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马鞍山市中水回用初步研究[日期:2013-12-20]来源:发布者:马鞍山市环境科学学会二〇一三年十二月目录第1章中水回用的相关背景11.1中水的概念11.2中水回用的意义11.3中水利用的必要性1第2章国内外中水使用概况22.1国内外中水回用的发展概况22.1.1国外中水回用现状及进展22.1.2国内中水回用现状及进展32.2马鞍山市中水回用发展概况32.3发展中水回用的有利条件42.3.1国家政策的大力支持42.3.2城市住宅小区的快速发展42.3.3绿色住宅小区的不断兴起4第3章中水回用技术及相关理论53.1中水水源的水质和水量53.1.1中水水源53.1.2中水水量53.1.3回用水质要求53.2中水回用的污水处理技术53.3中水处理工艺53.4城市中水回用的一般途径7第4章马鞍山市中水回用的分析74.1马鞍山市水资源概况74.2马鞍山市污水厂建设概况84.3马鞍山市中水回用方案探讨84.3.1生活污水回用84.3.2生活污水再生回用的主要途径84.3.3工业废水回用94.4中水回用的成本及影响因素分析94.4.1中水成本的计算94.4.2影响水成本的主要因素104.5中水回用的效益分析114.6中水回用存在的问题114.6.1公众认识方面114.6.2工程建设方面114.6.3自来水价格偏低124.6.4使用方面124.6.5制度监管方面124.6.6商业化运作方面12第5章马鞍山市中水回用实例调查与分析135.1中水回用在马钢新区的运用135.1.1马钢新区中水处理站建设135.1.2目前的建设情况135.1.3水质要求和标准135.1.4存在问题及措施145.1.5中水处理在马钢表现出的效益145.2中水回用在马钢六汾河污水处理厂的应用145.2.2废水处理工艺设计155.2.4项目实施效果15第6章结论16第1章中水回用的相关背景人口、资源、环境的协调可持续发展是21世纪人类社会的重大研究课题,其中,水资源是保障人类生活和生存的生命之源,也是保证社会经济发展的必要根本。地球上水资源总量为13.86亿km3,而可供人类使用的淡水资源所占的比例很少,仅占总储量的2.35%左右,随着经济的发展、人口的增加、城市化进程的不断加快,一方面,对水资源的需求量不断增加,另一方面,由于一些不合理的利用,导致本来短缺的城市水资源供需矛盾日益尖锐。而目前解决水资源短缺和供需矛盾的方法主要有跨流域调水、开发新水源、节约用水和中水回用等方法。城市中水作为一种新的水资源,正在引起各国政府部门和环保部门的重视,日益成为一种重要的城市供水水源。1.1中水的概念“中水”一词起源于日本,起初被称为“中水道”,自上世纪80年代初在我国国内开始叫起,至今也将近有30年了,现已被业内人士以及缺水城市和地区的部分民众所认可。因其水质指标低于城市给水中饮用水标准,但又高于污水允许排入地面水体的排放标准,亦即其水质介于饮用水水质和允许排放污水水质标准之间,城市给水(上水)与城市排水(下水)之间的可被再利用的水,故取名为“中水”。主要用于城市绿地灌溉、道路喷洒清洗、城市景观美化、农业浇灌、洗车、工业冷却、厕所冲洗、消防等不与人体直接接触的杂用水。在城市人们的生产生活用水中,有45%左右的水是与人们生活密切接触的,例如洗浴、生活饮用等,这些方面对水质的要求都很高,以目前的处理技术,这部分水还不能被中水所替代;除此之外,还有高达55%的水用在工业冷却、路面冲洗、城市环卫用水和景观绿化等方面,其中部分用水对水质要求不是很高,若使用中水不仅在水质上完全符合用水标准,而且经专家测算,以目前城镇供水的80%转化成为污水,如果能够将其再生处理,那么其中的七成水又可安全再回用,这相当于增加城市供水量的45%左右。这在水资源日益紧缺的今天,可以节约大量的自来水,既有利于缓解城市的用水矛盾,又有益于减轻江河污染、保护生态,同时,又可以减少用户在水费上的开销,有着极好的发展前景。1.2中水回用的意义实现城市中水回用,具有很重要的现实意义,其意义首先在于:一方面,它能缓解我国水资源短缺的现状,为生活用水、农业用水乃至工业用水等开辟了第二水源,能大量节约有限的淡水资源,使水资源得到高效可持续利用;另一方面,中水回用也是抑制污水排放的有效途径,能够大量减少污水的排放量,减轻对自然水体的污染程度与污染范围,相应地降低了治理环境污染的投资,发挥了一定的社会效益。1.3中水利用的必要性我国目前668座城市中有400多座城市存在不同程度缺水,其中136座城市严重缺水,日缺水量达1600万m3,年缺水量60亿m3,由于缺水每年影响工业产值2000多亿元人民币。尤其是北方城市普遍缺水,水资源已成为这些城市可持续发展的限制性因素之一。根据我国城市化的进程预计,到21世纪中叶,我国城市人将由目前不足4亿增加到9亿左右,城市数量将增加到1000个以上,城市水资源的供需问题将会在目前的尖锐态势下变得更加尖锐。城市家庭日常生活中的洗涤用水(主要包括洗衣服、洗菜等用水),其排放量占生活污水排放量的75%-80%。而另一方面,大多数城市在城市绿化、道路路面喷洒用水、汽车冲洗、厕所冲洗用水、消防用水等方面都是用的自来水,仅冲厕一项,我国每年就消耗大约100多亿立方米自来水,这相当于50座中型城市的年自来水用量。事实上,并非所有用水场合都需要优质水,而只须满足一定的水质要求即可。以生活用水为例,有相当一部分不需要与人体直接接触的生活杂用水并不需要太高的水质要求。如果将城市生活污水在原有处理工艺的基础上,进行深度处理,使其符合一定的水质标准,然后回用于对水质要求不高、需求量又很大的行业,如工业冷却、园林绿化、汽车冲洗、居民生活杂用等,既可以节省大量的洁净水,缓解了城市用水的供需矛盾,又可以减少排污,实现污水资源化,在经济、社会、环境效益方面都具有现实和长远意义。可见对缺水城市来说,这种水源是一笔宝贵财富。这种潜力的开发非常值得。解决我国城市大面积缺水的对策主要集中在开源和节流两个方面上。从资源的角度说,越是缺水的城市,新辟水源就越艰难,而这些城市的污水资源还是很多的,大体相当供水量的70%左右。这些废污水,目前大部分未经处理排放掉。在开源不能根本解决城市供水紧张问题时,必须提高水的利用效率。中水回用可以说是解决这一问题的有效途径。第2章国内外中水使用概况2.1国内外中水回用的发展概况2.1.1国外中水回用现状及进展中水回用技术的研究与应用已有近百年的历史。现已成为世界不少国家解决水资源不足的战略性措施,中水回用极大地满足了部分工农业和城市发展对水的需要。当前,各国都在开展实施中水回用技术,国外的一些国家由于开展中水回用研究较早,因此,他们的技术先进,各类法律法规也相对比较完善,人们的中水回用意识都比较强。美国是世界上最早采用污水再生利用的国家之一。早在1950年美国污水研究者俱乐部就利用实物模型对污水的深度处理进行了实验研究,60年代末将膜生物反应器用于进行废水的处理;70年代初开始进行大规模建设污水处理厂,随后开始了再生污水的研究与应用。目前,美国有近350余座城市实现了污水处理后再利用。美国的城市污水处理等级基本上都在二级以上,处理率达到100%,其范围涉及农业、工业、地下水回灌和景观娱乐方面,其所占比例大致为:62%用于地下水回灌和景观用水;31.5%用于工业冷却用水:5%用于农业灌溉;1.5%用于娱乐、渔业等。污水处理工程至今已建有2万余座污水厂。由于推行十分慎重,对水质控制非常严格,因此其城市污水回用所占比重不高,使用范围不是很广,直接提供饮用水或者是将处理后的水引到城市供水管网在美国还没有实现。此外,美国具有十分完善的中水回用法律法规,其涵盖中水回用的各个方面,而其实施法规分布在各州,执行度很高。以色列在中水回用方面是最具特色的国家之一,人均水资源占有量仅为476m3。因此,人们很早就开始利用中水。早在20世纪60年代,以色列就根据国内的地区条件和社会经济结构,采取与实际相符合的各种中水回用工艺,并将水资源循环使用作为一项基本国策。到1987年,全国市政工程就有210个,100%的生活污水和72%的城市污水回用,全部污水的90%进行了收集排放、80%的经过处理,高达60%一65%的处理后进行了回用,其污水回用比例之高堪称世界第一。为保证中水回用工作的顺利开展,以色列以法律的形式为污水回用工作给予强有力的保障。而且,以色列在中水回用技术的研究,尤其是在回用水水质以及可能引起的生态性问题方面均处于世界先进水平。此外,其他一些国家的污水回用事业也比较普遍,中水回用已经成为世界上不少国家解决水资源不足的战略性对策,在国外已经具有丰富的经验,满足或部分满足了由于水资源缺乏限制城市和工业发展的需要,收到了良好的经济效益和社会效益。2.1.2国内中水回用现状及进展与国外相比,我国的城市污水回用技术起步较晚,1958年我国才将中水回用列入国家科研课题。到了20世纪60年代关于污水灌溉的研究达到了一定水平。70年代中期进行了以城市污水回用为目的的污水深度处理试验。在专家们倡导和参与下,青岛于1982年就将中水作为市政和其他杂排水,以缓解淡水资源的危机,北京市也在1984年进行了中水回用示范工程,并且在1987年出台政府第56号文件明确规定:今后凡新建筑面积超过2x104m2以上的旅馆、饭店和公寓及建筑面积超过3x104m2的机关、科研单位、大专院校、大型文化、体育等建筑以及新建生活小区都要建立中水回用设施,以推进中水设施建设得到快速发展。到90年代,国家相继完成了几个典型的中水回用工程。进入21世纪以来,国内很多城市的污水处理厂再生水回用工程相继投入使用,中水回用的范围迅速扩大。北京市规划建设的10座中水处理厂,己建成水源六厂、酒仙桥、肖家河、方庄4座,每日可提供中水25.5万m3,铺设中水管道约230km。青岛、太原、深圳、西安等城市也先后建成一系列中水回用系统工程。在北京、大连、天津、辽宁的部分高校,己建立起一些中水回用系统,但全国其他省市有正规中水处理设施的高校并不多。总的来说,由于资金缺乏、技术相对落后,中水回用在我国还处于起步阶段,污水回用率偏低。在1996年全国已有近180多套中水处理设施,但因种种原因,当时设施运行率并不高,如深圳市29套中水设施,只有2套得以勉强坚持运行;北京120套中水设施,保持运行的仅60套。由此可见,我国建成的中水回用系统并没有有效的使用,与国外的高普及率、高利用率的中水回用系统比较,还有很大的差距。2.2马鞍山市中水回用发展概况随着水资源需求量的急剧增加和水环境污染的日益严重,许多城市都面临着水资源短缺的危机。马鞍山市位于安徽最东部,横跨长江,理论上水资源非常丰富,但是随着经济的发展,各种耗水以及污染物排放企业的建立,马鞍山的水资源也日益紧张。马鞍山市生活污水处理率位居全省前列,目前已建成并正常运行的有国水(马鞍山)污水处理有限公司、马鞍山中铁水务有限公司、马鞍山水晖环保有限公司、东部污水处理厂、慈湖污水处理厂、当涂县污水处理厂、含山县污水处理厂、和县污水处理厂、马钢六汾河等9座污水处理厂。污水处理能力达到近43万吨/天,基本解决城市生活污水处理问题。目前马鞍山在运行的9座污水处理厂中马钢六汾河污水处理厂(10万吨/天)处理后的水大部分会用于马钢系统,自成一体。另外,8座污水处理厂中有4座达到1A级排放标准,另外4座达到1B级排放标准,列入了提标改造计划。按照《城市杂用水水质标准》的指标要求,中水可回用于冲厕、道路清扫、消防、城市绿化、车辆冲洗、建筑施工等方面。达到1A级排放标准的污水总体上能够满足城市杂用水水质标准。若要持续稳定的利用中水,就必须考虑在电力、造纸等耗水量大的工业企业某些工艺中利用。需要建设相应的中水管网输送中水,调查确定中水利用企业,核算中水供应成本,也需要相关政策来配套支持中水回用。2.3发展中水回用的有利条件2.3.1国家政策的大力支持国家对中水的回用已经逐渐提高到一个比较高的层次,温总理曾指出:“污水处理和回用不仅是城市环境建设的基础性工程,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