我國污水再生利用及其發(fā)展

1、我國污水再生利用現(xiàn)狀及其發(fā)展摘要：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展、氣候的變化，加之城市人口的不斷增長，水資源短缺已經(jīng)越來越明顯。開源節(jié)流成為社會(huì)發(fā)展中必須去思考的課題之一，而傳統(tǒng)的給水水源（河湖水和地下水），已不能進(jìn)一步“開發(fā)”。另外，以我國現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)實(shí)力，海水淡化在很長一段時(shí)間內(nèi)仍不會(huì)成為我國開源的對(duì)象。因此，污水的再生利用被給予了很大的重視。從傳統(tǒng)的污水灌溉到如今的中水回用，我國的污水再生利用技術(shù)也已有了很大的進(jìn)步。但是，與國外先進(jìn)國家相比，我國的污水再生利用技術(shù)仍然還很落后。再生水質(zhì)不達(dá)標(biāo)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不健全、人們開源意識(shí)不強(qiáng)，這些都是我國污水再生利用技術(shù)發(fā)展的障礙和今后努力的方向。

2、關(guān)鍵詞：市政工程，水資源，污水再生利用，地下水補(bǔ)給Abstract：With the development of our economy and society and the change of climate, and the growing population of cities, the shortage of water resources has become more and more obvious. Opening source and throttling has become a subject that must be thinking about. While t

3、he traditional source of water supplythe water from lakes and rivers already cant further development. And seawater desalination in a very long period of time wont be the object of our source in Chinas ability of economy and technology. Therefore，the reuse of recycling water was given a lot of atten

4、tion. From the traditional wastewater irrigation to todays water reuse, our countrys reuse of recycling water technology has made a great progress. But, compare with the advanced countries, our countrys reuse of recycling water technology is still backward. Reuse water quality is below standard, inf

5、rastructure constructions are not completely constructed, peoples consciousness of opening source is still not built. These are all obstacles of our reuse of recycling water technology and our future direction.Keywords: Municipal engineering, Water resource, reuse of recycling water, groundwater rec

6、harge污水再生利用定義污水再生利用是指污水經(jīng)過處理，將有用物質(zhì)加以回收利用，并按處理后的水質(zhì)狀況重新利用。它是污水收集、處理再生和重復(fù)利用的統(tǒng)稱，包括污水凈化再利用、實(shí)現(xiàn)水循環(huán)的全過程。在國內(nèi)，對(duì)污水再生利用的認(rèn)識(shí)也經(jīng)過了一個(gè)不斷進(jìn)步的過程，同時(shí)也是污水再生利用不斷得到重視的過程。由污水再生利用的定義可知，它包括兩方面：其一是“將有用物質(zhì)加以回收利用”；其二是“處理后的水重新利用”。雖然定義中這兩者都有涉及，但是在我國污水再生利用發(fā)展的很長一段時(shí)間內(nèi)，只是簡單地將“水”部分重復(fù)利用，對(duì)污水中含有的其他潛在資源的回收利用重視程度并不大。隨著我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，資源需求量逐漸增長，資源短缺越來越

7、明顯，人們對(duì)污水中的潛在資源物質(zhì)也越來越重視。人們對(duì)市政污水中磷回收的越來越重視就是很好的一個(gè)例子。磷在自然界中主要以天然磷酸鹽巖石、鳥糞層巖石等形式存在。磷在人工開采使用或經(jīng)天然侵蝕后，其歸宿大多是通過陸地河流流入大海，最終沉積在深海的沉積層中。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，沉入深海中的磷只有很少的一部分可通過淺海魚類或海鳥被帶回陸地，而絕大部分的沉積磷需經(jīng)漫長的地質(zhì)活動(dòng)后才有可能被重新提升到陸地上來，以至于磷在生物圈中絕大部分是單向流動(dòng)，從而使之成為一種不可更新、難以替代的寶貴資源。我國磷儲(chǔ)量雖然位居世界第三位，但也僅能維持我國再使用70年左右的時(shí)間，這其中還包括含有絕大部分的非富磷礦。人類對(duì)磷的利用主要是

8、合成磷肥供農(nóng)業(yè)生產(chǎn)使用，磷對(duì)人類社會(huì)的生存和發(fā)展之重要性由此可見一斑。在此背景下，國家和科研機(jī)構(gòu)開始把對(duì)廢水中磷的回收作為污水處理的重大課題，這同時(shí)也帶動(dòng)了對(duì)其他資源的回收利用。對(duì)污水再生利用的另一個(gè)認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)變是建立在對(duì)污水的認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)變基礎(chǔ)上的。很久以來人們在處理污水的過程中只是簡單的把污水看作是污染源，以此來設(shè)計(jì)處理工藝和流程。但是隨著科技進(jìn)步和人們認(rèn)識(shí)的不斷轉(zhuǎn)變，污水污染源的角色逐漸淡化，代之的是資源和能源的載體。污水本身是一種可以重復(fù)利用的水資源，污水中的COD是一種含能物質(zhì)，污水中的磷是一種可以回收再生的潛在磷資源，污水的溫度也是一種可以加以利用的能源。國內(nèi)污水再生利用現(xiàn)狀我國的污水再生利

9、用自古有之，農(nóng)村廣泛應(yīng)用的尿液灌溉一直沿用至今。人們將產(chǎn)生的尿液收集起來，作為一種肥料灌溉菜園或田地，一方面解決了尿液的處置問題，另一方面也獲得了作物的經(jīng)濟(jì)豐收。城鎮(zhèn)的發(fā)展建設(shè)中，雖然早在19世紀(jì)50年代就開始采用污水灌溉的方式回用污水，但真正將污水深度處理后回用于城市生活和工業(yè)生產(chǎn)則是從80年代以后幾十年才發(fā)展起來的。最先采用污水回用的是大樓污水的再利用，然后逐漸擴(kuò)大到缺水城市的各行各業(yè)。1990年我國將“污水凈化與資源化技術(shù)研究”列入“八五”國家科技攻關(guān)計(jì)劃，組織了城市污水資源化和土地處理與穩(wěn)定塘系統(tǒng)的科技攻關(guān)并建立了示范工程，研制成套技術(shù)設(shè)施并推廣應(yīng)用，其中部分研究成果已經(jīng)應(yīng)用于天津紀(jì)莊

10、子污水處理廠的改造工程中。又如太原市北郊污水處理廠將深度處理后的污水回用于太原鋼鐵工業(yè)冷卻水，大慶乘風(fēng)莊污水處理廠的二級(jí)處理水經(jīng)深度處理后直接注入地下作為石油開采用水。1982年青島就將中水回用為市政及其他雜用水，從而緩解了水資源短缺。北京市于1984年開始進(jìn)行中水回用工程示范，并在1987年出臺(tái)的北京市中水設(shè)施建設(shè)管理試行辦法中明確規(guī)定：凡建筑面積超過2104m2的旅館、飯店和公寓以及建筑面積超過3104m2的機(jī)關(guān)科研單位和新建生活小區(qū)都要建立中水設(shè)施。技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀我國的污水再生利用起步較晚，因此城市在發(fā)展再生水利用初期缺乏一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，加之限于經(jīng)濟(jì)條件，在再生利用的初期，所采用

11、的工藝流程基本思路是給水處理中的“老三樣”混凝、沉淀和過濾。污水經(jīng)過一級(jí)、二級(jí)處理后不再直接排放，而是增加一個(gè)后續(xù)深度處理，其中通常也包括氯消毒工藝。流程圖如下：二級(jí)出水混凝沉淀過濾該工藝能有效去除二級(jí)處理出水的懸浮物、膠體雜質(zhì)和細(xì)菌，使再生水擁有廣泛的適用范圍，具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但是該工藝流程在沒有強(qiáng)化之前，不能有效地去除色度、濁度、臭味和溶解性有機(jī)物，且氯化過程會(huì)導(dǎo)致有有機(jī)鹵化物的形成。處理水質(zhì)較差也不穩(wěn)定，但基本達(dá)到城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可以滿足市政、景觀雜用。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著國家大力支持和國內(nèi)科研水平的提高，許多新技術(shù)被應(yīng)用到污水

12、再生利用工程中，以膜技術(shù)為主的組合工藝，以活性炭為主的組合工藝，氨吹脫技術(shù)和臭氧氧化等技術(shù)被用來滿足對(duì)再生水水質(zhì)的特殊要求。同時(shí)，國內(nèi)大部分再生水廠都進(jìn)行了強(qiáng)化升級(jí)改造。再生水質(zhì)進(jìn)一步提高并可以有效控制其穩(wěn)定性。以青島海泊河污水處理廠污水再生利用為例，強(qiáng)化后的工藝流程圖如下：主題思路仍然為混凝沉淀過濾，進(jìn)水為兩段活性污泥法處理后的二級(jí)出水?？紤]到處理的經(jīng)濟(jì)成本，再生工藝設(shè)計(jì)為兩段并列流程。出水水質(zhì)最好能達(dá)到SS=5mg/L，濁度=57NTU，色度=30倍（稀釋倍數(shù)）BOD5=10mg/ L，CODCr=50mg/L。另外，青島市在其他水廠的再生水升級(jí)改造中應(yīng)用了還應(yīng)用了比較先進(jìn)成型的砂濾池組、

13、臭氧脫色消毒等工藝，再生水質(zhì)進(jìn)一步提高。再以北京各污水廠污水再生利用為例。在21世紀(jì)以前，北京市的二級(jí)出水為劣五類，尚不能全面、安全地的加以利用。進(jìn)入21世紀(jì)后，北京開始污水資源化的嘗試。2001年以高碑店處理廠二級(jí)出水為水源，采用混凝、沉淀、過濾處理工藝，日生產(chǎn)再生水17萬噸，水質(zhì)達(dá)到城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。從2008年開始，北京政府決定對(duì)市內(nèi)各主要污水廠陸續(xù)進(jìn)行升級(jí)改造，下表是北京市主要污水廠升級(jí)改造后所采用的工藝流程：高碑店預(yù)臭氧接觸池反硝化（硝化）濾池砂濾池 清河污水廠過濾器膜處理系統(tǒng)臭氧接觸池酒仙橋處理廠砂濾池臭氧接觸池北小河污水處理廠生物濾池壓力膜系統(tǒng)經(jīng)過此次改造升級(jí)

14、后，再生水質(zhì)有了明顯提高，進(jìn)一步減少了對(duì)環(huán)境可能造成的不良影響。下表是改造前和改造后處理水質(zhì)的比較：上述的幾個(gè)例子所應(yīng)用的處理技術(shù)在實(shí)踐中得到了較好的效果，進(jìn)一步降低了再生水對(duì)環(huán)境可能造成的不良影響。但是，處理后的出水目前基本應(yīng)用于非飲用領(lǐng)域。根據(jù)我國的水資源形勢和發(fā)展?fàn)顩r，污水再生間接或直接飲用是必然趨勢。在該領(lǐng)域方面，國外也已走在了我國的前列，其中新加坡很大一部分再生水用于飲用。在國內(nèi)一些缺水比較嚴(yán)重、污水排放限制比較嚴(yán)格的地區(qū)也零星開始了再生飲用的研發(fā)。比較有代表性的像重慶渝中區(qū)的“糞水”再生飲用工程，日處理糞便500噸，最大處理能力550噸，日處理污泥13噸，占地13000平方米。處理

15、工藝流程如下：沉降凝慮消化降解除磷脫氮污泥消化凈水制取“糞水”經(jīng)過此處理流程后，能達(dá)到市售純凈水的水質(zhì)，甚至比起更好。但是此項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)處于起步實(shí)驗(yàn)階段，并沒有廣泛的推廣起來?？傊?，我國目前的再生水處理技術(shù)縱向比較有很大進(jìn)步，在污水處理、再生水利用發(fā)展過程中，科研院所、高等院校和設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)為工藝優(yōu)化、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)政策引導(dǎo)、新設(shè)備材料的研發(fā)和生產(chǎn)做出了積極探索和不懈地努力，取得了卓有成效的成果。但同時(shí)應(yīng)該看到橫向比較與國外還有一定的差距，而且全國各地再生技術(shù)參差不齊。另外，就目前國內(nèi)的再生技術(shù)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)開源節(jié)流的號(hào)召和彌補(bǔ)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源水質(zhì)和水量的要求。因此，在未來的發(fā)展中，新的經(jīng)

16、濟(jì)可靠的再生技術(shù)必將成為發(fā)展重點(diǎn)之一。再生水利用途徑現(xiàn)狀我國自19世紀(jì)80年代污水再生利用以來，發(fā)展迅速，應(yīng)用范圍也迅速擴(kuò)大。由最初的農(nóng)業(yè)灌溉到如今的市政景觀用水，甚至少量再生飲用水，污水再生正越來越普及到社會(huì)各方面。隨著我國污水處理事業(yè)的蓬勃發(fā)展，面對(duì)水資源的危機(jī)，為了開發(fā)和有效利用污水資源，各地在新建和改造城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的同時(shí)增設(shè)了污水再生利用設(shè)施，在2007年時(shí)全國再生水利用就已達(dá)到了434.6萬立方米/日，年污水再生利用總量達(dá)15.8億立方米。已成為城市景觀環(huán)境生態(tài)補(bǔ)水、濕地、工業(yè)、發(fā)電、農(nóng)業(yè)和城市雜用等不可缺少的水資源。各地在再生水利用上各具特色，北京為實(shí)現(xiàn)生態(tài)奧運(yùn)對(duì)全市的污水廠做

17、出了升級(jí)改造，還提出污水處理達(dá)到四類水標(biāo)準(zhǔn)，為環(huán)境提供優(yōu)良的生態(tài)水，并配套出臺(tái)了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和水價(jià)；太原市再生水用于工業(yè)和城市環(huán)境風(fēng)景線300多米寬、十余公里長的汾河水體補(bǔ)水，改善了城市景觀和小氣候，榮獲了國家環(huán)境治理示范獎(jiǎng)；天津市率先利用膜技術(shù)將污水再生引入特大的梅江居民區(qū)，天津?yàn)I海新區(qū)出臺(tái)了企業(yè)利用再生水的優(yōu)惠政策；青島、大連等缺水城市都相繼建設(shè)了再生水廠。在南方豐水地區(qū)的城市南京、無錫、吳江、黃山、合肥等城市也建立了一批污水再生利用處理廠和城區(qū)雨水收集系統(tǒng)；為城市的水環(huán)境改善和增加水資源做出了貢獻(xiàn)。但是，我們也應(yīng)該充分認(rèn)識(shí)到全國各地由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、水資源狀況、技術(shù)現(xiàn)狀、人們開源節(jié)流意識(shí)等的不同

18、，污水再生利用的情況也不盡相同。據(jù)中國水網(wǎng)公布的數(shù)據(jù)顯示，2010年時(shí)全國污水再生利用率僅為18.5%。下面將以北京市的污水再生利用情況介紹國內(nèi)再生污水的利用情況。我國污水再生利用意義及其發(fā)展趨勢我國是一個(gè)水資源貧乏的國家，屬世界上13個(gè)貧水國之一，人均水資源是世界平均水平的1/4。同時(shí)，我國地域廣大，水資源在時(shí)間和地區(qū)分布上很不平衡，南方多北方少，北方大部分地區(qū)，尤其是哈爾濱人均水資源更低。海河、淮河、遼河、黃河流域人均水資源量約為全國平均水平的1/5，海河流域包括京津兩市人均水資源量僅為全國平均水平的1/7。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市缺水問題尤為突出。當(dāng)前相當(dāng)部分城市水資源短缺，

19、城市供水范圍不斷擴(kuò)大，缺水程度日趨嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國669個(gè)城市中，400個(gè)城市常年供水不足，其中有110個(gè)城市嚴(yán)重缺水，日缺水量達(dá)2.0107m3，年缺水量60108m3，由于缺水每年影響工業(yè)產(chǎn)值2000多億元，天津、長春、大連、青島、唐山和煙臺(tái)等大中城市已受到水資源短缺的嚴(yán)重威脅。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，國際極度缺水線是人均水資源占有量500，而河北保定市區(qū)目前的人均水資源占有量只有64，嚴(yán)重缺水，導(dǎo)致城市供水不足，地下水超采，引發(fā)一系列環(huán)境地質(zhì)問題等。另一方面，全國污、廢水年排放量達(dá)620108m3，城市污水處理率和二級(jí)處理率分別僅達(dá)30%和15%。這些現(xiàn)狀使河流水環(huán)境遭受嚴(yán)重破壞。全國七大江河流域

20、的50%河段已被污染，江蘇、廣東、上海等一大批省市已經(jīng)面臨日益嚴(yán)重的“水質(zhì)污染型”缺水，如太湖流域3000多萬人守著2300km2的太湖出現(xiàn)了“水多用難”的尷尬局面，廣東省的珠江三角洲地區(qū)形成了“經(jīng)濟(jì)發(fā)展-水體污染-水質(zhì)下降”的惡性循環(huán)。而污水的再生利用正好“一石二鳥”，一方面可以避免污水對(duì)現(xiàn)有水體的破壞與污染，另一方面也緩解了水資源的短缺。盡管政府各部門在政策制定、管理體制、機(jī)制協(xié)調(diào)上為再生水的發(fā)展規(guī)劃、建設(shè)資金、政策、產(chǎn)品定價(jià)和利用等方面起到了指導(dǎo)和推動(dòng)的關(guān)鍵作用。而且在國家各主管部門關(guān)懷指導(dǎo)推動(dòng)下，通過全行業(yè)各部門和產(chǎn)、學(xué)、研、運(yùn)營各單位特別是與會(huì)的各單位代表共同努力下，我國污水處理再生

21、利用工程取得了可喜進(jìn)步，為節(jié)約寶貴的水資源，開發(fā)新水源，做出了積極貢獻(xiàn)。但是就目前我國污水再生利用情況來看，這仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠！另外，隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新形勢下我國的污水再生利用也展現(xiàn)了不同于以前的發(fā)展模式和趨勢。城市小規(guī)?；稍偕赜脤⑹勤厔葜唬ê吕蠋熽P(guān)于分散式污水處理論文）隨著科技的進(jìn)步，污水處理技術(shù)也在與時(shí)俱進(jìn)，比較明顯的一個(gè)就是污水處理模式的轉(zhuǎn)變。我國的市政污水系統(tǒng)一直沿用前蘇聯(lián)的集中式處理模式，污水經(jīng)過衛(wèi)生設(shè)施的收集、市政污水管網(wǎng)的輸送到達(dá)城市污水處理廠，經(jīng)過處理達(dá)到一定水質(zhì)的再生水再通過再生水管網(wǎng)輸送至各利用場所。如果把收集、輸送、處理看作是一個(gè)大系統(tǒng)，那這種模式又被

22、稱為末段處理。但是，這種處理模式也漸漸暴露出它的缺點(diǎn)，比較明顯的一個(gè)就是配套設(shè)施的建設(shè)。城市市政建設(shè)中，污水管網(wǎng)系統(tǒng)占據(jù)很大一部分比例，而且其錯(cuò)綜復(fù)雜也給管理上帶來很大的困難。尤其是現(xiàn)在我國面臨大部分污水管線壽命到期需要更換，這又將給社會(huì)、環(huán)境等帶來巨大的影響。在這種背景下，結(jié)合當(dāng)前的污水再生利用趨勢，學(xué)者就提出了非集中式污水處理再生利用。就是經(jīng)過衛(wèi)生設(shè)施收集的污水不再經(jīng)過污水管網(wǎng)的輸送進(jìn)入污水處理廠進(jìn)行處理，而是在進(jìn)入污水管網(wǎng)前以一定單位的污水獨(dú)立進(jìn)行處理再生，然后再回用。以小區(qū)為例。每個(gè)小區(qū)都建有自己的小型污水處理站，小區(qū)中所有用戶產(chǎn)生的污廢水經(jīng)過公寓的污水收集系統(tǒng)到達(dá)該污水處理站，經(jīng)過處理再生后用于小區(qū)景觀綠地澆灌、居民廁所沖洗、洗車等非飲用途徑。這同時(shí)也符合了“誰污染、誰治理；誰治理、誰使用”，過多的污水可以以一定的價(jià)格賣給市政部門，以此形成良性循環(huán)。當(dāng)然，這一趨勢的實(shí)現(xiàn)也需要技術(shù)上的支持。按照小區(qū)用地緊張的特點(diǎn)，需要開發(fā)處理負(fù)荷大、污泥產(chǎn)量低、占地小、易集成的污水處理工藝，比如MBR、超濾等工藝。但是，隨著研究的不斷深入促成這一趨勢的條件將會(huì)越來越成熟。發(fā)展農(nóng)村污水再生利用是另一個(gè)趨勢我國農(nóng)村人口占總?cè)丝诘?0%，2010年農(nóng)村污廢水排放量高達(dá) 270億m3，其中絕大部分都是不處理直接排入