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文檔簡介
第一章緒論
一、水資源的含義及主要特點二、我國水資源的特點三、水資源回用的意義四、城市污水再生利用類別五、國內(nèi)外污水再生利用發(fā)展狀況
一、水資源的含義及主要特點1.水資源的含義
廣義地球上所有的水
狹義在目前的社會條件下可被人類直接開發(fā)利用的水技術(shù)上、經(jīng)濟上、環(huán)境上
通常所說的陸地上可供生產(chǎn)、生活直接利用的江河、湖沼以及部分儲存于地下的淡水資源,亦即“可利用的水資源”。只占地球總水量的極少部分。2.水資源的主要特點
再生性和有限性
水循環(huán),不斷更新總量有限、一定地區(qū)在某一時間范圍內(nèi)有限時空分布的不均勻性
時:四季空:地理條件,沿海內(nèi)陸流動性和溶解性有益?有害?
二、我國水資源的特點1.總量豐富,人均較少
總量
25330億立方米世界總量的6%第6
人均
2300立方米世界人均的25%第109
二、我國水資源的特點2.時空、地域分布不均衡
時
空
地域
二、我國水資源的特點3.水污染態(tài)勢難以遏制
4.水浪費現(xiàn)象普遍存在1)農(nóng)業(yè)灌溉用水量3900億立方米每年,占總量70%,“土渠輸水、大水漫灌”利用率30%。如噴灌、滴灌利用率80%。2)工業(yè)企業(yè)工藝落后,水重復(fù)利用率50%,發(fā)達國家70%以上。3)供水技術(shù)落后,生活用水浪費等,損失30%左右。三、水資源回用的意義作為第二水源,可以緩解水資源的緊張問題。污水再生利用可減輕江河、湖泊污染,保護水資源不受破壞降低用水成本,可減少用水費用和污水處理費用。中水處理過程示意圖(資料來源:水資源保護信息處理系統(tǒng)/newsdisplay/newsdisplay.asp?Id=44872)遠距離調(diào)水引黃濟青(島)工程,占地達6.2萬畝,還會造成黃河斷流、植被破壞等生態(tài)環(huán)境問題。80年代實施的引灤入津工程,時至今日每立方米成本仍達2.3元左右,距離天津市民的用水價1.4元有0.9元的政府補貼。南水北調(diào)工程實施后,長江水流到北京,按現(xiàn)行不變成本計算,綜合成本在5元/立方米以上,甚至每立方米將達20元。海水淡化到2003年止,世界上已建成和已簽約建設(shè)的海水和苦咸水淡化廠,其生產(chǎn)能力達到日產(chǎn)淡水3600萬噸。目前海水淡化已遍及全世界125個國家和地區(qū),淡化水大約養(yǎng)活世界5%的人口。目前海水淡化處理成本約為5元/噸以上,遠高于目前國內(nèi)城市供水價格。海水淡化過程中,無論蒸餾法或反滲透法,都會有濃鹽水產(chǎn)生,具有多種化學添加劑的濃鹽水入海后,將對海洋環(huán)境和海洋生態(tài)造成不利影響。序號分類范圍示例1農(nóng)、林、牧、漁業(yè)用水農(nóng)田灌溉種籽與育種、糧食與飼料作物、經(jīng)濟作物造林育苗種籽、苗木、苗圃、觀賞植物畜牧養(yǎng)殖畜牧、家畜、家禽水產(chǎn)養(yǎng)殖淡水養(yǎng)殖2城市雜用水城市綠化公共綠地、住宅小區(qū)綠化沖廁廁所便器沖洗道路清掃城市道路的沖洗及噴灑車輛沖洗各種車輛沖洗建筑施工施工場地清掃、澆灑、灰塵抑制、混凝土制備與養(yǎng)護、施工中的混凝土構(gòu)件和建筑物沖洗消防消火栓、消防水炮四、城市污水再生利用類別
序號分類范圍示例3工業(yè)用水冷卻用水直流式、循環(huán)式洗滌用水沖渣、沖灰、消煙除塵、清洗鍋爐用水中壓、低壓鍋爐工藝用水溶料、水浴、蒸煮、漂洗、水力開采、水力輸送、增濕、稀釋、攪拌、選礦、油田回注產(chǎn)品用水漿料、化工制劑、涂料4環(huán)境用水娛樂性景觀環(huán)境用水娛樂性景觀河道、景觀湖泊及水景觀賞性景觀環(huán)境用水觀賞性景觀河道、景觀湖泊及水景濕地環(huán)境用水恢復(fù)自然濕地、營造人工濕地5補充水源水補充地表水河流、湖泊補充地下水水源補給、防止海水入侵、防止地面沉降城市污水再生利用類別(續(xù))五、國內(nèi)外污水再生利用的發(fā)展狀況日本污水再生利用美國污水再生利用以色列污水再生利用中國污水再生利用日本污水再生利用狀況20世紀60年代以來,日本的東京、名古屋、川崎、福岡等即開始將污水處理廠出水經(jīng)進一步處理后回用于工業(yè)或生活雜用。東京江東地區(qū),再生水供水規(guī)模14萬m3/d,供240個工業(yè)企業(yè);名古屋,再生水供水規(guī)模40萬m3/d,處理出水與地面水混合后供工業(yè)企業(yè);川崎市,20萬m3/d,供工業(yè)企業(yè)。20世紀90年代初,日本直接回用水的城市污水處理廠的出水量已達3億m3/年,已成為城市中的一種穩(wěn)定、可靠的水源。瀨戶內(nèi)海地區(qū)污水回用量已占該地區(qū)總淡水使用量的2/3,大大解決了區(qū)域水資源短缺的問題。日本再生水工程美國污水再生利用狀況20世紀70年代,美國開始大規(guī)模建設(shè)污水處理廠,隨即開始污水再生的研究與應(yīng)用。美國有超過300個城市進行污水深度處理和回用,再生水占用水總量的10%以上。美國城市污水回用總量約為9400000000m3/年,包括灌溉用水、景觀用水、工藝用水、工業(yè)冷卻水、鍋爐補水、回灌地下水、娛樂養(yǎng)魚用水等。其中灌溉用水為5800000000m3/年,占總回用水量的60%;工業(yè)用水占總回用量的30%;水所引發(fā)的戰(zhàn)爭
以色列是個極度缺水的國家。到60年代初,缺水問題已成為制約以工農(nóng)業(yè)發(fā)展的瓶頸,嚴重影響人們的日常生活。于是,以開始制定攫取阿拉伯水資源的計劃,企圖占領(lǐng)有水資源的戰(zhàn)略地區(qū)。中東地區(qū)大國埃及,決定打擊以對阿拉伯水資源的野心。1964年,埃及在阿拉伯首腦會議上提出轉(zhuǎn)移約旦河水的建議,得到與會首腦一致贊同。就在阿拉伯國家開始籌措資金、購置專用機械設(shè)備時,以色列于1967年發(fā)動了戰(zhàn)爭。
當然,戰(zhàn)爭爆發(fā)的原因是復(fù)雜的,但水無疑是引發(fā)戰(zhàn)爭的原因之一。戰(zhàn)爭結(jié)束后,以占領(lǐng)了約旦河西岸和戈蘭高地,得到了這些土地上57%的水資源。今天,以所需水源三分之一來自戈蘭高地。1982年,以又占領(lǐng)黎巴嫩南部,完全控制黎境內(nèi)利塔尼河水,并將河水引到以北部加利利地區(qū)。以色列污水再生利用狀況以色列全國需水量達20億立方米,已超過其水資源總量,因此以色列十分重視水資源的合理利用,并根據(jù)地區(qū)條件和社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)采取不同的水回用原則。以色列已有210個市政污水回用工程,城市污水回用率達到75%以上。以色列全國污水處理總量46%的出水直接用于灌溉,其余33%回灌于地下水,20%排入河道,最終又被回用于其他方面。我國污水再生利用狀況?作業(yè):通過查閱相關(guān)文獻資料,寫一篇綜述性文章,從技術(shù)方法或者利用情況的角度綜述我國污水再生利用現(xiàn)狀。格式第二章回用水水質(zhì)標準及規(guī)范1回用水水質(zhì)基本要求為達到回用水水質(zhì)安全可靠城市污水回用水水質(zhì)應(yīng)滿足以下基本要求:回用水的水質(zhì)符合回用對象的水質(zhì)控制指標;回用系統(tǒng)運行可靠,水質(zhì)水量穩(wěn)定;對人體健康、環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)保護不產(chǎn)生不良影響;回用于生產(chǎn)目的時,對產(chǎn)品質(zhì)量無不良影響;對使用的管道、設(shè)備等不產(chǎn)生腐蝕、堵塞、結(jié)垢等損害;使用時沒有嗅覺和視覺上的不快感。2.回用水水質(zhì)標準回用水水質(zhì)標準是確?;赜冒踩煽亢突赜霉に囘x用的基本依據(jù)。
為引導(dǎo)污水回用健康發(fā)展,確?;赜盟陌踩褂茫覈阎朴喠艘幌盗谢赜盟|(zhì)標準:
《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T19923-2005);GB與GB/T?
《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002);《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(GB/T18921-2002)等。
第二章回用水水質(zhì)標準及規(guī)范(1)回用于工業(yè)用水水質(zhì)控制指標工業(yè)用水種類繁多,水質(zhì)要求各不相同。(因地制宜,對癥下藥)經(jīng)深度處理后的污水主要可回用于冷卻用水、洗滌用水、鍋爐補給(音“擠”ji)水及工藝與產(chǎn)品用水等。工業(yè)冷卻水用量大,使用面廣,水質(zhì)要求相對較低,是國內(nèi)外污水回用于工業(yè)的主要對象。第二章回用水水質(zhì)標準及規(guī)范第二章回用水水質(zhì)標準及規(guī)范項目冷卻用水洗滌用水鍋爐補給水工藝與產(chǎn)品用水直流式敞開式基本要求—色度(度)≤30嗅—pH6.0~9.06.5~8.56.0~9.06.5~8.5溶解氧——CODCr—≤60—≤60BOD5≤30≤10≤30≤10懸浮物SS≤30—≤30—溶解性總固體≤1000濁度(NTU)—≤5—≤5氨氮—≤10①—≤10總磷(以P計)—≤1.0—≤1.0總氮—石油類—≤1.0—≤1.0《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》(GB/T19923-2005)項目冷卻用水洗滌用水鍋爐補給水工藝與產(chǎn)品用水直流式敞開式陰離子表面活性劑—≤0.5—≤0.5鐵—≤0.3錳—≤0.1氯離子≤250二氧化硅≤50—≤30硫酸鹽≤600≤250總硬度(以CaCO3計)≤450總堿度(以CaCO3計)≤350總余氯≥0.05糞大腸菌群/(個/L)≤2000備注①當循環(huán)冷卻系統(tǒng)為銅材換熱器時,循環(huán)冷卻系統(tǒng)水中的氨氮指標應(yīng)小于1mg/L?!冻鞘形鬯偕霉I(yè)用水水質(zhì)》(GB/T19923-2005)※達上述標準后回用時的注意事項:冷卻水和洗滌用水:一般可以直接使用;必要時也可進行補充處理或與新鮮水混合使用。鍋爐補給水:尚不能直接補給鍋爐,應(yīng)根據(jù)鍋爐工況,對水源水再進行軟化、除鹽等處理,直至滿足相應(yīng)工況的鍋爐水質(zhì)標準。工藝與產(chǎn)品用水:尚應(yīng)根據(jù)不同生產(chǎn)工藝或不同產(chǎn)品的具體情況,通過回用試驗或者相似經(jīng)驗證明可行時,工業(yè)用戶可以直接使用;而無回用經(jīng)驗可借鑒時,則需要對回用水做補充處理試驗,直至達到相關(guān)工藝與產(chǎn)品的供水水質(zhì)指標要求。第二章回用水水質(zhì)標準及規(guī)范第二章回用水水質(zhì)標準及規(guī)范2.回用水水質(zhì)標準(2)回用于城市雜用水水質(zhì)主要控制指標城市雜用水指經(jīng)過處理的城市污水回用于城市綠化、沖廁、道路清掃、車輛沖洗、建筑施工、消防等。一般而言,回用于城市雜用水需要建設(shè)給水系統(tǒng),國內(nèi)目前也有采用給水車送水的供水方式,但成本較高?;赜糜诔鞘须s用水的水質(zhì)控制指標見下表。第二章回用水水質(zhì)標準及規(guī)范項目沖廁道路清掃消防城市綠化車輛沖洗建筑施工基本要求—色度≤30嗅無不快感pH6.0~9.0溶解氧≥1CODCr—BOD5≤10≤15≤20≤10≤15懸浮物SS—溶解性總固體≤1500≤1500≤1000≤1000—濁度(NTU)≤5≤10≤10≤5≤20氨氮≤10≤10≤20≤10≤20總磷(以P計)—總氮—石油類—《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)項目沖廁道路清掃消防城市綠化車輛沖洗建筑施工陰離子表面活性劑≤1.0≤1.0≤1.0≤0.5≤1.0鐵≤0.3——≤0.3—錳≤0.1——≤0.1—氯離子—二氧化硅—硫酸鹽—總硬度(以CaCO3計)—總堿度(以CaCO3計)—總余氯接觸30min后≥1.0,管網(wǎng)末端≥0.2糞大腸菌群/(個/L)≤3備注混凝土拌合用水還應(yīng)符合《混凝土用水標準》(JGJ63-2006)的有關(guān)規(guī)定?!冻鞘形鬯偕贸鞘须s用水水質(zhì)》(GB/T18920-2002)2.回用水水質(zhì)標準(3)回用于景觀環(huán)境用水水質(zhì)主要控制指標景觀環(huán)境回用指經(jīng)過處理的城市污水回用于觀賞性景觀環(huán)境用水、娛樂性景觀環(huán)境用水、濕地環(huán)境用水等?;赜糜诰坝^環(huán)境用水水質(zhì)主要控制指標見下表。
第二章回用水水質(zhì)標準及規(guī)范項目觀賞性景觀環(huán)境用水娛樂性景觀環(huán)境用水河道類湖泊類水景類河道類湖泊類水景類基本要求無漂浮物,無令人不愉快的嗅、味色度(度)≤30嗅—pH6.0~9.0溶解氧≥1.5≥2.0CODCr—《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(GB/T18921-2002)第二章回用水水質(zhì)標準及規(guī)范項目觀賞性景觀環(huán)境用水娛樂性景觀環(huán)境用水河道類湖泊類水景類河道類湖泊類水景類BOD5≤10≤6≤6懸浮物SS≤20≤10—溶解性總固體—濁度(NTU)—≤5氨氮≤5總磷(以P計)≤1.0≤0.5≤1.0≤0.5總氮≤15石油類≤1.0陰離子表面活性劑≤0.5鐵—錳—氯離子—二氧化硅—《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(GB/T18921-2002)項目觀賞性景觀環(huán)境用水娛樂性景觀環(huán)境用水河道類湖泊類水景類河道類湖泊類水景類硫酸鹽—總硬度(以CaCO3計)—總堿度(以CaCO3計)—總余氯≥0.05②糞大腸菌群/(個/L)≤10000≤2000≤500不得檢出備注②氯接觸時間不應(yīng)低于30min,對于非加氯消毒方式無此項要求。注:1對于需要通過管道輸送再生水的非現(xiàn)場回用情況必須加氯消毒;面對于現(xiàn)場回用情況不限制消毒方式。
2若使用未經(jīng)過除磷脫氮的再生水作為景觀環(huán)境用水,鼓勵使用本標準的各方在回用地點積極探索通過人工培養(yǎng)具有觀賞價值水生植物的方法,使景觀水體的氮磷滿足本表中回用于景觀環(huán)境用水的水質(zhì)要求,使再生水中的水生植物有經(jīng)濟合理的出路。32《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》(GB/T18921-2002)2.回用水水質(zhì)標準(4)回用于補充水源水質(zhì)主要控制指標補充水源有補充地表水和補充地下水兩類,我國還沒有專門的水質(zhì)控制標準。地表水的補充是將經(jīng)處理過的城市污水放流到地表水體,水質(zhì)可按《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》(GB3838-2002),結(jié)合環(huán)境評價等要求綜合確定。地下水回灌可以是直接注水到含水層或利用回灌水池,回灌水可用于工業(yè)、農(nóng)業(yè),以及用于建立水力屏障以防止沿海地區(qū)由于地下水過量開采引起的海水侵入。(土地鹽堿化)第二章回用水水質(zhì)標準及規(guī)范2.回用水水質(zhì)標準(5)回用于農(nóng)業(yè)用水水質(zhì)主要控制指標城市污水經(jīng)凈化后回用于農(nóng)業(yè)灌溉的主要水質(zhì)指標有含鹽量、選擇性離子毒性、重碳酸鹽、pH等。原污水不允許以任何形式用于灌溉,一方面是感官上不好,另一方面是糞便等污物聚集于農(nóng)田可能直接污染作業(yè)工人(農(nóng)民)或通過灰蠅、噴灌產(chǎn)生的氣溶膠傳播病原體。我國目前還沒有專門的農(nóng)業(yè)回用水水質(zhì)標準,一般可參照《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標準》(GB5084-92),確定回用水水質(zhì)控制指標。第二章回用水水質(zhì)標準及規(guī)范3.污水回用水設(shè)計規(guī)范
為引導(dǎo)污水回用健康發(fā)展,確?;赜盟陌踩褂?,我國已制訂污水回用設(shè)計規(guī)范:《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》(GB50335-2002)
《建筑中水設(shè)計規(guī)范》(GB50336-2002)《建筑與小區(qū)雨水利用工程技術(shù)規(guī)范》(GB50400-2006)第二章回用水水質(zhì)標準及規(guī)范第二章回用水水質(zhì)標準及規(guī)范3.污水回用水設(shè)計規(guī)范《污水再生利用工程設(shè)計規(guī)范》提出:當再生水同時用于多種用途時,其水質(zhì)標準應(yīng)按最高要求確定;(就高不就低)對于向服務(wù)區(qū)域內(nèi)多用戶供水的再生水廠,可按用水量最大的用戶的水質(zhì)標準確定;(少數(shù)服從多數(shù))個別水質(zhì)要求更高的用戶,可自行補充處理,直至達到該水質(zhì)標準。(特事特辦)第二章回用水水質(zhì)標準及規(guī)范水資源回用(水資源綜合利用)
-----基本原則分質(zhì)供水梯度用水循環(huán)用水從“達標排放”到“達標回用”?水資源回用=節(jié)約取水+減少污水+充分利用=提高效益中水的概念中水即再生水,是指污水經(jīng)適當處理后,達到一定的水質(zhì)指標,滿足某種使用要求,可以進行有益使用的水。從經(jīng)濟的角度看,再生水的成本最低,從環(huán)保的角度看,污水再生利用有助于改善生態(tài)環(huán)境,實現(xiàn)水生態(tài)的良性循環(huán)。再生水之所以稱為“中水”,是沿用了日本的叫法,通常人們把自來水叫做“上水”,把污水叫做“下水”,而再生水的水質(zhì)介于上水和下水之間,故名“中水”。再生水雖不能飲用,但它可以用于一些水質(zhì)要求不高的場合,如沖洗廁所、沖洗汽車、噴灑道路、綠化等。
第三章污水回用系統(tǒng)1.污水回用系統(tǒng)類型(1)建筑中水系統(tǒng)建筑中水系統(tǒng):在一棟或幾棟建筑物內(nèi)建立的中水系統(tǒng);處理站一般設(shè)在裙房或地下室;中水用作沖廁、洗車、道路保潔、綠化等。第三章污水回用系統(tǒng)(2)小區(qū)中水系統(tǒng)在小區(qū)內(nèi)建立的中水系統(tǒng),可采用的水源較多小區(qū)中水系統(tǒng)包括:有覆蓋全區(qū)回用的完全系統(tǒng),供給部分用戶使用的部分系統(tǒng),以及簡易系統(tǒng)。第三章污水回用系統(tǒng)(3)城市污水回用系統(tǒng)城市污水回用系統(tǒng):又稱城市污水再生利用系統(tǒng),是在城市區(qū)域內(nèi)建立的污水回用系統(tǒng)。城市污水回用系統(tǒng)以城市污水、工業(yè)潔凈排水為水源,經(jīng)污水處理廠及深度處理工藝處理后,回用于工業(yè)用水、農(nóng)業(yè)用水、城市雜用水、環(huán)境用水和補充水源水等。第三章污水回用系統(tǒng)三種系統(tǒng)對比:建筑或小區(qū)中水系統(tǒng)可就地回收、處理和利用,管線短,投資小,容易實施,但水量平衡調(diào)節(jié)要求高、規(guī)模效益較低。從水資源利用的綜合效益分析,城市污水回用系統(tǒng)在運行管理、污泥處理和經(jīng)濟效益上有較大的優(yōu)勢,但需要單獨鋪設(shè)回用水輸送管道,整體規(guī)劃要求較高。第三章污水回用系統(tǒng)43第三章污水回用系統(tǒng)2.城市污水回用系統(tǒng)組成四部分組成:污水收集系統(tǒng):污水收集主要依靠城市排水管道系統(tǒng)實現(xiàn);收集工業(yè)潔凈水為源水的回用系統(tǒng),可以利用城市排水管道,或另行建設(shè)收集管道回用水處理系統(tǒng):污水處理廠內(nèi)部深度處理;用戶自行深度處理回用水輸配系統(tǒng):應(yīng)建成獨立系統(tǒng),管道宜采用非金屬管道,當使用金屬管道時,應(yīng)進行防腐蝕處理;當水壓不足時,用戶可自行建設(shè)增壓泵站;回用水輸配中必須采取嚴格的安全措施用戶用水管理系統(tǒng):應(yīng)根據(jù)用水設(shè)施的要求確定用戶的管理要求和標準
景觀水體污水處理廠污水收集管網(wǎng)工業(yè)企業(yè)用水居民生活用水給水處理深度處理(再生水廠)地下水取水給水管網(wǎng)市政與公共建筑用水農(nóng)業(yè)用水圖例:排水給水回用水江河湖泊城市污水回用系統(tǒng)
城市污水回用將給水和排水聯(lián)系起來,實現(xiàn)水資源的良性循環(huán),促進城市水資源動態(tài)平衡。污水回用標準《城市污水再生利用分類》《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》《城市污水再生利用景觀環(huán)境用水水質(zhì)》《城市污水再生利用地下水回灌水質(zhì)》《城市污水再生利用工業(yè)用水水質(zhì)》《城市污水再生利用農(nóng)田灌溉用水水質(zhì)》中水處理的深度1.一種是將其處理到飲用水的標準而直接回用到日常生活中,即實現(xiàn)水資源直接循環(huán)利用,這種處理方式適用于水資源極度缺乏的地區(qū),但投資高,工藝復(fù)雜。2.另一種是將其處理到非飲用水的標準,主要用于不與人體直接接觸的用水,如便器的沖洗,地面、汽車清洗,綠化澆灑,消防,工業(yè)普通用水等,這是通常的中水處理方式。3.工業(yè)上可以利用中水回用技術(shù)將達到外排標準的工業(yè)污水進行再處理,一般會加上混床等設(shè)備使其達到軟化水水平,可以進行工業(yè)循環(huán)再利用,達到節(jié)約資本,保護環(huán)境的目的。目前再生水的利用主要有以下幾種途徑:1.農(nóng)業(yè)用水
2.工業(yè)用水
3.園林用水
4.生活雜用水
5.城市二級河道景觀用水
6.利用現(xiàn)有坑塘儲存再生水
7.地下水回灌用水
我國的再生水行業(yè)剛剛起步,再生水推廣還存在一些困難,導(dǎo)致再生水利用率很低,要使再生水得到充分利用還任重而道遠。第四章水資源回用的主要類型農(nóng)業(yè)灌溉景觀灌溉工業(yè)利用城市非灌溉利用環(huán)境和娛樂利用地下水回灌間接水利用第一部分農(nóng)業(yè)灌溉農(nóng)業(yè)灌溉最早的發(fā)展起源于城市污水的農(nóng)作物灌溉,盡管此類方法可能對人類健康和環(huán)境造成危害,目前仍有一些地區(qū)采用這種方法。農(nóng)業(yè)灌溉在美國以及大部分地區(qū)都是最主要的水回用方法。以食物或是非食物為目的的灌溉主要有以下幾種方式:壟、犁溝、灑水器、噴霧器、滴灌以及其他更多樣的方式。幾乎所有農(nóng)業(yè)灌溉措施,都在尋找更簡單、更先進的改良方式。農(nóng)業(yè)灌溉需要考慮的其他因素有農(nóng)作物種類、地質(zhì)特征、土壤特性、水質(zhì)影響、水中溶解物、潛在地下水、水流失、基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等。再生水的農(nóng)業(yè)應(yīng)用在干旱和半干旱地區(qū),為了減少使用有限的地表及地下水源,再生水通常被用作灌溉水源。這種做法也被應(yīng)用到了更多溫帶和濕潤地區(qū),更多對污水排放到地表要求更為嚴格的地區(qū),和降水不穩(wěn)定或者土壤不能保留植物生長的最佳水量的地區(qū)。影響污水農(nóng)業(yè)回用的因素(1)懸浮固體(2)鹽度,堿度和離子選擇性毒性(3)微量元素和營養(yǎng)物質(zhì)(4)灌溉系統(tǒng)選擇(1)懸浮固體處理水中的懸浮固體可能堵塞灌溉水配電線路和發(fā)射器。灌溉系統(tǒng)的小型發(fā)射器開口在低流速下以及發(fā)射極處容易產(chǎn)生堵塞問題。一般情況下,二級處理含有5到25mg/L的總懸浮物。懸浮固體在三級處理下會更低,一般情況下少于10mg/L??倯腋」腆w量低于30mg/L適合大部分的灌溉系統(tǒng)。然而,其他因素例如溫度,日曬,發(fā)射器類型,流量等都可能導(dǎo)致堵塞。鹽堿化的危害鹽堿化:土壤中可溶性鹽類隨水向表層移動并積累下來,而使可溶性鹽(如石膏)含量超過0.1%或0.2%的過程。土壤中鹽分的主要來源是風化產(chǎn)物和含鹽的地下水。灌溉水含鹽和施用生理堿性肥料也可使土壤中鹽分增加。土壤鹽堿化后,土壤溶液的滲透壓增大,土體通氣性、透水性變差,養(yǎng)分有效性降低,植物不能正常生長。1、土壤板結(jié)與肥力下降。2、不利于農(nóng)作物吸收養(yǎng)分,阻礙作物生長。土地鹽堿化的治理措施治理鹽堿地的措施有水利改良措施(灌溉、排水、放淤、種稻、防滲等);農(nóng)業(yè)改良措施(平整土地、改良耕作、施客土、施肥、播種、輪作、間種套種等);生物改良措施(種植耐鹽植物和牧草、綠肥、植樹造林等);和化學改良措施(施用改良物質(zhì),如石膏、磷石膏、亞硫酸鈣等)。特定離子毒性目前再生水中的許多離子是有益的或在低濃度是無害的,但在較高濃度時,可能會積累并傷害植物組織。鈉,氯,硼是再生水灌溉中可能導(dǎo)致特定離子毒性的三種主要化學物質(zhì)。過多的鈉的影響包括燒葉,變色(黃色和漂白)以及樹枝枯萎。鈉離子的毒性已在鱷梨,柑橘,以及部分果樹如杏,櫻桃,桃,梅中被觀察到。低濃度的鈣會影響土壤根膜的選擇性,并會導(dǎo)致植物吸收和積累鈉。
氯會導(dǎo)致植物類似的效果,但僅作用于木本植物物種。蔬菜,谷物,草料,或纖維作物不受任何濃度的鈉和氯化物影響,在典型的再生水中的SAR值是不是非常高。特定離子毒性硼在含量僅略高于良好的植物生長所需的量時就可形成毒性。癥狀包括燒葉,葉子卷曲,萎黃,花青素(藍色和紅色的葉子),蓮座斑點,不成熟樹葉,樹枝枯萎,以及生長緩慢(WestcotandAyers,1985)。硼對植物器官的影響取決于植物再利用硼的內(nèi)部能力。值得注意的是,硼的適應(yīng)性取決于不同土壤氣候條件和作物種類。(3)痕量元素與養(yǎng)分再生水中痕量元素的濃度隨廢水來源的不同而變化(從μg/L到mg/L),其中主要來源是生活污水。在工業(yè)廢水排入城市污水收集系統(tǒng)中已觀察到高濃度的痕量元素。通常情況下,再生水中痕微量元素的濃度不利影響短期內(nèi)不會發(fā)生的范圍內(nèi)。然而,長期應(yīng)用的水中可能會積累土壤中的痕量元素元素并可能造成植物中毒和地下水污染。痕量元素會在作物體內(nèi)積累,如果濃度過高,可能對人類和動物的健康造成危害,如果濃度高到足以成為可食部分內(nèi)容。養(yǎng)分再生水含有被認為可以用于灌溉的的益營養(yǎng)物質(zhì)。再生水發(fā)現(xiàn)的三種主要營養(yǎng)素是氮,磷,鉀。再生水中含有的氮,磷可在相當高的程度上影響植物的生長。再生水中鉀濃度通常較少,其對植物生長的影響也較小。鈣,鎂,硫酸是植物生長所需要的其他三種營養(yǎng)素。未經(jīng)處理的廢水中的其他營養(yǎng)素水平很大程度上取決于水的來源和處理用的化學品,并在一般情況下,不會明顯降低常規(guī)二級和三級處理工藝的效果。由于作物和植物生長階段對營養(yǎng)的需求量很大,化肥用量必須根據(jù)再生水水質(zhì)和作物的營養(yǎng)需求進行調(diào)整。再生水中的營養(yǎng)成分也影響水庫中藻類的生長。如果再生水營養(yǎng)水平高于預(yù)期水平,再生水水質(zhì)可能需要通過營養(yǎng)物去除、與其他來源的水混合等來改進。不同條件下番茄的養(yǎng)分吸收量灌溉系統(tǒng)的選擇(1)大水漫灌(2)潛流(3)滴灌(4)噴灌
再生水用于公共區(qū)域的景觀灌溉包括:街區(qū)、道路兩旁的綠化帶;公園周邊,商業(yè)區(qū),建筑物地域;公園、廣場、學校等。景觀灌溉和農(nóng)業(yè)灌溉有相似性,在景觀灌溉中,要考慮到噴水器的結(jié)構(gòu)及分布,管理好實際運用中水的淤積流失。再生水的景觀灌溉與農(nóng)業(yè)灌溉區(qū)別在什么地方?第一區(qū)別:灌溉對象不同農(nóng)業(yè)灌溉對象:瓜果蔬菜、大米小麥景觀灌溉對象:花花草草、綠化帶食品安全保障!第二區(qū)別:與人群距離不同農(nóng)業(yè)灌溉:遠離人群景觀灌溉:接近人群對氣味、病原菌等衛(wèi)生、感官指標要求更嚴格!!第三區(qū)別:時間不同農(nóng)業(yè)灌溉:根據(jù)作物需水量不同,選擇性灌溉景觀灌溉:一般需要對花卉每天進行灌溉;對喬木每周進行灌溉和洗塵再生水景觀灌溉與農(nóng)業(yè)灌溉的區(qū)別對象不同:植物類型環(huán)境不同:與人群距離灌溉時間不同:第三部分再生水的工業(yè)回用
在城市供水中,50~80%是工業(yè)用水,而其中對水質(zhì)要求不高的冷卻用水占到整個工業(yè)用水的60%以上,因此有大量城市污水回用于工業(yè)冷卻水。1992年,大連建成我國第一個污水回用示范工程,將城市污水廠出水經(jīng)砂濾、消毒等深度處理后回用作為工業(yè)冷卻水,每天1萬噸,循環(huán)冷卻水系統(tǒng)運轉(zhuǎn)正常。太原北郊污水處理廠將處理出水回用于太鋼公司作為工業(yè)冷卻水。北京高碑店污水處理廠將處理出水回用于電廠冷卻水。工業(yè)用水需求洗滌用水:降塵除塵(濕式除塵器)、沖洗地坪、設(shè)備洗滌、產(chǎn)品洗滌工藝用水:拌合、粘結(jié)、參與反應(yīng)冷卻用水:封閉系統(tǒng)、開放系統(tǒng)鍋爐用水:產(chǎn)品用水:再生水工業(yè)使用的問題腐蝕問題結(jié)垢問題微量組分殘留溶解組分的積累水工業(yè)回用的指標及其影響參考量引起的問題堿度影響pH的穩(wěn)定氨影響余氯的形成,刺激微生物的生長鈣、鎂導(dǎo)致結(jié)垢硫化氫腐蝕和氣味微生物潛在的生物堵塞氮刺激微生物生長影響水工業(yè)回用的指標及影響pH影響化學反應(yīng)和組分的溶解度磷滋長微生物殘余有機質(zhì)滋長微生物,形成結(jié)垢和黏液,鍋爐泡沫硅土結(jié)垢硫酸鹽腐蝕懸浮物固體沉淀,為微生物生長提供生活場所工業(yè)水資源綜合利用的基本原則串級用水循環(huán)用水一水多用分級使用工業(yè)水資源綜合利用的基本原則循環(huán)用水:是把廢水轉(zhuǎn)化為資源實現(xiàn)再利用;串級用水:是將廢水送到可以接受的生產(chǎn)過程或系統(tǒng)再使用;分級使用與一水多用是按照不同用水要求合理配置,使水在同一工序多次使用。從根本上減少了新水用量及廢水外排量,是節(jié)省水資源、保護水環(huán)境的范例。工業(yè)廢水治理與回用的趨勢1、廢水的最少量化
包含兩層含義,現(xiàn)有生產(chǎn)工藝改革、革新,使之少產(chǎn)生廢物和廢水,達到節(jié)約資源與能源,屬于前端預(yù)防范疇;也包括生產(chǎn)過程經(jīng)一定手段使廢水最大限度減少,屬于末端控制范疇2、廢水資源化-主要是廢水的回收和再利用。由外延型變?yōu)榫C合型利用:由單一利用變?yōu)榫C合利用;由一次利用變?yōu)槎啻卫煤脱h(huán)利用;由低效利用變?yōu)楦咝Ю?;變廢為寶,加強對被消耗資源的回收利用。3、廢水無害化實施串級用水、循環(huán)用水、一水多用、分級使用,以實現(xiàn)廢水減量化、資源化與無害化的有效結(jié)合;采用各種有效處理技術(shù)實現(xiàn)無害化處理。4、循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展模式與廢水生態(tài)化將生態(tài)平衡理論與經(jīng)濟學相結(jié)合,按照“減量化、再利用、再循環(huán)”原則,運用系統(tǒng)工程原理與方法論,實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展過程中物質(zhì)和能量循環(huán)利用的一種新型經(jīng)濟組織形式。案例分析:鋼鐵生產(chǎn)工序鋼鐵生產(chǎn)工序排污節(jié)點與污染特征生產(chǎn)工藝與排污節(jié)點圖鋼鐵工業(yè)廢水主要污染無機懸浮物:主要為氧化鐵重金屬:鋅、鉻、鎘、銅等。油與油脂:重油、乳化油等酸性廢水:硫酸、鹽酸酸洗鋼材;硝酸-氫氟酸酸洗不銹鋼。有機需氧污染物:主要以焦化過程中產(chǎn)生,共有52種主要有機物,苯酚類及其衍生物、喹啉類和苯系衍生物為前兩名,此外有吡啶類等。國外鋼鐵企業(yè)節(jié)水的體現(xiàn)生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備先進執(zhí)行嚴格用水標準和排放標準用水的高質(zhì)量與處理嚴格化嚴格執(zhí)行高的循環(huán)用水率,十分注意廢水的水量、懸浮物和水質(zhì)鹽類平衡。充分利用各工序水質(zhì)差異,實現(xiàn)多級串聯(lián)與循環(huán)利用,最大限度地將廢水分配或消納于各級生產(chǎn)工序中。鋼鐵工業(yè)用水系統(tǒng)凈循環(huán)用水系統(tǒng)濁循環(huán)用水系統(tǒng)直排(流)水系統(tǒng)密閉循環(huán)用水系統(tǒng)串聯(lián)與串級用水系統(tǒng)污泥處理系統(tǒng)鋼鐵工業(yè)的用水約60%以上為冷卻用水,其冷卻方式有間接冷卻和直接冷卻兩種。間接冷卻的被稱為凈循環(huán)冷卻用水系統(tǒng),又名清環(huán)系統(tǒng)。(熱水袋)直接冷卻的被稱為濁循環(huán)冷卻用水系統(tǒng),又稱污環(huán)系統(tǒng)。(洗澡)1、工業(yè)凈循環(huán)水用水系統(tǒng)1.1、密閉循環(huán)冷卻用水系統(tǒng)循環(huán)率設(shè)計值在99%以上,補水率小于1%。水質(zhì)采用純水、軟水或脫鹽水,完全密閉循環(huán),依靠空氣冷卻器或水水換熱器進行熱交換冷卻。1.2、敞開式循環(huán)冷卻用水系統(tǒng)
目前最基本的節(jié)水型凈循環(huán)冷卻用水工藝。
受氣候條件、冷卻水溫升值的影響而變化,一般循環(huán)率平均值不小于95%。1.3、鋼鐵工業(yè)中的凈循環(huán)用水A、原料系統(tǒng)的凈循環(huán)冷卻用水
原料場電機與破碎設(shè)備循環(huán)冷卻用水系統(tǒng):用水水質(zhì)為工業(yè)用水,經(jīng)冷卻塔降溫,并進行水質(zhì)穩(wěn)定處理。多次循環(huán)后,外排少量廢水,約1/40。外排廢水可用于皮帶沖洗水、濁循環(huán)系統(tǒng)的補充水或用于料場降塵用水。B、燒結(jié)系統(tǒng)的凈循環(huán)冷卻用水工藝設(shè)備低溫冷卻循環(huán)用水系統(tǒng):包括電動機、抽風機、熱返礦圓盤冷卻器等,經(jīng)冷卻塔冷卻后,由于充氧及蒸發(fā),水質(zhì)有結(jié)垢、腐蝕傾向。工業(yè)設(shè)備一般冷卻循環(huán)用水系統(tǒng):包括點火器、隔熱板,水質(zhì)要求低,對懸浮物有要求,可由工藝設(shè)備低溫冷卻循環(huán)系統(tǒng)排水串聯(lián)使用。C、煉鐵系統(tǒng)的凈循環(huán)冷卻用水
為提高高爐冷卻效果,延長高爐的使用壽命,節(jié)省能源,目前逐漸開始采用純水、軟水閉路循環(huán)冷卻系統(tǒng),也有采用汽化冷卻。D、煉鋼系統(tǒng)的凈循環(huán)冷卻用水
針對轉(zhuǎn)爐、電爐、連鑄等冶煉設(shè)備,包括電爐爐門、連鑄機結(jié)晶器、氧槍、煙罩、煙道等。密閉循環(huán)熱水冷卻系統(tǒng):采用優(yōu)質(zhì)軟化水和除氧水。2濁循環(huán)用水系統(tǒng)原料堆場噴灑濁循環(huán)用水系統(tǒng)煉鐵系統(tǒng)濁循環(huán)用水系統(tǒng)煉鋼系統(tǒng)(含連鑄、鐵合金)濁循環(huán)用水系統(tǒng)軋鋼全場輔助設(shè)施濁循環(huán)用水系統(tǒng)全廠機修、煤氣站冷煤氣凈化、鍋爐水力沖渣及水霧除塵。2.1原料堆場噴灑濁循環(huán)用水系統(tǒng)2.2煉鐵系統(tǒng)濁循環(huán)用水系統(tǒng)A高爐爐體噴淋:含有周圍空氣中的粉塵,過濾后循環(huán)使用,補充水可為高爐凈循環(huán)水系統(tǒng)的外排水,外排水可作為高爐煤氣洗滌水的補充水。B高爐煤氣洗滌:懸浮物較多,30~50%的氧化鐵、石灰粉、焦炭粉或煤粉,還有重金屬和氰化物等。必須經(jīng)處理方可排入下水道。補充水可以是高爐爐體噴淋冷的排污水,外排水可作為原料堆場噴灑的補充水。C高爐水淬渣:水溫高達65~80℃,含有細渣棉,硬度高、總含鹽量高。經(jīng)沉淀后循環(huán)使用。D鐵鑄機噴灑:濁環(huán)水中含石灰泥漿、氧化鐵皮經(jīng)沉淀后循環(huán)使用。2.3煉鋼(含連鑄、鐵合金)濁循環(huán)用水系統(tǒng)A轉(zhuǎn)爐延期凈化:在吹煉周期時,呈高溫、高PH值、高硬度、高懸浮物狀態(tài),含鐵量達60%以上。目前多螺旋分離、沉淀、冷卻后循環(huán)使用。排污水作為高爐水淬渣的補充水,補充水可為轉(zhuǎn)爐凈循環(huán)的排污水。B鋼水:真空處理脫氣除塵水中含有煙塵與鐵粉,經(jīng)沉淀過濾后循環(huán)使用。排污水作為轉(zhuǎn)爐煙氣或鋼渣處理的補充水,補充水可為轉(zhuǎn)爐凈循環(huán)的排污水。C鋼渣水淬:含有細顆粒水淬渣及浸出物,經(jīng)沉淀過濾后循環(huán)使用。排污為零。補充水可為轉(zhuǎn)爐煙氣凈化或鋼水處理的排污水。D連鑄噴淋:含有氧化鐵皮和油污,經(jīng)沉淀、過濾、除油后循環(huán)使用。排污水作為鑄坯冷卻濁循環(huán)水系統(tǒng)的補充水,補充水可為結(jié)晶器或液壓系統(tǒng)的排污水。E鑄坯冷卻:含有氧化鐵皮和油污,經(jīng)沉淀、過濾、除油后循環(huán)使用。排污水可作為原料堆場或燒結(jié)礦灑水,補充水可用連鑄二次噴淋的排污水。F火焰清理:煙氣洗滌水中含有煙塵、氧化鐵細顆粒G鐵合金電爐水淬渣H礦石水洗滌:2.4軋鋼系統(tǒng)濁循環(huán)用水系統(tǒng)鋼坯高壓除磷:大塊鐵皮或粗顆粒懸浮固體軋道冷卻及沖鐵皮:細顆粒鐵皮及油污
排污水均可作為原料場、燒結(jié)礦灑水,補充水可為軋機、設(shè)備或液壓油冷卻凈循環(huán)水系統(tǒng)的排污水。2.5全廠輔助設(shè)施濁循環(huán)用水系統(tǒng)全廠機修濁循環(huán)水系統(tǒng)煤氣站冷煤氣濁循環(huán)水系統(tǒng)鍋爐水力沖渣及水霧除塵等濁循環(huán)水系統(tǒng)3.3用水系統(tǒng)的用水要求可分為原水、工業(yè)用水、過濾水、軟水和純水等。原水:從自然水體或城市給水管網(wǎng)獲得的新水,通常用于企業(yè)的生活飲用水。工業(yè)用水:經(jīng)過混凝、沉淀后,達到規(guī)定指標的水,主要用于敞開式循環(huán)冷卻系統(tǒng)的補充水。過濾水:在工業(yè)用水基礎(chǔ)上經(jīng)過過濾處理,達到規(guī)定水質(zhì)指標的水,主要用于軟水、純水等處理水設(shè)施的原料水。主要用于各種儀表的冷卻水、水處理藥劑、酸堿的稀釋水;對懸浮物含量限制較嚴,應(yīng)用于工業(yè)用水不能滿足要求的用水需求。軟水:通過離子交換法、電滲析、反滲透處理后,其硬度達到規(guī)定指標的水,主要用于對水硬度要求較嚴的凈循環(huán)冷卻系統(tǒng),如大型高爐爐體循環(huán)冷卻系統(tǒng)、小型低壓鍋爐給水等。純水:采用物理、化學法除去水中鹽類,剩余鹽量很低。主要用于特大型高爐、大型連鑄機閉路循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的補充水;大中型中低壓鍋爐給水;高質(zhì)量鋼材表面處理用水等。鋼鐵工業(yè)用水系統(tǒng)分質(zhì)分級用水的優(yōu)勢現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)按照工序不同水質(zhì)要求不同,設(shè)置了工業(yè)水、過濾水、軟水與純水等四個分類供水管理系統(tǒng),并依次作為軟水、過濾水、工業(yè)水循環(huán)系統(tǒng)的補充水。(因地制宜)這是實現(xiàn)按質(zhì)供水、串級用水最有效的方法,其結(jié)果是:a、用水量減少,b、噸鋼用水降低,c、用水循環(huán)率提高,d、設(shè)備壽命延長,e、經(jīng)濟效益增加。4用水的冷卻處理與水質(zhì)穩(wěn)定
鋼鐵工業(yè)冷卻用水量較大,約占總用水量的80%以上,有間接冷卻與直接冷卻兩種形式。間接冷卻(1)間接冷卻密閉式系統(tǒng)凈循環(huán)水系統(tǒng)高熱負荷強度運行,采用純水、軟水,以密閉循環(huán)冷卻系統(tǒng)運行,依靠空氣冷卻散熱片散熱,與常規(guī)冷卻塔比較,可節(jié)水4%~7%。僅以邯鄲2號高爐爐體冷卻為例,年可節(jié)約水量約為350萬立方米。兩個基本條件:a整個循環(huán)水系統(tǒng)必須密閉,任何環(huán)節(jié)不與大氣相通;b水質(zhì)為純水、軟水或除鹽水。(2)間接冷卻敞開式循環(huán)用水系統(tǒng)需注意三方面的問題:循環(huán)水系統(tǒng)必須設(shè)施完善,除經(jīng)處理后補充水外,必須由冷卻、旁濾、水質(zhì)穩(wěn)定、殺菌滅藻、配有儀控的補水和排污等環(huán)節(jié)組成。不應(yīng)把不成熟的技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)場合。必須有自動化監(jiān)控系統(tǒng),要定期、定時進行相關(guān)項目的分析,并有補救措施和預(yù)案。直接冷卻是指與物料直接接觸的冷卻用水系統(tǒng),既有水溫升高,又受物料污染,通常稱為濁循環(huán)用水系統(tǒng)。需解決三個問題:廢水冷卻降溫,冷卻塔是必用設(shè)備;進行沉淀處理,達到循環(huán)回用的要求;進行水質(zhì)穩(wěn)定,以維持系統(tǒng)的正常循環(huán)運轉(zhuǎn)。Eg:工業(yè)上采用焦化廢水用于沖渣,結(jié)果焦化廢水中大量有機污染物受熱揮發(fā),通過呼吸和氣霧擴散到周圍,嚴重損害沖渣處工人和周邊人群的身體健康。水質(zhì)穩(wěn)定處理與要求水質(zhì)穩(wěn)定處理是循環(huán)水冷卻系統(tǒng)經(jīng)處理措施后,投加阻垢、緩蝕、殺菌、滅藻劑,使凈、濁循環(huán)水系統(tǒng)的結(jié)垢、腐蝕、微生物粘結(jié)等障礙得以消除或控制在規(guī)定的指標下,以保證系統(tǒng)正常運行。重點:防垢;防腐蝕;防微生物污垢。一般工藝:采用二級沉淀,應(yīng)進行比較徹底的混凝沉淀,將可溶性無機鹽、鈣鎂離子、重金屬等進行去除。隨后投加滅菌滅藻藥劑,對水中微生物進行殺滅,最后進行水質(zhì)過濾,對微量懸浮固體和微生物殘體等懸浮固體進行過濾處理。曝氣與磁化處理曝氣處理稀土鐵冶煉高爐煤氣洗滌水、錳鐵冶煉高爐煤氣洗滌水廢水等含有HCN、NH3、CO2、H2S、C2H2等有害氣體,可在系統(tǒng)回水的始端設(shè)置曝氣裝置,將其去除。氰化物:在pH≤7時,水中氰化物可轉(zhuǎn)化為HCN,其電離度很小、很不穩(wěn)定,極易揮發(fā)的劇毒物質(zhì),被曝氣吹入大氣中,在大氣中被空氣稀釋,被細菌微生物紫外線分解,夏季約存留5min,冬季存留約10min。CO2:吹脫CO2以減少系統(tǒng)形成碳酸鹽結(jié)垢障礙。除了去除溶解性氣體,還可將低價鐵離子、錳離子進行氧化,去除臭味、降低水溫、調(diào)節(jié)水質(zhì),以利于循環(huán)水系統(tǒng)的水質(zhì)穩(wěn)定。磁化處理鋼鐵廠的含鐵廢水的泥渣均屬于磁性物質(zhì)特別是軋鋼廢水中的懸浮物80~90%為氧化鐵皮,可以通過磁化作用去除。對于非磁性物質(zhì)和油泥,可采用絮凝技術(shù),使之與磁性物質(zhì)結(jié)合在一起,采用磁力吸附進行去除。旁濾與反沖洗旁濾:冷卻塔洗滌大氣中的物質(zhì)進入循環(huán)水中,有1/5的進入濁循環(huán)水系統(tǒng)。采取旁濾目的即是去除這些物質(zhì),旁濾水量按照濁循環(huán)水量的5~10%考慮。反沖洗:由于懸浮物被濾料層給攔截,使得阻力增大、壓力損失增高、截留率下降。將反沖洗水返回到二沉池,再次絮凝沉淀;設(shè)置單獨的反沖洗水處理池,絮凝沉淀處理后回循環(huán)水系統(tǒng),底流泥漿與二沉池泥漿統(tǒng)一處理。循環(huán)冷卻水防微生物污垢處理直接冷卻濁循環(huán)水系統(tǒng),由于水與高溫物料直接接觸,冷卻水中菌藻繁殖不太突出。間接冷卻密閉式系統(tǒng),由于采用軟水或除鹽水,且不與外界陽光、空氣接觸,菌藻問題也不明顯。因此,循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中微生物的控制,主要對象是敞開式系統(tǒng)。危害:微生物繁殖,水的顏色發(fā)黑,發(fā)生惡臭,污染環(huán)境;形成生物殘體粘泥,傳熱效率下降;阻礙緩蝕劑發(fā)揮防腐功能;促進垢下腐蝕。微生物危害控制方法加強補充水管理,改善補充水水質(zhì)采用旁濾方法投加殺菌劑印染廢水深度處理及回用技術(shù)應(yīng)用1.國內(nèi)印染行業(yè)生產(chǎn)和廢水排放現(xiàn)狀印染行業(yè)現(xiàn)狀:我國是紡織印染業(yè)第一大國,2005年全國印染總產(chǎn)量210.87億米。
紡織印染是江蘇省的傳統(tǒng)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè),連續(xù)多年保持較高的發(fā)展速度,目前全省有規(guī)模以上印染企業(yè)960家,其工業(yè)總產(chǎn)值約占全省的11%。據(jù)統(tǒng)計,江蘇省印染企業(yè)年排放廢水量3.38億噸,COD5.5萬噸;太湖流域印染企業(yè)570家,日排放廢水70~80萬噸(年2.6億噸),產(chǎn)生COD700~800噸(年4萬噸)。印染廢水特點:水量大、有機污染物含量高、色度深、水質(zhì)變化大等。
2.蘇州市印染行業(yè)生產(chǎn)和廢水排放現(xiàn)狀2007年統(tǒng)計的各行業(yè)企業(yè)工業(yè)廢水排放總量為56030.2萬噸。工業(yè)廢水排放量各行業(yè)分擔率見圖1。圖1工業(yè)廢水行業(yè)排放分擔率情況2.1紡織行業(yè)廢水排放量情況2.蘇州市印染行業(yè)生產(chǎn)和廢水排放現(xiàn)狀2007年蘇州工業(yè)化學需氧量(COD)排放總量為155783.4噸,化學需氧量各行業(yè)排放分擔率見圖2。2.2紡織行業(yè)化學需氧量排放情況圖2工業(yè)行業(yè)化學需氧量排放分擔率情況2.蘇州市印染行業(yè)生產(chǎn)和廢水排放現(xiàn)狀2.3紡織行業(yè)氨氮排放情況2007年統(tǒng)計的各行業(yè)企業(yè)氨氮排放總量為2890.74噸,氨氮各行業(yè)排放分擔率見圖3。圖3工業(yè)行業(yè)氨氮排放分擔率情況2.蘇州市印染行業(yè)生產(chǎn)和廢水排放現(xiàn)狀
2007年統(tǒng)計的各行業(yè)企業(yè)石油類排放總量為819.3噸,石油類各行業(yè)排放分擔率見圖4。2.4紡織行業(yè)石油類排放情況圖4工業(yè)行業(yè)石油類排放分擔率情況3.印染廢水深度處理及回用的重要性
印染行業(yè)廢水深度處理是環(huán)保新要求:新的《江蘇省太湖水污染防治條例》,2008年6月5日起施行;《太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理廠及重點工業(yè)行業(yè)主要水污染物排放限值》(DB32/T1072-2007)強制性標準,2008年1月1日起施行;實現(xiàn)“十一五”總量削減目標的有效途徑;印染廢水排放現(xiàn)狀紡織染料廢水處理目前普遍采用的常規(guī)二級處理工藝難以滿足新標準的要求,必須依靠工業(yè)廢水深度處理及回用技術(shù)的支撐。4.國內(nèi)外工業(yè)廢水深度處理概況廢水深度處理是將常規(guī)工藝不能有效去除的氮、磷及難以被微生物降解的有機物、病原菌、礦物質(zhì)等加以去除,以提高和保證水質(zhì)的水處理方法,往往以廢水回收和再次回用為目的。國內(nèi)外工業(yè)廢水深度處理的技術(shù)方法及發(fā)展概況:物理處理:包括過濾、離心以及沉淀澄清法;化學處理:包括中和處理、化學沉淀處理和氧化還原處理;物化處理:包括混凝、浮選、吸附、離子交換和膜分離技術(shù);生物處理:包括活性污泥法、生物膜法、厭氧生物處理法、穩(wěn)定塘與濕地處理。印染廢水深度處理方法物理法(預(yù)處理)礦物吸附:利用天然礦物作吸附劑,如:膨潤土、蒙脫石、海泡石等。吸附法膜分離技術(shù)磁分離技術(shù):向廢水中磁種(磁粉),并投加混凝劑?;钚蕴课剑何锢砦脚c化學吸附的綜合作用。改性生物制劑:利用落葉、酒糟、真菌等作吸附劑。納濾和反滲透:去除印染廢水中的離子或低分子量有機物。微濾和超濾:截留廢水中的膠體、細菌及病毒?;炷和都踊炷齽ㄈ纾壕郾0罚≒AM)、聚合硫酸鐵(PFS)等)使污染物等膠粒凝聚而去除?;瘜W法印染廢水深度處理方法電化學法(電解法):金屬電極(鋁或鐵)置于被處理水中,通電后陽極發(fā)生化學反應(yīng),溶出Al3+或Fe2+等離子,水解后與廢水發(fā)生絮凝作用。高級氧化法Fenton氧化法:H2O2在Fe2+的催化作用下生成具有強氧化性的?OH,與廢水中的污染物作用。臭氧氧化法直接法:以O(shè)分子形式與廢水中有機物反應(yīng)。間接法:在堿性條件下產(chǎn)生?OH。印染廢水深度處理方法生物法好氧法厭氧法:在厭氧條件下,利用厭氧微生物降解廢水中有機物的方法。適合處理高濃度有機廢水。生物膜法:通過生長在填料表面的生物膜來處理廢水的方法。生物接觸氧化法、生物濾池和生物轉(zhuǎn)盤等。活性污泥法:在有氧條件下,利用好氧活性污泥凈化廢水的方法。好氧生物流化床、高濃度活性污泥法等。穩(wěn)定塘(氧化塘):利用一些自然塘或人工塘,使污水在塘內(nèi)停留較長時間,通過水中微生物代謝活動使有機物降解,使廢水得到凈化的方法??赏瑫r進行好氧、厭氧和光合作用。5.印染廢水特點和深度處理及回用水質(zhì)要求5.1印染基本工藝
由右圖所示工藝流程可見,織物染色產(chǎn)生的廢水包括:前處理廢水W1前處理清洗廢水W2染色廢水W3一次清洗廢水W4二次清洗廢水W5
一般情況下,染色廢水水質(zhì)色澤較深,其中含有殘余染料、助劑及微量有毒物質(zhì)。5.印染廢水特點和深度處理及回用水質(zhì)要求印染行業(yè)分類:按纖維材料分:毛、棉、絲綢、麻、化學纖維、人造纖維和混紡纖維;按染料分:直接染料、活性染料、暫溶性還原染料、還原染料、硫化染料、不溶性偶氮染料、酸性染料、陽離子染料等;按纖維或織物形態(tài)分:紗、散毛染色、成衣染色、苧麻紡織印染;絲綢、絹印染;針織印染;線帶染色;巾被印染等。不同纖維、不同染料其生產(chǎn)過程不盡相同,產(chǎn)生的印染廢水性質(zhì)也不盡相同。5.2印染廢水特點5.印染廢水特點和深度處理及回用水質(zhì)要求
印染用水主要指標:感觀性狀指標(色度、PH、透明度、SS等);鐵和錳(與染淺色布時產(chǎn)生“斑點”有關(guān));硬度我國尚未頒布印染廢水的回用標準,國外也未有相關(guān)的標準。印染工藝用水分為:前處理、染色、印花、后處理用水,染色用水水質(zhì)要求高,基本上使用軟化水,印染廢水深度處理回用水一般可使用在前處理、印花、后處理等工段。5.3印染廢水深度處理及回用水質(zhì)要求6.印染廢水深度處理及回用技術(shù)優(yōu)缺點6.1印染廢水深度處理的物化法物理法主要包括:吸附法、膜分離法、混凝法、臭氧氧化法、電解法等吸附法:國外主要采用活性炭吸附法(多半用于三級處理),該法對去除水中溶解性有機物非常有效,但它不能去除水中的膠體和疏水性染料,并且它只對陽離子染料、直接染料、酸性染料、活性染料等水溶性染料具有較好的吸附性能。膜分離法:膜可以在分子范圍內(nèi)進行分離,并且這過程是一種物理過程,不需發(fā)生相的變化和添加助劑。但是,由于印染廢水水質(zhì)較復(fù)雜,往往含有較多的助劑、油份、以及金屬離子,在利用生物法對印染廢水進行處理后,上述物質(zhì)與微生物分泌物往往形成復(fù)雜的復(fù)合物,很容易造成膜的污染。
6.印染廢水深度處理及回用技術(shù)優(yōu)缺點混凝法:主要有混凝沉淀法和混凝氣浮法,所采用的混凝劑多半以鋁鹽或鐵鹽為主,其中以堿式氯化鋁(PAC)的架橋吸附性能較好,而以硫酸亞鐵的價格為最低。近年來,國外采用高分子混凝劑者日益增加,且有取代無機混凝劑之勢,但在國內(nèi)因價格原因,使用高分子混凝劑者還不多見。據(jù)報道,弱陰離子性高分子混凝劑使用范圍最廣,若與硫酸鋁合用,則可發(fā)揮更好的效果。混凝法的主要優(yōu)點是工藝流程簡單、操作管理方便、設(shè)備投資省、占地面積少、對疏水性染料脫色效率很高;缺點是運行費用較高、泥渣量多且脫水困難、對親水性染料處理效果差。6.印染廢水深度處理及回用技術(shù)優(yōu)缺點
臭氧氧化法:在國外應(yīng)用較多,ZimaS.V.等人總結(jié)出了印染廢水臭氧脫色的數(shù)學模式。研究表明,臭氧氧化法對多數(shù)染料能獲得良好的脫色效果,但對硫化、還原、涂料等不溶于水的染料脫色效果較差。從國內(nèi)外運行經(jīng)驗和結(jié)果看,該法脫色效果好,但耗電多,大規(guī)模推廣應(yīng)用有一定困難。氧化法處理印染廢水脫色效率較高,但設(shè)備投資和電耗還有待進一步降低。
電解法:對處理含酸性染料的印染廢水有較好的處理效果,脫色率為50%~70%,但對顏色深、COD高的廢水處理效果較差。對染料的電化學性能研究表明,各類染料在電解處理時其COD去除率的大小順序為:硫化染料、還原染料>酸性染料、活性染料>中性染料、直接染料>陽離子染料。6.印染廢水深度處理及回用技術(shù)優(yōu)缺點70年代以來,國內(nèi)對印染廢水以生物處理為主,占80%以上,尤以好氧生物處理法占絕大多數(shù)。好氧生物處理優(yōu)缺點:對BOD去除效果明顯,一般可達80%左右,色度和COD去除率不高,尤其如PVA等化學漿料、表面活性劑、溶劑及匹布堿減量技術(shù)的廣泛應(yīng)用,不但使印染廢水的COD達到2000~3000mg/L,而且BOD/COD也由原來的0.4~0.5下降到0.2以下,單純的好氧生物處理難度越來越大,出水難以達標;高運行費用及剩余污泥處理或處置問題。
6.2印染廢水的生物處理法6.印染廢水深度處理及回用技術(shù)優(yōu)缺點
厭氧生物處理:有研究表明厭氧處理絲綢印染廢水,在HRT=1.0~1.1d,COD去除率74%~82%,脫色率分別為:黑色51%、紫紅色94%、玫瑰紅96%、茄紫30%、大紅55%。用UASB和管道厭氧消化器直接處理高濃度染料廢水的中長期運行結(jié)果表明,廢水中的色度和COD去除率分別穩(wěn)定在80%和90%以上。6.印染廢水深度處理及回用技術(shù)優(yōu)缺點
厭氧法與好氧法的結(jié)合厭氧好氧系統(tǒng)中的厭氧段具有雙重的作用:(1)對廢水進行預(yù)處理,改善其可生化性能,吸附、降解一部分有機物;(2)對系統(tǒng)的剩余污泥進行消化,減少污泥產(chǎn)生量。采用這一流程,較好地解決了PVA、染料的處理問題。7.成功實例7.1龍英染織廠基本生產(chǎn)情況
龍英染織廠漂染以下種類織物:春亞紡,桃皮絨;塔絲龍;尼龍羊毛混合物,T/C和CVC棉紗;尼絲紡和滌塔夫。龍英廢水處理廠日廢水產(chǎn)生量:1500
m3~3000
m3之間廢水量峰值可達5000m3/d目前深度處理能力為1500
m3/d7.成功實例原有廢水處理流程圖
深度廢水處理簡圖
7.成功實例
砂濾/快濾裝置
此過程由四個快濾罐組成,每個過濾截面7m2,平行放置。單個濾層高1.0m,過濾速度為2.6m/h。過濾材料選取直徑為0.8–1.2mm砂。理論過濾時間為24至48小時之間。在圖6展示了兩個快濾裝置。7.2深度處理工藝介紹7.成功實例臭氧氧化氧化脫色可以去除殘余染料并將難生物降解和不生物降解的化合物分解。在隨后的生物濾池中這些分解的化合物將被降解或被過濾材料攔截。平均停留時間為1
h;兩個臭氧發(fā)生器位于單獨機房;臭氧采用對流原則充入,被處理廢水從上至下,臭氧從下向上。
7.成功實例生物濾池每組四個用浮石和活性炭填充的濾池組成,兩組平行,8個凈過濾體積總和為160m3;理論上停留時間小于2
h;清潔后的水將在清水池儲存后通過管道排入水體。圖8展示了生物濾池構(gòu)筑物。
第四章水資源回用的主要類型農(nóng)業(yè)灌溉景觀灌溉工業(yè)利用地下水回灌環(huán)境和娛樂利用城市非灌溉利用間接水利用第四部分地下水回灌地下水回灌就是將城市污水廠二級出水再經(jīng)深度處理,達到一定水質(zhì)標準后回灌于地下,通過土壤的滲濾作用獲得進一步的處理,最后實現(xiàn)回用水的異地取用。1、淡水資源的再生利用。2、維持原有的地面承載能力和土壤結(jié)構(gòu),防止地表下陷、沉降。3、沿海地區(qū)防止海水倒灌滲透入侵造成的土壤鹽堿化。4、保護地表和土壤層的生態(tài)穩(wěn)定。5、維持當?shù)氐臍夂虿话l(fā)生重大變化。①地下水資源枯竭。地下水水位持續(xù)下降并形成區(qū)域降落漏斗。②地面沉降。截至到2000年,全國地面沉降總面積超過6萬km2,使建筑物出現(xiàn)裂縫甚至倒塌,地下管線斷裂,嚴重影響城市建設(shè)。③地面塌陷。據(jù)不完全統(tǒng)計,由于采礦及超采地下水等原因,全國發(fā)生地面塌陷已超過2500多處,總面積超過2300km2,最大塌陷深度超過30m。地下水超采引發(fā)環(huán)境地質(zhì)問題④海水入侵。由于地下水超采引起的海水入侵總面積超過1500km2,主要分布在渤海和黃海沿岸,以山東半島濱海地區(qū)海水入侵最為嚴重,有19個縣(市、區(qū))發(fā)生海水入侵,面積近1000km2;其次是遼寧省,海水入侵面積達400km2。海水入侵使得地下水礦化度和氯離子濃度增高、地下淡水咸化、水質(zhì)變差,失去了利用價值。地下水回灌案例紐約、加利福尼亞、上海由于工業(yè)發(fā)展和人口增加,大量抽取地下水導(dǎo)致地下水位下降,從而導(dǎo)致海水入侵淡水層。將處理后的污水補充地下水后,可有效保護沿海地區(qū)的地下含水層,阻止海水入侵。加利福尼亞總循環(huán)水的27%用于地下水回灌,成為污水回用的一種主要方式。美國加州沿海岸線一帶的注水井,每年回灌處理后的幾十億方水補充地下水,阻止了海水的繼續(xù)入侵。荷蘭阿姆斯特丹的濱海砂丘人工補給設(shè)施,利用洪水季節(jié)淡化萊茵河水,注進天然入滲井和大井,年回灌量達400
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