生態(tài)工業(yè)園區(qū)水資源循環(huán)利用模式構(gòu)建_圖文

1、生態(tài)工業(yè)園區(qū)水資源循環(huán)利用模式構(gòu)建賀亮1,王伯鐸1,鄒寧2(1.西北大學(xué)環(huán)境科學(xué)系,陜西西安710127;2.西安地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,陜西西安710054摘要從工業(yè)用水現(xiàn)狀和生態(tài)工業(yè)園區(qū)建設(shè)的角度出發(fā),探討生態(tài)工業(yè)園區(qū)水資源循環(huán)利用的理論和技術(shù),認(rèn)為水循環(huán)利用的基本思路是實(shí)現(xiàn)資源化、減量化。通過社會(huì)區(qū)域、園區(qū)企業(yè)之間和企業(yè)內(nèi)部3個(gè)層面構(gòu)建水循環(huán)的區(qū)域載體,利用中水回用、水梯級(jí)利用和雨水資源化等技術(shù)實(shí)現(xiàn)水循環(huán)模式的構(gòu)建,同時(shí)以西安某高科技工業(yè)園區(qū)為例,提出了水循環(huán)系統(tǒng)建設(shè)的具體途徑和措施。關(guān)鍵詞生態(tài)工業(yè)園區(qū);水循環(huán);中水回用;水梯級(jí)利用;雨水資源化中圖分類號(hào)X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)0517-6

2、611(200923-11092-03Construction of W a ter Recycli n g Use M odel i n Eco 2i n dustr i a l ParkHE L i ang et a l (Depart ment of Environment Science,Northwest University,Xian,Shaanxi 710127Abstract From the status of industrial water use and eco 2industrial park construction,the theories and methods

3、 of eco 2industrial park water recycling use were exp lored and the basic idea of water recycling use was res ource recovery and reducti on .Thr ough the social area,bet ween enter p rises and enterp rises in the park and enter p rise internal t o build the water cycle,through the technology of recl

4、ai med water reuse,cas 2cade water use and rainwater res ources t o build the water cycle mode,taking a high 2tech industrial parks in Xi an f or examp le,a s pecific ways of the construction of water recycling system and measures was p roposed .Key words Eco 2industrial park;W ater cycle;Reclai m e

5、d water reuse;Cascade water use;Rainwater resources作者簡(jiǎn)介賀亮(1984-,男,遼寧鞍山人,碩士研究生,研究方向:環(huán)境影響評(píng)價(jià)與環(huán)境規(guī)劃。收稿日期2009204222傳統(tǒng)意義的城市水循環(huán)模式強(qiáng)調(diào)水資源的供給管理,其主要任務(wù)是通過建設(shè)供水設(shè)施,擴(kuò)大供給能力以滿足不斷增長(zhǎng)的用水量需求1,這與我國(guó)淡水資源稀缺的現(xiàn)狀極不相稱。對(duì)于工業(yè)園區(qū)的用水問題,國(guó)家已做出明確規(guī)定,國(guó)家鼓勵(lì)各類產(chǎn)業(yè)園區(qū)的企業(yè)進(jìn)行水的分類利用和循環(huán)使用,而企業(yè)應(yīng)當(dāng)積極發(fā)展串聯(lián)用水系統(tǒng)和循環(huán)用水系統(tǒng),以提高水的重復(fù)利用率2。生態(tài)工業(yè)園區(qū)作為以物質(zhì)循環(huán)再生為基礎(chǔ)的工業(yè)園區(qū),其定義在于:

6、為了有效地共享資源(信息、物資、水、能源、基礎(chǔ)設(shè)施和天然生境而彼此合作且與地方社區(qū)合作的產(chǎn)業(yè)共同體,尋求能源和原材料消耗的最小化、廢物產(chǎn)生的最小化3。因此,為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),可以利用“減量化、水再使用、水再生利用、水再循環(huán)、水資源管理”的水循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式4,使生態(tài)工業(yè)園區(qū)成為水資源循環(huán)系統(tǒng)的有效平臺(tái),增加水資源在社會(huì)循環(huán)中的停留時(shí)間,使水資源得到充分利用,為削減工業(yè)用水量、提高用水效率和減少?gòu)U水排放量等問題的解決提供解決新的思路。為此,筆者以西安某高科技工業(yè)園區(qū)為例,探索構(gòu)建高科技工業(yè)園區(qū)的水循環(huán)利用模式,并將其作為生態(tài)工業(yè)園區(qū)水資源循環(huán)利用的一種實(shí)踐。1理論與技術(shù)與自然生態(tài)系統(tǒng)中食物鏈關(guān)系相類

7、似,在生態(tài)工業(yè)園區(qū)水系統(tǒng)中,系統(tǒng)各部分之間進(jìn)行交換和流動(dòng)的“物質(zhì)和能量”是水,各種未經(jīng)處理的自然水源(包括江河湖海以及雨水和自來(lái)水廠可分別視為一、二級(jí)生產(chǎn)者;按照對(duì)水質(zhì)要求的不同,不同的用戶可分別視為一、二、三級(jí)消費(fèi)者;對(duì)廢水進(jìn)行處理的污水處理廠以及河湖系統(tǒng)的自然消納可分別視為一、二級(jí)分解者。1.1水循環(huán)利用的區(qū)域載體水循環(huán)模式的建立以生態(tài)工業(yè)園為基礎(chǔ),尋求企業(yè)間用水的共生關(guān)系,但生態(tài)工業(yè)園區(qū)往往建立在城市社會(huì)區(qū)域內(nèi)部,屬于城市系統(tǒng)的一部分,與整個(gè)城市存在物質(zhì)和能量交換。同時(shí),生態(tài)工業(yè)園區(qū)用水以區(qū)內(nèi)企業(yè)為主體,企業(yè)是用水的源頭和“生態(tài)鏈”的節(jié)點(diǎn),因此,應(yīng)將水循環(huán)區(qū)域載體分成城市社會(huì)區(qū)域循環(huán),園

8、區(qū)企業(yè)間循環(huán)和企業(yè)內(nèi)部循環(huán)3個(gè)層面。1.2水循環(huán)利用的基本思路水循環(huán)利用的基本思路是資源化和減量化,這可在工業(yè)和社會(huì)生活2個(gè)方面實(shí)現(xiàn)。通過清潔生產(chǎn)和集成水系統(tǒng)的建立,實(shí)現(xiàn)用水的減量化;通過水資源的梯級(jí)利用和中水回用實(shí)現(xiàn)用水的資源化,根據(jù)區(qū)內(nèi)企業(yè)用水性質(zhì)不同,可將水資源分成超純和極純水、去離子水、飲用水、清洗用水、灌溉用水等,同時(shí)采用蒸汽冷凝回用、間接冷卻水循環(huán)利用和封閉水循環(huán)等技術(shù)5,在區(qū)內(nèi)建立中水回用系統(tǒng)和再生水廠,使不同企業(yè)分別成為上游生產(chǎn)者和下游消費(fèi)者。對(duì)于高科技工業(yè)園區(qū),由于上游企業(yè)對(duì)水質(zhì)的要求較高,這種梯級(jí)作用更加明顯,因此對(duì)水循環(huán)的利用更加有效。1.3水循環(huán)利用的技術(shù)手段主要包括:

9、城市雨水收集利用技術(shù)、中水再生回用技術(shù)、人工河湖與濕地系統(tǒng)、海水淡化技術(shù)、土壤與地下水修復(fù)技術(shù)、河流湖泊生態(tài)修復(fù)技術(shù)、節(jié)水技術(shù)和節(jié)水器具等。通過對(duì)以上技術(shù)的綜合運(yùn)用,使生態(tài)工業(yè)園區(qū)的雨污水實(shí)現(xiàn)資源化利用,從而起到保障用水水質(zhì)、增加水生生態(tài)效果等作用。2實(shí)例研究西安市某高科技工業(yè)園區(qū)規(guī)劃面積為23.04k m 2,計(jì)劃建成以航天科技、電子信息、新能源新材料、創(chuàng)意文化和現(xiàn)代服務(wù)等五大產(chǎn)業(yè)為主,集航天科技產(chǎn)業(yè)、創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)和休閑康居為一體的航天科技新城。2015年將達(dá)到生態(tài)工業(yè)園區(qū)要求。2.1大循環(huán)區(qū)域水循環(huán)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在整個(gè)生態(tài)工業(yè)園區(qū)所在的社會(huì)區(qū)域內(nèi),將水循環(huán)系統(tǒng)分成自然生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)2個(gè)基本單

10、元。自然生態(tài)系統(tǒng)水循環(huán)包括人工河湖系統(tǒng)和雨水收集系統(tǒng),以人工河湖系統(tǒng)為核心,以截污截流、循環(huán)、生態(tài)修復(fù)、自然凈化和自然排放為技術(shù)手段進(jìn)行綜合設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)人工河湖水質(zhì)保障、雨污水資源綜合利用、排洪防澇和景觀效果等多個(gè)目標(biāo);社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)包括污水處理系統(tǒng)和再生水廠。人工河湖系統(tǒng)由人工湖、人工河道和人工濕地組成。河責(zé)任編輯章煉紅責(zé)任校對(duì)傅真治安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),Journal of Anhui Agri .Sci .2009,37(23:11092-11094湖系統(tǒng)設(shè)計(jì)總長(zhǎng)度18k m,水系總水面面積為32.43h m 2,水系總需水量為3.87×105m 3;人工湖3座,總水面面積8.5h m 2

11、,總需水量為1.65×105m 3,人工河道長(zhǎng)度18k m,水面面積7.93h m 2;人工濕地2座,總水面面積16h m 2。水系水源以污水再生水為主,外來(lái)水源用作調(diào)劑和補(bǔ)充。人工濕地主要用于對(duì)污水處理廠出水的深度處理,以及用于對(duì)初期雨水收集處理后的深度處理,同時(shí)起到景觀效果。雨水收集系統(tǒng)由集流區(qū)、輸水系統(tǒng)、截污凈化系統(tǒng)、儲(chǔ)存系統(tǒng)以及配水系統(tǒng)等組成。雨水收集采用蓄水池、人工河湖和生態(tài)綠地聯(lián)合收集。園區(qū)雨水匯水總面積23k m 2,全年雨水資源總量為1052×104m 3,初期雨水蓄水池設(shè)計(jì)總規(guī)模112×104m 3。蓄水池主要收集前期污染較重的雨水徑流;人工河湖

12、系統(tǒng)主要收集中后期較潔凈的雨水徑流;生態(tài)綠地主要收集自然降水。雨水截污凈化采用“高效澄清-人工濕地”工藝,通過高效固液分離、多介質(zhì)過濾及封閉UV 消毒設(shè)備等,再經(jīng)過人工濕地的深度凈化,進(jìn)而達(dá)到水質(zhì)要求。污水處理系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模為9.0×104m 3/d,采用常規(guī)“AO 工藝+膜生物反應(yīng)器”為主體配合濕地再生利用技術(shù),使該系統(tǒng)設(shè)計(jì)的出水指標(biāo)達(dá)C OD 10mg/L,BOD 58mg/L,NH 32N 5mg/L 。工業(yè)和城市生活產(chǎn)生的污水經(jīng)污水處理系統(tǒng)處理后,一部分排入園區(qū)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理后,可用于工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的工業(yè)用水、工業(yè)冷卻水以及城市生活系統(tǒng)的清洗用水等;一部分經(jīng)由污水處理系統(tǒng)

13、和再生水廠排入人工濕地進(jìn)行深度處理后可用于補(bǔ)充人工湖景觀用水;初期雨水收集后進(jìn)入蓄水池,經(jīng)中心公園濕地凈化后進(jìn)入人工湖作為景觀用水,并進(jìn)入綠地進(jìn)行灌溉;后期雨水水質(zhì)較好,收集后部分直接進(jìn)入河湖系統(tǒng),其余通過雨水管道進(jìn)入皂河。人工河湖退水采用自然排放的方式排入園區(qū)以西的皂河。區(qū)域水循環(huán)系統(tǒng)模式如圖1 所示。圖1區(qū)域水循環(huán)系統(tǒng)模式F i g .1The model of regi onal wa ter ci rcul a tory syste m2.2中循環(huán)工業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)水循環(huán)鏈根據(jù)西安市某高科技園區(qū)產(chǎn)業(yè)集群的特點(diǎn),按水資源的用途不同分成航天產(chǎn)業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)、食品工業(yè)、生物技術(shù)與制藥、裝備制造業(yè)

14、、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)與社會(huì)生活等5個(gè)相互獨(dú)立而共生的社會(huì)經(jīng)濟(jì)生態(tài)群落,它們之間相互通過用新鮮水、污廢水、再生水流動(dòng)連接,而每個(gè)獨(dú)立生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)內(nèi)的閉合循環(huán)箭頭(圖2,表明了同行業(yè)內(nèi)水資源的最大循環(huán)使用。構(gòu)建的水資源循環(huán)鏈包括:黑河水庫(kù)自來(lái)水航天產(chǎn)業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)和裝備制造業(yè)的重金屬?gòu)U水園區(qū)污水處理系統(tǒng)資源回收再生加工;黑河水庫(kù)自來(lái)水生物技術(shù)與制藥工業(yè)和食品工業(yè)的有機(jī)廢水園區(qū)污水處理系統(tǒng)再生水廠;再生水廠再生水航天產(chǎn)業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)和裝備制造業(yè)的重金屬?gòu)U水園區(qū)污水處理系統(tǒng)資源回收再生加工;再生水廠再生水生物技術(shù)與制藥工業(yè)的有機(jī)廢水園區(qū)污水處理系統(tǒng)再生水廠;再生水廠再生水現(xiàn)代服務(wù)業(yè)與社會(huì)生活的生活污水園

15、區(qū)污水處理系統(tǒng);園區(qū)污水處理系統(tǒng)冷卻水熱電公司。構(gòu)建的工業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)水循環(huán)鏈見圖2。2.3小循環(huán)企業(yè)原位水處理應(yīng)用企業(yè)內(nèi)部水循環(huán)是從企業(yè)自身考慮出發(fā)對(duì)水資源的有效利用,主要通過清潔生產(chǎn)審核與中水回用措施實(shí)現(xiàn)減量化和資源化。工業(yè)廢水、廠區(qū)生活污水以及小區(qū)生活污水作為污水回用系統(tǒng)的原水,進(jìn)行原位處理后滿足工業(yè)用水或生活雜用水要求,在園區(qū)內(nèi)部選擇具有代表性的企業(yè)作為清潔生產(chǎn)重點(diǎn)審核對(duì)象,通過對(duì)企業(yè)各用水環(huán)節(jié)的具體分析,制定實(shí)現(xiàn)水量削減以及提高水資源利用效率的清潔生產(chǎn)方案。3水循環(huán)系統(tǒng)建設(shè)的途徑與措施3.1水循環(huán)管理體制的建立包括制定與現(xiàn)行水法相配套的生態(tài)工業(yè)園區(qū)水循環(huán)法律制度和相關(guān)政策標(biāo)準(zhǔn),如制定具體

16、的循環(huán)水開發(fā)利用的稅收、財(cái)政和補(bǔ)貼政策,鼓勵(lì)公共基礎(chǔ)設(shè)施和企業(yè)進(jìn)行內(nèi)部循環(huán)水利用等6;從“水源、供水、用水、排水”4個(gè)環(huán)節(jié)確定供水量和排污量,實(shí)現(xiàn)“以供定需”的3901137卷23期賀亮等生態(tài)工業(yè)園區(qū)水資源循環(huán)利用模式構(gòu)建管理模式;同時(shí)有針對(duì)性的選擇入?yún)^(qū)企業(yè),并加強(qiáng)園區(qū)管委 會(huì)對(duì)區(qū)內(nèi)水資源管理的執(zhí)法力度。圖2工業(yè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)水循環(huán)鏈F i g .2I ndustr i a l eco 2econo m i c wa ter cycle cha i n3.2水循環(huán)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式的建立對(duì)于進(jìn)駐生態(tài)工業(yè)園區(qū)的企業(yè),因其用水規(guī)模和效益不同,所以必須加強(qiáng)用水定額管理,對(duì)每創(chuàng)造萬(wàn)元產(chǎn)值所需的水量進(jìn)行限定,以合理配置水資源。同時(shí)要促進(jìn)水價(jià)市場(chǎng)和水權(quán)市場(chǎng)的建立,制定詳細(xì)的飲用水和循環(huán)水成本和價(jià)格方案,通過市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制,擴(kuò)大自來(lái)水與再生水的價(jià)格差異以刺激入?yún)^(qū)企業(yè)使用再生水,這樣既可保障園區(qū)企業(yè)的用水利益,又可給區(qū)內(nèi)企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。3.3水循環(huán)技術(shù)保障體系的建立生態(tài)工業(yè)園區(qū)應(yīng)為入?yún)^(qū)企業(yè)在管網(wǎng)鋪設(shè)、水重復(fù)利用、污水處理、水質(zhì)監(jiān)測(cè)和信息一體化方面提供技術(shù)服務(wù)。參考文獻(xiàn)1馬忠玉,蔣洪強(qiáng).我國(guó)水循環(huán)經(jīng)濟(jì)若干理論問題及其發(fā)展對(duì)策J .中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2006(3:21-27.2全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員