城市污水资源化的应用

第13卷第4期平顶山工学院学报Vol.13 No.42004年12月Jourmal of Pingdingshan Institute of TechnologyDec.2004文章编号:1671- 9662 2004 )04 - 0035- 04城市污水资源化的应用朱伟萍1何亚丽'殷磊2( 1.平顶山工学院河南平顶山467001 2.河南省焦作市水务有限责任公司河南焦作454100)摘要:水资源是人类生存的基本条件是国民经济的生命线。随着我国改革开放的深入经济的高速增长人类面临着日益严重的水资源短缺和水环境污染问题,而且成为制约我国经济可持续发展的重要因素。通过对我国水资源状况、污水资源化紧迫性、城市污水回用途径的分析与展望并通过工程实例进行了论证提出了城市污水回用的可行性及巨大的潜力城市污水资源化作为第二水源是解决城市水资源短缺的重要途径。关键词:污水资源化水资源城市污水回用中图分类号: X703文献标识码A水资源是十分重要又很特殊的自然资源,它是人类赖以生存的基本条件是人类社会可持续发展的限制因素;水也是一种有限的、无可替代的宝贵资源。随着工业化进程的加快和经济的迅猛发展需水量增长速度惊人加上对水资源的不合理开发与利用，以及用水的浪费使世界面临着水的危机并威胁着人类的生存和发展。据联合国预测水将成为21世纪最有争议的都市问题。21 世纪初在荷兰海牙举行的第二届世界水论坛及部长级会议上通过的《海牙宣言》呼吁世界各国尽快采取行动合理利用和保护水资源并确定目标、战略和实施进度。因此合理开发利用和保护水资源、节约用水是21世纪人类面临的严峻课题。我国水资源状况地球上水的总量约为10*m3其中淡水仅占3%。由于绝大多数的淡水以冰川形式存在可供人类利用的淡水不到其总量的1%。许多发展中国家面临着十分严重的水问题如印度的孟买埃及的开罗、墨西哥的墨西哥市、巴西的圣保罗以及中国的北京和上海等。我国水资源总量居世界第六位但人均占有水量仅2 400~ 2 500m2/d列世界第110位为世界人均占有水量的四分之一。而且我国水资源时空分布极不均匀可利用水资源量占天然水资源量的比重小水污染及水浪费现象严重使我国水资源日益短缺,已被联合国列为13个水资源贫乏的国家之一。全国669个城市中,有400个城市水资源紧缺其中有110 个城市严重缺水年缺水量60x 10 m2每年影响工业产值2 000亿元。北京、天津、长春、大连、青岛等大城市已受到水资源短缺的严重威胁。1.1我国各地水资源总量排序及人均占有水资源量从我国各地水资源总量及人均占有量排序上(见图1图2)清楚地表明了我国水资源量的地区分布及人均分布状水资源4000-总量亿2000骂至型米100中国煤化工CNMHG图1我国各地的水资源总量收稿日期2004-01- 26第一作者简介朱伟萍( 1967- )女河南平顶山人平顶山工学院工程师。36平顶山工学院学报2004年12月况的不均匀性。其中我国有-半以上的省、市、自治区、直辖市人均占有量低于全国平均量。国际上认为水资源紧缺限值为人均年水资源量不低于1 00m。目前我国已有10个省、市自治区低于此限值。但是,这些人地区经济发达城市现代化程度高在社会经济基础等方面都具有进一步 发展的巨大潜力,而水资有占600源的短缺已成为可持续发展的制约因素。资50001.2污水资源化的紧迫性400污水资源化是解决水资源短缺途径中切实可行的有效措施之一。将污水处理回用作为城市用合30000异岛全国人均2 400水的第二水源,也是水资源的持续利用,具有开方200源、节流与环境保护的综合效益。党和国家领导米人也十分重视水资源问题,江泽民主席1998年1000就水资源问题作过重要指示,指出要认真做好水的资源开发与节约用水工作,二者不可偏废"。.朱镕基总理在1999年《政府工作报告》中再次强调尤其要把水资源的合理开发和节约用水工作图2我国各地人均占有水资源 单位m2 )放在突出位置”。随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快在人们的生产活动中用水量越来越大相应的污水排放量也大污染了水源导致了水资源的功能下降使原本的水资源供需矛盾更加加剧严重地制约着社会经济的可持续发展。为了缓解水资源的供需矛盾和日益严重的水环境恶化的世界性难题污水资源化已迫在眉睫。2城市污水资源化的展望2.1城市污水回用范围城市污水经过二级处理和一定深度处理后的再生水水质达到回用标准可作为水资源加以利用利用应以不直接与人体接触为准。主要回用于:1城市公共事业用水如园林浇灌、喷洒马路和补给市政景观水域2 )工业生产用水缓解工业用水矛盾特别是循环用水,占工业用水70%~80%如电力石油、化工等行业冷却水占90%以上3)农业灌溉,既可以减少农业对水资源的用量又可以成为农作物的营养物质,有利于农作物的生长4地下回灌水维持地下水的含量平衡防止地下水水位降低s )冲洗用水如洗车、厕所的冲洗;% )环境用水如改善恶化的环境通过湿地改善水质)建设新湿地、补充河流水量以保护野生动物的栖息地或维持湖泊的审美价值。2.2 城市污水回用的可行性①技术上的可行性。处理工艺是在传统的二级处理污水基础上对污水再进行适当的深度处理,使其水质达到适于回用的标准。对此,-些国家已经做了大量工作并在城市污水再生利用方面建成了一批实际工程。 我国也建成了大连污水回用示范工程及北京高碑店污水回用工程另外在天津、太原、青岛等城市也建成了污水回用工程。②城市污水量大且集中水量水质相对稳定不受季节等因素影响适应于工业用水水量、水质比较稳定的特点。③污水回用工程-般均建造在城市附近与远距离输水相比，大大减少了管线的基建投资和管理运行费用与新建水厂相比只需污水厂一次性的基建投资和运行费减少了新建水厂的投资和制水成本大连污水回用示范工程的运行效果表明回用水处理成本约为自来水成本的1/2。④城市污水回用潜力巨大。城市污水中只有0.1%的污染物质绝大部分是可以再用的清水。与城市供水量几乎相当的城市污水排入下水道是-种很大的水资源浪费至少有相当于城市供水量的50%以上可以安全回用。全国城市污水年排放量大约在420亿m3但是城市污水的处理率仅为30%-二级处理率为15%。根据十五”计划纲要的要求到2005年我国城市污水集中处理率要达到45%。这给污水回用创造了基本条件。如果污水回用率平均达到20%",十五”末期年污水回用量可达到40亿m2这样即可解决全国城市缺水量的一半以上。由此可见我国污水回用的潜力是巨大的。中国煤化工2.3污水资 源化工程实例2.3.1大连污 水回用示范工程MYHCNMHG大连市属于严重缺水城市(用水量标准仅为17L/人d)，虽然已投资几十亿元人民币修建了跨流域引水工程但仍不能满足日益增长的用水量需求。为解决部分工厂因缺水而停产的问题大连市修建了以城市污水为水源的深度净化水厂再生能力为10000m/ d。工艺流程如下:进水- - - 城市污水一. 沉砂初尘池一> 厌氧池好氧生化反应一>- =沉池一絮凝池一 > 气浮池一> 粗砾深层好氧滤第13卷第4期朱伟萍等城市污水资源化的应用37也一 +清水池一>工厂投入运行后出水水质pH值为8.5~6.9 ;COD 为80~ 4mg/L ;BOD5 为8.9~0.3 mg/L独度为11~0.1度;色度为55~ 10度;NH4-N为 60~0.20 mg/L T- P为5.2~ 0.01 mg/L基本满足循环冷却用水要求。经济效益:每年可为大连市提供365 万m2的水回用于工业。如果电费以0. 48元/度,消耗药费0.8元/m2计算运行成本再生水的处理成本为0.25元/m’。大连市自来水成本为1.48元/ m?再生水成本只是自来水成本的1/6每年可产生的经济效益是相当可观的。社会及环境效益大连市污水回用示范工程不仅创造了经济效益,也为大连这座美丽的城市解决水危机创造了有利的条件达到了减少生活污水对环境的污染和节约用水的目的,保证了水" 这个有限资源的再利用为大连市经济的可持续发展打下了良好的基础。2.3.2青 岛海泊河污水处理厂污水回用实例海泊河污水处理厂污水回用工程处理i能力为40000m2/d工艺流程见图3。进水滤清當|处理后的回用水主要用于工业冷却、电戒反|況池厂冲灰、市区景观和生活杂用等对水质混淀常规指标的最高要求为:ss 为5 mg/L;合也T~7浊度为5~7 NTU ;色度为30倍(稀释倍数);BODs为10 mg/L ;Cod。,为50 mg/I。管式混合器而该污水处理厂污水回用工程的出水水质为pH=6.5~8.5 ;SS≤5 mg/L ;浊度加药间加氯间≤5NTU;色度≤25倍(稀释倍数);BODs≤10 mg/L ;Cod.r≤50 mg/L完全满足用十水质较好时的工艺流程户对水质常规指标的要求。卜水质较差时的工艺流程经济效益每年可为城市提供1 460万m3' 回用水代替自来水每年可以为城图3 青岛海泊河污水回用工程流程图市创造7 256万元的收益。若回用水以0.8元/m3收费则每年还可以为处理厂回收资金1168万元作为处理厂的经营费补贴,从而为城市污水处理提供了保证。由此可见经济效益是非常可观的。社会及环境效益海泊河污水处理厂的回用水作为工业用水及其他杂用水不仅可以减轻城市供水负担,而且为青岛市开辟了第二水源缓解了青岛市用水的紧张状况为青岛市的经济可持续发展提供了有利的保证。2.3.3洛阳石化总厂 用CASS +物化工艺"处理生活污水及回用示例工艺流程如图4。进水相提沉上CASS池I格.|池|酒|水|地|化级展t反十锅炉中国煤化工素|参|"TYHCNMHG+加水质稳定剂， 消毒剂后用作循环冷却水补兖水图4洛阳石化总厂生活污水回用工程流程图.洛阳石化总厂污水处理规模为10 000 m2'/d经处理后出水水质:COD< 15 mg/L ;B0D5<5 mg/L ,TN<5 mg/L ;PO2 -<1 mg/L可满足该厂循环冷却补充水及锅炉用水要求。8平顶山工学院学报2004年12月经济效益每年可为洛阳石化总厂提供365万m3的回用水用于循环冷却及锅炉用水。如果每深度处理1 m3 污水:能耗费用为0.51元药剂、活性炭等易耗材料费共0.49元人工费用为0.13元，设备折旧费按10年折旧为0.40元。则每深度处理1 m3的污水不计折旧的处理费用为1. 13元,计设备折旧则为1.53元。工业用水的价格按2.8元/ m'排污费按0. 1元/m3计。则回用的净收益为(按10年折旧计算):1. 37元/ m'每抨产生的经济效益是十分显著的。社会与环境效益工程的运行不仅为公司找到一条稳定的第二水源”解决了企业的水饥渴”矛盾而且每年可节.约大量的新鲜水缓解了本地区的缺水危机社会效益十分突出。此外每年可削减外排污水约365万t对于地区的水环境保护和生态恢复都有重要的意义。3结论①城市污水资源化在技术条件、经济效益、环境效益上都是可行的,有推广使用价值;②城市污水资源化开辟了第二水源减少了城市新鲜水的取用量减轻了城市供水不足的压力和负担,-定程度上缓解了供需矛盾;③城市污水资源化减少了污水排放量减轻了对水体污染减少了治理环境的投资。参考文献:[1汪光焘.城市供水行业2000年技术进步发展规划M].北京:中国建筑工业出版社,1993.[2张自杰.排水工程M ].北京:中国建筑工业出版社2000..[3张奎沈春花.城市污水再生工艺流程探讨J ].河北工程技术高等专科学校学报19993)32 - 33.[4]俏 锦陈元彩.中国西部开发与城市污水回用[ J].工业水处理2002 2x 3):13- 15.Application of recycle of urban sewage as resourceZHU Wei-ping' ,HE Ya-li' ,YIN Lei2( 1. Pingdingshan Institute of Technology ,Pingdingshan 467001 ,China 2. Jiaozuo Water Supply Co. Id ,Jiaozuo A54100 ,China )Abstract :Water resource is the essence of life as well as the important factor of national economy . With the implementation of reform andopen - up policy and the rapid increasing of econang jincreasingly serious shortage of water becones the important factors preventing ourcountry s economy from developing continuously . Based on the discussion of the water condition ,the approach of urban sewage reuseand engineering examples. The possibility of urban wastewater reuse and its great potential are analyzed .It is pointed out that urbanwastewater resourcizing making the sewage the second water resource is the important measure of resolving water shortage.Key Words iresourcizing of sewage iwater resource ireuse of urban sewang中国煤化工MHCNMHG