只有在一定氨氮含量的情况下才能部分除去碱度。采用生物法除磷时, 磷一般以生物质的方式储存在污泥中, 最终通过排泥才能除去, 而MBR的特点是泥龄长, 排泥量少, 反而不利于磷的排出, 造成磷在水中二次溶解, 最终除磷效果一般;而且MBR不能除去硬度, 所以MBR方案不能很好满足锅炉补给水处理系统和循环水系统的补水要求。

3.3.3 再生水处理方案的选择

综上所述, 石灰法处理系统能有效去除再生水中的暂硬、总磷、重金属离子和悬浮物, 满足后续水处理系统的运行要求, 而MBR法只能除去部分碱度, 不能有效除去再生水中的总磷, 造成后续反渗透设备易结垢, 回收率降低等, 故推荐再生水采用石灰法深度处理方案。

具体工艺流程如下:污水厂来再生水→机械搅拌加速澄清池→双室过滤器→循环水系统和补给水处理系统

4 经济比较

方案一初投资约580万元, 年运行费用约70万元;方案二初投资约950万元, 年运行费用约139万元。

5 结论

在技术上, 方案一比方案二更能有效去除再生水中的暂硬、总磷、重金属离子和悬浮物, 满足后续水处理系统的运行要求。

在经济上, 方案一比方案二节省投资约370万元, 而且其运行费用远低于方案二。

综上所述, 方案一在技术上可行, 在经济上合理, 因此本工程的再生水推荐采用石灰软化处理方案。

摘要：新疆某电厂采用再生水作为全厂用水水源, 本文根据再生水水质, 结合锅炉补给水处理系统中反渗透装置的运行要求, 将石灰法和膜生物反应法 (MBR) 进行技术经济综合比较, 确定一种技术可靠、经济合理的再生水回用处理方案。

关键词：再生水,石灰法,MBR,磷酸钙垢,碳酸钙垢

参考文献

[1]戴建强, 郑敏.城市中水回用于电厂循环冷却水的处理技术实例[J].环境科学与管理.2008 (08) :108~111.

城市再生水回用 篇5

1 污水处理厂及再生水利用现状

1.1 污水厂现状

太原市在运行污水处理厂有6座(分别为杨家堡污水处理厂、河西北中部污水处理厂、北郊污水处理厂、赵庄污水处理厂、南堰污水处理厂、世纪阳光污水处理厂),总设计处理能力62.8万t/d,2012年实际处理量为52.54万t/d。另外,太原市在建污水处理厂1座(城南污水处理厂,设计处理能力20万t/d),计划于2013年年底前竣工投运。

1.2 再生水回用现状

北郊污水厂较早回用太钢作为工业用水,目前回用量约1.5万t/d;杨家堡污水厂多年前就已经将出水用于农业灌溉,出水长期用于园林绿化,但是农灌并未形成体系,也从未收费,只是近年来才意识到,但也只是象征性的收取,园林等市政杂用水只限于车拉,用量极其有限。杨厂出水2001年回供太化集团,由太化集团铺设回用管道,日用量2.4万m3,但由于太化搬迁,目前已停止回供。近年来,高新区的一些小型企业也回用杨厂水作为冷却水使用。赵庄污水处理厂作为太钢企业污水处理厂,其出水基本全部回用作为冷却用水,日回用量约14.5万t/d。2012年太原市再生水利用率为29.88%(见表1)。

2 太原市再生水回用制约因素分析

长期以来,人们把使用过的水称为“污水”,总是把这种水与“污垢”“肮脏”等形象相联系,难以相信和接受它还能再用。事实上水在自然界中是唯一不可替代,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,即可以重复利用,实现水在自然界的良性循环。城市污水就近可得,易于收集,易于上理,数量巨大,稳定可靠,不受制于天、不受制于人。作为城市第二水源,要比海水、雨水来得实际,比长距离引水花钱更少,实现污水资源化,对保障城市安全供水具有重要的战略意义。作为一个缺水型城市来讲,太原市有着丰富的污水资源,每日排放近70万t污水,为了解决太原市水资源紧张的情况,太原市在城市污水再生回用方面作了大量的努力和工作。目前制约中水回用的因素如下:

1)人们对中水的认识有误区,对中水回用的安全性仍有顾虑,再生水原水毕竟是污水,即便是园林灌溉等用户在使用方面也存在着疑虑。

2)输配设施落后,除杨家堡供太化、北郊供太钢两条管网外,基本上没有中水输配管网。

3)再生水回用政策不健全,没有明确的回用法律、法规。政策导向不明显,缺少对回用水的总体规划和政策优势。

3 再生水水质回用标准分析

随着太原市污水处理厂升级和改造项目的完成,污水处理水质标准偏低的问题已基本得到解决,目前,杨厂、河西厂、北厂等大中型污水处理厂的出水水质均达到国家GB 19918-2002一级A标准,并且几项主要指标基本符合再生水回用于景观水体标准及循环冷却系统补充水标准。三项水质标准对比见表2。

4 太原市再生水利用市场分析及设想

4.1 市场分析

4.1.1 工业企业用水

太原市作为一个煤、电、化工重工业地区,水资源短缺已成为直接影响当地社会经济发展的瓶颈之一。经对我市用水企业调研,电力、冶金、煤炭、机械等行业是再生水回用的主要行业,其再生水需求量占工业再生水总需求量的80%以上。其中,太原钢铁(集团)有限公司、国电第一热电厂、大唐第二热电厂三家企业的工业循环冷却水为用水大户,太钢集团可回用再生水5万t/d、一电厂可回用再生水7万t/d、二电厂可回用再生水3万t/d。每日共需15万t。目前,太钢集团和二电厂用水主要由自来水公司补给;一电厂用水主要由汾河水库补给。另外,太原市城南污水处理厂将于2013年年底建成投运,届时将有超过15万t/d的再生水可供使用,清徐工业园区工业用水需求量为10万t/d。

4.1.2 城市景观用水

太原市目前有各类景观湖、河、公园水体十余个,大部分景观水体的水源主要是汾河上游水库来水,供水距离较长,经济性较差。并且由于上述各类水体补水为季节性补水,补水周期为3个~4个月,容易导致各类水体的富营养化。因此,将再生水回用于河湖景观用水,将景观水体作为第二主要回用对象具有十分重要的意义。太原市目前主要景观水体有汾河公园、城西水系(途经森林公园、黑龙潭、饮马河公园、西海子公园、南海子公园,入迎泽公园)、学府公园、晋阳湖等四个水体,基本属于封闭性湖泊类水体,水体极易变质。由于蒸发渗漏量较大,目前均采用汾河水库补水。可通过补充再生水使景观水形成流动性水体,解决水体污染问题。经过测算,汾河公园、城西水系、学府公园、晋阳湖四个景观补充用水日需水量分别约5万t/d,2.5万t/d,2万t/d,5万t/d。

4.1.3 城市杂用

根据城市市政杂用水标准,污水厂周边区域的绿化、浇灌、马路冲洗、洗车行、建筑施工等均可利用污水厂的再生水。目前,按照就近原则,太原市园林、环卫等相关部门作业时已在积极使用再生水。根据再生水回用工业企业、回用景观用水的方向,可在其中水管线建设时,沿线设立取水码头,逐步推广再生水在城市杂用中的使用。

4.1.4 水源热泵

再生水在不影响其他用途的前提下,可以应用再生水水源热泵技术,用于建筑的供热和制冷。目前再生水用于水源热泵技术的项目有杨家堡污水处理厂水源热泵项目和河西北中都污水处理厂水源热泵项目,运行效果良好,但是由于管网、经费、用户等因素,供热面积和中水使用量都很小。为此,已编制完成太原市再生水资源余热利用规划方案,拟在污水厂周边区域和沿已有或计划铺设的再生水主管线附近区域内实施水源热泵项目,经过测算,太原市再生水作为冷热源,可以满足约550万m2的采暖需求和300万m2的制冷需求。

4.2 设想

北郊污水处理厂3万t出水回供于城西水系作为景观补充水。

杨家堡污水厂出水3万t用于学府公园景观水,8万t用于太原一电厂循环,剩余部分作为晋阳湖补充水。

河西北中部污水厂8万t沿汾河供上游太钢及二电厂作为循环冷却水,多余部分作为汾河景观的补充水。

城南污水厂出水10万t用于清徐工业园区工业用水。

届时,太原市再生水利用量将达到45万t左右,再生水回用率将达到60%的水平,见表3。

万t/d

5 结语

通过对城市污水处理厂再生水的积极探索、推广、利用,不但会有效改善太原市的生存环境,而且可以成功的缓解太原市水资源短缺的状况。该文有机的结合了污水厂再生水回用及城市地理、环境、规划,充分论证了太原市再生水回用的方向,为将来再生水回用奠定了良好的基础。另外,再生水回用方面,一是还有待完善相应的政策、法规,明确再生水逐步替代新鲜水供应工业企业、景观、市政杂用水的强制性实施计划,建立激励机制,利用政策和经济杠杆的双重作用来推动再生水事业的发展;二是需要大力宣传再生水回用的经济性、可行性和安全性,增强全体市民对再生水的认识,提高社会对再生水的心理接受能力,为再生水的发展创造良好的环境,实现环境效益和经济效益的双赢。

摘要：通过对太原市再生水利用现状、制约因素、水质标准及潜在用户的分析,阐述了太原市污水再生利用的方向,并提出了一些设想,以期拓宽太原市再生水回用市场,提高再生水回用率。

关键词：污水厂,再生水,回用,水质标准

参考文献

[1]李纯.国外再生水回用政策及对我国的启示研究[J].环境科学与技术,2010(6):23-25.

[2]周彤.污水回用决策与技术[M].北京:化学工业出版社,2002.

阜新市城市污水再生回用问题探讨 篇6

关键词：污水处理厂二级出水,再生回用,第二水源

阜新市地处辽宁省西北部, 是以煤、电为主的工业城市, 城市的形成是随着煤炭工业的开发和发展而逐步建立起来的。长期以来, 城市生活污水和工业废水未经处理直接排放, 使市区内最大的河流细河受到严重污染, 不仅使阜新水资源环境受到破坏, 细河下游段的锦州、朝阳市也受到了影响。2001年, 利用德国政府贷款进行的阜新市城市污水处理工程开始筹建, 工程主要包括沿细河铺设的一条约25公里的截流干管和一座日处理能力为10万吨的污水处理厂。2003年十月份该工程的截流干管工程开工建设, 2OO4年六月份厂区土建工程开工建设。到2OO9年污水处理厂开始全面运行。

随着污水处理厂的建成和运行, 有效地改善了城市生活污水和工业废水对环境的危害, 取得了良好的社会效益和环境效益。但是如何使污水处理厂正常运行是政府及污水处理运行企业所要面对的重要问题。在我国, 污水处理厂的运行费用主要靠政府财政支持, 资金不足使一些污水处理厂运行十分困难, 虽然开始征收“污水处理费”, 但收费额度都低于污水处理成本。因此, 将城市污水处理厂的二级出水, 再经深度处理, 回用于工业企业或作为景观用水, 这不仅使污水处理厂可以获得一定的售水收入, 维持正常运转, 也是城市长远发展, 节约宝贵的水资源的明智之举。

污水回用就是将污水处理厂处理后的达标污水用于不同目的。一般来说, 污水处理厂的二级出水水质只能达到排放的要求, 需经进一步处理才能用作回用水。回用水也称再生水或中水, 城市污水回用主要用于冷却、除尘、冲渣和接触产品或原料但不影响产品内在质量的初级加工用水以及城市绿化、车辆冲洗、建筑施工、冲厕等。污水回用在西方发达国家发展较早。美国加利福尼亚州早在1918年就鼓励污水再生、循环与回用, 60年代以后得到广泛的应用, 并制定了相应的规范准则。我国城市污水处理起步较晚, 从80年代才开始进行污水回用的研究。近年来随着我国加大对水资源污染的治理, 许多城市都已经建成或正在兴建污水处理厂。同时我国又是淡水资源严重缺乏的国家, 回用水作为第二水资源得到了越来越多的重视。目前国内外已有许多工程实例, 分别将中水用于景观及环境用水、工业冷却、纸浆漂洗等不同用途, 取得了一定的经验。

虽然污水回用得到了越来越多的重视, 但实施污水回用并不是一件简单的事情, 它受各地区自然条件、水资源及供需情况、社会经济条件、政府的政策、公众情绪等多种因素的影响, 另外, 回用水的水质及环境质量要求始终是污水回用的核心问题。从国外污水回用的发展经验看, 污水回用的范围和规模还比较有限。主要应用于农业灌溉、工业用水, 其次是环境和景观用水。

与现有工业水源相比, 回用水有以下优点:水量可靠, 不需要长距离取水管线和泵站, 如果污水厂与工业区较近, 那么也能减少供水距离, 从而降低工业制水成本和供水费用。但从水质看, 回用水肯定达不到工业用水的供水水质指标。保证用户的水质要求和卫生安全是污水回用的重要问题。

虽然回用水能满足工业用水的水质要求, 但卫生和环境的风险还是存在的。这也是影响公众情绪, 能否取得广泛支持的关键。这就要求污水回用设计合同、运转可靠, 并且具备完善的管理措施, 保证回用水的水质稳定, 尽可能减少卫生和环境的危害。

阜新市的第一座污水处理厂—城市污水处理厂已完善了中水回用系统, 经深度处理后的部分中水用于阜新发电厂的冷却用水及城市景观用水。

阜新市城市污水处理厂按原设计属二级污水处理厂, 污水经二级处理后排入细河。二级处理工艺采用先进可靠的A/O工艺, 出水指标为CODcr小于等于100mg/l, BOD5小于等于30mg/l。工业冷却水对水质的要求较高, 二级处理污水还需经三级处理, 进一步降低二级出水中的悬浮物和BOD, 去除氮、磷等营养盐及某些非生物降解的有机物浓度, 防止回用水系统内藻类和微生物的繁殖, 达到污水回用的目的。三级处理工艺和给水工艺基本一致, 按照出水水质的不同要求, 可以由以下工艺组合:混凝沉淀、过滤、活性炭吸附、离子交换、反渗透、消毒等。阜新市城市污水处理厂的中水主要供给阜新市发电厂作为其的冷却用水, 根据用户的需要及国内外污水回用应用于工业用水的经验, 其三级处理采用如下工艺:混凝-沉淀-过滤-消毒。这个工艺属传统工艺, 具有成熟的运行和管理经验, 运行可靠, 出水水质稳定。

阜新是个严重缺水的城市, 能够作为城市供水的水源很少, 城市供水已成为限制城市发展的瓶颈。随着阜新的经济发展, 城市用水需求愈来愈大, 开辟新的供水水源迫在眉睫。虽然阜新市城市污水处理厂的中水回用工程已完工, 但还没有正式运行, 经验较少。为了加快阜新经济的发展, 解决阜新市水资源紧张的现状, 对阜新市中水回用存在的问题及对策做如下探讨:

1污水回用应建立在公众广泛支持、用户乐于使用的基础上, 虽然回用水作为工业用水有较大的市场潜力, 但不少用户对使用回用水会有疑虑, 甚至反感, 这需要政府部门采取措施, 大力宣传, 积极鼓励使用回用水。

2对于新成立的企业, 政府给予一定的政策, 鼓励其使用回用水。

3对于新建的小区、楼群, 规划部门将应用回用水的问题考虑进去, 与上水管路统一规划, 使回用水用于冲洗厕所等功能得以实现, 拓宽回用水使用途径。虽然这是一项漫长的工程, 但没有开始, 就永远不会实现。

4对于我们北方城市, 每家都有供热管线, 如果在非取暖期把供热管网用于输送中水, 可以改变供暖企业的工作格局, 还可以使管网得到良好的保护和及时的维修。

参考文献

城市再生水处理工艺 篇7

关键词：再生水,混凝过滤,膜处理

1 引言

我国是个水资源缺乏的国家, 随着经济的高速发展, 水资源缺乏的问题日益突出, 虽然早在20世纪50年代我国就开始采用污水灌溉的方式回用污水, 但真正将污水深度处理后回用于城市生活和工业生产是近十几年才迅速发展起来, 在地球上, 只有大约0.6%的水资源是可以被人类所利用的, 而且分布也及其不均。据有关资料显示, 目前中国有400多个城市缺水。正常年均缺水达到60×108m3, 预计2030年缺水量将达到400~500×108m3, 因此水资源短缺和水污染加剧所形成的水危机也已经成为21世纪中国所面临的最严峻的问题之一[1~3]。

2 再生水使用现状

目前, 再生水处理是为了满足城市污水处理回收利用的要求, 对城镇污水处理厂二级处理达标之后的水进行三级处理的深度处理工艺, 常规的处理工艺主要包括混凝沉淀、过滤、高级氧化、离子交换、人工湿地以及膜法处理工艺等, 国内再生水的用途主要有:农田灌溉, 生活杂水, 河道补水, 清洁景观用水, 工业冷却循环水等。

3 再生水常规处理工艺

3.1 混凝沉淀过滤工艺

这种组合工艺主要是通过化学法将水中的胶体和微粒等物质凝聚起来, 形成体积较大的颗粒物质, 再通过滤池中生物膜的生物过滤和降解作用将废水中的污染物质截留处理, 从而使出水水质提升。滤池在运行过程中需要定期反洗, 现场操作人员需要根据出水水质和水量的变化确定反洗周期, 反洗水通过底部流入, 在滤料填充区形成湍流, 从而使老化的生物膜随着水流的剪切力脱落下来[4]。

这种组合工艺由于造价低、占地面积小, 在城市污水处理厂深度处理过程中得到了广泛的应用。

3.2 臭氧氧化工艺

臭氧具有很强的氧化性, 其不仅能氧化水中的无机物, 还能氧化很多难以生物降解的有机物, 臭氧可以直接与水中的有机物进行反应, 缓慢地将有机物分解, 也可以在碱性特殊条件下生成羟基自由基等中间产物, 羟基自由基再间接地氧化有机物、微生物等。臭氧工艺还可以有效去除水的色度、浊度、悬浮固体以及异臭味, 通过调节臭氧量和反应时间, 使出水清澈透明。另外, 臭氧还可以用来杀毒, 杀死水体中的病原菌, 并且其对温度和pH值的适应性很好, 实验证明, 臭氧的杀毒效率比氯更快[5]。

臭氧氧化法与常规水处理方法相比具有显著的特点, 对于生物难降解处理效果好, 降解速度快, 占地面积小, 自动化程度高, 无二次污染、浮渣和污泥产生量较少, 同时杀菌、漂白、防垢效果较佳[6]。随着科技的发展, 臭氧在水处理工程中的应用越来越广泛, 虽然目前各项技术和配套工艺还处于起步阶段, 但臭氧工艺在水处理领域的潜力越来越大, 随着专业技术开发工作不断深入研究, 臭氧氧化法一定会在水处理领域尤其是再生水处理领域得到更多青睐。

3.3 人工湿地工艺

人工湿地是由人工建造的表面类似沼泽的地面, 是一个综合性的人工生态系统, 主要利用土壤、滤料、表面植被及系统运行过程中微生物的物理、化学、生物3重协同作用, 对污水进行深度处理。其作用机理包括吸附、滞留、过滤、氧化还原、沉淀、微生物分解等, 在系统运行过程中, 微生物是降解水中污染物的主要工具, 通过微生物的日常呼吸代谢, 废水中的大部分有机物都能得到降解和通话, 成为其细胞的一部分。

人工湿地与传统的处理工艺相比, 运行成本低, 管理简单便捷, 整个处理过程基本采用重力流, 无能耗, 日常维护仅需定期收割植物, 部分工艺可利用现有条件, 将湿地改造成景观池, 改善居民居住环境, 因此, 此工艺适合在土地资源充裕的地区投资建设。目前, 人工湿地根据水流态的不同, 主要分为3种:表面流人工湿地、潜流人工湿地和垂直流人工湿地, 与传统的污水处理厂比较, 其建设运行成本可降低50%。

3.4 膜处理工艺

膜处理技术是指通过利用特殊的有机高分子或无机材料所制成的膜 (半透膜) , 通过利用对混合物中各组份的不同选择渗透作用, 以外界能量作为推动力, 对混合物液体实现分离提纯和富集等操作, 其出水水质稳定、占地面积小, 操作方便, 对原水水质适应性好, 分离效果显著, 无污泥处理压力, 在水处理工艺中得到了广泛的应用, 但造价和运行管理费用比较高, 在运行过程中需要保持一定的膜压差, 能耗大, 需要定期对膜系统化学清洗以保证出水水质, 管理不善就会造成膜污染及堵塞, 影响系统运行。同时, 膜的平均寿命在5~8年, 现有的更换成本虽然已经在逐年降低, 但跟常规工艺相比, 仍然较高[7,8]。

目前常用的再生水的膜处理技术根据截留精度的差异分成了微滤, 超滤和纳滤3种: (1) 微滤技术。微滤技术介于常规过滤和超滤之间, 所使用的微滤膜多为均质膜, 膜整齐, 均匀的多孔结构。膜孔径0.2~20μm, 根据微滤膜性质主要分为有机微滤膜和无机微滤膜2种。有机膜材料容易被污染, 其表面易于原水中的腐殖酸类有机物产生交联作用;无机膜材料虽然造价高但稳定性强, 因此大多数再生水处理工艺中以无机膜为主要材料; (2) 超滤技术:超滤是介于微滤和纳滤之间的膜处理技术, 膜孔径在3~100nm之间, 主要通过筛分及膜表面的静电作用对水进行分离处理。近些年科技发展, 出现了外加振动方式的超滤设备, 像振动膜工艺, 就是在原有膜技术基础上通过改造, 更好地实现了污染物分离。超滤在水处理工艺中主要针对大分子微粒, 但因为其孔径较大, 在实际工艺中滤除效率一般, 对水中溶解性有机物去除效果不理想; (3) 纳滤技术。纳滤膜为低压RO膜, 膜孔径一般在纳米级以下, 主要用于软化水处理, 去除为污染物, 硝酸盐, 病毒和天然有机物等, 其处理效果受膜表面的电荷量影响, 电荷量越大, 对水中离子的去除效果越好, 因此, 为了保证处理效果的稳定性, 纳滤膜表面电荷量需要控制在一定范围内。

4 结语

城市污水经过处理后回用是解决目前城市用水危机和实现水的科学合理循环利用的重要途径之一。在实际应用过程中, 再生水处理工艺有很多种, 在工艺的选择时, 不仅要根据处理目标要求进行选择, 同时也要对源水性质进行分析论证, 结合运行成本及维保成本综合考虑, 有条件时, 应进行必要的实验论证, 以找出最经济合理的工艺。

参考文献

[1]陈益明, 刘坤, 郑涛, 等.城市污水回用现状及发展趋势[J].净水技术, 2003, 22 (5) :34~36.

[2]黄国忠, 王启山, 董晓伟, 等.新型再生水处理工艺的研究[C]∥国家建设部.2004年全国城镇污水处理工程建设与技术研讨交流会论文集.北京:国家建设部, 2004.

[3]程国斌, 白青.我国再生水利用现状与发展趋势[J].水处理信息报导, 2006 (1) :3~6.

[4]潘孝宇, 宋乾武, 李秀金.化学混凝与曝气生物滤池组合工艺用于再生水处理中试研究[J].环境科学研究, 2005, 18 (6) :64~67.

[5]王宝贞, 王欣泽, 李冰, 等.优质饮用水的消毒方法[J].哈尔滨工业大学学报, 2002, 34 (4) :478~482.

[6]潘理黎, 郑红艾, 浮建军.臭氧及联用技术在水处理中的应用[J].环境技术, 2003, 21 (1) :29~31.

[7]王栩涵.膜处理技术在再生水处理上的选择应用研究[J].科技致富向导, 2014 (24) .

城市再生水氯消毒及其试验分析 篇8

当前, 我国的水资源紧张状况仍然没有得到有效的缓解, 尤其在再生水的回收利用方面还应该加强支持力度。而在城市再生水的回收利用过程中, 安全性是大家关注的普遍问题, 其中消毒又是保证再生全安全的重要措施。通过有效的消毒, 可以将水中的原微生物消灭, 从而保证水质的安全。不过关于该部分内容的研究目前并不深入, 尤其针对再生水的消毒来说, 还有很大的进步空间。在这种情况下, 氯消毒作为一种有效的解决途径受到了人们的普遍关注。因此, 其作为当前城市再生水消毒的重要途径, 对其研究具有非常重要的现实意义。基于此, 文章对相关的内容展开了详细的探讨。

2城市再生水的主要处理工艺

文章即将探讨的某城市再生水的工艺流程图如图1所示, 该处理厂每日能够生产数万吨的再生水, 对于消毒进行研究具有非常重要的现实意义。

在再生水的处理工艺流程中, 主要包括混凝沉淀、CMF-s (浸没式连续微滤膜) 过滤、RO (反渗透) 与O3 (臭氧) 、氯消毒等, 其中臭氧与反渗透能够基于实际情况进行比例的调整。针对文章所探讨的氯消毒来说, 主要存在着两个加氯的位置, 正如上图中所示, 第一个加氯消毒位置是在混凝沉淀之前, 通过这次加氯能够为CMF-s工艺的保护提供重要的保障;而第二个加氯的位置则位于RO与臭氧工艺处理之后, 即将进入清水池之前, 该处加氯主要是通过管道来加的, 如果在出口的位置对水质检测未达到标准的话还需要重新补加氯。同时, 在文章的再生水处理工艺流程中, 所采用的消毒剂为液氯, 而具体的添加量则是基于实际情况进行人工调节的。

3城市再生水氯消毒的相关理论

3.1城市再生水氯消毒的原理

氯气属于有毒气体的范畴, 比空气重, 有着极强的氧化性, 在一定的环境条件之下能够液化, 文章所分析的加氯消毒, 主要是将其加入到再生水中, 达到消灭其中存在的微生物的目的。在具体的消毒过程中, 并非是氯气本身的消毒作用, 而是其与水发生水解反应所生产的次氯酸的过程, 其相关的化学反应式主要如下所示:

d2+H2O=HCIO+HCL

在上式中的HCIO还能够进一步离解成为次氯酸根离子与氢离子:其生成的为中性的分子, 其本身的分子量是很小的, 并不带有电性, 其能够有效穿透生物膜, 大多数微生物的生物膜带负电, 再生水加氯后会与次氯酸结合, 使之穿透细胞膜进入微生物的体内。而且, 次氯酸的氧化作用还能够将细胞内的多种酶细胞破坏掉, 从而终止其生理活动, 继而使得整个微生物失去活力并且死亡。

3.2城市再生水氯消毒的主要影响因素

目前, 对城市再生水氯消毒效果带来影响的主要因素有温度、p H、初始氯浓度、接触时间、有机物以及氨氮等等。其中温度、初始氯浓度以及接触时间主要体现在余氯的衰减上, 而下文也将结合氯衰减的影响因素展开相关的实验分析。一般情况下, 温度越高, 杀菌的效果越好, 这是因为伴随着温度的上升, 会促进次氯酸向着细胞之内扩散并加快他们与酶的反应, 因此, 能够取得良好的杀菌效果。同时, 较短的接触时间以及较高的初始氯浓度也能够有效保证消毒效果。同时, 这些因素对加氯量的影响还是以季节为周期的, 具有一定的规律性。

4城市再生水氯消毒的实验研究

水质、投氯量都会对氯衰减带来一定的影响, 对于再生水运行工艺中最佳投氯量有着一定的影响。在再生水中, p H值相对比较稳定, 因此, 文章主要结合加氯量、TOC、温度、以及氨氮等四个因素对氯衰减的影响进行了实验分析, 分别得到了四个氯衰减的结果曲线。

(1) 加氯量的实验研究。为了有效分析加氯量与氯衰减之间的关系, 取用再生水厂的臭氧工艺出水, 然后分别投加不同浓度的氯, 分别将水样初始氯浓度控制在不同的四个浓度中, 然后在其他的因素下, 对不同时刻的总余氯浓度进行记录, 以得到在不同初始氯浓度下的氯衰减的情况, 结果如图2 (1) 所示。 (2) TOC的实验研究。TOC, 也即是总有机碳, 是表示水中有机物质总量的综合指标, 在按照相应的要求选定了水样之后, 用蒸馏水稀释到不同的有机物浓度, 加入相同的初始氯浓度, 同时保证p H条件、温度, 测定出不同时刻的总余氯浓度, 结果如图2 (2) 所示。 (3) 温度的实验研究。在化学反应平衡以及化学反应速率的影响因素中, 温度是一个主要的因素, 无论是参与化学反应中还是杀菌效果, 氯的衰减都和温度有着直接的关联。同样, 高温与氯自身的衰减速度有着直接的关联, 务必需要对不同温度下的再生水厂的实际投氯量进行研究。相关的实验结果如图2 (3) 所示。 (4) 氨氮的实验研究。在选定了实验水样之后, 在水样中分别加入不同浓度的氯化铵溶液并摇匀, 在五分钟之后加入次氯酸钠溶液使加氯量为4mg/L, 恒温、避光, 对不同时刻的总余氯量浓度进行测定, 相关的结果如图2 (4) 所示。

5结束语

总之, 在城市再生水的消毒中, 氯消毒是一种有效的措施, 目前已经得到了广泛的应用, 不过, 不同的因素对于消毒的效果也有着很大的影响, 因此, 通过文章的实验, 希望能够为氯消毒中对各种因素的控制提供一种良好的参考。

摘要：目前, 城市再生水作为有效解决我国城市水资源紧张的现状, 受到了普遍的关注, 因此, 文章主要结合作者的实践工作经验, 首先分析了城市再生水的主要处理工艺, 然后详细探讨了城市再生水氯消毒的相关理论, 包括氯消毒的原理和影响因素等, 最后结合加氯量、TOC、温度, 以及氨氮等四个因素对氯衰减的影响进行了实验分析, 希望可以为同类的实践研究提供一定的借鉴意义。

关键词：再生水,氯消毒,试验

参考文献

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