当前, 随着全球性的水资源危机日益加深, 我国水资源也呈现出严重短缺的态势, 并且水资源短缺已成为我国经济快速增长的限制性因素. 据计算, 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1 800 亿元 . 因而, 水资源的可持续开发利用已被提到重要议程.从可持续发展的观点看, 废水经适当处理后可作为资源回用, 既减少了污水排放量, 又节约了新鲜水源,是水资源可持续利用的重要举措. 因此, 研究废水回用中存在的问题及应采取的对策, 有着重要的现实意义.
1 废水回用现状
废水回用的方向主要有: 工业上回用的冷却水、锅炉供水、生产工艺用水; 农灌用水和水产养殖; 城市娱乐用水、风景区用水或城市公共设施用水; 回灌地下水等.
1. 1 国外废水回用状况
废水回用事业在国外以日本、美国、俄罗斯、西欧各国、以色列、印度、南非等国最为普遍. 日本早在1962 年就开始回用污水, 20 世纪70 年代已初具规模, 至1985 年时已建使用中水回用的建筑60 处. 1991年日本的/ 造水计划0明确将污水再生回用技术作为最主要的开发研究内容, 从而在污水深度处理工艺方面取得重大进展. 美国进行污水回用也较早, 至20 世纪末, 美国已有357 个城市回用污水. 1992 年美国国家环保局在水再生利用守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回用技术 .
1. 2 我国废水回用状况
我国废水回用事业始于20 世纪80 年代. 1982 年, 青岛市为缓解淡水危机, 将中水回用作为市政及其它杂用水. 1984 年, 北京市开始进行中水回用工程示范, 并于1987 年出台了5北京市中水设施建设管理试行办法6, 该办法规定: 凡建设面积超过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. 该办法实施8 年, 至1995 年时北京市已建成中水设施115 个. 同期, 一些缺水城市如天津、深圳、上海、大连等也着手建设中水设施, 并取得了成效.我国废水回用事业与国外相比不论是规模还是回用率差距都是相当大的, 如美国, 全国城市污水回用总量约为94 亿m3, 回用率达60% 以上, 而废水回用事业较好的山东省, 据1999 年资料统计, 全省污水回用量为2. 56 亿m3, 回用率仅为20. 5%[ 5] . 导致此种情况的原因, 一方面是由于设施落后、技术水平相对低下, 另一方面则与我国现行管理体制有关, 即长期实行条块分割、各自为改的多头管理.
2 废水回用过程中存在的问题
2. 1 废水回用在工业中的问题
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. 锅炉用水硬度过高也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. 2 废水回用在农业灌溉中的问题
引用不达标排放的废水灌溉农田, 废水中的有害物质可能造成以下不良影响: 1 长期污灌会造成土壤理化性状下降, 进一步会造成农田环境质量下降. o 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地下水污染. ? 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害物质超标, 影响作物生长和产品质量. ?废水灌溉可能导致灌区生活环境和劳动环境恶化, 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, 重金属及有机污染物则通过食物链危害人体健康.
2. 3 废水回用在城市生活中的问题
在城市生活中废水多被用作市政杂用水、景观用水和生活杂用水. 存在的主要问题有: 1 水质水量没有保证, 用户难以放心使用. 废水中由于磷、氮等有机物含量高, 除磷、脱氮、脱色及控制浊度和硬度工艺复杂, 致使回用水质量不高, 一般回用水量有限. o 中水设施因设备工艺不过关, 自动化系统易出现故障, 运行不正常. ? 现有中水工程规模小, 建设中还涉及上、下水系统, 用水设备改造等, 加之管理水平普遍不高, 致使投资大而经济效益不高. 如北京市, 中水设施建成后运行良好的只占30% .
2. 4 废水回灌地下引起的问题
在缺水地区, 因超采地下水引起地下水位降低、地面下沉、海水入侵等环境问题, 制约着这些地区的经济的可持续发展. 许多地区采用废水漫灌或通过回灌井进行人工回灌来防止地面下沉和海水入侵, 因此造成地下水水质恶化. 据上海地矿局测算, 采用人工污水回灌补给地下水后, 地下污染物含量提高10- 20 倍, 仅亚硝酸盐就增高100 倍[ 7] . 由于地下水流动速度慢、循环周期长, 因此, 重金属和氯化消毒产生的氯化烃类有毒有害废水的污染影响是不容忽视的.
3 对策
3. 1 技术对策
废水回用的关键是废水处理技术. 目前, 用得较多的是工艺组合技术和生态工程技术. 中水回用和污水集中处理回用工艺中常用的有好氧生物处理、混凝沉淀、过滤、活性炭吸附、消毒等方法.
3. 1. 1 组合工艺处理废水. 在国外, 以色列将SBR 工艺与膜分离工艺( 微量过滤) 组合使用进行试验, 处理后的出水经消毒后就引达到其农灌要求; 日本采用三相流动层生物处理与活性炭生物吸附处理系统相结合去除污水中的氮和磷, 近年来又大力普及推广高度组合型净化池工艺, 配合流量调节厌氧流动床法使用, 对氮和BOD5 的去除率比组合处理净化池提高了200%, 磷的去除率也提高了90% 左右 .
在国内, 采用废水y 粉末活性炭搅拌y沉淀y 好氧土壤渗滤等处理工艺处理二级生物处理出水, 使
出水中溶解性有机碳浓度低达3 ) 4. 5 mg/L 以下, 使污水处理厂二级出水达到回灌地下的要求 ; 而秦皇岛市海港区东部污水处理厂采用反应y因液分离y 氯化灭菌工艺处理出水, 该动态试验产生的回水质量接近生活饮用水质量, 完全可以用作工业循环冷却水和一般工艺用水. 回用水再经一级Na 型离子交换树脂软化处理, 出水可达一级软化水水平.
3. 1. 2 生态工程技术处理废水. 生态工程技术处废水具有投资低、能耗低、成本低、设备简单、易于管理的特点, 尤其适合于发展中国家的废水处理. 王宝贞提出利用生态农业系统处理废水的主张, 基本流程为: 一级处理y 兼性塘( 水生植物塘) y 养鱼塘y养鸭、鹅塘y农业灌溉. 废水经过该系统处理后, 出水水质达到甚至高于二级生物处理水平[ 10] . 崔理华利用人工土快滤系统将废水处理后进行农灌, 废水再经土壤- 作物系统再净化, 结果氮磷的去除率高达93%以上, 避免了地下水污染. 这些都是废水生态处理的成功实例.
3. 2 管理对策
建立可持续的废水回用管理体系是保证废水安全使用, 达到各种回用目的, 防止二次污染发生的关键问题. 只有制定科学有效的废水回用管理体系, 才能使已建成的污水处理和回用设施真正发挥作用.
3. 2. 1 建立科学的废水回用管理机制. 首先, 针对我国当前废水回用水质标准及监测、管理不完善的情况, 充分考虑不同回用方向或回用条件对水质的不同要求, 制定一套完整的回用水满足各行业回用要求的合理水质标准, 以及与之相配套的监测、管理制度. 第二, 实行废水处理投资、收费与运营市场化运作机制, 逐步摆脱依靠财政补贴的局面, 走企业化经营的道路. 第三, 运用经济杠杆手段, 改革现行给水、排水收费政策, 实行用水量分级、水价浮动和排污量分级、排污费浮动措施, 建立健全水的成本核算体系。第四, 设置有权威的综合管理机构, 改变多头管理、各自为政的管理模式, 对水资源供水、排水及水环境污染进行统一管理, 统一协调各方利益, 并辅以奖惩机制, 实现水资源可持续利用目标.
3. 2. 2 加强宣传教育. 人们长期在观念上认为自来水是一种社会福利, 未能树立/ 用水需付费, 排水( 污) 也需付费0的观念. 为此, 必须加大宣传力度, 转变公众的思想观念, 强化公众的资源、环境和生态意识, 提高公众对征收排污费、废水回用等新生事物的心理承受能力, 让公众意识到水资源危机的严重性和废水回用的必要性, 自觉支持废水再利用事业, 实现水资源可持续利用目标.
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