廢水再用

廢水再用,城市污水再用於農業、工業、遊樂設施乃至城市給水,以及工業用水的循環使用,有兩個作用:減輕或消除廢水對水體的污染和充分利用水資源。

正文

城市污水再用於農業、工業、遊樂設施乃至城市給水,以及工業用水的循環使用,有兩個作用:減輕或消除廢水對水體的污染和充分利用水資源。
發展概況 用糞便污水肥田在中國有古老的傳統。英國首先明確提出,以灌溉或土地處理避免生活污水對水體的污染。19世紀末期,英國、德國、美國等開始把漫灌和滲濾作為處理和處置廢水的手段,以減輕河流的污染。隨著城市的發展,由於用水量的迅速增長,廢水灌溉需要的土地猛增,大多數早期處理工程被迫放棄,代之以廢水處理廠。用水量的猛增,尤其突出的是在乾旱地區,造成水資源的緊張或枯竭,於是廢水被作為水資源開發,成為廢水再用的主要動力。美國的加利福尼亞州和德克薩斯州、西南非、以色列等缺水地區,廢水再用發展迅速,以色列於1955年在水規劃中把主要城市的全部廢水列入再用,以發展它的有限的水資源。南非則把廢水再用發展到回用於城市給水。由於水的需要量不斷增加,一些不算缺水的國家和地區,廢水再用也在發展。與此同時,廢水再用在水污染控制上的作用進一步受到重視。在某些場合,廢水排放要去除營養元素,以防止水體的富營養化。這時,把廢水用於農業更合理。在美國,1972年國會通過的聯邦水污染法令修正案明確提出了“零污染”的概念,要求廢水不再污染水體,提倡土地處理法。近年來,各國對廢水再用在各個方面進行了研究,同時在許多地區取得了實踐經驗。廢水再用已成為一種切實可行的科學的廢水處置方法。
廢水再用前的處理 除工廠內部的某些再用(例如逆流多級洗滌)外,一般要進行不同程度的處理,以求符合用水的水質要求。以城市污水再用為例,一般包括常規處理(沉澱水的生物處理法)、雙層濾床(煤粒和石英砂的複合床)過濾消毒;如果需要進一步改善水的化學性質,應增添其他處理方法(混凝、沉澱、活性炭吸附反滲透電滲析離子交換、氯處理、臭氧處理等)。在一般情況下,城市污水由於量大而又集中,只能利用一部分,常常既有廢水回收廠,又有廢水控制廠。後者常建在城市排水系統的尾端,而前者可建在排水系統的中部,以便靠近使用回收廢水的用戶,處理中產生的泥、渣則返回排水管道,與排放的廢水一起在廢水控制廠進行無害化處理。
廢水在工業上再用 在工業上使用廢水,有兩種情況:本廠用水的循環使用或循序使用和以城市污水為工業用水水源。廠內再用最普通的是逆流分級洗滌和冷卻水循環使用。逆流分級洗滌中,只有最後一級用清水,其他各級用的是後一級的廢水。冷卻水循環使用時,常需冷卻和控制微生物,採用穩定水質的處理。為了避免雜質的累積常排放少量廢水。為補償蒸發、排污等損失,要加入一定數量的新鮮水,一般不到總量的5%。生產過程中使用的溶液往往含多餘的原材料或反應產物,應進行循環使用(一般包括物資回收)。例如:粘膠纖維生產中的凝固浴一般是回用的,過程中既利用了廢浴中殘留的原材料,還回收反應產物芒硝作為副產品。廠內廢水的再用量,同冷卻水是否回用有很大關係。例如,火力發電廠用水中,再用廢水在美國約占11%,在聯邦德國約占50%,而在缺水的南非則達95%以上。總的趨勢是工業用水的再用率逐年提高,例如日本在1965年為36.3%,到1979年上升到71.3%。以城市污水作為工廠水源目前尚為例不多,但數量在增加,是大有潛力的。廢水在工業上的再用,關鍵是經濟效益的分析。
廢水在農業上套用 城市污水用於農業,不但利用水分,還利用肥分,有助於維持土壤的肥力和生態平衡。灌溉用水也有一定的水質要求,城市污水不經任何處理直接灌溉,已成過去;即使是灌溉纖維作物(棉、麻等),也應經過沉澱。灌溉飼養奶牛奶羊的牧場,一般應當經過生物處理,並且充分消毒;灌溉食用作物,一般還要過濾。工業廢水水質複雜,含有毒物(主要是重金屬離子和有害有機物)的廢水,未經處理到規定的水質標準,不能直接用於灌溉,也不能無控制地排放到用於灌溉的城市污水中去。
廢水灌溉的方式和清水灌溉相同,各種地面灌溉和噴灌都可以採用。採用地面灌溉時,廢水處理要求低些,採用噴灌時,處理要求高些,此時廢水不但直接接觸作物,而且將小水滴彌散到田地上的空氣中隨風飄散。漫灌是廢水灌溉專用的方式:在田地的上坡放水,在下坡集水,廢水沿著地面在作物間流過,水質有一定的改善。
廢水灌溉中最大的矛盾是作物需水和城市供水之間的不一致。前者受作物培育的限制,受降水的影響,是多變的;而後者則是連續的,源源不斷而來的,變化不大。為了保證廢水不直接排放水體,必須採取措施,使供需平衡。水田、盪田、灘涂和生物塘有蓄水能力,可以起調節灌溉用水,平衡供需的作用(見廢水灌溉系統)。
廢水在遊樂設施上的再用 使用水量不多,經過完善處理(生物處理、過濾、消毒)的城市污水,可以用於補給遊樂水體(水濱遊樂場、划船、釣魚)或觀賞性人工湖塘和灌溉公園樹木與綠地。
廢水用於城市給水 回收廢水補給地下水是廢水再用的一種重要方式。聯邦德國用混有大量城市污水廠出水的河水(經過適當處理)補給地下水。作為公共給水水源,有豐富的實踐經驗。魯爾河流域的給水有60%取自用河水補給的地下水。回收廢水補給地下水,實質上是污染河水補給地下水的延伸。有三種補給方式:滲水塘、滲水槽和回灌井。為了避免污染地下水,對回收廢水的水質,要求都很高。
城市污水直接回用於城市給水系統的,目前只有地處西南部非洲的納米比亞的溫得和克市。其污水回收廠的處理能力約為全市供水量的1/3,而它的年供水量占總供水量的百分之十幾。對此,有兩種不同的觀點:一種認為,在沒有充分證明回收廢水的安全性以前,不應飲用;另一種認為,只要處理水符合飲用水水質標準,就可飲用。萊茵河、泰晤士河、俄亥俄河,在旱季,河水中有20~50%是城市污水廠出水,而這些河流是城市水廠的水源。
在廢水再用中,必須確保人民的健康。含重金屬化合物、含氯農藥等城市污水廠所無法處理的污染物的工業廢水,應在工廠內處理後才能排放城市排水管道,以免影響城市污水的再用。

用途

⒈城市給排水淨化:河流水、水庫水、地下水。
⒉工業給水淨化。
⒊城市污水處理。
⒋工業廢水和廢渣中有用物質的回收、促進洗煤廢水中煤粉的沉降、澱粉製造業中澱粉的回收。
⒌各種工業廢水處理:印染廢水、皮革廢水、含氟廢水、重金屬廢水、含油廢水、造紙廢水、洗煤廢水、礦山廢水、釀造廢水、冶金廢水、肉類加工廢水、污水處理。
⒍造紙施膠。
⒎糖液精製。
⒏鑄造成型。
⒐布匹防皺。
⒑催化劑載體。
⒒醫藥精製
⒓水泥速凝。
⒔化妝品原料。

零排放技術是綜合套用膜分離,蒸髮結晶和乾燥等物理、化學、生化過程,將廢水當中的固體雜質濃縮至很高濃度,大部分水已循環回用,剩下少量伴隨固體廢料的水,可以根據每個企業具體情況選擇以下出路中一種,而不排出系統(這種“零排放”決策至少應當考慮以下三大方面的因素:環保要求—經濟成本(企業競爭力)—生產安全)。
△.蒸發/結晶
△.蒸發/乾燥
△.太陽蒸發池自然蒸發
△.用於生產副產品,進入固體產品
△.噴入焚燒爐作為垃圾處理
△.被固體廢料(例如飛灰)吸收,作為固體廢料處理

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