废水资源化技术现状及研究进展

废水资源化技术现状及研究进展

摘要:从可持续发展的观点出发, 废水经适当处理可作为资源加以利用, 废水资源化对缓解水危机和实现水资源的可持续利用有很重要的意义。本文总结了国内外废水资源化的现状, 结合实例分析了废水资源化中存在的问题, 阐述了用物理法、化学法、生物法处理废水的技术，提出了相应的解决措施。并说明了废水回用的意义。

关键词: 废水资源化问题处理方法意义

前言

当今世界,水资源危机已成为各国在政策、经济和技术上所面临的复杂问题。我国水资源也呈现出淡水资源总量短缺、时空分布不均、水环境污染和水生态系统破坏日趋严重以及需水量日益增大、水质要求不断提高的特点。[1]我国每年因缺水造成的工业经济损失达 2 300 多亿元,因水污染而造成的经济损失达1800亿元。针对我国水资源的现状和问题,急需总结国内外废水资源化的先进经验并吸取教训,积极推行废水资源化,实现水资源的永续利用

从可持续发展的观点出发,废水经适当处理不仅可作为资源加以利用 ,而且还可节约新鲜水源 ,减少污水排放量。但废水资源化是一项复杂的系统工程,在我国由于多方面原因尚未得到普遍应用。应该从技术、法制、政策和宣传等方面寻找出路,促使废水资源化发挥其应有的经济效益、环境效益和社会效益, 为我国的可持续发展提供充足的淡水资源。

1. 国内外废水资源化的现状

废水资源化方向主要有以下几种 :工业上回用的冷却水、锅炉供水、生产工艺用水等;农灌用水和水产养殖;城市生活中娱乐用水、风景区用水或城市公共设施用水及回灌地下等。

日本1962年就开始回用污水, 20 世纪70年代已初见规模 ,至 1985年已建使用中水回用的建筑60处。 1991年日本的“造水计划”明确将污水再生回用技术作为最主要的开发研究内容, 在污水深度处理工艺方面取得了很大进展。

美国也是世界上最早进行废水资源化的国家之一 ,自20世纪70年代初开始大规模建设污水处理厂以来, 废水资源化得到了不断发展。20世纪末,已有357个城市回用污水。全国

城市污水回用总量约为94 亿 m3/a ;其中60 %为灌溉用水,60 %为工业用水。 1992 年美国

国家环保局在水再生利用导则中列举了大量的示范工程 ,并制定了相应的政策、法规和标准, 以便更好地推广废水资源化技术。

除日本和美国外,俄罗斯、西欧各国、以色列、印度、南非和纳米比亚的废水回用事业

也很普遍[3,4] 。

我国20世纪50年代就开始用污水灌溉, 到20世纪80年代,废水资源化开始迅速发展。为缓解所面临的淡水危机, 青岛市1982年就将中水回用作为市政及其它杂用水。北京市1984 年开始进行中水回用工程示范。在1987 年出台的《北京市中水设施建设管理试行办法》中明确规定:凡建筑面积超过2 万m2 的旅馆、饭店和公寓以及建筑面积3万m2 以上的机关科研单位和新建生活小区都要建立中水设施。以此为契机, 北京市的中水设施建设得到较快的发展, 1995年北京市已有中水设施 115 个, 回用废水量达 1.2 万 m3/d , 中水建设已初具规模[5,6] ;此外 ,天津、深圳、上海和大连等缺水城市的中水建设也初见成效。

2. 废水资源化中存在的问题

2 .1 废水资源化应用于农业中存在的问题

资料表明[7] ,全国大约85 %以上的污灌区, 废水中有害物质超过农田灌溉水质标准。

引用不达标废水灌溉农田, 可能造成以下不良影响:①农田环境质量明显下降。我国污水灌

溉的农田约 50 %受到污染[7]。长期污灌会造成土壤理化性状下降。②污染地下水。灌溉

废水中的污染物未被土壤、作物吸附的部分进入地下含水层而造成不同程度的污染。③影响

作物生长和产品质量。废水中油脂成分会影响作物的呼吸和生长,土壤中有害化合物及重金属会通过根系被植物吸收,而导致粮食蔬菜中的重金属等有毒有害物质超标。④影响人体健康。废水灌溉可能导致灌区生活环境和劳动环境的恶化,同时也会带来生物性污染和化学性污染。生物性污染易导致肠道传染病的传播 ,而重金属及有机污染物通过食物链危害人群 , 从而影响人体健康。

2 .2 废水资源化应用于工业中存在的问题

用废水作工业冷却水时, 可能引起腐蚀、结垢 , 使木质冷却塔脱去木质素, 孳长细菌, 在冷却中产生过量泡沫等。废水中溶解有机物、溶解氧或其它气体、藻类营养盐、氮、磷以及产生粘液的生物等成分容易生成生物粘泥 ,影响设备的热交换效率和寿命。锅炉用水硬度过高可能对操作安全和锅炉寿命造成威胁。水中含氨氮还会消耗冷却水中的溶解氧和余氯 , 腐蚀铜质材料。

2 .

3 废水资源化应用于城市生活中存在的问题

废水在城市生活中主要用作市政杂用水、景观用水和生活杂用水。市政杂用水和景观用水在使用过程件及与美学和健康相关的有机污染、富营养化水平。因此, 废水处理不仅要考虑有机物的去除, 还要考虑除磷、脱氮、脱色、消毒以及控制浊度和硬度等。

随着人们生活水平的提高 ,生活用水量迅猛增长。这部分用水对水质要求参差不齐 ,且浪费严重。鉴于此,专家们提出了双路供水系统的构想 ,即在自来水系统之外建设中水回用系统 ,“优水优用、差水差用”。但是中水设施建成后能持久应用的为数不多 , 北京市运转良好的只占 30 %[8] 。深圳市已决定不再发展。主要原因在于以下几个问题:①水质水量没有保证,用户难以放心使用。一般回用水量小不能满足需要, 还需补充自来水, 结果设施复杂 ,使用不便。②系统往往运行不正常 ,有的设备工艺不过关 ,运行管理水平普遍不高 ,设计的自动化系统易出现故障。③一般经济上并不合算。现有建筑中水工程的规模较小 ,费用较高。此外,建设建筑中水系统还要涉及上下水系统、用水设备等的改造, 这部分投资为数不小。可见,对于建筑中水 ,只能在有条件的地方,以合理的方式发展。例如 :①远离城市的边远地区 ,如别墅、军营、度假村等给水困难、排水不便的地方最适宜以单独循环方式回用废水。②城市中未纳入总体规划且比较集中的宾馆饭店等适于以小区循环方式回用。③离城市污水处理厂很近的地区可以利用城市污水处理厂的三级出水、雨水、河水等作为中水水源 ,供给该区域适宜的用户

2.4 废水回灌地下引起的问题