国外怎么看再生水?
时间:2019-10-16
来源:北控水务
导语:再生水厂是现代城市发展和水资源保护不可或缺的组成部分,城市再生水厂在国外已经有较为成熟的经验。总体来讲,美国、新加坡、纳米比亚、澳大利亚、日本、以色列等国家在再生水回用量与回用技术上处于全球领先地位。开展污水回收利用,推广再生水使用已经在各国水资源规划与利用中凸显出越来越高的地位,相信再生水的利用前景会越来越广阔。
美国
在全世界范围内,美国的再生水厂不仅起步早,而且规模和先进程度也都位居前列,在全球十大再生水厂中就有四座来自美国,今天我们重点介绍其中的两座:21世纪水厂和West Basin 再生水厂。
美国虽然水资源量丰富,但加利福尼亚、德克萨斯、佛罗里达和亚利桑那等州仍属于水资源短缺、地下水超采严重地区, 因此再生水厂被广泛地用于这些地区的城市市政、工业设备冷却、农业灌溉、河湖景观娱乐、地下水补给等方面。
21世纪水厂
1975年,加州橙县水管局在加州泉水谷地区建造了一座名为“21世纪水厂”,该厂是世界上第一个采用膜处理的再生水厂。
自1933年成立以来,橙县水务部门(Orange County Water District, OCWD)一直在监测该流域的地下水位,并在当时启动了地下水补给计划。因为自然补给不再能够抵消地下水开采带来的影响,OCWD 开始从其他来源进口水,但是依靠遥远的流域来解渴和补给地下水也会带来一些挑战,比如进口水源的昂贵和环境敏感地区对濒危物种的影响。
在1963年,橙县水管局就开始研究将二级污水进行深度处理后回注地下,直到21世纪水厂投产运行后,经过多年的研发和建设,终于在2008年水管局又在21世纪水厂建立起全新的地下水补给系统,希望该系统不但能满足橙县北部和中部地区用水需求,同时也能补给地下水,解决海水入侵问题保护当地的自然生态环境。于是再生水地下水回灌系统(groundwater replenishment system, GWRS)不仅成为了橙县可靠水资源的重要部分,并成为目前世界上最大的回用水间接用于饮用水和生态补给的污水净化项目。而加州橙县水管局由于在水回用方面的突出成就,也获得了2014年“李光耀水奖”。
美国加州橙县21世纪水厂不仅引领了再生水大规模利用,实践饮用水水源循环制造,而且长期坚持并能持续创新发展,不失为低调而奢华的行业先行者。
West Basin 再生水厂
在美国加利福尼亚州洛杉矶地区还有一个再生水厂同样堪称经典,并与21世纪水厂同样入围全球十大再生水厂,那就是West Basin 再生水厂。
West Basin 再生水厂采用了五种不同的工艺路线,分别为:
(1)二级出水+ 砂滤+ 消毒;
(2)二级硝化出水+ 砂滤+ 消毒;
(3)二级出水+MF+RO【低压锅炉】;
(4)二级出水+MF+RO【高压锅炉】;
(5)二级出水+ 石灰软化+UV+H2O2。
这五种工艺分别满足灌溉、工业冷却、高低压锅炉用水及阻止海水入侵等目的,是名副其实的多用途水厂。
该厂从90年代逐渐兴建,服务于当地周边17个城市及洛杉矶地区的100万人口,通过对外部水源、地表水、雨水、海水淡化及再生水等多种水源进行处理回用,供给当地工业及生态用水,很好地预防保护了洛杉矶沿海区域的生态,并解决了加州内水源紧缺的问题。
West Basin 一共有5期再生水工程:
1947年,West Basin 城市水务局成立,服务人口85万人。
1995年建立一期6万m³/d 的废水回用处理设施,满足南加利福尼亚不断增长的供水需求。其中1万m³进行地下水回灌以防止海水入侵( 石灰+RO)。
1997年,第一个使用Memcor 低压膜的6万m³/d 的再生水厂二期投产。其中2万m³进行地下水回灌以防止海水入侵(MF+RO)。
1998~2002年,该市2万m³/d 的三期再生水厂又安装了三套Memcor 系统,此系统作为预处理,提供锅炉和冷却所需的供水反渗透程序。
2006年4万m³/d 的四期再生水投产。四期扩建农灌用水项目包括:预处理( 高速澄清池)、把原有回灌用滤池改造成农罐用滤池、把原有的石灰澄清池改造成絮凝池、500万gal 的贮水池;地下水回灌项目包括:微滤池的升级改造、反渗透池扩建、增加紫外消毒、增加双氧水投加设施等,共投资5200万美元。West Basin 再生水厂的进水盐度约为700mg/L,MF+RO+RO 后减少到2mg/L。到2006年West Basin 再生水厂实际共产生输水3330万m³/ 年(9 万m³/d),超过23km的输送管道。2006年处理成本约为0.63美元/m³,其主要资金来源包括拨款、地方拨款、依靠发行债券募集资金。
再生水地下水回灌系统(GWRS)
GWRS 是世界上最大、最先进的净化再利用系统。经过橙县卫生部门(Orange County Sanitation District, OCSD)先处理的污水,不再排入太平洋,而是通过GWRS 进一步净化。在微滤、反渗透和紫外线与过氧化氢消毒三步高级工艺处理之后,可生产出符合,甚至优于州及联邦饮用水标准的优质水。这些净化过的水通过自然渗透,补给橙县地下水盆地,并补充饮用水。
自2008年1月开始运营以来,GWRS 最初每天生产7000万加仑(265,000m³)高度净化水。2015年,该项目扩建至1亿加仑每天(378,000m³)。在增加从OCSD 到GWRS 输水流量的设施建设完成之后,GWRS 的最终产量预计为1.3亿加仑每天(492,000m³)。预计扩建项目将于2023年完工并投入使用。
新加坡
NEWater 水厂
NEWater 的成功推广,不仅归功于新加坡政府战略层面上的大力推动,同时还要归功于一系列卓越的品牌策划。NEWater 和Usedwater 名称的确立,摒弃了污水、废水、中水、回用水等传统词汇,并且选择在重大场合请国家领导人当众饮用,从而产生轰动效应,有效地帮助民众确立起对再生水安全性能的信心;并且建设了NEWater 接待中心,深入宣传科普关于“水”的新理念,确立社会对水处理技术路线的信心。
旨在促进社会护水、亲水的“ABC”计划(Active,Beautiful,CleanWater), 充分展现了一个更好的雨水管理方式。尽可能把每滴雨水留住,将下水道、沟渠、水库改造成为富有活力的、美丽的、清洁的小溪河流与湖泊,与邻近的地上成为一体,以创造出充满活力的社区公共空间。创办新加坡水周,通过大型的论坛、展会、颁奖,使新加坡不但汇聚了全球最智慧的思想,还成功塑造了新时期水务领导者的形象,成功实现了从极端缺水国家到世界水务枢纽的跨越式发展。
纳米比亚
温得和克Goreangab 再生水厂
温得和克是纳米比亚的首都,位于纳米比亚中心高地,地处喀拉哈里沙漠东部和纳米比沙漠西部之间。离此最近的常年河流是距离为750km外的Kavango 河。为了解决旱季严重缺水的问题,1968年在温得和克建造了一座产量为4800m³/d的再生水厂,成为世界上第一个市政污水回用做直接饮用水项目,处理后的城市污水经过一系列复杂的处理达到饮用的程度。运行的半个世纪中,水厂一直稳定地生产出可接受的饮用水水质的回用水。经过几次的扩建,水厂现行的产水量已经达到21,000m³/d。该厂的实践证明采用今天的水处理技术,污水完全可以处理为饮用水。
该水厂建设初期工艺为:气浮除藻—泡沫分离—化学澄清—砂滤—颗粒活性炭—氯化消毒。2002年扩建后工艺为:臭氧预氧化—气浮—砂滤—臭氧氧化—活性炭吸附—超滤—氯化消毒。
从1968年以来,回用水占温得和克总供水量的4%。但是在旱季严重缺水的季节,回用水所占的比例可以达到31%。回用水配水之前同Goreangab水处理厂处理后的水相混合,旱季时最大的混合比为1:1,1968年以来平均的混合比为1:3.5。从Goreangab水处理厂来的混合水再同来自几个其他水源水库的水相混合,所以通常情况下,回用水在任何时期和任何区域所占的最大比例是25%。
1976~1983年,温得和克进行了回用水的流行病研究,还没有发现癌症或其他疾病的异常情况。经研究发现,使用回用水的地区腹泻病的发病率并不比未使用的地区高。研究者用老鼠作致癌性研究,还作了回用水的诱变分析,以及对鱼进行了生物学监视,结果都为阴性。研究者的结论是使用回用水对人类健康不会有不利影响。
澳大利亚
澳大利亚于20世纪90年代早期开始对再生水进行利用,再生水在2001~2003年全国干旱时期发挥了重大作用,500多座城市污水处理厂生产的再生水有效缓解了干旱缺水和国家限水政策给城市发展和居民生活带来的压力,甚至在缺水地区一度成为不可替代的饮用水源。
澳大利亚农村的再生水利用要多于城市,内陆城市多于沿海城市,未来计划主要向悉尼、堪培拉、昆士兰、墨尔本以及南澳大利亚发展。2004年颁布的墨尔本都市水计划中指出,再生水将更多地利用于钢铁厂、高尔夫球场、牧场、公园景观用水以及住宅用水等方面。2004年昆士兰颁布《再生水安全利用指南》草案旨在鼓励对再生水的利用和发展。与此同时,布里斯班也积极开展综合区域内的再生水利用,建立再生水开发与监管部门,确保所有区域绿地的发展要有再生水利用的规划与设计,将用再生水的20%替代城市引用水源,实现零污水排入莫顿湾,保持对再生水的可持续使用。
再生水在澳大利亚悉尼奥运村被广泛利用,其中包括:大面积的草坪灌溉、冲厕、消防、洗衣、装饰以及喷泉娱乐场所和新商业区用水。悉尼奥运村再生水利用项目的关键和核心是再生水的质量,采用两条供水管网分别输送再生水和饮用水,与日本的双管供水系统相似。为了保障公共健康和饮用水安全,对再生水水质进行连续监测,并且在所有使用再生水的地区采用有效措施减少再生水与饮用水接触风险,尤其是再生水和饮用水共同使用的地方采用了明显的标志和公共警示信息。悉尼的再生水循环过程包涵了一系列新兴、有效的技术,这些技术用于生物处理过程、微过滤和反过滤过程;同时使用高科技的远程控制系统对循环再生水的操作和监控进行自动和连续的监测,确保了再生水水质安全。
Luggage Point 再生水厂
澳大利亚Luggage Point 再生水厂处理规模7万m³/d,处理工艺包括了化学沉淀、微滤、反渗透、UV 消毒、高级氧化等多重保障手段。污水处理的二级出水经过该厂的处理后接近饮用水级别,当有需要时会补充到布里斯班的饮用水源地。
Gerroa 污水处理厂
Gerroa 污水处理厂平均流量为2200m³/d,在传统的污水生物处理工艺之后引入了砂滤、臭氧、生物活性炭、微滤、紫外线消毒等各种技术手段。Gerroa 污水处理厂以其复杂的工艺流程和高质量的出水水质成为南半球污水再生利用领域中最为知名的污水处理厂之一。
日本
日本的水资源相对丰富,但由于国土狭窄,水资源利用率不高,加之二战后日本重建和20世纪70年代起日本经济高速发展,工业用水、生活用水耗费巨大, 造成日本部分地区,特别是一些大中城市频繁发生严重的缺水、断水现象,迫使日本政府不得不大力加强节水和水循环利用措施。
日本于1962年开始利用再生水,并从20世纪80年代开始进入了高速发展阶段,并在当时的日本通产省下面成立了一个专门从事污水再生利用的技术开发和推广机构——财团法人造水促进中心。
日本城市污水处理主要以集中处理和分散处理两种模式为主,而其中生活杂用再生水主要以分散处理模式为主,其他用途再生水以集中处理为主。日本再生水的输送采用的是两管水系统:其一为饮用水系统,其二为再生水系统,该系统被称之为独特的“中水道”系统,也被称之为经典“日本模式”。“中水道”系统除采用传统的污水处理方法外,又开发了一种地下毛细管渗透系统,将污水处理与绿化结合起来,通过渗透在灌溉的同时补充地下水。
其实,日本的再生水很少用于农业灌溉,大多作为生活用水,在日本南部地区,甚至直接作为饮用水。
2009年,日本公布《下水道白皮书》,强调对再生水利用的重要性,在再生水安全性方面比较重视对再生水水质数据的积累与分析,积极进行再生水相关信息的公开,严格控制再生水的水质,定期向公众公开监测结果,以实现安全利用再生水的目的。
东京都有明再生水厂
日本的再生水厂大多数建在地下。位于东京都江东区的有明水再生中心的地上是一座运动场,可供大家健身锻炼。
东京都将再生水定义为在通常的污水处理工艺上再进行过滤、臭氧处理等深度处理后的水。目前,东京都有数个再生水供水区域和再生水厂。以芝浦水再生中心为例,通过砂滤设施去除二级出水中的细小污染物,加入次氯酸钠作为污水处理厂的机械设备清洗用水、冷却用水和冲厕用水等。另外通过膜生物过滤、臭氧消毒、臭氧耐性膜过滤等工艺去除二级出水中的浑浊和臭味,以供给周边地区作为冲厕用水。
以色列
以色列是世界上水资源最匮乏的国家之一,但其对再生水的认识比较早。以色列长期缺水,所以以色列人认为,把城市污水作为传统的水资源加以开发利用是解决水问题的唯一出路。
早在20世纪60年代,以色列政府就把污水回用列为一项国家政策:废水如果没用尽,不可使用海水淡化,城市的每一滴水应至少回用一次。以色列已经将污水处理作为了基本国策,在每个以色列人心中都将再生水铭记于心。到2020年,以色列100%的生活污水要实现再生利用,即满足50%的灌溉用水需求。
Shafdan 再生水厂
以色列的Shafdan 再生水厂有很多自己的独特处理方法,首先工厂的废水通过普通设备净化后将重新注入地下,再通过取自里雄莱锡安市和雅夫内城的沙子进行再一次过滤,通过这一过程,显著改善了水质,过滤后的水最终可以安全地用于各种形式的灌溉。该厂处理规模35万m³/d,根据当地特有的地质发明了独特的污水处理方法,也因此在联合国的评选中脱颖而出成为了全球的样板。
全球十大经典再生水厂
● 美国加州橙县21 世纪水厂——世界上第一个采用膜处理的再生水厂
● 新加坡NeWater 水厂——亚洲再生水工程领域的典范
● 纳米比亚温得和克Goreangab 再生水厂——世界第一个市政污水回用做直接饮用水项目
● 美国加利福尼亚州Monterey 再生水厂——美国首个再生水用于农灌的大型工程,对世界其他地区此类项目的发展产生了明显的影响
● 美国加州West Basin 再生水厂——再生水实现多种用途的经典之作
● 美国维吉尼亚UOSA 再生水厂——践行再生水回用于间接饮用的典范
● 澳大利亚Luggage Point 再生水厂——处理工艺包括了化学沉淀、微滤、反渗透、UV 消毒、高级氧化等多重保障手段,处理后接近饮用水级别
● 日本东京都有明再生水厂——再生水用于生活用水的典范
● 澳大利亚Gerroa 污水处理厂——南半球污水再生利用领域中最为知名的污水处理厂之一
● 以色列Shafdan 再生水厂——特有的地质发明了独特的污水处理方法,成为全球再生水利用的样板
关于污水处理厂尾水消毒技术的思考和展望/窥探全球再生水厂Top 10—再生水用途及技术路线
当前疫情下,关于污水处理厂尾水消毒技术的思考和展望
来源 :郑群 中国给水排水
新型冠状病毒感染的肺炎疫情防控形势依然严峻,城市污水处理厂和村镇污水处理厂尾水消毒工作和人民身体健康、社会稳定、国家安全息息相关。
认真学习了近期专家学者们以及国家颁布的各项行业指导规范,结合本人从事污水处理厂尾水消毒近二十年的从业经历,作了如下归纳和反思。
(一)传统消毒方式的局限
在过去的100年里,全世界水处理采用加药消毒,是保护人民身体健康的重要手段,氯消毒、二氧化氯消毒、次氯酸钠消毒等在不同历史时期,不同地域受重视程度是不一样的。
消毒副产物问题,运输、存储空间问题,传统的加药消毒方面面临严峻的挑战,迫切需要新型消毒工艺技术的研究和发展。
(二)新型消毒工艺
1.紫外线技术由于其消毒效率高,广谱性,对隐孢子虫、贾第鞭毛虫有较好的灭活效果。在常规消毒CT值范围内不产生副产物,占地面积小,运行费用低,对环境友好而受到广泛关注。
2.当前紫外线消毒技术也存在一些困扰问题:没有持续性消毒效果,设备厂家参差不齐,进口设备价格高,维护费用较高;国产设备套管清洗技术不成熟,节能降耗技术不够先进等问题。
一级B排放标准达标率还算可以,提标升级改造至一级A标准时,由于前处理工艺里投加了大量絮凝剂,污水中生成了大量的螯合物,附着在紫外线套管上,透光率明显降低,消毒达标风险较大,紫外线消毒技术受到空前的怀疑。很多污水处理厂负责人受伤害了,纷纷选择加药消毒。
(三)联合的、协同的、多级屏障消毒会不会成为发展趋势?
1.过去的两年,把紫外线做为主消毒,辅助投加少量次氯酸钠的联合消毒方式受到了越来越多净水厂的最佳选择。
2.投资少、占地小、运行费用最低、运行更安全,削减了95%以上的二次污染排放量,对环境友好,验收确保达标。
3.以某污水处理厂每天处理十万吨规模做对比
十万吨污水处理厂尾水消毒工艺对比分析说明
工艺类型 |
次氯酸钠投加设备工艺 |
紫外C消毒设备工艺 |
||
1 |
土建投 资成本 |
|||
1.1 |
接触池 |
180万元 |
60万元 |
|
1.2 |
设备间 |
80万元 |
0 |
|
2 |
设备成本 |
130万元 |
130万元 |
|
3 |
设备运 行成本 |
0.05~0.08元/吨 |
0.008元/吨 (电费) |
|
0.007元/吨 (灯管更换费用) |
||||
4 |
一年运 行成本 |
182~292万元 |
54.75万元 |
|
5 |
特点说明 |
优势:a、为持续性消毒; 劣势:对水质有污染,水体的残余氯与水中有机物发生取代反应,生成有机氯化合物,具有三致危害(致癌、致畸性、致基因突变);并导致人体消化和泌尿系统癌症危险增加。 |
特点: a、占地面积小; b、使用无安全隐患; c、对环境无二次污染; d、运营成本低(紫外线消毒约合1.5分钱/吨;次氯酸钠消毒约合8分钱--1毛钱/吨)。
|
|
注: 为确保出水环保验收达标,建议备用一套小型次氯酸钠现场投加装置,特殊时期可以少量投加次氯酸钠为辅。 根据中水回用标准,可投加次氯酸钠浓度为0.5mg/l。每吨污水投加成本为0.004元/吨。一般不需要建专用的接触池。二沉池出水处投加,自然混匀即可。 |
||||
说明: 1、污水处理厂投加次氯酸钠有效浓度为5-10mg/L。 2、1000吨污水需要投加100公斤10%浓度的次氯酸钠。 3、1000公斤10%浓度的次氯酸钠消毒液市场价为800元。 4、10万吨/天污水处理厂紫外线消毒需要配置240W功率的紫外线灯管288支。 5、每支紫外灯的价格为1200元,寿命为12000小时,电费为0.5元/度。 6、一级A排放标准的污水,需要投加絮凝剂,紫外线套管上容易形成螯合物。机械+化学自动清洗装置对确保消毒达标很关键。
总结: 单一消毒方式都是不完美的。采用紫外线为主消毒+次氯酸钠辅助消毒的联合消毒方式科学实用。既节约了百万元以上运行成本,最大限度的降低二次污染,对环境友好。
|
4.近期北京卫视新闻频道报道了北京排水集团高碑店100万吨/天再生水厂,采用了紫外线+次氯酸钠消毒方式取得了良好的消毒效果
广州日报报道了广州水投集团采用的紫外线+次氯酸钠消毒工艺,自1月24日至2月2日,集团累积污水量3400万吨,出水水质全部达标排放。
首创股份在湖北的污水处理厂;
北控水务在湖南下河线20万吨/天污水处理厂;
宁波排水集团新周16万吨/天污水处理厂;
......
以上众多污水处理厂已取得良好的效果。
(四)马克思主义科学发展观指出,这个世界上万事万物都是发展变化的,不存在一成不变的事物。
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新型冠状病毒防疫中紫外消毒的正确使用
紫外消毒原理
正确使用紫外线杀灭致病微生物
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小结与建议
饮用水的标准是咋定的(´・_・`)
1 “ 取清水置净器煮熟,倾入白瓷器,候澄清 。下有沙土者,此水浊也 。水之良者无滓,……以煮物则易熟 ” ;(浊度) 2 清水置白瓷器中,向日下,令日光正射水,视日光中,若有尘埃纲组如游气者,此水质不净也 。水之良者 , 其澄澈底” ;(色度) 3 “ 无味者真水”;(味) 4 “ 有多种水欲辨优劣,以一器更酌而衡之,轻者为上 ” ;(密度,这个 国标没有) 5 “ 用纸或绢帛之类 , 色莹白者,以小蘸而干之,无痕迹 者 为上 ” 。 (硬度、色度)
1.确保充足供应在微生物方面安全的饮用水,并保证水的可接受性,以阻止消费者饮用在微生物方面有潜在不安全因素的水。 2.管理已知的对人体健康有不良影响的重要化学污染物。 3.控制其他的一般化学污染物。
日本最新饮用水水质标准,抢先看!
到底世界上哪些国家和地区的自来水能直接喝?
【日 本】
自来水绝大多数可直接饮用:
但需看清标识
有些水龙头连接的是污水处理后回用的中水,这类水用于洗手,清洗拖布,冲厕水等。一般就不会有标志。
【德 国】
自来水婴儿都可直饮:
大城市每年检测上万次
【美 国】
全国每年百亿美元改良水质:
多数家庭仍自备过滤装置
这里答案可以揭晓了:美剧里面大大方方接自来水喝的人,很多情况下是因为他们自己家里装了二次净化装置。
【俄罗斯】
自来水管老化严重:
提高水质面临资金困难
严格监管大厦供水系统:
140万市民可直饮自来水
图为香港使用的东江水源地
【延期通知】中国给水排水 2020年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会同期召开中国无废城市建设及固废资源化利用大会延期举办的通知
题 目: 景津压滤机污泥装备在污泥行业中的应用
报告人:景津环保股份有限公司 姜桂廷 董事长
(主持人:天津市华博水务有限公司 陈凡阵 研究员级高工 )
题 目:带式污泥干化机在污泥减量过程中的热平衡
报告人 :北京合清环保技术有限公司 副总经理 陈俊 博士
同期会议
2020年中国无废城市建设及固废资源化利用可持续高质量发展大会
千人大会:中国给水排水2020年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会(第十一届)同期会议
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2. Newater水厂
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