中国城市污水资源化研究

汇资源环境与节能减文可中国城市污水资源化研究0刘韬(枣庄市城市生活垃圾处理中心山东. 枣庄277000)摘要:当前,我国各大城市都面临着水资源短缺、水污染严重等问题,这严重影响了城市社会经济的可持续发展,而城市污水资源化是解决水资源短缺的重要措施之一。本文通过论述国内污水资源化技术状况及存在问题，对新时期城市污水资源化发展趋势进行了探讨。关键词:污水资源化污水回用污水资源化战略中图分类号: X22文献标识码: A文章编号: 1007-3973(2010 )0S-107-021城市污水资源化内涵世界人均水量的四分之一。同时，各大城市还面临水环境污城市污水资源化又称污水回用，是将污水进行净化处理染的形势。 水资源紧缺已成为制约城市社会经济发展的关键后,进行直接或间接地回用，使之成为城市水资源的一一个组成因素。城市污水资源化是解决水资源短缺的重要措施之一。部分,这样既可消除水环境污染，又可促进生态的良性循环。据统计，我国的600余座城市，有300余座缺水量达到(翁焕新，1998)60* 108m/年，因缺水而减少的工业产值估计为1200 亿元/年。城市污水回用作为缓解水资源紧缺，保护生态环境实现由于我国污水处理工作起步较晚，污水资源化也是在近几年污水资源化的有效途径，根据目前城市污水回用技术的发展才受到广 泛重视,经验较少。目前我国再生水的用途主要为情况，城市污水回用的途径主要包括农业回用、工业回用、市市政杂用、 工业、农业、环境娱乐和补充水源水等。虽然污水政回川、娱乐景观水体回用等。资源化单项处理技术己趋于成熟化,但如何根据我国国情,运2中国城市污水资源化概况用随着科技进步不断出现的新技术、新工艺，合理地组合单项中国是世界上严重缺水的国家之一，人均水资源量仅为处理技术，在最为经济的条件下达到回用水水质要求，使污水海底滑坡---大量含水的碎屑体,在水层压力和重力驱动下向生成的气体和水在地层 高压环境下向周围地层渗透，达到或接斜坡下方的整体运移,其形成过程就是海底应力对土体-一个复近饱和,形成 易于滑动的解离面,为海底滑坡创造条件。杂的触发裂离和运动的过程*。海底滑坡除其本身的危害外，另外，我国已经广泛开始探测的东海、南海区域属于太平洋另一重大隐患就是极易引发海啸。陈自生“研究认为，即使发西部的 岛弧-海沟-边缘海区,地壳活动强烈，地震火山等构造运生强烈地震，如果没有引起地壳中半径数十米以上的大范围快动频繁,对 于水合物分解后的地层而言，非常容易引起海底滑坡。速变化，也同样不会发生大的地霞海啸。这就是为什么海底滑4结论与建议坡有这么大的危害。海底滑坡体的坡度平缓，只要存在平缓的目前，我国在天然气水合物勘探.开发方面的研究还不成临空面,即满足了其对地形条件的需求，一-般在5度以下甚至熟, 没能充分了解水合物地层的原位力学性质和掌握勘探开发不到I度的平缓斜坡都可能发生海底滑坡。而天然气水合物的核心技术, 贸然开采海域天然气水合物势必会引发一些问题分解所引发的海底滑坡还需考虑更多方面的因素。或危害。刘广志院士*曾向中国工程院提出建议，可乘修青藏在天然气水合物赋存的地层中，水合物由原来的固体状态铁路之机首先开采铁路沿线永冻层的天然气水合物，进而进行分解成为气体和水，改变了原地层的结构和组成。水合物以固海岸边水 合物的勘探开发,积累经验后再下海钻采海域天然气体状态存在时，将沉积物颗粒胶结在一一起， 使原来较为疏松的水合物矿藏。结构变得致密，增强了地层的内聚力和摩擦角:当水合物再次分解，气体和水在孔際中聚集使地层的含水量增加，使地层抵注释:抗破坏的能力下降。鲁晓兵等”实验合成四氢味响及不同材料0喻西柴等，海底沉积物中天然气水合物生成和分解规律研作为骨架的水合物沉积物，并进行系列力学实验证实，在围压究进展[].中国海上油气,2006.2.0.5Mpa的条件下，蒙古沙为骨架的水合物沉积物在水合物分②吴时国等,南海北部陆坡细粒沉积物天然气水合物系统的解后的强度只有之前的1/7,而且骨架初始强度越小，颗粒间形成模式初探[].地球物理学报,2009.7.③周怀阳等.天然气水合物[M].北京:海洋出版社,2000.的联接越差，水合物分解造成的破坏就越大。④赵群等.模拟天然气水合物的岩石物理特性模型试验[].地所以,水合物开采可能引发海底滑坡需从以下几个方面分析:球物理学报，2005..首先,水合物分解产生的气体将增大孔隙压力，降低有效⑤ 寇养琦.南海北部大陆边缘海底滑坡的初步研究[G]南海地应力水合物沉积地层受力大大减弱,不能够承受原地层的地质研究,1993.7.应力(包括地壳相对活动和海流的应力和上覆地层及海水的静⑥ 海底滑坡问题初议(C1.陈自生滑坡文集(六)ML.北京:中国铁道出版社,1988应力)，使其极有可能成为海底滑坡的诱发因素。其次，天然气水合物通常分布于大陆架外缘陆坡和陆隆沉⑦鲁晓兵等,四氢呋哺水合物沉积物的力学性质研究[C]第十积物中，大陆坡的平均坡度在3~6度左右，也有10~12度的，三届中国海洋(岸)工程学术讨论会论文集。其坡度都达到或超过海底滑坡的一般坡度。水合物分解以后⑧刘广志士.关于勘探、开发我国永冻层一滨海~近海天然气水合物的建议.科协论坛●2010年第5期(下)一107雨资源环境与书能减减灾]资源化的技术更加合理、经济,仍有许多技术问题有待进一-步术、 工程技术、运行管理技术和成套技术设备问题。(摘自《中研究。直接回用和间接回用是城市污水资源化的两种途径。国建设信息-水工业市场》)(1)直接回用，是指人们有意识地、有计划地将经适当处理的4 新时期城市污水资源化战略城市污水直接回用于需水部门。(2)间接回用，是从受生活污4.1 建立和完善必要的政策法规,推进城市污水资源化水或工业污水污染的地表水源或地下水源取水供给各类用户强城市污水再生利用法制建设和行政管理。城市应依据使用属间接水回用，是目前世界各地最普遍采用的水回用方国家有关法律， 研究制定促进城市污水资源化工程建设与运式。城市污水的直接回用由再生水厂通过输水管道，或其它营的相关法规， 引入竞争机制，建立多元化投资体制，推进市输水设施直接送给用户使用;间接回用则由二级污水处理厂，场化运营， 提高效率,降低成本促进再生水利用的发展。逐.或者再生水厂将处理后的出水直接排入水体，由用户再从水步 建立合理的水价体系和用水结构，引导用水单位积极利用体中使用。直接回用有三种通用的模式:1)再生水厂系统敷设再生水， 同时强制部分行业使用再生水。再生水定价以成本再生供水管网，与城市供水管网 - -起形成双供水系统。一部补偿 及微利为基本原则，工业和非公益用水允许适度盈利。加分专供工业低质用水使用，另一部分专供城市绿化和景点使快城市污水再生利用的综合研究, 鼓励原始创新集成创新和用:2)由再生水厂敷设专用管道供大厂使用。这种方式用途单引进消化吸收再创新，发展具有自主知识产权的再生水利用一,比较实用;3)大型公共建筑和住宅楼群的污水，就地处理、技术和产 品,进-一步完善工程建设标准和技术规范，为促进再回收、循环再用。间接回用方式可以分为有意图间接回用和生水利用 提供全面支撑。无意图间接回用。有意图间接回用是有计划地将再生水和新4.2 正确进行城市污水处理厂的规划和设计鲜水混合后再使用，这就取决于时间和空间的安全保证。再城市供水和排水专项规划中应包含城市污水再生利用规生水从排入水体到被利用的时间滞后，以及混合后的物理化划，根据再生水水源、潜在用户地理分布、水质水量要求和输学净化作用，使再生水在自然生态系统中获得进一步的净化。 配水方 式，经综合技术经济比较，合理确定污水再生利用设施3污水资源化过程中存在的问题的规模、用水途径、布局及建设方式;城市污水再生利用设施目前我国的城市污水资源化利用取得了一些进展，但与的规划建设应遵循统-规划、分期实施，集中利用为主、分散发达国家相比，我国污水资源化无论在规模上还是涉及的领利用为辅 ,优水优用、分质供水，注重实效、就近利用的指导原域_上都存在着较大的差距，我国的污水资源化仍然有许多问则。 积极稳妥地发展再生水用户、打大再生水应用范围。确定题需要解决:再生水利用途径时，宜优先选择用水量大、水质要求相对不高、3.1城市污水处理率较低技术可行、综合成本低经济和社会效益显著的用水途径。城城市污水处理率偏低,是影响我国污水资源化全面启动的市污水再生 利用系统，包括集中型系统、就地(小区)型系统和直接原因。2000年，我国城市污水每日排放量约位1.01x 10°m,建筑中水系统， 应因地制宜，灵活应用。而污水处理率却只有20%~ 30%。同时，对于城市污水,我国4.3 保障城市污水资源化的安全性目前的工作重点仍然是治理污染,而污水回用工程的建设投资在污水资源化利用的过程中，要特别注重加强水质监测要比污水处理工程大，所以我国许多地方很难给予污水资源化和设施维护， 建立应急预案,保障供水安全。首先是卫生安全，足够的重视和经济支持。因此尽快提高城市污水处理率,加速如果 要回用到工业，要保证工业品的卫生质量、工业用水系统经济建设步伐是推动污水资源化全面推广的前提。的卫生质量。如果要补给饮用水源则更要注意饮用水源的安3.2污水处理厂选址存在问题全性。制定再生水回用水质的标准，包括物理学标准、化学标许多城市污水处理厂为了防止水域污染，多在城市水域准、生物学标准。 加强对工业废水排放进城市下水道的水质控的下游建立，远离市区,污水收集管网较长，造成长距离输送，制 要特别注意含有重金属的废水和含有持久性有机污染物的没有考虑日后再生利用的发展需要。所以，缺水城市应以再废水， 传统的污水处理工艺不可能去除这些持久的有机物。生水利用为目标，优化调整污水处理设施的布局规划。5结论3.3城市排水管网建设不合理长期以来，我国城市发展主要沿用大量消耗资源和粗放各地对城市污水的处理考忠较多的是排水管网终端的集经营 为特征的模式，造成了环境污染和生态的破坏，成为制约中式处理，而对于污水流经整个城市的过程却缺少控制,尤其社会发展的重要因素。当务之急是，加快城市污水处理设施是在城市排水系统不健全的地区,致使一-些分布于城区的沟渠 建 设的步伐,加快污水收集管网配套能力为污水资源化创造水体倍受污染，日久天长这些水体也就成了名副其实的“臭水”。必要的条件。 规划建设污水处理设施，要以实现污水综合利现在一些有条件的地区采取了“截污、清淤、引水”等治理措施，用为目标， 同步规划和建设污水再生利用设施。合理确定污使水体在感官上有了很大的改善，但同时也破坏了水体的自净水处理厂 的规划布局、处理规模和工艺方案，促进污水处理和体系和功能，使水体抵抗外界污染的能力减弱。由于我国的城资源化利用的协同发展。市排水管网较多采用的仍然是合流制管道，雨季时大量污水随雨水从裁污干管的溢流井排入水体，而造成严重的污染。参考文献:3.4 污水资源化技术落后[1] 李丹.沈阳市城市污水资源化研究[D].辽宁:沈阳农业大学，,我国城市污水再生利用技术和设备的开发难以满足快速2005.增长的再生利用工程建设和运行管理的需求，城市污水再生[2] 张韵、北京城市污水资源化技术研究[D].北京:北京工业大利用技术缺乏集成化、综合整合、产业化和工程化,需要对已学,2004.有技术不断改进和更新，加强新工艺新流程、新技术和设备[3] 周琛.中国污水回用的历史回顾与研究[D]湖北:武汉大学,产品的研究、开发和推广应用，并注重示范性工程的研究和建2004.设。者区解决城市污水再生利用于农业、生态、市政和工业中[4] 武学军.西安市城市污水再生回用研究[D].陕西:西安建筑的水质净化技术、水质稳定技术、水质保障技术、安全用水技科技大学2005.