到目前為止,城市污水的再生回用已開(kāi)展50多年了,根據(jù)目前城市污水回用技術(shù)發(fā)展情況,城市污水回用的途徑主要包括工業(yè)回用、農(nóng)業(yè)回用、城市生活污水回用和回灌地下水等。
污水回用于工業(yè)
長(zhǎng)期以來(lái),工業(yè)用水量很大,由于用途不同,水質(zhì)的要求也不同,排放的污水性質(zhì)也不同。要求水質(zhì)滿(mǎn)足工廠各部門(mén)的需要是不經(jīng)濟(jì)的做法。如果回用水達(dá)到生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)而且污水回用的成本低于從廠外購(gòu)買(mǎi)“新鮮水”的價(jià)格,則可將其作為生產(chǎn)水源。目前常見(jiàn)的工業(yè)回用水方式有:
■廠內(nèi)回用。根據(jù)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的不同,在工廠內(nèi)部合理配置用水,不僅減少新鮮水的用量,還可以節(jié)約處理費(fèi)用。這一做法與生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)系統(tǒng)和運(yùn)行管理密切相關(guān),回用水的水量和水質(zhì)決定了其可靠性;
■將城市污水經(jīng)適當(dāng)處理和再生后作為部分工業(yè)用水以代替新鮮水,通常作為鍋爐補(bǔ)給水和冷卻水等。值得指出的是,再生水并不等同于回用水,它更強(qiáng)調(diào)對(duì)污水進(jìn)行深度處理,使其恢復(fù)到天然水質(zhì)的程度,無(wú)害于人體,是回用水的一種特殊形式;
■工業(yè)企業(yè)之間污水回用。這要求不同企業(yè)之間具備逐級(jí)關(guān)聯(lián)用水的水質(zhì)、水量和實(shí)施條件。
例:北京市高碑店污水處理廠對(duì)二級(jí)排放水投加石灰等作深度處理,再回用于電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。據(jù)2000年的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),按電廠70%~80%額定發(fā)電負(fù)荷計(jì)算,每月平均節(jié)約新鮮水45萬(wàn)立方米,節(jié)水率40%,相當(dāng)于在相同用水量情況下增加發(fā)電量一倍以上。
在莫斯科市東南區(qū),設(shè)有專(zhuān)用的工業(yè)用水系統(tǒng),有36家工廠利用再生的城市污水,污水回用總量達(dá)5.5×105立方米每天。庫(kù)里楊諾夫污水處理廠的處理能力為3.66×105立方米每天,其出水經(jīng)過(guò)深度處理后全部回用于工業(yè)企業(yè)。在切利雅賓克市,城市污水再生后回用,回用水量達(dá)3.3×105立方米每天。
污水回用于農(nóng)業(yè)灌溉
從我國(guó)或全世界范圍來(lái)看,農(nóng)業(yè)都是比較大的用水戶(hù),用水量占全世界總用水量的2/3。將處理后的污水用于農(nóng)業(yè)灌溉具有許多優(yōu)點(diǎn):
水源的成本低;對(duì)防治污染與解決環(huán)境衛(wèi)生問(wèn)題是一種經(jīng)濟(jì)的廢水處置方法;回用水中含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有助于植物生長(zhǎng);為向地下水庫(kù)回灌提供附加處理。
我國(guó)目前的絕大部分農(nóng)業(yè)灌溉用水由各水利工程供水,污水灌溉比例較小。全國(guó)污水灌溉的農(nóng)田面積略多于3.3萬(wàn)平方公里,占全國(guó)灌溉農(nóng)田總面積的7.3%,主要分布在北方水資源缺乏的海、遼、黃、淮四大流域,約占全國(guó)污水灌溉面積的85%。
例:許多國(guó)家將污水用于灌溉,如英、美、俄等國(guó)就將城市污水用于大面積草地灌溉。對(duì)于以色列這樣一個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家,利用污水被認(rèn)為是解決目前水源不足的主要途徑,有70%的污水用于農(nóng)業(yè)灌溉。以色列Shafdam工程將特拉維市及其相鄰地區(qū)的污水經(jīng)二級(jí)處理后注入入滲池,利用土壤的凈化作用,在土地中保存400余天后經(jīng)回收井抽出,利用專(zhuān)門(mén)的管道輸送到南部缺水的Neger地區(qū),每年可以向該地區(qū)提供1億立方米的灌溉水。
城市生活的污水回用
目前,城市回用水主要局限于不直接與人體接觸的用途。例如城市的綠化、澆灑;公園的景觀用水、補(bǔ)充河道、劃船滑冰等水上娛樂(lè)用水;沖洗汽車(chē)沖洗廁所用水;野生動(dòng)物的棲息地和濕地的補(bǔ)水等。通過(guò)污水回用,為城市創(chuàng)造了良好的水環(huán)境,補(bǔ)充維持了城市水體的生態(tài)水量,同時(shí)節(jié)約了市政用水。
例:日本從1985~1996年用再生水復(fù)活了150條城市小河流。大連經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)利用再生水噴灑街道花園、林陰樹(shù)帶,天津開(kāi)發(fā)區(qū)污水處理廠的回用水經(jīng)脫鹽處理后用于休閑娛樂(lè)的景觀湖面用水。
回灌地下水
城市污水處理后用于地下水回灌的目的主要是補(bǔ)充地下水供應(yīng),防止地面沉降,防止海水及苦咸水入侵,貯存地表水(包括雨水、洪水和再生水)。
地下水回灌可以直接注水到含水層或利用回灌水池;毓嘣偕捎糜谵r(nóng)業(yè)、工業(yè)以及用于建立水力屏障。當(dāng)再生水回灌到均勻沙粒含水層中時(shí),在回灌點(diǎn)幾百米距離內(nèi),絕大部分病毒和細(xì)菌都能去除微生物。水在回灌前除了需要經(jīng)過(guò)生物處理,還必須有效地去除有毒有機(jī)物與重金屬。
污水處理后在回灌過(guò)程中通過(guò)土壤的滲濾能獲得進(jìn)一步的處理,比較后使再生水和地下水成為一體。因此,采用直接注水到含水層需要重視公共衛(wèi)生的問(wèn)題,其污水處理應(yīng)滿(mǎn)足飲用水標(biāo)準(zhǔn),而采用回灌水池,一般二級(jí)出水或增加流水線即可滿(mǎn)足要求。
污水回用于地下水回灌,其水質(zhì)一般應(yīng)滿(mǎn)足不會(huì)引起地下水水質(zhì)惡化、不會(huì)使注水井和含水層堵塞、不腐蝕注水系統(tǒng)的機(jī)械和設(shè)備三個(gè)條件。
其他回用
城市污水除上述幾種主要的回用方式外,還有其他一些回用方式,但由于其技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面的可行性差,因此沒(méi)有得到重視和推廣,甚至沒(méi)有得到認(rèn)同。例如城市污水回用于飲用。
污水直接回用于飲用水目前還沒(méi)有得到推廣,主要因?yàn)椋?/span>
安全性問(wèn)題以及人們的觀念和心理承受能力問(wèn)題。目前對(duì)于飲用處理后的污水,人們?cè)谛睦砩线難以接受,這主要是擔(dān)心飲水安全,即使在飲用水極度缺乏的地區(qū),人們也更愿意采用費(fèi)用較高的海水淡化或長(zhǎng)距離引水解決飲水問(wèn)題。只有隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展和人們思想觀念與意識(shí)的不斷提高,在相當(dāng)一段時(shí)間后,污水直接回用于飲用水才可能在心理上被人們接受。
回用成本問(wèn)題。將污水處理到可以飲用的水質(zhì)條件,就現(xiàn)有的處理凈化技術(shù)來(lái)講,需要復(fù)雜的處理流程和很高的處理成本,這卻是絕大多數(shù)城市無(wú)法承擔(dān)的。因此到目前為止,污水直接回用飲用的工程實(shí)例很少。