20世紀上半葉在水和廢水處理的物理、化學和生物方面的技術進步,導致了“污水再生利用時代”的到來,國際上美國、日本、以色列、南非、澳大利亞、俄羅斯等國早已開展污水經(jīng)處理后回用的工作。在我國,北京市的再生水利用已經(jīng)走在了全國的前列,“2009城市水業(yè)戰(zhàn)略論壇”上北京市水務局局長程靜表示,2008年北京市再生水利用量為6億噸,占全市總用水量的17%,其中1.2億噸用于北京市的9座熱電廠、2.8億噸用于58萬畝的再生水灌渠、1.8億噸用于河湖環(huán)境利用、2000噸用于綠化市政雜用。為滿足電廠對水質(zhì)的要求,北京的再生水廠調(diào)整了生產(chǎn)工藝,采用膜技術、臭氧等新工藝嚴格控制相關指標,全部指標均滿足電廠冷卻用水的要求,完全替代了官廳水庫的地表水源,目前北京市計劃用三年的時間完成城區(qū)八座污水處理廠改造任務,將污水水質(zhì)一步到位,實現(xiàn)年生產(chǎn)高品質(zhì)再生水9億噸的目標。
應日中經(jīng)濟協(xié)會邀請,包括中國水網(wǎng)總經(jīng)理張麗珍、中國水網(wǎng)顧問總編傅濤在內(nèi)的中國環(huán)境產(chǎn)業(yè)一行9人組團赴日進行了為期8天(2009.3.10-2009.3.17)的訪問,行程之一即考察了東京都下水道局的新宿水再生利用中心。在日本,下水道局的概念與國內(nèi)所稱的排水處相近,其職能主要包括泵站、污水處理廠、雨水截留、調(diào)蓄等設施運營管理。
在日本,城市污水集中處理回用和分散處理回用都大量存在,然而其最突出的特點有兩個:(1)分散處理并回用于城市生活雜用的再生水所占的比例很大,(2)獨特的工業(yè)水道,我們稱之為日本模式。對工業(yè)用水道的水質(zhì)各個城市都有不同的標準,日本市政雜用水和景觀用水水質(zhì)標準見下表。
水質(zhì)指標 |
日本下水道循環(huán)利用、市政雜用水標準 |
建設省景觀回用水標準 | |||
衛(wèi)生間 |
景觀 |
游覽 |
景觀 |
游覽 | |
大腸菌值(個/ml) |
10 |
不檢出 |
不檢出 |
10 |
50/100ml |
BOD5(ml) |
10 |
10 |
3/100ml | ||
pH |
5.8~8.6 |
5.8~8.6 |
5.8~8.6 |
5.8~8.6 |
5.8~8.6 |
渾濁度(度) |
10 |
10 |
5 | ||
臭 |
無不快感 |
無不快感 |
無不快感 |
無不快感 |
無不快感 |
色度(度) |
|||||
余氯(mg/l) |
2 |
0.4 |
|||
外觀 |
無不快感 |
無不快感 |
無不快感 |
無不快感 |
無不快感 |
東京下水道普及率99%,東京都污水廠20個,日處理污水能力540萬噸/日,再生水規(guī)模50萬噸/日,再生水沖廁用量9000噸/日。新宿水再利用中心于1984年10月開始運行,其目的主要是作為城市新的水資源、循環(huán)利用處理后的水,供給周邊超高層大廈的洗手間用水。為了能夠穩(wěn)定的供應支撐循環(huán)性社會構(gòu)筑的再生水,東京下水道服務(株)代替東京都下水道局對再生水中心進行運行管理,污水經(jīng)過再生水中心處理,特別是經(jīng)過滅菌和膜過濾系統(tǒng)(MF膜和RO膜)去除異味后可用于廁所衛(wèi)生用水、路面灑水、綠化用水、河流補水、消防用水、噴泉用水和洗車等方面,目前供應28幢大樓、日供水量高峰值可達4000噸。
再生水設備的運轉(zhuǎn)狀況
再生水設備是由設置在落河水再生中心內(nèi)的再生水送水設備和設置在新宿國際大廈地下4樓的供水設備構(gòu)成的,供水設備主要由機械、供水泵、壓力罐、次氯酸鈉注入泵組成。從落河再生中心壓送到水再生中心的砂過濾水經(jīng)過滅菌處理后,通過供水泵送到新宿地區(qū)24處、中野地區(qū)4處的高層大樓,通過對水量、壓力、水質(zhì)、余留氯進行詳細控制來保證供應再生水的穩(wěn)定性。
再生水輸水管和供水管的管理也非常重要,當連接落合水再生中心和再生水中心的3條長達3公里的輸水管和密布在80公頃的供水區(qū)域的供水管出現(xiàn)障礙時,因其面積廣大會給居民帶來很大影響,因此要通過觀察輸水和供水壓力的變動和流量變動以便早期階段發(fā)現(xiàn)故障的前兆。
再生水事業(yè)主要機器設備
(1)水再生中心方面
設備 |
機器 |
形狀 |
受變電設備 |
高壓配電盤 |
雙路線受電 6.6KV |
新宿供水設備 |
供水槽 |
有效容量 2,000m3 |
供水設備 |
250φ×4.0 m3/分×50m×75KW×3臺 | |
中野供水設備 |
供水槽 |
有效容量 1,000 m3 |
供水設備 |
150φ×1.4 m3/分×35m×22KW×2臺 | |
新宿次氯酸鈉注入設備 |
儲存槽 |
1 m3 |
注入泵 |
15φ×10~150cc/分×0.4KW×2臺 | |
中野次氯酸鈉注入設備 |
儲存槽 |
1 m3 |
注入泵 |
15φ×10~150cc/分×0.4KW×3臺 |
(2)落合水再生中心方面
設備 |
機器 |
形狀 |
輸水設備 |
砂過濾水槽 |
60 m3 |
輸 |
150φ×2.2 m3/分×50m×30KW×3臺 |
膜過濾設備
為了創(chuàng)造舒適的景觀用水、親水用水等散用的雜用水,高質(zhì)量的再生水的出現(xiàn)一直被期望著,在落合水再生中心的溪流之鄉(xiāng)就把再生水又經(jīng)過膜過濾處理,上圖為膜過濾工藝圖,對于細菌和病原性微生物非常重視,其日處理水量為50噸/日,膜過濾設備的主要機器見下表。
設備 |
機器 |
形狀 |
|
MF供水泵 |
φ50/φ40×0.17 m3/分×20m×2.2KW |
MF裝置 |
中空線膜 15跟 | |
|
RO供水泵 |
φ40×0.063 m3/分×30m×2.2KW |
RO裝置 |
循環(huán)型逆滲透膜φ4in×12跟 |
日本政府對供水設施建設和在水價上有較高的補貼,水價對于中水的建設影響并不是主要的;而且中水對國家總體上節(jié)水的貢獻并不大,不超過全國生活用水量的1%,微觀經(jīng)濟效益也并不明顯。但根據(jù)“2009城市水業(yè)戰(zhàn)略論壇”上程靜局長的介紹來看北京市對于再生水的需求非常迫切,由于南水北調(diào)進京的時間推遲至2014年,對于北京市水資源供需平衡提出了巨大的挑戰(zhàn),再生水的利用任務將更大,2008年北京再生水的利用量首次超過了地表水的用量。目前的中水價格是1元/噸,實際運營成本大約為1.7、1.8元/噸,基本上差額為政府補貼,而在中水價格環(huán)節(jié)中政府還未完全考慮運營成本的因素。而且近期北京將調(diào)整自來水價格并給再生水企業(yè)一定的資金補助,以調(diào)動再生水企業(yè)生產(chǎn)的積極性。雖然日本對中水的建設并無硬性的法律要求,但是公眾非常接受再生水的使用,每年仍有上百套的中水建成。主要是因為水荒給社會留下了深刻的影響,從局部地區(qū)來講,人們希望提高供水的保障程度,擺脫水荒的影響。同時,有一些地區(qū),地方政府明文規(guī)定要求建設中水。另有一些地區(qū)是面臨環(huán)境對其污水的外排標準比較高,必須進行三級處理,出水經(jīng)過消毒即可回用。為了擴大規(guī)模降低中水的成本,目前中水正在以新建小區(qū)為重點,普及中水建設。而像東京這樣的大城市,則建設了全地區(qū)的城市中水系統(tǒng)。
編輯:周蕓
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