关于城市中水回收再利用技术的研究

发表时间:2021/8/26   来源:《城镇建设》2021年第4卷第4月10期   作者:吕露
[导读] 介绍中水回用的基础知识,阐述了国内外中水回用发展现状,
        吕露   
        中机中联工程有限公司    ,重庆 400039
        摘要:介绍中水回用的基础知识,阐述了国内外中水回用发展现状,并对中水回用处理工艺进行了深入分析,并在此基础上探讨了中水回用技术的现实意义及其问题,指出中水回用技术在我国必将取得进一步发展。
        关键词:中水;现状;利用;技术研究
引言
        随着社会的发展,资源对经济的影响越来越大。社会资源的循环利用一直是世界各国研究的焦点。随着水资源的日益短缺,研究人员需要开发新技术来促进水资源的循环利用,特别是污水循环利用技术的研究与开发,在一定程度上改善城市环境,缓解城市缺水的现状。中水在运用过程中,节省了水资源费、水与远距离输水的能耗费用和基建费用,从而有效降低了回用水的制水成本,城市污水处理后回用于农业生产和绿化,不仅可以降低运营成本,而且还可以带来可观的环境效益。在研究城市污水资源化方案时,有必要根据城市污水处理的现状进行有针对性的研究,以确保制定的方案能够有效提高水资源的回收效率。
1、中水处理处理现状
        中水回收利用技术最早出现于西方发达国家,这些国家高度重视水资源保护和利用,投入巨资用于中水回收利用的宣传教育、科研创新、设施配套、政策奖励等方面,有力推动了中水回收利用的高效、有序开展,既积累了宝贵的经验,也在中水回收利用过程中得到了实实在在的好处。中水回收利用的领域更加广泛,中水回收利用的理念更加深入人心,中水回收利用的技术更加先进,不仅补充了城乡用水,美化了环境,提高了人民的生活品质;同时,也大大节约了水资源,提高了水资源的利用效率,有利于水资源的良性循环运用。
        国内中水回收利用研究与应用起步晚,发展较慢。国内自上世纪七、八十年代开始中水回收利用的研究,自上世纪九十年代末才逐渐扩大使用。
        国内的中水回收利用在大城市,比如:京、津、青岛等地区应用的力度比较大,目前,中水回收利用得到全面推广,在家庭冲厕、街道清洗、园林用水、绿化灌溉等方面,中水得到了充分利用,有效缓解了大城市用水压力,特别是缓解了水资源枯竭型城市的水资源压力,提升了城市综合品位。有些地方已经将中水回收利用纳入城市总体规划,进行统一规划、统一设计,确保了中水回收利用能够正式纳入供水应用系统。有的地方还进一步提高了中水回收利用的标准,中水的品质已经可以达到或接近饮用水的标准,为城市的可持续发展奠定了坚实的基础。
2中水处理的关键技术
        2.1物理化学处理法及工艺分析
        物理化学处理法是污水通过化学混凝反应和物理沉淀、吸附、过滤、消毒的联合处理方法。以混凝沉淀(气浮)技术和活性炭吸附技术相结合的基本方式,污水通过添加絮凝剂和助凝剂充分搅拌,实现混凝,再经过沉淀、过滤和消毒处理,达到回用标准。该处理方法主要用于处理优质杂排水,可间歇运行,不需污泥处理。适用于处理规模较小的中水工程,主要特点是处理工艺流程短,运行管理简单、方便、占地相对较小;但相对于生物处理来讲,运行中药剂费用高,并且出水水质受使用混凝剂种类和数量的影响,有一定的波动性,对有机物去除较差。
        2.2生物物化处理法及工艺分析
        生物处理方法包括好氧微生物、厌氧微生物和兼性微生物处理,利用微生物的吸附、氧化作用,分解污水中含有大量的有机物质和无机物质。在中水工程中广泛应用,来降解水中的有机物质,满足水质标准中的有机物含量标准。生物化学处理法是生物处理和物化学方法的联合处理方法,污水经过生物处理后再通过化学混凝反应、沉淀、过滤、消毒的处理方法,该处理方法主要用于有机物污染较重的污水,适用于处理规模较大的中水工程,主要特点是出水水质较好,较为稳定,运行费用相对较小,尤其是对于大型污水处理工程;缺点是需进行污泥处理,易产生臭气,运行管理比较复杂,占地面积大。
        2.3反渗透技术及工艺分析
        在压力和温度相同的情况下,浓溶液的化学势高于稀浓液,因此溶剂流动方向是从稀液向浓溶液,当达到动态平衡时,此时的压力为溶液的渗透压;如果在浓溶液侧外加压力,且压力大于渗透压时,浓溶液的化学势会低于稀溶液,溶剂向稀溶液方向流动,这一过程是渗透的相反过程,称为反渗透。

反渗透(RO)是十分有效的膜分离操作单元,半渗透膜是整个技术的关键,膜组件的抗污性能、透过率等重要指标决定了整个工艺的处理效率。反渗透技术在除盐的同时,还可除去水中的微粒、有机物质、胶体物质,这是其它工艺所不具备的。但是,必须经过预处理,才能使膜组件不被损坏,保证RO长期安全运行。该处理方法主要用于含盐量比较高的污水,适用于处理中等规模的中水工程,主要特点是出水水质较好,较为稳定,缺点是投资较大,运行费用相对较高。
3中水处理存在的问题
        3.1未建立健全系统规范的体系,在我国,目前大多数城市仅仅只考虑污水达标排放即可,而没有长远的想法。中水回用系统规范的体系建设得不到重视。
        3.2 水资源成本
        开发初期投资成本较高。国外中水价格是自来水价格的80%左右。而我国中水成本偏高,一些小规模中水回用工程甚至超过了自来水价格,因此没有竞争优势;另外水源不稳定,设施得不到充分利用,导致运行成本高。目前水价过低导致消费者节约用水的意识不强,对合理利用水资源的重视程度不够,中水回用的意识还比较淡薄,也是限制中水回用发展的原因之一。如今,水资源短缺的现象已十分严重,污水的再生利用和对水资源的保护迫在眉睫,将污水再生利用是必然的发展趋势,中水回用技术的推广势在必行。近期我国的中水回用规模仍较小,中水回用技术的推广及应用仍面临很大的挑战,因此,需要我们采取一些切实可行的政策,如:政府参与、改革水价、制定相关法律法规等,使中水回用技术得到进一步的推广,以期能够解决城市水资源短缺、水环境污染的问题。
        3.3中水处理技术
        技术安全性上需要完善。如采用紫外高级氧化技术深度处理二级出水,具有工艺简单,降解彻底的特点,但必须保证足够的水力停留时间,并且要及时清理反应器内的污垢以保证紫外灯的高效降解杀菌性能;采用臭氧法也需较高的投量,但当臭氧投加量过高将产生一定的氧化副产物,导致出水的生态毒性有所增高;采用膜技术生产中水,超强度、超负荷运行会使膜产生机械性损伤,导致泄漏等;膜污染会造成膜表面渗透压增大,减少传质推动力,增加膜分离阻力,污染严重时会破坏膜分离功能;采用SBR技术需要较长的水力停留时间,并且除磷效果较差。
        3.4意识淡薄
        尽管目前水资源短缺现象越来越严重,但浪费水资源现象仍随处可见。且人们对中水的认识缺乏了解,且在心里上难以接受,也在一定程度上制约了中水回用的发展。
        3.5配套设施建设不完善
        城市污水再生利用首要是要先对城市污水进行收集,然后再处理。但目前我国的城市污水管网建设严重落后,相关的收集及处理配套设施不够完善,使得中水回用的发展受到了制约。
        3.4法律法规制度不健全
        健全的法律法规是推行中水回用的法制保障,但目前我国的中水回用仍处于起步阶段,中水回用的法律法规不够健全。现在发行的多是些行政法规,规定比较笼统,且缺乏监测部门,无法起到监管作用,给了开发商可乘之机,使得大部分中水回用设施的运行处于失控状态。
结束语
        我国水资源匮乏,水环境严重污染,探寻解决城市用水问题的途径已迫在眉睫,刻不容缓。而中水回用技术正是污水资源化的有效方法,且该技术具有成本低,社会效益、经济效益、环境效益高,在短时间内可以取得较高成效的特点,因而中水回用技术在各个国家都得到了广泛应用。在我国,中水回用技术还存在技术不够完善,资金投入少等不足。但国家对中水回用技术重视程度呈上升趋势,越来越多的学者开始研究中水回用技术,这势必会为中水回用技术的推广带来新的机遇。
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