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污水回用
  2015-03-13 15:19  

引言

将处理过的城市废水用于灌溉在发达国家已很常见,这种做法在对废水开始进行管理之初就有实施。但是,这种废水利用没有什么计划性。通常的情况是,把城市废水处理厂建在城市外的农村地区,周围的农民免费用水进行灌溉,但受卫生部门的制约。经过规划的废水利用项目,现常用于半干旱/干旱地区的灌溉、城市供水以及地下水含水层的补充等,同样,也要受到卫生部门的制约。通常情况下,城市废水处理厂生产的“20/30”BOD/固体悬浮物最适合这样的重复利用。这包括废水用于工业冷却塔,工业上额外处理后可用于设备加工。同样,这些地区的许多公司遵照合适的处理标准来重复利用自己生产的废水。

在黄淮海流域的许多地区正面临着严重的缺水现象,因此这些地区对有效地重复利用处理过的废水非常感兴趣,它们通常采用发展中国家采用的方法,然后作一些修正来满足当地的条件,如采用适当的水质标准。

上述回收利用方法主要用于发展中国家,即采用政府颁发许可证制度,为此,每个公司和城市大都获得一个废水管理运作包括废水回收利用的许可证,该许可证需规定出回收利用的处理标准以及公司和城市操作的监测计划。在此有必要指出的是,采用许可证制度,包括提供合适的监测和执行措施,是发展中国家废水回收利用项目的一个必要的方面,但是,正如上述所指出的那样,到目前为止,中国还无法强迫实施这种有效的监测和执行措施。如果污染控制包括回收利用在黄淮海流域成功的话,许可证制度,包括有效的监测和执行措施将是必要的。这包括要求公司在污水排放到城市污水系统之前处理自己生产的废水,去除其它有毒和有害物质。

下面是一个万家寨最佳综合水输入/使用/回收利用/废水管理和水污染控制的综合水管理系统示意图,该图显示,在综合水管理系统中,有两个必要的组成部分来最佳效益地利用缺水城市的原水供应。第一个必要组成部分是,必须综合处理工业废水和城市废水,以便1)从联合处理的规模经济中获得利益,联合处理可以大大降低工业和城市的成本;2)最大限度地收集废水量,这样,在处理之后,废水就可以成为城市工业和灌溉单位的合适的原水供应。该部分不但要求有合适的基础设施,如污水收集管道、污水拦截器和污水处理系统等, 而且要求有合理的管理体制。 第二个组成部分是,必须建立许可证制度,包括调节卫生和工业废水排放法令等。

图8.1 水综合使用/回收利用管理系统示意图

备注

1) 符号

a) 足规定标准的水处理。建议采用30 BOD/悬浮固体物质(美国标准是20/30)

(b) 工业上需要提供额外处理

(c) 从含水层中抽出的水用于各种目的,包括饮用水供应。

(d) 不需要进行额外处理

(e) 按照许可证制度,厂内处理可以去除所有的有毒和遗弃物质,用常规的污水处理方法不能去除这些物质。

2) 上述所有技术均已在水资源较短缺或较昂贵的南加利佛尼亚州及美国西南部的干旱地区广泛应用。但这些技术在中国尚不为人了解,现在应该是时机在中国的干旱地区开始应用这些技术。可以从污水处理厂开始。山西省已经采用了某些措施并希望能够最大限度的发挥效用。

3) 这些是一些相同的水处理设备,工业上被授权使用城市污水系统。

中国及黄淮海流域现状

 

在黄淮海流域和中国的许多城市没有安装污水管道,即使有污水管道,这些管道通常把废水排放到最近的排水渠或水道中。收集废水进行处理是一项棘手而又代价高的任务。但是在正式回收利用废水之前,必须首先设置把未处理的水流输送到处理厂的废水收集管道、截流/设施以及建立最终的处理设施。

因为城市附近的高经济作物通常没有其它的可供使用的灌溉水源,常见的做法是,直接使用原废水或从受原废水污染严重的附近的河流中提取水。对所吃食物所造成的污染发病率很高,更不用说从工业和家庭中排除的城市污水中所含的有毒物质所造成的长期的未知的影响。因此,改善公共卫生的保护以及增加水供应可大大刺激在城市附近建立农业回收项目。

水回收利用在中国各个地方已被灌溉单位广泛实施,灌溉单位提取的水原来被上游用户使用。唯一存在的问题是,这些都是非正式的回收利用方法,缺少水处理会造成公共卫生问题。因此,中国的目标是,用许可证制度控制所有的处理和回收利用方法,以便能实现公共卫生保护和水回收利用的目的。

许多中国城市的污水处理/WWTP系统不完善,有些城市根本没有这些设施。但是在中国北部严重缺水的城市如太原和长治,公司提供自己的处理设施,满足自己的废水回收利用。万家寨水调度项目是通过水输送来减缓太原市的严重缺水问题,但是整个项目还注重极其可行的废水回收利用以便降低昂贵的输送水依赖性。

 

潜在的废水回用方法

黄淮海流域废水回收的可能性包括:

补充地下水:  似乎有两个可能性值得评估,即(a)补充地下水,建立地下水防护堤来防止水质恶化,避免盐碱水的侵入;(b)平整地表面,补充浅含水层。这些措施的潜在性具有局限性,因为可供使用的处理水量有限,而水竞争性用途却很多。另外一个潜在性是,利用洪水期的地表水流量补充地下水。

增加河流流量:  在黄淮海流域,河流系统的生态价值产生了很大的变化或因污染和下游流量的减少损失很多,因此,对使用废水来调节低流量很感兴趣。但是,似乎所有可供使用的水,包括回收的废水都需要用来满足城市和农村群众的需求。

农业废水回用:  水质是用于农业的废水回收一个严重问题。目前的农业用水水质标准很难说明中国所有缺水地区包括中国整个北部的现实情况,在这些地方,水首先用于城市或工业部门,农民通常使用严重污染的河水或原污水,农民甚至对得到这些水也感到很“庆幸”。灌溉水的最重要的水质标准是大肠杆菌,其它水的标准有DTS和有毒物质如镉。该方法除了会产生严重的公共卫生问题之外,废水中的污染物会对土壤的肥沃质量长时间产生不利的影响。

城市废水回用:  废水回收的可能性是,用于(a)城市风景点的灌溉(公园、花园和道路绿化带)、补充公园的池塘来美化环境。对这些用途的水处理还要求包括二级水处理以及减少病菌等。

工业废水回用:  工业废水回收是减少黄淮海流域环境污染计划的一个重要组成部分。另外,废水回收在增加中国北部许多缺水城市原水供应方面起着非常重要的作用。各个工业部门内部最大限度地回收水、重新使用工业上排放到城市地下管道中的水是奋斗的目标。

可供回收利用的废水量:  美国的经验表明,30%的城市废水能被有效地回收利用。在海河和淮河流域,对许多城市未来的废水回收利用进行了估测。在海河流域,在基本情景下(方案1),2000年的5.4百万立方米(Mcm)水量到 2050年应该增加到7.1 Mcm, 在实施方案3的情况下到2050年应该能得到4.2Mcm。在淮河流域,目前可得到的流量是5.5 Mcm, 在基本情景下, 到2050年应该增加到7.8Mcm, 在实施方案3的情况下到2050年可增加到5.8Mcm。因此提出的行动计划应该减少废水生产,主要是通过改善效益、提高价格即改善水需求管理等方式。供处理的废水将主要集中在城市的废水处理厂,这些处理厂将综合处理生活污水和工业废水。水回收利用的有关成本将包括把废水送到使用点的费用。

图8.1表明, 在牢记上述回收用途的情况下,行动计划是如何提议修改目前的水管理方法的。

 

回用法规

正如上述所说明的那样,许可证制度将要求工业部门在把废水排放到城市污水道(或环境)中之前,去除有毒或有害物质。研究得出了一套控制废水排放的要求,这些要求被认为适用于中国/黄淮海流域。这些要求的得出,是通过修改美国的方法来得出一个适用于发展中国家包括中国的指导方针,是保护城市水道免于污染的法令的依据。要求实施的监测主要由废水排放机构来做,EPB在监测中起监督作用以确保水质能满足许可证的规定。这些要求是关于城市污水管道使用控制的法令,也是调整工业废水排放到城市污水管道的法令。

正如上述所指出的那样,这些要求/法令只有在政府机构(国家、省、市)愿意承认有效的监测和执行是必要的且实施一个可行的监测和执行计划的情况下,在中国/黄淮海流域的使用才有意义。在这个问题上,通过西方专家的指导,中国可以马上建立一个合适的监测和执行系统,如果中国愿意这样做的话。监测费用大都由废水排放单位根据许可证的规定承担。主要问题是,为了得出执行所需要的坚实而又可靠的数据,监测必须在技术上过关。

该项目建议采用的行动计划中的一个突出的非机构组成部分是,建立有意义的监测和执行系统,包括市区使用许可证制度以及执行过程中动用法院等。这应该包括在美国进行观察和研究访问,例如访问加利佛尼亚南部的一个加利佛尼亚州水质量控制委员会(该州包括9个地区性部门,每个部门负责9个河流流域中的其中一个)。

 

拟用废水回用行动计划

  • 建议采用的废水回收行动计划包括下列组成部分:

  • 建立有效的许可证制度来调节废水处理和回收利用。

  • 同一制定适合中国使用的各种处理方法的环境标准。

  • 制定和实施一个处理过的废水回收的项目来补充地下水并建立一个地下水防护堤以避免盐碱水的流入。具体建议如下。


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