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關鍵詞:污水處理;電氣自動化;現狀;實例
污水處理工作對于一個城市而言具有十分重要的意義,污水處理關系到一個城市的環境衛生與城市健康,關系到廣大人民群眾的生產生活,是一項重要的公共服務與城市職能。污水處理涉及到多方面技術處理環節與技術處理措施的工作,而技術環節的效率,質量與工作水平會直接影響到污水處理的效率,質量與污水處理能力。電氣自動化技術是一項對各類電氣設備進行自動化控制為核心的研究技術,電氣設備在污水處理工作中大量使用,電氣設備的技術能力與控制水平會直接影響到污水處理工作的效率與污水處理質量與能力,因此,通過在污水處理工作中積極引入電氣自動化技術,提高污水處理的技術能力,改進設備運行效率,提高污水處理工作的技術性與科技性,是污水處理工作改進公益,提高效率,降低能耗的有益方案。本文擬通過結合實務對污水處理過程中電氣自動化技術的應用進行探討,來提高我國污水處理工作的技術水平與技術能力,以下就從具體問題展開詳細的論述與探討。
一、電氣自動化技術概況
電氣自動化技術屬于通過一定的技術措施與技術手段對電氣設備進行操作控制方面的智能化與自動化運行控制的工藝技術。電氣自動化技術在我國的出現自上世紀五十年代就開始了,當時的理論研究主要針對工業大型設備的自動化操作問題,此后由于現代電力設備的廣泛應用,以及自動控制理論的不斷發展,電氣自動化技術在我國獲得了長足地發展與進步,尤其進入二十一世紀以來,由于計算機技術與信息技術的產生與發展,以及各種感應技術的出現,使得電氣自動化技術獲得了飛速的進步,目前已經大量應用于醫療衛生、機械制造、交通運輸、建筑業、加工業等各個領域,成為當今時代技術領域當中不可或缺的重要技術之一。現代的電氣自動化技術當中涵蓋了多方面的技術內容,其技術內容涵蓋自動化控制技術、感應技術、信息技術、數字電子技術、機械制造技術、模擬電子技術、接口技術、自動檢測技術、可編程邏輯控制器技術等多個技術領域。目前電氣自動化技術在各個領域的應用中已經十分廣泛和深入,同時結合不同領域的具體特征而跟相關的技術結合,形成了電子自動化技術的復雜系統。對于當今時代而言,電氣自動化技術的應用是十分廣泛的,大到航空航天等大型工程領域,小到廚房烹飪等老百姓日常生活,可以說在社會生產生活的各個領域當中,都不同程度的有電氣自動化技術的應用。而對于很多行業在技術革新與技術進步上來說,在行業中涉及到電氣設備使用方面通過積極引入電氣自動化技術來提高行業的技術水平與生產效率,是產業技術水平提升與進步的一種重要措施,同時從長遠發展的眼光觀察,這也是很多行業技術進步的一個整體性的趨勢。
二、電氣自動化技術在污水處理工作中應用的作用和意義
污水處理在工作方式上涵蓋多方面內容,其中較為關鍵性的技術措施有厭氧生物好氧生物與微生物處理技術、離子交換樹脂處理技術、膜分離污水處理技術、電氣自動化污水處理技術等多方面的技術措施。用于污水處理的生物處理技術在很早就已經出現,并且在發展的過程中不斷改進換代,目前已經發展到第三代處理技術,通過此類技術的應用可以有效實現對污水中的質量處理,在污水凈化方面具有十分顯著的作用,同時通過好氧生物處理技術還能夠以高負荷轉化利用空氣里面的氧元素含量,使得污水中的微生物生長代謝得到有效控制,從而在污水凈化處理上起到良好的效果。離子交換樹脂處理技術屬于污水處理各種技術措施中主要用于污水中所含重金屬處理的技術手段,通過該技術的應用,能夠把污水中的重金屬進行凈化排出,使得污水轉換為具有再利用價值的冷卻水,從而實現凈化污水,再生水資源的作用。反滲透污水處理技術是通過一定的過濾與分離措施將污水中的有害成分進行分離與過濾處理的技術,其原理是在壓力驅動下,通過氣體里面的不同組分與高分子膜表層當中的吸附能力和在膜內溶解與擴散方面的差異性用于實現污水中有害物質分離工作的,該技術用于處理含有大量工業鹽與重金屬的污水具有十分顯著的效果。對于城市污水的處理工作,以上的這幾方面的技術都存在各自技術上的優勢以及一定的局限性。污水的處理工作受到污染情況的不同所需要選擇采用的技術措施也存在一定差異。不過總體來說,電子自動化技術在污水處理中不僅僅局限于某一個技術領域,而對于很多技術措施上存在多方面的交叉與技術融合。以上的技術措施中,具有需要使用的電氣設備的技術措施,也會涉及到電氣自動化技術的應用問題,而電氣自動化技術本質上是將各種電氣設備的工作由原本的人工操作與人力控制,通過技術手段省略和優化其中的技術環節,而實現以自動化控制代替人工控制的技術改進與技術水平的提高。由于人工控制存在人的操作水平,觀察能力,思維習慣與工作強度等方面的制約因素,因而在很多單調或精密控制方面難以跟機械自動控制相比,尤其對于一些精密檢測與操縱,人工的能力跟機械相比具有較大差距。而通過電氣自動化技術的引入與應用,可以很大程度上解決人工操作控制電氣設備造成的效率不高,操作失誤與工作時間無法連續等等問題,提高設備的工作效率與工作水平,使得電氣設備的優勢能夠更為充分地發揮出來,同時解放人力資源,降低一些危險與有害環境下技術環節對人力資源的依賴性,使得技術措施更加人性化,效率化,從而實現技術水平的提高與生產效率的改進。
三、現階段污水處理工作中電氣自動化技術的應用情況
現階段我國在污水處理領域自動化技術的應用已經十分廣泛,我國很多的污水處理廠當中都不同程度地有電氣自動化技術的應用,不過就技術應用的深度與全面性而言,很多污水處理單位依然應用的不夠全面。因電氣自動化技術現階段在污水處理方面已經形成了一整套的全自動化控制系統,通過構建污水處理方面一套全面的集合監控,感應,自動化處理與數據采集記錄的處理系統來進行污水處理的全過程控制,這樣可以最大限度的減少污水處理工作中的認為操作造成的失誤和隱患。而相對于在單一技術環節中應用電氣自動化技術,整體性的通過中央處理系統來控制的電氣自動化污水處理技術的應用更為高效,高質量。從現階段我國污水處理工作中電氣自動化技術的應用情況觀察,我國的技術應用還處在起步階段,盡管國際上有關污水處理的電氣自動化系統已經在很多國家投入使用,并通過實踐檢驗證明確實對于改進污水處理技術與處理效率具有現實意義,不過在我國由于各種原因,污水處理方面電氣自動化技術的應用尚不十分廣泛。我國的很多污水處理廠在電氣自動化技術應用上控制水平不高、智能化水平低,整體性的技術應用深度與技術效率并未充分發揮出來。距離真正的電氣自動化整體性的精確控制系統用于控制污水處理工作還存在差距;由于電氣自動化控制技術的引入與應用,在技術的投資建設與人員操作方面需要一定的技術與設備方面的投資,同時需要相關的技術人才來作為支持才能得以推行,而現階段我國的很多污水處理廠在技術投資與人動方面審批復雜,效率低下,造成即使有好的技術措施與方案,在推行上也困難重重。而真正的將電氣自動化控制系統全面用于污水處理的在現階段還并未達到較好的普及率。
四、污水處理過程中電氣自動化技術應用實例
某某地區污水處理廠以往在對于污水水質的處理工作在措施上采取了斜管沉淀與濾池過濾的處理技術,不過由于近一段時期以來污水的水質惡化情況越來越嚴重,同時本地的水資源存在不足等現象,污水處理的管道發生了數次堵塞現象、而且污水過濾的效果變得越來越不理想、污水中的沉淀物有明顯增多趨勢、同時處理設備陳舊老化,故障頻繁,污水處理工作效率低下。污水處理日凈化量只能達到一千八百立方左右,同時在污水處理上每月的費用開支達到兩萬元人民幣以上。污水處理工作凈化處理出來的水水質差、處理成本高、能源消耗巨大、工作效率低下、而且循環水結垢過多,此類問題的出現嚴重影響了污水處理的質量和效率,造成污水處理廠面臨多方面的阻力與壓力,而采用自動化控制技術對污水處理的設備工藝實施改造升級,可以優化污水凈化的處理流程,改進凈化效果,一方面減少費用跟能耗的指出,同時使得處理工作的效率與凈水質量都得到提高。因此,污水處理廠在原有設備基礎上進行了整體化綜合性地分析工作,就原有工藝當中的細節與不足之處進行了分析研究,以量入為出的原則科學設計改造方案,在水質處理方面以針對更為有效地處理污水中的浮游物質、沉淀物、藻類、著色物、溶解鹽等為目標,對于過濾環節的技術措施進行了改造、通過新型的自動化設備來提高處理效能,改善處理工作的水質質量,與此同時,在水質凈化上,針對核心環節混凝、沉淀兩項重要工作,在混凝作業中運用聚合氯化鋁,通過冷卻水循環系統來實現提升酸堿度值的工作目標,通過添加氯用于解決浮游物滋生的問題,在混凝工作上,通過配備新型的自動化混凝設備來改進工藝水平,提高工作效率,從而使得混凝工作的反應效果得到提高。對于沉淀環節的改造工作,通過改造斜管沉淀的同向流方式,使用斜管沉淀異向流等措施,通過新技術與設計理念的應用使得沉淀效果得到提高。
五、結語
集合以上觀點,在污水處理工作中引入與應用電氣自動化技術,是污水處理技術水平的改進與提高措施,是將現代科技元素融入污水處理技術當中而對污水處理工作進行的優化與調整。當今時代是一個科技化飛速發展的時代,科技在生產生活各個領域中的應用是一個總體的趨勢,而對于各行各業來說,積極地利用科技進步帶來的技術優勢,與時俱進,進行技術革新與研發,以全新的姿態迎接與融入這一趨勢,才能在未來的發展中謀求更大的發展空間。污水處理工作是關系到國計民生的重要工作,而且工作任務繁重、環境惡劣,將現代科技元素有效的應用于污水處理工作中,可以有效改善污水處理工作的效率,降低污水處理工作的難度,因此,對于電氣自動化在污水處理工作中的技術領域的研究具有十分重要的意義。本文對于這一課題的研究是概括性的,不夠全面的,不過希望能拋磚引玉,通過探索與推進使得這一領域的技術探討得到發展與推動,為我國污水處理工作技術水平的提高提供幫助。
作者:毛文玨 單位:杭州市水務控股集團有限公司南星水廠
參考文獻:
[1]李澤謙.化工企業電氣自動化的設計及應用研究[J].科技資訊,2013(01).
關鍵詞:節水措施;節能措施;環保措施
Abstract: China is a fresh water resources serious shortage of countries, as people living standard rise, the acceleration of urbanization, the water, life dosage increase construction, therefore, saving energy and water water supply and drainage construction design promotion already is the top priority. This paper designed the energy conservation work building water supply problem, talk about some energy saving scheme, for reference in communication.
Keywords: water saving measures; Energy saving measures; Environmental protection measures
中圖分類號:TE08文獻標識碼:A 文章編號:
隨著社會經濟的不斷發展,能源已經成為發展國民經濟的重要物質基礎,同時也是制約國民經濟的一個重要因素。大力降低能耗,最大限度地提高能源的利用效率已經成為我們的重要課題。我國是一個水資源嚴重不足的國家,人均水資源占有量僅為世界人均水資源占有量的四分之一,而建筑給排水設計涉及到人們日常生產生活活動中的給水、排水、熱水、消防和回用水等消耗能源的多個方面,故建筑給排水的節能工程在整個建筑節能工程中具有極其重要的地位。本文主要針對建筑給排水設計工作中的節水節能問題,總結了以下幾點途徑。
一、建筑給排水中的節水措施
1、合理確定建筑給水系統的供水壓力
建筑物內應盡量利用室外管網直接供水,當水壓不能滿足要求時。則設加壓裝置。為了盡可能防止超壓出流浪費,根據《建筑給水排水設計規范》的規定,高層建筑生活給水系統應豎向分區,各分區最低衛生器具配水點的靜水壓力不宜大于0.45MPa,靜水壓大于0.35MPa的入戶管,宜設減壓或調壓措施。衛生器具給水配件承受的最大工作壓力不得大于0.6MPa。
2、加強對水資源的再利用
發展利用人們日常生活中排出的生活污水和生活廢水可以做到水資源的循環利用。我國目前廢水排放量逐年遞增,情況不容樂觀(如表1)。一般城市生產生活廢水經過基本的生物和物理化學方法處理后,就可以達到水質標準較低的非飲用水標準,因此可以在小區中建立管道系統收集較清潔的洗滌用水,經中水站稍加處理后用于洗浴.景觀.綠化.沖車.沖廁及清潔衛生等。因此,在缺水城市,以生活污水加以適當的處理,使水質達到中水標準后,再供于雜用水系統,這是一條節流的有效途徑,將成為城市建筑給排水的發展趨勢。
3、綠色自然能源的利用
①太陽能利用。太陽能的利用主要是用于加熱冷水的技術方面。其原理十分簡單,即利用有效的冷水加熱設備將太陽光能吸收,進而將冷水加熱。此工作原理節能、環保,且集熱效果和保溫性能均比較高,應廣泛采用。
②雨水利用。雨水作為另一種自然資源,其利用原理也非常簡單,就是將屋頂或小區的地面雨水收集起來,經過一定的設施和藥劑處理后,得到符合某種水質指標的水再利用的過程。類似于中水,處理后的雨水作為一種可以利用的水資源可以用于沖洗、城市綠化、景觀用水以及其他適應中水水質標準的用水。建筑物收集雨水的一般結構是,由導管把屋頂的雨水引入設在地下的雨水沉沙池,經過沉積的雨水流入蓄水池,由水泵送入雜用水蓄水池,經加氯消毒后送入中水道系統,為解決降塵和酸雨問題,一般將降雨前兩分鐘的雨水撇除。目前,世界上許多圍家都展開了對雨水利用的研究,以節約水資源,減輕當地的用水和污水處理負擔。
4、各種新型的節水節能設備的采用
①節能衛生器具。在衛生器具方面,目前市面比較流行的有腳踏開關淋浴器、真空式大便器和節水延時自閉沖洗閥等,均可以不同程度地起到節水、節能的效果,應廣泛使用。
②節能配水管材。優質的管材也對建筑設計節能工程有著巨大的貢獻,以往采用的鍍鋅鋼管極易生銹,長時間閑置后再使用時需放出部分銹水,導致水資源浪費,同時水管接頭處如果銹蝕也會漏水滲水,從而造成水資源的污染和浪費。如果采用新型的鋁塑復合管、鋼塑復合管、不銹鋼管、銅管、PVC-U管、PP-R管和PE管等就能很好的解決此類浪費問題。此外,在閥門方面,截止閥比閘閥關得嚴,閘閥比蝶閥關得嚴,采用合理節能的閥門一樣可減少漏水帶來的水資源浪費問題。同時廚房的洗滌盆、盥洗室的面盆龍頭沐浴水嘴若采用充氣水嘴或瓷芯節水龍頭,均可在不減小水流直徑的同時達到節水的目的。
5、防止二次污染造成的水資源浪費量
建筑供水中采用水泵、水箱二次供水方式時,常有二次污染事故發生,而水的二次污染,不僅影響給水系統的正常工作,而且受到污染的水需要排放,這都造成水資源的流失。同時,污染后需對供水系統進行清理,這也需耗費大量的自來水,這些都造成了水資源的嚴重浪費。為解決此問題,在條件許可時應優先考慮疊壓供水的方案,該方案無需設置生活水箱,可以有效的防止二次污染。同時,應嚴格執行設計規范中有關水池材質選用、配管和構造設計及防止管道系統回流污染等規定;定期清洗水池、水箱,嚴格執行水箱清洗周期,適當增加水箱的清洗次數,確保將二次污染降至最低。
6、采用合適的加壓設備。
在高層建筑群消防加壓系統設置方面,應按其中需水量最大的一座建筑來計算,盡可能共用消防水池和加壓水泵,既避免建筑設計在消防加壓方面遇到的諸多技術問題,同時又可節省工程建設和設備投資費用,避免了多座貯水池的大量消防貯水頻繁換水造成的浪費。
二、建筑給排水中的節能措施
1、熱水系統的應用
生活熱水的制備傳統上是依靠鍋爐或熱水機組,也可以靠蒸汽、高溫水置換。不管哪種方式都是通過消耗電、煤、石油、天然氣等能源,將這些能耗轉化為熱能。這些傳統的能量轉化方式在浪費了不可再生能源的同時,也增加了碳排放,污染了環境,而利用太陽能的直接加熱設備有真空管式和熱管式,其集熱效率高,保溫性能好,受環境影響小,全自動運行,操作簡單、維護方便,可全年使用。太陽能熱水系統的基本原理就是在屋面或墻面放置太陽能集熱器,通過吸收太陽輻射,將太陽能轉化為熱能并加熱水的系統。由于太陽能節能、環保的特點,所以現在各地紛紛制訂有關政策,鼓勵新建住宅設置太陽能生活熱水系統。
2、二次供水設備的選擇
傳統的水泵-水箱供水方式中水質易受污染,所以二次供水已越來越多的被氣壓罐供水和變頻調速供水所取代。其中變頻調速設備是20世紀90年代以來迅速發展并得到廣泛應用的供水方式,它采用變頻器改變電機的供電頻率,根據用水量的大小實現對水泵的無級調速和循環軟起動。變頻設備已從最初的恒壓變量供水發展到變壓變量、變頻氣壓供水等方式,根據系統的運行特點和設備的節約特性,合理的選擇設備,其節能效果是十分突出的。
3、管網疊壓技術的應用
常用的供水方式是市政自來水管網將市政水送入單體建筑的儲水箱內,再通過變頻水泵將儲水箱內的水壓力輸送到建筑各用水點。市政自來水進入建筑時是有壓的,也就是帶著能量的,但進到水箱后,這部分能量就損失掉了,壓力變為零,因此水泵需要將水從壓力為零重新增加到用戶需要的工作壓力,這個過程因存在中間環節的能量損失所以是不節能的。而管網疊壓技術就是充分利用市政自來水的壓力,取消儲水箱,將水泵與市政管道對接,直接加壓送到建筑內的市政水。這種供水方式利用了市政水的壓力,從而降低了水泵的功率,節約了電能。
三、建筑給排水的環保措施
現代城市建筑的污水處理排放過程一般是經過收集、化糞池初步處理、城市污水處理廠深化處理再排放到江河。由于城市污水處理廠的處理能量不足,或者污水管網的滲漏,很容易對環境造成污染,因此建筑設計時考慮將污水進行深化處理后再排放,減輕污染,減少污水處理廠的負擔就很有必要。現在運用較多、取代化糞池、對污水進行深化處理而又不耗能的處理設備是污水處理裝置是無動力微型污水處理裝置。無動力微型污水處理裝置它是通過在厭氧池投放微生物,污水通過重力流通過微生物的處理,再經過氧化處理、消毒處理后達到直接排放的污水處理設備。它有以下特點:①無需電能。②無氣味。③處理后的污水達到直接排放標準。對于大型社區,建議污水處理考慮采用生態污水處理系統。它是通過人工建造沼澤地,利用生態系統將生活污水凈化。
結束語
能源對一個國家的發展起著至關重要的作用,建筑給排水在節水、節能方面的發展潛能很大,百利而無一害,若我們每一位給排水設計者能在建筑設計中將節能作為一項重要使命,結合工程實際,設計出更加合理的節水、節能的方案,將是一件利國利民的大事。隨著自然環境污染的情況越來越嚴重,能源供應將越來越緊張,節能、環保越來越引起人們的重視。在現代建筑設計中,節能、環保技術的運用越來越受到國家的重視,并因此出臺了一系列的法規,相信隨著科技的發展,使用環保節能的技術會越來越成熟。
參考文獻:
[1]GB50015—2003建筑給水排水設計規范[S].北京:北京:中國計劃出版社,2010.
關鍵詞: 醫院污水;處理站;環境;設計
一、設計原則
①醫院污水處理站應獨立設置,與病房、居民區建筑物應采取有效安全隔離措施,不得將污水處理站設于門診或病房等建筑物的地下室。②采用先進、成熟的生化接觸氧化處理工藝,實用可靠,布置緊湊,工程投資省,建設周期短。能有效去除污水中的各類污染物,確保合格排放。③餐廳、廚房廢水排入污水處理站需先經隔油池隔油處理后才能進入污水管道。洗滌用品應禁止使用含磷類洗滌劑。④污水處理站內應有必要的報警、捕消、搶救、計量、監測等裝置,并預備防毒面具等。操作間應設機械排風系統,換氣次數宜為8―12次/h。并應有直接通向室外和向外開的門。應充分考慮污水處理系統配套的減震、降噪、除臭等措施,以防止對環境的二次污染。⑤設備應便于安裝、檢修和維護。⑥污水處理設施上部能夠承受行人和一般小車的荷載,可種植花草,綠化環境。
醫院污水處理站應該多渠道、全方位的考慮污水問題,因此,可以說其是一項綜合性極強的工程項目。所以,針對具體的工程項目,我們也應該做到具體問題具體分析。但是,對于選取經濟合理的處理工藝,是該工程發展的重要方向。因此,本文對相關方面的內容進行了分析與闡述,進而為有關工作人員提供一定的借鑒作用。
二、處理工藝理論分析
1 醫院醫療廢水向著化糞池中流入,首先,要經過粗細兩道格柵攔截處理化糞池中的污水,進而濾除掉廢渣、紙屑和棉團等顆粒大的物質。之后向著曝氣池中流入,均質水質,均衡水量,將系統的沖擊負荷降低下來,確保能夠穩定運行起后續的工作,預處理系統是該部分的主要特征。
2 廢水通過調節池向生化系統中流入。以前經常將固定式調料應用到生物接觸氧化法中,固定流量連續式運行為其基本的運行方式。近些年,在接觸法的前提下,通過優化運行方式或者所用填料,從而將流動床生物膜法打造了出來,這樣生物接觸氧化法的變形工藝就得到了廣泛的認可。并且,這種工藝在很多醫院廢水處理中都得到了有效的應用。生物膜處理技術是此工程的主要備選方案,這種新型的水處理技術將膜分離單元結合了起來,但是,在對污水處理中應用膜生物處理技術,積累生物降解物質的時候,膜容易被污染或者極易導致微生物受到毒害影響。并且這種組件價格較貴,此系統能耗高、需要氧量大。同時,同傳統的除磷工藝比較,膜生物反應器將磷的去除效率并不能很好的提升上來。
3 移動床膜生物處理技術的基本原理是利用將懸浮載體投入到生物膜反應器中,將其中的生物總量和生物種類提升上來,進而將反應器的處理效率提升上來。因為填料的密度和水相似,因此在曝氣的過程中,會完全的混合于水中,這樣就會在氣、液、固三相中生長著微生物。載體在水里面剪切、碰撞,就會有著更加細小的空氣氣泡,從而將微生物對氧氣的利用率就能夠提升上來。同時,均會有不同的生物種類存在于各個載體中,有一些兼氧菌或者厭氧菌在其內部生長。好氧菌會生長在外部,因此,各個載體都是微型反應器,因此,就會同時存在反硝化反應和硝化反應,進而就能夠將處理的效果提升上來。在應用該技術時有著這樣的優點:第一,較高的處理負荷;第二,基礎建設投資低,氧化池容積低;第三,不應該將污泥回流設備設置在該工藝中,反沖洗可以省略,將設備的投資能夠有效的降低下來,還便于操作,將污水運行成本能夠降低下來;第四,污泥在該工藝中產量少,將污泥處置費用也能夠降低下來
三、具體構筑的參數分析
1 曝氣池
一般有兩座曝氣池,在將菌種加入之后,水解酸化池的作用就會存在于池子中,并且能夠將BOD5和COD去除掉。對曝氣池的尺寸要合理確定,水深控制在2.7m左右,總容積控制在200m3左右,150m3的有效容積。停留設計時間維持在5h,為了避免有懸浮物沉淀到污水中,將兩套曝氣器設置在每個曝氣調節池中。
2 格柵
將細柵欄固定好,60°為具體的安裝角度,寬度在兩個柵欄之間維持在800mm左右,柵條間距在細格柵中為5mm,撈渣由人工完成。地埋式鋼筋混凝土結構,3.0m×2.5m×3.0m為尺寸的規格,將兩套手動一體閘板閥和一臺功率為0.75kW的電機配備到其中。
3 沉淀池
二沉池也就是所謂的豎流沉淀池。在池子中,對污物本身的物理特性進行利用,將分離和去除污物的工作在池中實現。鋼筋混凝土式的沉淀池結構,將兩臺PAC自動加藥裝置配備到其中,兩個管道混合器,合理的控制管道內的流速,將幾臺污泥回流泵設置在其中,流量根據池子大體情況而定,功率為1.5kW,揚程控制在6m,設置出兩套超聲波液位器。
4 生化池
劃分出兩級,10m×6m×5m為兩級生化池的尺寸。250m3的有效容積,停留時間控制在6h左右。將懸浮填料裝在生化池中,將微孔曝氣器裝在池的底部,向曝氣器中利用羅茨鼓風機將壓力空氣通入進去。在廢水池中,將空氣以微氣泡的形式分散進去,在池中要不停的翻轉懸浮填料。
5 污泥收縮池
收縮處理生物池和二沉池中生成的污泥。固液分離泥漿,向調節池中回流清液,通過污泥泵,將下沉污泥向污泥干化車中提升,干化處理這些污泥。鋼筋混凝土式的濃縮池結構,污泥提升泵為其中的配套設備、設置一套消毒劑投加裝置和一臺超聲波液位儀于其中。
6 消毒池
水在經過了混凝沉淀池處理之后,向著接觸消毒池中匯入。鋼筋混凝土為池體的主要結構。將配套裝置設置在其中,有兩臺污泥提升泵,流量控制在40m3/h,揚程控制在15m左右,1.5kW為基本的功率,設置一臺消毒裝置,并且還需要將紫外線消毒裝置和線余氯檢測器一臺設置到其中。
參考文獻
[2]李志富.二氧化氯和電化學法在醫院污水中滅菌性能的研究與應用[D].山東師范大學,2007.
[3]孫紅芳.短程硝化D厭氧氨氧化聯合工藝處理含氨廢水的試驗研究[D].西安建筑科技大學,2008.
【關鍵詞】 電廠 廢水處理 環境 管理
與燃煤電廠相比,燃氣-蒸汽聯合循環電廠沒有輸煤、除灰和脫硫系統,在節約用水的同時,廢水的消納利用能力也大大減小,在燃煤電廠可回收利用于輸煤沖洗、脫硫等系統的廢水,如循環水排污水、酸堿廢水等,在燃機電廠則不能,因此,其處理和處置措施也會不同。由于水在使用過程中會因濃縮或摻入雜質而被污染,如直接排放,不僅會造成水資源的浪費,還將對環境造成不同程度的污染,因此,必須對對燃氣-蒸汽聯合循環電廠各種廢水進行分類收集和處理,最大限度地回收利用,對排水量及排水水質進行控制管理。
1 廢水來源及參數
燃氣-蒸汽聯合循環電廠的廢水主要包括循環水系統排污水,化學水處理系統產生的再生水、反滲透濃水,鍋爐排污水,燃機空氣壓縮機清洗排水,含油污水,生活污水,雨水。以某電廠為例,
產生的廢水類型、來源及估算流量見表1。
2 廢水處理及處置
電廠廢水處理按照分類收集,分離處理的原則,對不同的污水進行專門收集/處理后,進行回用或排放。為了節約用水,應采取先進的廢水處理工藝,盡量提高廢水回收利用率,回用水的水質應滿足用水系統的供水水質要求;電廠應采取先進的工藝系統,盡量減少廢水排放量,即使不能回收利用的廢水,也要進行處理后達標排放,排放水的水質應滿足環境評價批復意見的要求。
通常情況下,每個收集/處理系統將安裝一套連續監測系統,以測量具體污水的相應參數。萬一測量值不滿足相應的回用或排放限值,報警信號將傳輸至主控室,按預先確定的方案進行處置,如強化處理過程控制、降低機組出力、停止廢水排放等。連續監測系統也將提供采樣點,取樣送至電廠實驗室進行分析,同時允許政府主管部門進行取樣分析。
2.1 清潔雨水
來自道路、建筑屋面等無污染的區域,不受污染的雨水用專門的地下排水管道排至主排水渠內。這一清潔雨水管網不與任何其他的工業廢水混合。
雨水排水系統的設計按設計重現期計算,排水管道的尺寸要考慮經受收集到的最大洪峰流量。在重力流無法實現的地方設置泵站,以克服收集區與排放點之間水頭損失和高差。
雨水隨季節性變化大,來水時間上難于預測,具有間斷和流量變化大的特點,受電廠占地指標的限制,對雨水的調節、處理和利用較為困難。
因為預期沒有特別的污染,這種類型的廢水不需要處理,一般直接排放到收納水體。
2.2 含油廢水
電廠的含油廢水主要來自于燃機及汽機房,余熱鍋爐及車間,柴油儲存及卸油站等區域可能被污染的雨水、地面沖洗水;主變壓器及廠用輔助變壓器區域被污染的雨水及消防水;食堂排出的含油生活污水。含油廢水為非經常性間斷排水,處理后達標排放。
含油污水先經過重力式油水分離設施初步進行油水分離后,再進行上浮或混凝澄清、過濾處理。
由于構筑物之間存在一定的距離,各系統排放的水質也不同,因此,電廠廠區一般設置3個油水分離設施:1—主油水分離器服務于變壓器區域,主廠房區域;2—油水分離器服務于油罐、余熱鍋爐及車間;3—廚房隔油池專門用于綜合辦公樓的廚房。
1—主油水分離器:由油水分離室、水室、回收油室組成。不僅是作為一個連續的油水分離設施,同時可以接納變壓器事故排油及部分變壓器消防水量。按照NFPA規定,在主變壓器泄漏及火災的情況下,油水分離器應該能夠接納100%的油量加上10min的變壓器噴水滅火系統的消防水量。其滯留體積,應保證即使在極端條件下,也沒有未經處理的含油污水排放。重力式油水分離器處理后通常情況應低于20mg/L,最大不超過100mg/L。
2—油水分離器也采用重力式,分離室設計流量按服務區域最大一次排水量設計。為防止油罐泄漏時原油進入油水分離器,進口管道設置由密度驅動的自動關閉裝置以及油液位探頭。
經重力式油水分離器處理后的含油廢水,經升壓后送至含油廢水處理站,再經過上浮式油水分離裝置進一步處理,出水經過濾后預期含油量小于5mg/L,處理后的水排至監控水池。
3—廚房隔油池:將專門用于廚房排水,因此日流量很小,這樣設計可以簡化,典型的隔油池有一個或兩個室,可以采用預制塑料型,設計流量根據用餐人數計算確定。分離油后的生活污水與其他建筑物生活污水一起進入生活污水處理站進行處理。
分離器排放至儲油箱中的油,定期由具有資質的單位清理。
2.3 化學廢水
電廠運行期間,化學水處理系統在RO/EDI膜清洗及實驗室活動中會產生少量的化學廢水。反滲透及電除鹽的膜清洗采用酸或堿液(pH值接近2或11)膜的清洗每年一次到兩次。每次沖洗產生約3m3的酸性或堿性廢水,這樣每年的污水量可以忽略不計。
這種廢水將排放至設置在水廠內的中和水池內,為了達到排放標準,對其pH進行監控及調節。而且,水廠內的化學品區域的排水也將排至到這個中和水池內。
當中和水池中的水位達到預設點時,啟動循環泵,進行中和,調節pH在6~9的范圍內。當pH達到能夠保持6~9一定時間時(10~15min)范圍內時,排水閥打開,將處理后的水排至監控水池。
2.4 生活污水
電廠設獨立的生活污水管網,收集建筑物排放的生活污水、廚房經隔油池處理后的生活污水至生活污水處理站,經小型埋地式二次生化處理設備處理,并經過濾器過濾后,出水水質達到綠化用水要求,經清水泵升壓后供廠區用水。
生活污水設計水量取生活用水量的80%,埋地式污水處理設備按日處理量選擇,電廠一般設100%備用。
2.5 冷卻水排污
當被凝汽器加熱的冷卻水在蒸發式冷卻塔中冷卻時,溶解性固體和懸浮物質積聚。固體積聚水平由冷卻塔的濃縮倍率控制。大多數的積聚物依靠系統排污排除。
電廠循環冷卻水的在設計濃縮倍率n下運行。意味著用于補充至主冷卻水系統中的脫碳水將被濃縮n倍。預期的冷冷卻塔排污水質主要基于生產脫碳水的原水的水質信息按循環水系統濃縮倍率計算,與脫碳水相比,主要是含鹽量和SS增加。
對于缺水地區,回收處理后可回用于化學水處理、冷卻水系統補水,典型的處理工藝為:混凝澄清、超濾、反滲透。對于水量豐沛的地區,可以直接排入收納水體,在排污管道上設置連續的余氯監測裝置,以便監控及控制氯排放值。
2.6 反滲透排污
化學水處理系統的除鹽工藝中生產廢水主要有多介質過濾器反洗排水,反滲透濃水及電除鹽濃水。按照當前最佳的實踐經驗,通過回收利用不同水質的廢水,將減少廢水的排放量。過濾器反沖洗排水返回至混凝澄清工序。第二級反滲透及EDI的濃水返回到第一級反滲透的入口。根據這種回收理念,通過將廢水排放至一級RO,來降低廢水排放量。
一級RO排放水水質可以通過廠內試驗室常規分析得出,電導率、溫度和余氯含量可以通過RO系統內設置的在線分析儀表顯示數據得到。一級RO排放水不需要進一步的處理,排至監控水池。
2.7 軟化水廠的再生廢水
軟化水是熱網啟動所必需的用水,這部分水將通過進一步軟化處理脫碳水來獲得,軟化水處理系統設置在水處理廠內。
再生廢水量會跟著區域供熱廠的運行負荷變化而變化。
再生廢水將收集在專用的廢水池內。廢水池內廢水可通過槽罐車運送出廠處理。在排放標準允許的情況下,這部分廢水也可以排至監控水池。
2.8 余熱鍋爐排污
采用余熱鍋爐排污是為了阻止結垢與腐蝕,并控制蒸汽的發生過程。通過連續的排除一小部分水(相當于蒸汽流量的1%~3%),系統中存在的金屬氧化物,硬度,硅酸鹽和磷酸鹽可以保持在一個允許的范圍內。從余熱鍋爐中排放的清水,避免固體及污染物在汽水循環中積聚,防止危害到汽輪機,水從汽包排放至設在地面水平面上的常壓水箱內,余熱鍋爐排污水質有以下典型特征:脫鈣水,pH:9.5-10.5,鐵(mg/l)
由于余熱鍋爐排污水水質依然很好,可以回收至冷卻塔水池重復利用。這一理念廣泛的應用與電力行業,具有以下優點:
主冷卻水系統的補水量可以減少與鍋爐排污相同的量,這就意味著整個電廠的耗水量降低。
鍋爐排污水具有較低的溶解固體含量,可以降低主冷卻水系統中的濃縮倍率。
冷卻水呈中性,且量巨大,可以中和余熱鍋爐排污水中具有高pH值的緩沖溶液。此外,冷卻塔系統配置有pH值測量裝置,及加酸系統,可以矯正pH值在可接受的限度6~9之內。
因此,在電廠運行時,余熱鍋爐的排污不需要特定的處理設備,經摻冷水調溫后(40℃以下)送至冷卻塔作為冷卻水系統的補水。
2.9 燃機壓縮機沖洗水
燃機壓縮機的清洗水通常在每臺燃機排水分界點收集,盡可能靠重力收集至一個鋼筋混凝土水池內。在線清洗和離線清洗的次數一般根據現場及電廠運行條件而定,但是通常是3個月一次。
清洗水箱將由電廠組織負壓罐車清空外運,有專業的處理公司處理。因此,沒有額外的處理,而且沒有燃機壓縮機洗滌水排放。
高液位報警信號會傳至主控室,因此,可以及時由運行人員確認并采用適當的措施。
2.10 廢水監控及排放
每種需要排放的廢水應在各個處理系統的出口處且與其他廢水混合前進行監測,以便快速充分的排除故障。如果分析方法允許,相關參數的監測應采用在線連續測量設備。對于補充性的參數及主要參數不能在線監測的,采取抽樣在電廠實驗室內分析或由外部認證的企業測定的方式。
電廠應盡量減少廢水排放點,處理后的廢水宜收集至監控水池內進行最終同質化及監控,統一排放。
3 結語
燃氣-蒸汽聯合循環電廠的廢水處理和管理,對電廠節約用水和防止排放水污染環境起到決定性作用。根據廢水類型,回用水水質標準和排放標準,對廢水進行分類收集與處理,對連續性廢水盡量通過先進的廢水處理技術處理后回收利用,達到節約用水,減少廢水排放的目的;對于利用難度大的間斷性廢水,必須處理后達到排放標準后排放;電廠難于處理的廢水應由專業公司回收處理。必須對各個處理系統的出口處及最終排放點廢水的水量和水質進行檢測,按制定的廢水處置預案進行控制,是防止排放水污染環境的重要手段。
參考文獻:
關鍵詞:風景區水資源綜合利用
黃山是我國著名的山岳型風景名勝區,1985年被評為中國十大旅游名勝之一,1990年被聯合國教科文組織列入“世界自然與文化遺產名錄”,素有“人間仙境”的美譽。黃山不僅以溫泉、云海、奇松、怪石“四絕”著稱于世,同時也是我國南方天然的綠色寶庫和動植物園,擁有動植物種類1882種。森林植被群落具有喬、灌、草三層完整結構,還有多種古樹名木和珍稀花卉,是野生動物棲息繁衍的良好場所,生態系統穩定平衡。隨著黃山知名度的提高和旅游業的迅猛發展,風景資源的保護和自然生態系統的維護工作日趨繁重。由于水資源在維持生態平衡、保障旅游與生活用水方面發揮著基礎性作用,因此水資源的供求矛盾十分突出,其綜合利用已成為黃山風景資源和旅游經濟可持續發展的關鍵。
1水資源利用現狀及存在問題
黃山位于我國安徽省南部,屬北亞熱帶濕潤季風氣候區。這里四季分明,雨量充沛,多年平均降雨量2394.5mm,多年平均徑流深1384mm,多年平均徑流總量2.1×108m3(豐水年高達4.8×108m3,枯水年也有11×108m3),地表水資源非常豐富。然而黃山因山勢陡峭,溝壑縱橫,海拔高程在500~1870m之間變化,河床比降大,第四紀沉積物少,蓄水條件差;地質構造主體由燕山旋回第二期花崗巖組成,并以斷裂為主,故地下水比較貧乏;再加上降雨在年際、年內間變化很大,分配極不均勻,從而加劇了溪澗水量豐枯的懸殊差異。黃山每年4—7月份降雨量占全年降雨量的60%以上,尤其是6—7月間的梅雨季節雨量集中、降雨強度大,引起山洪暴發;而秋冬季則時常百日無雨,此時又是旅游旺季,使旅游生活用水和生態環境維護特別是森林消防用水嚴重匱缺。
經過多年不懈的努力,在黃山風景區相繼建成一些蓄供水設施。其中蓄水設施分為兩類,一類是塘庫,已建成9座,蓄水量達20.85×104m3,規模較大的有五里橋一至三庫、西海水庫、天海水庫和云谷寺水庫;另一類是蓄水池,已建成20個,蓄水量為0.59×104m3,分布在溫泉、北海、玉屏樓和云谷寺等幾大游覽區。依照目前黃山供水的運行狀況,塘庫每年可復蓄5次,年可供水量約107×104m3峰巒頂部,來水面積小,蓄水量僅為6×104m3,年可供水量30×104m3,而這些景區乃黃山精華所在,是游客必經之地,因此用水緊張狀況更加突出。根據近年來對游客、接待設施及生活供水的統計分析作出的景區中長期發展規劃預測表明:到2010年,黃山風景區年需水量將達250×104m3,供需矛盾愈發加劇。
隨著黃山旅游經濟的發展,景區的環境壓力與日俱增,水體、大氣、植被、土壤皆不同程度受到污染,特別是水體污染最為明顯、最為直接,加劇了水資源利用的壓力。賓館飯店、公廁及居民排放的生活污水逐年增加,已達110×104m3/a左右。一些游客比較集中地段附近的水體水質已達不到國家地面水環境質量二級標準,目前已進行常規的污水處理。
2景區水資源保護、利用和開發的原則
充沛的水資源不僅是構成黃山特有的自然資源、景觀環境的重要組成部分,還是涵養自然資源生息、維系生態環境的重要生態因子。因此,簡單地采取工程技術措施,在風景密集的高山景區筑壩蓄水和建污水處理廠,固然可以滿足旅游用水的需求和減輕污染,但由此而興建的大量人工建(構)筑物,不僅與優美的自然景觀環境難以和諧;而且還會因水系截流造成溪澗斷流和建筑區域地形、地貌及地質的破壞,引起區域生態環境失衡,甚至造成整個生態系統的惡化。這樣的開發方式違反了自然規律,已經給世人留下諸多深刻的教訓和警示。必須用可持續發展戰略來指導黃山水資源的保護、利用和開發,在保持生態平衡的前提下,最大限度地減少對自然資源的破壞和對景觀環境的影響,合理地利用水資源,包括原水的利用、污水的治理和水的循環利用,促進風景名勝區旅游事業的健康發展。
通過對黃山風景區自然地理環境、水資源利用現狀和存在問題的分析研究,筆者認為解決黃山風景區供水和污水治理問題的基本思路是:
①水資源的綜合利用是一項涉及面廣、技術性和政策性強的復雜的系統工程,必須統籌規劃,科學安排,分步實施,力求生態環境效益和社會經濟效益的全面提高。
②節流與開源并舉,解決供水。盡量利用景區外水源,景區內充分利用現有蓄水設施,引用先進的節水技術和設備,提高用水的科技含量和利用率,減緩供求矛盾。同時,盡量減少在精華景區建壩蓄水,而在景區邊緣或更大范圍新辟經濟可行的水源點,引水上山,解決供水問題。
③污水處理原則上就近進行,點片結合、相對集中。根據污染源的分布情況,因地制宜地設置治污設施,且以小型化、小水量為主。在對自然環境影響不大且污水源相對集中的地區,才采用集中方式。為不影響景觀,處理設備盡可能采用地埋式,且與賓館和景點保持足夠的距離,減少氣味干擾。治理后,達標的廢水仍排放到自然水體中,以保持區域水系的穩定。
④水資源管理應結合水源形成供水網絡,使景區間用水實現互補。從保護水質、降低成本出發,就近先利用原水、庫水,并盡量回收使用,再考慮抽水,提高水資源利用的經濟合理性。在水資源建設中,水資源與環境管理系統的建設也是必不可少的。因此,在供水形成網絡、污水得到治理的同時,還應考慮建立水資源與環境管理系統,用于水資源、水需求和環境保護系統的管理和監控以及消防、事故、旱情等緊急情況的對策,做到統一調度,合理控制利用水資源。
3初步實踐
90年代開始,黃山風景區管委會即著手解決黃山供水和污水處理問題,近兩年隨著旅游經濟的發展更是加快了建設步伐。除了與省、市有關技術部門共同進行水資源普查、研究及規劃工作外,還編制了《黃山風景區供水工程可行性研究報告》;并開展中國—芬蘭《黃山水資源和環保科技項目》合作,其中部分工程建設項目已相繼實施。在規劃和實踐過程中,充分考慮了黃山自然條件和特殊性以及作為著名風景名勝區所具有的表象和內涵,抱著審慎的態度認真對待,不因水資源建設而造成無法彌補的環境破壞和資源損失。為解決黃山的供水和污水處理,對以下問題進行了探討和初步實踐。
3.1景區外水資源的利用
從減少景區內的水資源占用,減輕對自然環境的污染出發,幾年來已經有計劃地在景區周邊的屯溪、湯口等地投資數千萬元興建了洗滌中心、凈菜中心、垃圾分檢處理場和生活基地等設施。風景區賓旅館、各類接待設施使用的被褥、衣物、時令蔬菜、瓜果等去污潔凈后進景區,各類垃圾也經分類后將大部分運至景區外處理。此舉既大大減少景區內的供水、用水量和污水排放量,減輕了供水壓力和水體、環境的污染,也給周邊地區提供了更多的發展經濟、增加就業的市場,收到了一舉多得的綜合效果。
3.2節水技術和設施的推廣應用
在景區各類設施的設計和建設過程中,注意充分考慮選擇和采用先進的節水方法和節水設備,既防止跑冒滴漏,更注重提高水的重復利用率。近幾年改擴新建的北海賓館、獅林飯店、玉屏精舍等賓館基本采用了現代的節水衛生設備、洗手間和淋浴(代替浴缸),并選擇適當的衛生間和廚房用品,如用簡單的單杠桿混合器裝置代替傳統的兩個水龍頭,可迅速調節水溫,改變以往邊放水、邊調節而費水的狀況;采用北歐地區的座便器每次只需4~6L水耗,較一般通用產品(每次12~15L水耗)節水明顯。在供水特別困難的景區,如天都峰、玉屏樓等處,已在推廣使用干廁,水只用于凈手,沖洗用水可由移動式水箱或不定時充水水箱提供,對玉屏景區還實施了中水回用處理系統,將沐浴、洗滌水進行有效凈化后再回用于座便器的沖洗。據資料介紹,使用新型的節水設備和衛生潔具每天可節水10%~18%,使用循環水系統可節水22%~24%。
根據黃山供水要求和開辟水源點基本原則,海拔1000m以上的高山景區不宜興建大中型水源工程,故在山下、邊緣和景區外反復研究過很多方案。通過對水源工程、泵站提水工程、交通和施工條件、生態環境影響、分步實施和分步受益、工程造價等六個方面的綜合比較,確定采用在次要景區山下建蓄水、抽水工程方案。該方案所規劃的三座水庫總庫容51×104m3,多年平均徑流總量2092×104m3,水源豐富,水質良好,能滿足規劃發展和水質要求,并對其下游有一定的防洪調節作用,而且位置均不在游客視線范圍內,對環境和景觀的影響也較小。其中規模最大的五里橋新二庫已在設計過程中,即將動工興建。三座水庫建成后,結合興建泵站提水上山建水廠,與原有山上水庫形成供水網絡送至各景區,可徹底解決黃山的供水問題。
3.4污水處理
近幾年,黃山風景區陸續興建了13座獨立的污水處理廠,分別處理北海、西海、天海、玉屏樓、溫泉等片的污水,綜合處理能力約200t/d,處理設備基本為地埋式。同時松谷庵、逍遙亭和云谷寺等處的治污設施也正在實施和安排。
在排污管網設計中,將污水和雨水分開,暴雨時不會有洪水進入處理系統而增加污水處理負擔。
Abstract: The construction of reclaimed water reuse is an important approach to solve the water shortage city water resources crisis. This paper briefly introduces the concept and architecture of water source, through the analysis of the previous test and built the water reuse system, starting from the processing technique and economy feasibility aspects of architecture, available water treatment technology are introduced, also the building water reuse difficulties and development tendency of the the analysis.
Key words: building reclaimed water; water reuse; water treatment
中圖分類號:TK223.5
0 概述
隨著我國經濟社會的進一步發展,人口的增加,城市化進程的加快,用水量和污水排放量不斷增加。我國年排放污水800多億m3,城鎮日排污水約為1.37億m3,污水處理率僅為6%。大量的污水未經處理或部分處理后排放江河湖海,造成水體污染。全國七大水系、主要湖泊、近岸海域及部分地區地下水,75%以上的湖泊水域、52%的城市河段、90%以上的城市水域以及50%的城市地下水,不同程度遭到污染,進一步加劇水資源短缺,使本已嚴重的水資源供需失衡的矛盾顯得更加突出。
目前,全國已有300多個城市缺水,有29%的人在飲用不良水,其中有7000萬人正在飲用高氟水。每年因缺水而造成的經濟損失達100多億元,因水污染而造成的經濟損失更達400多億元。
根據“國際人口行動”提出的“可持續水-人口和可更新水的供給前景”報告采用的人均水資源評價標準:少于1700m3/人/年為用水緊張國家,少于1000m3/人/年為缺水國家,少于500m3/人/年為嚴重缺水國家,對我國水資源進行總體評價;到21世紀中葉我國人口達到16億高峰時,人均水資源量將下降到1760m3,全國將接近用水緊張國家的邊緣。
總書記指出:“水是人類生存的生命線,是經濟發展和社會進步的生命線,是實現可持續發展的重要物質基礎。”再一次強調了解決我國水的問題的重要性和緊迫性。為實現水資源可持續利用,保障經濟社會可持續發展,如何優化配置水資源,提高水資源利用率,就比以往任何時候顯得更為緊迫,促使人們從管理上、技術上積極采取措施。因此,中水回用在這種形勢下再次得到了高度的重視。
1中水的概念
所謂中水是相對于上水(自來水)和下水(污水)而言的,是指生活污水經處理后,達到規定的水質標準,可在一定范圍內重復使用的非飲用水。如廁所沖洗、綠地澆灌、景觀河湖、環境用水、農業用水、工廠冷卻用水、洗車用水等。
中水系統大致可分三類:一是城市污水處理廠出水處理回用的城市中水系統;二是若干建筑群生活污水集中處理回用的小區中水系統;三是單棟的建筑物生活污水處理回用的建筑中水系統。本文著重討論后兩種。
2 中水水源
中水的水源較廣,但對建筑中水而言,其水源一般包括盥洗排水、沐浴排水、洗衣排水、廚房排水和廁所排水等。若考慮到處理費用和處理的難易程度,對其選用的先后順序一般為:沐浴排水盥洗排水洗衣排水廚房排水廁所排水。
在進行建筑中水系統的設計時,應根據實際情況,集流一種或多種排水作為中水水源,常見組合有以下幾種情況:①空調系統排水、盥洗排水和沐浴排水等,其污染程度較輕,稱為優質雜排水,在設計時應優先選擇其作為中水水源;②沖廁以外的生活排水組合,其污染程度中等,稱為雜排水;③所有生活排水的總稱,其污染程度最重,稱為生活污水,由于其處理費用較高,且難處理,所以在設計時應盡量不采用其作為中水水源。
就目前情況來看,我國現有的建筑中水回用系統采用的水源幾乎都是優質雜排水或雜排水。
3 中水處理工藝
3.1 常用的中水處理工藝及其流程
目前應用較多的中水處理工藝主要有混凝、沉淀、過濾、生物處理和活性炭吸附等。
處理工藝需根據原水水質的不同而采用某一工藝或某些工藝的組合,常見的中水處理工藝流程有以下這些:
(1)對于優質雜排水,其處理工藝流程一般有:
①原水毛發聚集器調節池微絮凝過濾消毒中水;
②原水毛發聚集器調節池混凝沉淀消毒出水;
③原水毛發聚集器調節池微絮凝-過濾微濾-超濾消毒出水。
(2)對于雜排水,其處理工藝流程一般有:
①原水篩濾調節池微絮凝-過濾活性炭吸附微濾-過濾消毒出水;
②原水篩濾調節池生物接觸氧化或生物轉盤沉淀過濾消毒出水。
(3)對于生活污水,其處理工藝流程一般有:
①原水篩濾調節池水解酸化生物接觸氧化沉淀過濾消毒出水;
②原水篩濾調節池生物接觸氧化沉淀生物接觸氧化過濾消毒出水;
③原水篩濾調節池生物接觸氧化沉淀微絮凝-過濾活性炭吸附消毒出水。
3.2 處理工藝的技術可行性
中水處理在技術上是可行的,很多人的研究也已經無數次證明了這一點,特別是隨著近幾年工程技術人員對處理技術和處理設備開發,使中水處理技術又有了很大的發展。
杜茂安等采用混凝-沉淀-過濾-消毒工藝處理洗浴排水,在水溫為10℃時,主要控制指標濁度、COD、BOD5和ABS的平均去除率分別為98.1%,95.2%,93.3%和68.2%,出水水質完全滿足中水控制指標要求[7];劉中平等研究序批式活性污泥工藝(SBR)處理學校洗浴廢水的工程實例得出,該工藝對洗浴廢水中的COD、BOD5、SS和LAS有較高的去除率,處理后的出水水質符合《城市污水再生利用 城市雜用水水質標準》(GB/T18920-2002),且該工藝設備簡單,占地少,運行方便[8];大連香格里拉大飯店中水回用工程采用膜生物反應器(MBR)工藝,其設計規模為60m3/d,自2001年10月投產運行以來,其平均出水水質為COD=6.16mg/L,BOD=0.57 mg/L,SS=0 mg/L,這完全達到生活雜用水水質標準,實踐證明,MBR是一種簡單、高效的中水處理技術;北京華融大廈總建筑面積4.6萬m2,中水原水為洗浴排水,水量為7.5m3/h,采用接觸氧化-砂濾工藝,2000年9月經北京市環境保護監測中心測定,進水BOD、COD、SS和LAS分別由22mg/L、68 mg/L、14 mg/L和3.29 mg/L降低到2 mg/L、10 mg/L、5 mg/L和0.14 mg/L。
3.3 處理工藝的經濟可行性
莫慧等對3種居住區中水回用方案即經二級處理后回用、經三級處理后回用和經MBR處理后回用進行了經濟分析,其運行費用分別為2.82元/m3、2.63元/m3和2.67元/m3;張捍民等采用MBR工藝處理大連香格里拉大飯店的污水并達到生活雜用水水質標準,其運行成本僅為1.665元/m3。
通過以上的試驗分析可知,如果中水回用工程運行管理得當,其在經濟上是可行的,并且隨著水資源供需矛盾的進一步激化,自來水價格勢必會升高,而隨著處理技術的發展,中水處理費用卻會降低,這更增加了中水回用的經濟可行性。
3.4 處理工藝的選擇
中水處理工藝的選擇依據主要是根據進水水質和經濟技術比較,選用在技術上可靠,經濟上可行,且據有穩定出水水質的處理工藝,同時還要考慮其管理和維護及其對周圍環境的影響等。
4 中水回用存在的困難
一是資源意識缺乏。“水,天上地下都有,該用就用,毫不吝惜”,這似乎成了人們的固有意識。用水不講節約,跑冒滴漏隨處可見,河流庫塘沒水就用地下水,地下水位下降了再打深水井。殊不知,資源有限,采取應有度。
二是水價仍偏低。盡管水價已普遍上調,然而所有資源中仍屬水資源價格最為低廉。“一立方米水價還不足一支冰棍價格”的狀況依舊。
三是投入問題突出。資金短缺是污水處理和中水回用的主要問題。如果將污水處理至可回用標準,每立方米水處理設施建設和運行投入至少需要5~6元人民幣。投入不足,大大限制了中水回用發展的速度。
根據有關規定,建筑面積在2萬平方米以上的賓館、飯店、商店、公寓、綜合樓及高層住宅,建筑面積在3萬平方米以上的機關、科研單位、大專院校和大型綜合性文化體育設施,規劃居住3萬人口以上的住宅小區,都要強制性建設中水回用設施。而在現實中,多數地方并沒有做到。
中水回用是國際公認的“城市第二水源”。據有關資料顯示,美國20世紀80年代利用回用水量達9.37億立方米,德國、奧地利、以色列等國的污水處理回用量也都很高。中水回用是實現污水資源化的有效途徑,運作得好,可實現社會效益、環境效益、經濟效益及資源效益四豐收。希望各級政府和有關部門采用行政和經濟手段加快中水回用設施建設步伐,合理確定和調整回用水價格,建立污水排放和集中處理及中水回用運行機制,以點帶面,盡快實現污水資源化。
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.14.011
Investigation of Rural and Agricultural Pollution Source in Lijiang River Basin in Guilin
LIU Xue-chuna,LI Shi-yingb
(a. Department of Automotive Engineering;b. Department of Foreign Language,Guilin University of Aerospace Technology,
Guilin 541004,Guangxi,China)
Abstract:Through the investigation and analysis of rural and agricultural pollution source in Lijiang River Basin in Guilin,the results showed that, the main problems of rural environment in the Lijiang River Basin were living sewage treatment and comprehensive utilization, the uneven living garbage collection and the growing agricultural non-point source pollution. It was suggested that the source control of pollution sources, sewage collection and combination treatment should be carried out, and the mechanism of rural and agricultural environment protection should be established.
Key words:Lijiang River Basin;living pollution source;agricultural pollution; Guilin
自然生態和農村環境保護是中國環境保護的重要組成部分,在增強國家全面、協調、可持續發展能力方面具有十分重要的地位和作用,加強自然生態和農村環境保護,是解決影響廣大人民群眾身體健康、農村生態環境可持續發展的重要手段。桂林漓江流域農村和農業環境污染綜合整治工作是生態廣西建設的一個重要組成部分,也是桂林市環境保護工作的重點,更是建立科學保護漓江長效機制的重要前提。因此,做好桂林漓江流域農村和農業污染源的調查研究能為漓江流域綜合治理提供科學的依據。
1 流域概況
桂林漓江流域是世界著名的風景旅游區,地處南嶺山系西南部,廣西壯族自治區東北部,屬于珠江水系的桂江中上游河段,發源于貓兒山主峰1 860 m處的八角田,境內流域面積12 565 km2,干流長295.27 km,包括興安縣、靈川縣、市區(含五城區)、陽朔縣內總共37個鄉鎮,426個行政村,共有27.11萬戶,169.20萬人。桂林漓江流域以漢族為主,有瑤、壯等少數民族。漓江流域所在的桂北經濟區,其農林、旅游以及高新技術方面的優勢在廣西區內極為明顯。漓江流域土地資源豐富,氣候溫和濕潤,雨量充沛,適宜多種農作物生長,是廣西重要的糧食和林業生產基地。2008年實現農業生產總值139.46億元,糧食總產量209.43萬t。
2 污染源調查研究方法和內容
2.1 調查方法
在收集基礎資料的基礎上,通過抽樣調查、現場分析采樣進行數據分析,明確漓江流域農村和農業環境污染基本狀況。
2.2 調查內容
綜合考慮區域經濟發展概況、區域經濟結構、基礎設施、地理位置、自然條件等因素,選取興安縣溶江鎮的蓮塘村,靈川縣海洋鄉的大桐木灣村、定江鄉南邊山村,陽朔縣楊堤鄉的楊堤圩等4個村落作為典型村莊,調查村莊生活污染源、農業污染源以及環境現狀概況。
從生活污水水質、農村生活垃圾兩方面調查流域內農村生活污染源情況。
調查流域內化肥、農藥、農用薄膜的使用,農田秸稈的處理、禽畜糞便的排放等方面的基礎數據,計算農業污染物的排放情況。
進行農戶問卷訪談,通過綜合數據分析,確定桂林漓江流域農村和農業污染源、排放總量和主要污染因子的排放情況。
3 結果與分析
3.1 典型村莊污染源狀況
通過對4個具有典型特征的村莊的現狀調查、統計、分析,得出漓江流域典型村莊生活污染源、農業污染源以及環境現狀概況。典型村莊生活污染源、農業污染源以及環境現狀見表1。
3.2 漓江流域農村水污染現狀
3.2.1 生活污水排放量 生活污水來源受生活用水的影響,主要有廚房洗滌、洗衣、洗浴、清洗農具、沖洗衛生間的糞便等方面用水。通過查詢村鎮供水情況,選取8個村莊進行調查,統計計算后得到,村民人均供(用)水量的范圍為60~180 L/d,人均供(用)水量為110 L/d,人均排放污水量為100 L/d,年人均排放量為36.5 m3/d;并初步給出農村生活污染物排放系數:人均COD產生量40 g/d、氨氮4 g/d;豬COD產生量為50 g/d、氨氮10 g/d,最后得到農村生活污染物排放量(表2)。
3.2.2 農村生活垃圾調查 農村生活垃圾主要來源為生活源、農業生產源、建筑源和其他產生源,主要由燃煤灰分、廚房殘余物、農作物殘余以及其他常規生活垃圾等組成,成分以有機物為主;生活垃圾的處置方式是將塑料袋、紙屑等垃圾倒入垃圾桶,在村里的垃圾池堆積到一定程度后焚燒,或者是堆放在村口的某一位置,導致白色污染較嚴重,影響環境;而廚余物則進入沼氣池,燃柴灰分作為農肥進入農田。采用抽樣調查的方法,在蓮塘村、大桐木灣村選取10戶村民,通過稱取每戶排放的廢棄物和焚燒后灰分,計算得到人均垃圾排放量為1.41 kg/d,漓江流域日垃圾排放量為374 t/d。
3.3 漓江流域農業污染現狀
漓江流域和全國其他農業地區一樣,都存在化肥、農藥使用不合理,農用薄膜殘留難以降解,禽畜糞便排放隨意,農田秸稈綜合利用率低等問題。通過查閱資料和現場調查,農業面源污染源相關信息見表3至表6。
通過實地調查還發現,直接還田和墊圈還田是漓江流域農作物秸桿綜合利用的主要方式,約占秸桿綜合利用量的61%;其次為過腹還田和用作牲畜飼料,約占秸桿綜合利用量的31%。漓江流域部分村莊農作物秸稈綜合利用率較高,達到90%以上,部分村莊農田秸稈綜合利用率較低,僅為15%左右。部分村莊農作物秸稈就地直接焚燒,這樣使得能源被浪費,養分利用率降低。
3.4 農業污染排放量計算
對農田徑流污染物和畜禽養殖污染物排放量進行計算,分析各污染源的排放情況(表7、表8),結果表明,靈川縣農業徑流污染物和畜禽養殖污染物排放量最大,陽朔縣次之。
4 小結與討論
通過對漓江流域典型鄉村的調查及對整個流域農村生活污染源及農業污染源產生情況、流域環境質量現狀的調查、分析、統計,漓江流域農村環境主要存在以下幾個方面的問題。
4.1 生活污水處理及綜合利用程度差異較大
通過對典型村莊及部分近河流村莊的調查發現,雖然漓江流域村莊農戶生活污水基本沒有進入市政管網集中處理,但部分村莊黑灰水分流,黑水基本綜合利用作農肥或者進入沼氣池處理;另外一部分村莊雖然也黑灰水分流,但黑水進入簡易化糞池處理后直接溢流到地表水體或滲入地下,直接影響地表水和地下水環境質量。
4.2 生活垃圾收集處理率參差不齊
通過對典型村莊的調查發現,漓江流域農村生活垃圾收集率不高,大部分村莊生活垃圾均未得到妥善處理。部分村莊建有生活垃圾臨時堆放池,生活垃圾由專人收集清掃后倒入垃圾堆放池后直接焚燒處理;部分村莊生活垃圾隨處亂倒,堆放無序,對整體景觀環境影響較大,同時遇雨水沖刷則對地表水環境產生一定的影響。
4.3 農業面源污染日趨嚴重
通過資料分析及現狀調查可知,漓江流域農村化肥農藥施用量近幾年呈緩慢上升趨勢,農村面源污染日趨嚴重。在實地調查中發現,漓江二三級支流的小河溝水質較差,水環境污染嚴重,其匯入漓江后對漓江水質產生一定的影響,已成為影響漓江水質的重要因素。
5 對策及建議
5.1 推行污染源源頭控制
針對漓江風景區農村環境水平較低的情況,采取源頭控制是有效遏制農業和農村生活污染的主要方式:一是完善污水收集基礎設施,使污水能夠統一收集,統一處理;二是建立垃圾統一收集處理體系,避免垃圾隨意傾倒;三是實行畜禽規范化養殖,建立專門的畜禽糞便排放和處理場所,杜絕畜禽污染物進入水體。
5.2 推行污水收集和組合處理
妥善處理污水的集中和分散處理間的關系,是確定污水處理的技術路線和排放方案的基礎。漓江風景名勝區沿岸具有旅游服務功能,包括住宿和餐飲等,環境衛生及景觀要求較高,應集中收集處理;漓江風景名勝區沿江村鎮受地形和河流分割明顯,且村鎮的建成區和需處理的污水量均較小,污水處理難以體現處理規模擴大帶來的效益,單位污水建設投資費用和運行成本隨規模擴大不明顯。因此,漓江風景名勝區村鎮的污水應以山體與河流為界線,進行分區收集、處理和排放,這不僅可以避免建設污水提升泵站,而且可以減緩污水集中排放對局部水域景觀污染的壓力。
依據漓江風景名勝區沿岸村鎮的實際情況及處理要求,結合國內外及桂林市現有的小城鎮污水處理的運行實踐,并考慮到對漓江風景名勝區村鎮污水分片區收集處理的需要,按處理規模的大小,可將漓江風景名勝區村鎮污水的處理技術分為兩種基本類型:第一種為村鎮小片區污水處理技術,該技術適合處理規模較小的片區(處理污水量20~200 m3/d),其組合處理工藝技術為依靠或人工構建水力坡度,污水自流進入處理單元。第一處理單元為高效地埋無動力生物反應器(包括了高效化糞池的功能,不影響周邊環境);第二處理單元為潛流復合式人工濕地,人工濕地上種植的景觀植物美化環境;第三處理單元為景觀生態塘溢流技術進入水體,該處理技術具有無動力、運行不需人員操作、對景觀影響小等特點。第二種為村鎮大片區污水處理技術,適合處理規模較大的片區(處理污水量200~1 500 m3/d),其組合處理工藝技術為:采用一體化厭氧好氧(A/O)生物反應器、人工濕地和景觀排放系統結合。該技術特點是結構緊湊,對各種污染物有高效的去除能力,具有運行成本低、操作人員少、景觀協調等特點。
關鍵詞:北京市;中水回用;存在問題;解決方案;建議
北京市是一個嚴重缺水的城市,人均水資源不足300立方米/人,是全國人均水平的八分之一,世界人均水平的三十分之一,水資源短缺已成為制約北京市社會經濟發展的主要因素。隨著近年來北京經濟的飛速發展,人們也越來越認識到環境問題的嚴重性,不節約用水和無節制的污水排放使得可用的新鮮水源越來越少,負責供應北京用水的幾大水庫的庫容在逐年縮小,其中最大的密云水庫按目前的儲量只能再供水6年,北京市巳敲響了水危機的警鐘。對于水資源的利用關系到首都經濟和社會可持續性發展,是維系北京首都地位的重要因素。為了緩解缺水的現狀,北京市政府必須解決中水回用中存在的問題。
1中水簡介
1.1中水定義
所謂中水是指將城市生活廢水經過集流再生處理后,使其水質指標高于污水允許排入地表和地下水的排放標準,但低于城市給水中的飲用水水質標準的可在一定范圍內重復使用的非飲用水。
1.2中水水源
中水水源包括:冷卻排水、淋浴排水、盥洗排水、廚房排水、廁所排水、城市污水廠二沉池出水等。
1.3中水水質
中水作為生活雜用水,其水質必須滿足下列基本條件:(1)衛生上安全可靠,無有害物質;(2)外觀上無不快的感覺;(3)不引起設備、管道等嚴重腐蝕以及不造成維護管理的困難。
1.4中水用途
在城市生活中有多達5O%~6O%的水是用在工業用水、農業灌溉、環衛用水、沖洗地面和綠化用水等方面,其中部分對水質要求不高。若采用適當的處理工藝,中水不僅在水質上可以達到用水標準,而且將節約大量的新鮮水源,大大減小排污量,進一步削減排放到自然水域的污染物負荷,有利于環境保護,促進經濟可持續發展[1].
2北京市使用中水的必要性
2.1水資源短缺的需要
北京市的水資源緊缺形勢日趨嚴峻。北京市域范圍內可開發利用的水資源大部分已開發利用,新增水源巳相當困難。加之北京市每年排放污水量約12億立方米,其中約有8O%的污水未經處理直接排放,既污染了環境,又浪費了寶貴的水資源。因此,污水再生回用是解決北京市缺水問題的必要措施。如果中水普及進入家庭,預計北京市全年節水將達到1O億立方米左右。而據有關方面預測,到2005年,在大力節水的前提下,北京遇枯水年仍將缺水8億立方米。中水回用節約的水資源是2005年預測缺水量的100%還要多[2].
2.2經濟發展的需要
化工廠、熱電廠、蒸汽廠等企業也可通過使用中水,大大減輕水價高給企業帶來的成本負擔。如北京華能熱電廠利用中水進行熱能發電,一年通過此項工程就實現利潤一千多萬元。
2.3改善環境的需要
為了改善北京市的環境質量,給人們提供一個清潔優美的生活和工作環境,北京市正在實施大規模綠化和環境整治。除大幅度增加市區公共綠地外,還將用三年時間在市區中心區和邊緣地帶之間建設240平方公里綠化隔離帶,需要增加大量綠化用水。北京市區另一項環境整治工程是疏挖襯砌河道,實施污水截流[3].為了使河道保持良好環境,維持一個常水位,也需要增加河道景觀用水。因此中水回用也是改善環境的需要。
3北京中水回用的現狀與回顧及存在問題
3.1中水回用的現狀與回顧
3.1.1污水灌溉
北京市對于城市污水的利用是從污水灌溉開始的。20世紀50年代初期在石景山區利用石景山鋼鐵廠的工業廢水進行灌溉,隨著市區污水管道和污水泵站的建設,污水灌溉面積不斷擴大。目前,沿市區清河、壩河、通慧河、涼水河四條通道,分布著大大小小十幾條灌渠,污水灌溉主要集中在位于市區下游的豐臺區、朝陽區、大興縣以及通州區。2001年北京市農業總用水量中,再生水和污水利用量為0.46億方米,占農業總用水量的2.8%.
3.1.2建筑中水設施
將污水處理后回用于城市是從20世紀80年代開始的。中水回用首先在單棟建筑內實施。1987年,北京市政府制定并頒布了《中水工程建設試運行辦法》,這一辦法進一步推動了建筑中水設施的建設。2005年北京市運行的建筑中水設施約400座,主要集中在賓館飯店如新世紀飯店等,大專院校如北京服裝學院等,居民小區如中加花園等,部分工業企業如北
京木材廠等,規模一般在150-500立方米/日。另外還建設了部分區域中水利用設施如東城區南館公園、柳蔭公園等,規模在1000立方米/日左右。目前在建的還有100多座,主要是居民小區。隨著新建建筑嚴格執行節水“三同時”制度,對有條件的舊建筑物進行改造,自來水價格的上漲以及相關鼓勵政策的出臺,預計每年將新增自建的中水設施100座以上[4-6].
3.1.3區域性再生回用
20世紀90年代,北京市區污水處理廠的建設進度加快,為城市污水再生回用創造了更好的條件。1999年編制了《高碑店污水處理廠再生污水綜合利用規劃》,將高碑店污水處理廠的二級出水一部分送到華能高碑店熱電廠和第一熱電廠作為電廠冷卻水,還有一部分送到第六水廠,經進一步處理后一部分供東南郊工業區作為工業冷卻水,其余部分送到南城地區作為公園綠地綠化用水和道路澆灑用水,污水總回用量為30萬立方米/日。該工程目前已經建成投入運行。2005年北京使用中水9000萬立方米,節約了大量的新鮮水源。
中水成本與以自然水為原水相比省去了水資源費,以及取水與遠距離輸水的能耗與建設費用。綜上所述,我們明顯地看到中水對緩解北京市缺水現狀的巨大貢獻和光明前景[7].
3.2北京市中水回用存在的問題以及阻礙中水回用的主要因素
雖然北京市在中水利用取得了很大的成績,并且越來越為社會所認可和支持,但是在推進的過程中仍然存在一定的困難和問題,阻礙了中水利用的發展。
3.2.1從對中水重視程度分析
目前,相對于北京市水資源緊缺程度,中水利用水平有較大的差距。中水還沒有作為重要的水資源充分開發和利用,中水處理設施和管網系統建設也沒有完全納入城市基礎設施的一部分進行嚴格要求、統一規劃和建設,也沒有建立完整而系統的管理體系[8].
3.2.2從中水系統方面分析
建設城市中水系統必須新建中水管道,但目前的大多數道路和建筑在建設時未考慮安排中水管道位置,有些道路和建筑已經無法安排中水管道,還有的道路和建筑雖然可以安排,但建設難度很大。
3.2.3從中水融資渠道方面分析
建設資金困難,投資回收慢是城市中水系統建設的又一大困難。目前,小區內部及工廠內部的小型污水處理及再生回用實施由業主自籌資金建設;城市中水系統暫時由北京市排水集團中水公司投資建設。由于資金沒有保障,中水回用系統建設緩慢。
3.2.4從中水的資金回收方面分析
用于城市河湖、環境、綠化等相當一部分中水,收繳水費困難,影響供水企業的積極性。由于缺乏市場運作的基礎,影響中水利用的進程。
3.2.5從中水價格方面分析
水價問題。目前中水的水價偏低,市發改委核定的市政中水價格為1元/噸,而對建筑中水沒有定價,只能參照執行。現在各小區收費價格不統一,最低的1元/噸,大多數情況下中水運行成本高于中水價格。
3.2.6從中水回用技術方面分析
另外中水系統運行不穩定,有些工藝、設備不過關,達不到預想效果,同時對系統的運行管理水平不高,出現問題不能及時解決,使用戶難以放心使用[9].
4關于中水回用的幾點建議
中水是污水處理后的再利用,是污水處理的延伸和開發;具有廣闊的發展潛力,是造福人民的公益性事業,并且能緩解北京市嚴重缺水的現狀,提供了新水源。因此應當給予相應優惠政策并盡快明確管理機構,形成現代化的管理體制,從而保證中水回用事業更好地發展,完善和提高可用水源在水循環中的使用效率,更好地實現水資源的循環和利用[10、11].
4.1從規劃的技術原則考慮
第一,要科學地做好城市的中水回用規劃,必須堅持因地制宜、總體規劃、分步實施的原則。不同地區應結合當地用水情況和城市總體規劃以及國民經濟發展規劃,建立區域用水的綜合規劃。
第二,要堅持集中和分散相結合、技術可行與經濟適用相結合的原則,統籌制定中水回用的近期和中長期規劃。
第三,細致做好中水回用的前期工作。首先是對城市現狀資料的調查,包括確定用戶類型,對規劃城市及周邊地區有利用中水意向的用戶進行詳細調查;對城市現有水源、供水廠、污水處理廠的數量、分布、規模、處理工藝及進出水水質資料的調查;對取水水資源費、基本電費、規劃區域內主要河道、湖泊的流量、水質等的調查。
第四,依據調查整理的現狀和資料,認真測算,并依據主要大用戶的分布位置,經過技術經濟比較,確定近、晚期中水回用規模及管網系統規劃,確定實用可靠的處理工藝,有效控制中水生產成本和銷售成本。
4.2從中水規劃如何能有效實施措施方面考慮
4.2.1健全配套相應的法規
在制定《北京市節約用水辦法》時,保留了《北京市中水設施建設管理試行辦法》,但是該辦法在中水設施建設的規模要求以及違反規定的處罰條款方面還存在問題,需要盡快進行規章的修改。建議盡快把修改《北京市中水設施建設管理試行辦法》納入立法計劃。
4.2.2制定合理的價格體系
中水回用項目運作中暴露出的一些問題,其核心是價格問題。水價是水資源管理的主要經濟杠桿,對水資源的配置和管理起重要的導向作用,只有中水具有經濟上的優越性時,中水水價的價格杠桿才能發揮作用,才能引導合理的用水消費,促進中水的推廣和應用。
因此加強水價體系改革勢在必行,應根據各用水戶不同的用途、方式、水質、水量、區域,分別制定不同的價格,拉大中水與自來水之間的價格差距,真正做到優水優用。提高水資源利用率,依靠價格手段推動中水利用市場的形成,從而促進中水回用的產業化發展。今年北京市自來水水價將漲到4元/噸,中水水價為1元/噸,但在科學水價體系未完全建立時政府可以通過補貼、專項資金、優惠政策等措施對中水處理的企業和用水單位進行扶持。
4.2.3完善中水回用標準
目前污水回用還未有國家標準相應的行業標準,有1989年的CJ25.1-89生活雜用水水質標準。但回用到補給地面或地下水源、工業、市政景觀小區雜用和農業灌溉等的水質要求都不一樣,行業標準對這些要求的體現尚欠完善。水質要求高低明顯不同的用水采用同一標準,給實際工程在操作上增加了許多困難。因此,借鑒發達國家在回用水方面的經驗,結合我國國情,指定按不同要求分類完全的回用水質標準及相應的技術標準、規范,將會達成共識并逐步成為現實[7、12].
4.2.4研究適合國情的國用技術與設備
我國各個地區經濟發展水平差異較大,作為發展中國家,在積極研究和引進發達國家先進技術與設備的同時,重視研究開發適合我國國情的技術與設備是市場的要求,減少由于技術問題帶來的不良影響,減少人們的疑慮,推進全國中水事業的發展。
4.2.5拓寬融資渠道,加大投入力度
中水回用工程的建設不能僅僅依靠政府的財政投入,單一的政府投資體制會
制約中水產業的發展。要盡快建立起與市場接軌的多元化投資體制,借鑒國外如法國、芬蘭等一些歐洲國家的經驗,通過實施“誰污染、誰治理、誰用水、誰花錢”的以水養水的政策,解決資金來源。要拓寬融資渠道,鼓勵和吸引社會資金和外資投向中水回用項目的建設和運營,實施基礎設施建設風險補償基金辦法等各種手段保證投資回報;積極利用世界銀行等國際金融組織貸款,積極探索發行建設債券等多種融資方式,加大對中水回用市場的資金投入。
4.2.6堅持政策導向,大力提倡中水
在中水回用初期,除了從法律法規方面強制推廣外,還應從政策方面予以扶持。如對自籌資金建設中水項目的企業,政府可優先提供一定的環保項目貸款,或給予財政貼息減免中水生產企業的增值稅。所得稅及用水增容費等稅費,中水處理企業用電優惠;對于具體的中水回用項目減免相關市政配套費,或無償提供土地使用權;使用中水的單位可酌情減免污水處理費,其新鮮水的水質和水量應優先得到保證;成立專項基金資助中水處理科研項目等。
4.2.7提高認識,加強宣傳
雖然“加強環境保護,防治水污染”已經逐漸深入人心,但是人們并沒有充分意識到水資源緊缺的嚴峻性,更沒有認識到進行中水回用、開辟第二水源是解決缺水城市用水矛盾的必經之路;在中水回用于生產、生活上還存在著顧慮和障礙,尤其是在家庭中推廣使用中水方面。因此要利用各種媒介,加大宣傳力度,提高中水回用的意識和覺悟,讓人們從行動上理解和支持中水事業的發展。
目前北京市將以形成全市規模的供水網絡為龍頭,充分利用此項投入,以北京市城市規劃設計院提出的《北京市城市污水回用規劃綱要》為依據,加快運作形成回報,為未來的中水項目提供成熟的經驗和資金的支持。為中水回用這一新興產業保持良好的發展勢頭,不斷拓寬用水市場,使中水事業造福于社會[6、8].
5北京中水回用的前景
北京市是我國污水回用發展較快的城市,為了配合2008年奧運會,目前正在加快中水回用的規劃和建設,將建成北小清河、清河、吳家村、盧溝橋、小紅門等污水回用工程,使城市回用能力達到每日100萬立方米,預計到2010年污水的再生利用量可達到10億立方米。全長12公里,工程總投資1.2億元,日處理量達到8萬立方米,東起天壇南門,沿南護城河、永定河引水渠至城區西部的八一湖閘的高碑店污水處理廠再生水系統將于今夏竣工。這項工程將解決記載著北京城演變歷史的護城河無水可補的局面。工程完工后,從高碑店污水處理廠調來的中水將作為京西幾大熱電廠的冷卻水,充分提高水資源的利用效率[5].
6結束語
水資源掌握著國家的經濟命脈,政府要以最大力度推廣中水,企業也要積極配合,人民更好提高認識,接受中水,使用中水。在“十一五”之初,國家大力倡導推動中水回用規劃、實施之時,每個人都要盡自己的一份薄力,以促進中水回用規劃及實施工作的深入開展,造福子孫后代。
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關鍵詞:給排水工程;適應性,靈活性
一. 各種新型的節水節能設備的采用
1)節能衛生器具。在衛生器具方面,目前市面比較流行的有腳踏開關淋浴器、真空式大便器和節水延時自閉沖洗閥等,均可以不同程度地起到節水、節能的效果,應廣泛使用。
2)節能配水管材。優質的管材也對建筑設計節能工程有著巨大的貢獻,以往采用的鍍鋅鋼管極易生銹,長時間閑置后再使用時需放出部分銹水,導致水資源浪費,同時水管接頭處如果銹蝕也會漏水滲水,從而造成水資源的污染和浪費。如果采用新型的鋁塑復合管、鋼塑復合管、不銹鋼管、銅管、PVC―U管、PP.R管和PE管等就能很好的解決此類浪費問題。此外,在閥門方面,截止閥比閘閥關得嚴,閘閥比蝶閥關得嚴,采用合理節能的閥門一樣可減少漏水帶來的水資源浪費問題。同時廚房的洗滌盆、盥洗室的面盆龍頭沐浴水嘴若采用充氣水嘴或瓷芯節水龍頭,均可在不減小水流直徑的同時達到節水的目的。
二. 排水系統
1)中水回用。中水回用就是將人們平時生活當中的污水用生活廢水、糞便污水用分流制排水,然后將他們排水處理經過,使水質能夠達到標準,也可以可把非飲用水再次在生活、市政、環境等方面使用的節水利用方式。2)采用環保高效的排水處理系統技術。環保高效排水處理系統是一種節能、生態、可持續發展的污水處理工藝,即利用太陽能、生物能和重力能等為能耗,設計一個微生物、植物和動物的生物鏈的生物圈系統,采用高科技的污水生態處理設備進行排水處理,從而實現污水零排放、運行零費用的排水處理系統。3)采用真空節水排水技術。為保證衛生潔具及下水道的沖洗效果,可采用真空節水技術,即將真空負壓產生的高速氣水混合物,代替原始的單純用水沖洗,快速將衛生潔具及下水管道內的污水、污物沖洗干凈,達到節約用水、排走污濁空氣的目地。此節水技術平均可節約用水50% ,這樣就達到了有效的節約用水、排污效果也取得很好的效果。
三.太陽能系統應用于建筑
眾所周知,太陽能可以達到很大的節能效果,所以現在大力倡導太陽能應用于建筑中。建筑設計應合理確定太陽能熱水系統在建筑中的位置。布置在建筑屋面、墻面、陽臺或其它位置的太陽能熱水系統的各組成部分,應與建筑整體有機結合,共同構成建筑元素,滿足建筑造型、建筑使用功能和建筑防護功能等要求。比如說住宅,筆者比較推薦的系統是集中集熱分戶儲熱太陽能熱水系統,2.系統運行較穩定,運行成本較低;3. 集熱部分可承壓運行,系統閉式循環可避免因水質引起管路和集熱器結垢,將熱水儲存于每戶中,這樣可以減少水箱占用屋面或地下室面積整個系統的管路在建筑中也不影響建筑美觀;4.集熱系統為開式,便于安裝、維護;5.配品、配件較為普及,便于維護。
四. 生活給水系統水表設置
用水計量通常以營業來算水表來劃定管理權益,總表設計安裝在樓梯上的樓梯口或者安裝在住宅樓前,簡單的就是一棟樓或者幾棟樓安裝一個總表,然后在將總表內以住戶為單位再安裝住戶的分表,分表設計安裝及水費收取由用戶自行負責,按各分表用水量收取水費,與總表差額部分水費,由各住戶均攤繳納,易產生水費糾紛,造成抄表難和收費難。隨著住宅建設的發展,用水器具的增多,衛生條件的改善,用水大量增加,人們對水的商品意識日益加強,多戶共用一塊水表的做法暴露出很大弊端,已不適應當前形勢和生活需要,很多住戶提出一戶一表的要求。一戶一表是指每個住戶安裝一塊水表,由供水企業直接查表、收費。一戶一表與以往的方式相比較,能避免水費糾紛而深受廣大居民歡迎。一戶一表和水表出戶的設計施工方案有以下幾種:水表設于室外水表井中,水表在水表井內布置,抄表方便,成本較高,需采取防凍要求;水表設于室內水表箱中,水表在水表箱內布置,成本稍高,無需防凍措施;水表設于室內管道井中,成本較低,無需防凍措施,但抄表不方便。第一種方案抄表不需進樓,較為方便,應用廣泛。
五.高層建筑給水系統
放給排水立管時位置盡量放在一起。布置的最好位置是在通風逆旁邊,以方便用戶進行裝飾,維修。在有能力的情況下,最好對管道設置。在采暖地區,可充分采取采暖分戶計量,可以將水表設于其中能作到水表出戶。現在高層的建筑給排水系統有很多,樓層多,高低分差大,上下間的水壓相差會比較大,一般都采用減壓的方式,高地區分別供水。系統包括有生活水箱、水泵、主管道、直接入戶管、減壓閥、閥后入戶管等,由水泵進行集中加壓,高壓水沿著主干管送到上面的住戶,但下面的住戶水壓過高,要進行減壓以后再送至住戶。水壓相差較大在高地區之間,下部分水壓過大,既費水,而且還會出現水錘,而且閥門、水嘴等配件大大提高因水壓太大而滲水漏水的故障。所以在設計的時侯必須重視,可在下面樓層的供水支管上設支管減壓閥,然后把閥備用水水壓調整在合適的范圍內,不但可減動壓,而且還可以減靜壓,效果也很好。因此我們在設置減壓原則可根據《建筑給水排水設計規范》(GB50015-2003)2009年版,“3.3.5.1 各分區最低衛生器具配水點處的靜水壓不宜大于0.45MPa;3.3.5.2 靜水壓大于0.35MPa的入戶管(或配水橫管),宜設減壓或調壓設施;”如果設計施工時沒有考慮高層住宅下部樓層水壓過大問題,等高層住宅建成后再去解決,則相當麻煩。
1) 給水進戶管進戶之前,應采用可調式減壓閥降壓處理,可參考《建筑給排水設計規范》GB50015-2003(2009 版)第3.4.9 條規定,住宅一般對用水點壓力要求穩定,應用可調式減壓閥。閥前閥后設壓力表與過濾器。
2)雨水利用。雨水作為一種自然資源,利用齊來也比較簡單,就是將雨水收集起來,經過一定的藥劑和設施處理后,使得雨水的水質達標,再次利用在例如洗車、綠化、沖廁等方面,實現自然水的可持續利用。
六. 消防水池及消防加壓系統的合理設置
1)合理設置消防水池。消防用水不同于生活用水,對水質要求不高,因此,可將消防用水同生活用水分開設置,減少用水凈化成本和水池清潔成本。2)采用合適的加壓設備。在高層建筑群消防加壓系統設置方面,應按其中需水量最大的一座建筑來計算,盡可能共用消防水池和加壓水泵,既避免建筑設計在消防加壓方面遇到的諸多技術問題,同時又可節省工程建設和設備投資費用,避免了多座貯水池的大量消防貯水頻繁換水造成的浪費。