城镇污水的再利用问题PPT课件.ppt

我国城市污水的再生利用 国家科技重大专项渭河水污染防治专项技术与示范2009ZX07212 002小成果汇报司全印 1 主要内容 我国污水再生利用现状我国污水再生利用的制约分析我国污水再生利用的可实现模式污水资源化对我国北方河流治污的意义小结与政策建议 2 我国污水资源化的大体历程 1980年在大连青岛首开城市污水回用的示范探索 1986年起污水资源化连续列入国家三个五年科技攻关计划 包括处理技术和回用政策 2000年污水回用被正式写入了国家的有关文件 并先后制定了相关政策和规范 2005年 城镇污水处理及再生利用 十一五 规划 称 尚未形成有效的激励机制 配套设施不完善 缺乏经验 水质可靠性难以保证 尚处于起步阶段 3 我国污水资源化现状 城市污水再生利用技术政策 规划要求 2010年北方缺水城市再生水直接利用率达到城市污水排放量的10 15 南方沿海缺水城市达到5 10 2015年北方地区缺水城市达到20 25 南方沿海缺水城市达到10 15 其他地区城市也应开展此项工作 并逐年提高利用率 4 全国城镇污水处理及再生利用设施 十一五 建设规划 要求 2010年全国北方14个重点省份的再生水利用率要达到20 全国新增680万立方米的再生水能力 相当在原有基础上再提高7 环保部 2008 15号文 黄河中上游水污染防治规划 2006 2010 要求 2010年西安 太原等城市污水再生利用率要达到40 以上 西宁 兰州 银川 包头 呼和浩特 天水 宝鸡 咸阳 渭南等8城市要达到30 以上 其它省辖市污水再生利用率要达到污水处理量的20 以上 5 我国实际再生水生产能力 住房保障建设部 中国城镇排水与污水处理状况公报 2006 2010 2010年全国再生水生产能力约为1200万m3 d 占污水处理量的10 西安市2010年调查显示 再生水生产能力不足污水处理量的13 6 2010年各省污水资源化统计表 7 污水实际利用率的典型调查 天津纪庄子再生水厂MF生产线设计能力2万m3 d 实际日产水量3000m3 最大6000m3 北京六水厂再生水设计生产能力17万m3 d 实际产量约2万m3西安市2010年再生水设计能力16万吨 实际生产量仅3 3万m3 d青岛海泊污水厂的深度处理设施1999年建成后至今未用北京市13家分散式再生水生产设施仅2家满负荷运行其余不足60 8 我国再生水回用存在两个巨大反差 再生水回用规划目标值高 生产能力低 即再生水回用的规划目标值与再生水生产能力之间存在较大的差距 再生水生产能力与再生水实际生产量之间存在较大的差距 即已经建成的再生水设施 大多数的实际生产量远远低于设计能力 9 对两个巨大反差的解读 高的再生水规划目标反映了我国水资源不足的现实和再生水回用的紧迫性 再生水生产能力与规划目标以及再生水实际回用量与建成的再生水生产能力之间的差距 说明我国再生水回用领域一定存在着障碍和制约 10 小结 我国城市污水再生利用起步早 发展缓慢存在 两大反差 现象 规划目标与设计能力 设计能力与实际生产量间的巨大反差反映了国家的需求与现实困难的矛盾 11 我国城市污水再生利用的制约分析 再生水水质标准系列 城市污水再生利用分类 GB T18919 2002 城市杂用再生水质 GB T18920 2002 景观环境用再生水质 GB T18921 2002 地下再生水回灌水质 GB T19772 2005 农田灌溉再生水质 GB T18922 2005 工业用再生水质 GB T18923 2005 绿地灌溉再生水质 GB T25499 2010 12 再生水标准的特点 分类繁多绝大部分指标要求不高 差别只在个别指标 各类再生水的指标差别各不相同 部分指标甚至严过饮用水 13 再生水与饮用水部分指标比较 14 再生水利用的基本制约分析1 再生水回用领域不同 回用种类繁多 标准不一 目前有五类30多个标准 再生水输送只能有一套管网系统 再生水管网输送标准的缺失使得建设没有依据 处理没有依据 再生水标准与输送管网间存在巨大矛盾 我们称之为管网制约 15 再生水利用的基本制约分析2 再生水一旦生产是持续稳定的 因此要求用户也必须稳定 由于人们心里等因素 再生水在许多领域无法使用 如饮用 洗涤 身体接触等 这就大大的限制了再生水的利用量 因此寻求稳定可靠的大用户是解决再生水利用的关键之一 我们称之为用户制约 16 再生水利用的基本制约分析3 目前城市污水处理厂生产的是接近再生水的一级A达标排放水 一级A属于 准再生水 但不是再生水 因而无法直接利用 如果利用必须有回用方再进行处理后方能使用 复杂的回用模式是造成再生水回用困难的又一制约 我们称之为模式制约 17 再生水用户对再生水的基本要求 水质能稳定达到利用标准或要求 输送的再生水可以直接利用 无需再处理 使用再生水有明显的经济效益 即价格应明显低于替代水源的价格 18 提高再生水回用的关键 寻求有再生水使用潜力的用户 直接生产再生水而不是排放水 尽量简化或避开城市再生水管网建设难题 19 小结 影响城市污水再生利用的制约因素很多 包括认识 技术 政策 管理等但主要制约有三个 多标准的管网输送制约 用户和用量制约和模式制约 20 再生水最适宜的领域分析1 再生水虽是一种新水源 技术甚至可以做到超过用天然水源制作的用于饮用的水水质 但是 它依然不适合饮用 盥洗 洗涤 甚至人体接触的娱乐等用途 21 再生水最适宜的领域分析2 农业回用有水量大的优势 但有季节性制约 必须有专用输水干管并与灌溉渠系结合的条件以及经济支付能力差的制约 生活杂用必须有住宅楼的中水管网系统 如果以集中污水厂为水源必须有城市污水管网支持 且只能用于冲厕 洒扫和浇灌 用量大约是生活排水的60 70 左右 三项合计 其中冲厕大约占生活废水的40 50 22 再生水最适宜的领域分析3 再生水的工业回用对水质安全性和水量的可靠性要求非常高 但会产生一定的经济效益 对水源有就近的要求 目前一般仅限于直接冷却水等方面 用量有限 地下水回注存在诸多技术 经济和安全等问题 在我国目前几乎为空白 23 再生水最适宜的领域分析4 城市景观回用有以下优势 1 简化管网 2 接纳量大 3 有良好的环境生态效益 4 较强的经济支付能力 制约 当景观水体全为再生水 停留时间有要求 即有更新或流动要求因此 城市景观水体是最具潜力的再生水回用领域 24 我国再生水利用总原则 统一规划 分期设施 集中与分散相结合 集中为主的原则 分质供水 优质优用原则 直接利用原则 间接利用指排入自然环境后再利用 国家建设部 科技部联合发布的 城市污水再生利用技术政策 25 我国目前的再生水利用模式 依托管网输送的集中利用模式 按照就近原则建立再生水设施分散处理利用模式 独立住宅小区建筑内部源头分类收集处理利用模式 国家建设部 科技部联合发布的 城市污水再生利用技术政策 26 对我国再生水现有利用模式的评价 以复杂的城市再生水管网为基础 缺乏统一的再生水管网输水标准 因而稳定用户 少 管网效益低 建设滞后或建成后废置不用的情况较为普遍 建筑内部源头分类收集处理利用 使得管网更加复杂 实施更加困难 对观赏性景观环境回用重视不够 大大限制了最有价值的利用领域 27 再生水可实现利用模式建议 总体思路与原则 直接生产再生水原则 尽可能简化和避开再生水管网建设原则 坚持以景观环境 城市绿化 道路洒扫等优先回用领域为主 同时兼顾工业用水大户就近利用原则 28 模式一 集中处理直接用于环境 模式定义 城市集中污水处理厂生产符合观赏性景观水体的再生水 直接回用于城市湿地 景观水体或城市天然水体的模式 背景 我国城市污水处理以集中为主 分散为辅的现实 日益增加的生态环境用水的需求 避开再生水利用管网建设的复杂性 困难性 滞后性 29 模式一之优点 简化再生水输送管网 管网地表化 水质要求易达到 技术制约少 成本低 既改善城市生态环境 也是城市新水源 基本不受量和时空限制 符合水反复循环净化的原理 30 模式一的关键点 富营养化的预防 尽可能增加水体流动性 使之在净化过程中发挥生态服务功能尽可能兼顾城市杂用水 绿化灌溉和道路洒扫等 标准 使之统一 一发挥城市杂用水水源的功能 31 实例 西安浐灞国家湿地公园 公园位于浐灞交汇下游区 水域面积约1 27km2 总容积约100万m3 年需600 1000万m3的补充更新水量 试验区水面约6万平方米 容积约10万m3 年需更补水100万m3 市第十污水厂 处理能力4万m3 d 再生水4万m3 d 出水经过湿地净化系统处理后用于公园试验区的生态环境补水 日补水约3000立方米 32 西安浐灞湿地污水再生利用示意图 33 模式一的效益评估 西安公用事业自来水价格为3 85元 m3 年需水费385万元 再生水全成本价约1 8元 每年可节约水费约200万元 再生水支撑湿地公园建设 美化环境 节约水资源 发挥了湿地公园的效应 综合效益巨大 34 模式二 分散自循环利用模式 定义 以独立小区为单元 以单元内的污水为原水 进行单独收集处理 达到小区景观和冲厕等再生水水质标准 循环利用 原则上不外排 背景 适应城市管网未覆盖的独立社区或单位 如学校等 35 模式二的优点 省却城市集中污水处理厂与用户之间复杂困难的再生水输配水管网建设 解决城市污水管网未覆盖地区单位的生产生活要求 节约了水资源费和避免了排污费 36 模式二的关键点 通过冲厕 约占生活用水量的40 50 与社区景观环境用水结合 使再生水生产与利用之间达到水量平衡 实现社区污水的环境零排放 必须建设中水回用系统和适当的观赏性景观水体以缓冲 存储和平衡富裕水量 37 模式二的实例 西安思源学院成立于1998年 当时西安市市政供水管网和排水管网尚未覆盖思源学院所在的区域 污水没有去路 学院不得不自建独立的供排水系统和污水处理回用系统 其中供水系统的水源取自地下水 6口深井 日供水能力约3000m3 污水通过再生回用实现零排放 38 思源学院再生水回用系统示意图 39 思源学院的效益分析 使用再生水后 新鲜水由日3000m3减至1800m3 日产再生水约2200m3 1200m3用于冲厕 1000m3用于景观 浇灌 清扫杂用 实现了污废水零排放 再生水系统投资约700万元 再生水全成本约0 92元 与自来水相比年节约水费约200万元 减少污水排放约67万m3 减少排污费约30多万 四年收回投资 40 模式三 工业用水大户就近回用 定义 工业用水大户就近利用再生水 再生水既可以直接委托生产 也可以自行生产 适应 用水量比较大的企业单元 如电厂等 有能力对再生水作进一步深度处理或者特殊处理 使用再生水会产生一定的经济效益 用水单位与再生水水源距离比较近 41 模式三的优点 将再生水大量利用于工业 可节约大量的新鲜水资源 大大降低生产成本 体现循环的本质特点 即废弃物再生资源化利用 和海水淡化 远距离调水等获得水源的方式相比 制水成本较低 42 模式三的关键点 保证水量水质稳定可靠 可由专业水处理公司提供或者用户自行处理 再生水价格低于替代水的价格 有经济效益 如果远离城市再生水生产厂 城市建设及市政管理部门应当允许并为再生水生产和利用者提供从城市污水收集管网就近取水的方便 43 西安西郊热电厂的应用实例 西安西郊热电厂年发电能力3 5亿度 年用新鲜水量560多万吨 西安第二污水处理厂日处理能力15万吨 水量完全满足热电厂的取水要求 也有能力生产出满足电厂质量要求的再生水 两厂仅一路之隔 有极其便利的回用条件 双方签定污水厂按每天1万吨的能力为电厂生产满足冷却和化学车间要求的再生水 44 西郊热电厂再生水回用示意图 45 西郊热电厂的效益分析 电厂冷却 除灰 绿化等系统年用再生约200 8万m3 a 加上锅炉补充水约140万m3 a 年最大回用再生水约350万立方米 西安工业用水价格3 65元 m3 再生水售价1 24元 m3 每吨节约2 41元 m3 年节约水费十分可观 西安第二污水处理厂因再生水每年可以增加收益约为36万元 典型的双赢模式 46 小结 在利用领域与利用量分析的基础上 提出三种适合国情的可实现的利用模式集中利用环境景观模式 独立小区自收集自利用模式 就近原则下的工业利用模式实例证明他们是可行的 47 污水资源化回用对治污的意义 以渭河为例 COD 毫克 升 浓度变化趋势 48 渭河水质变化的解读 渭河COD总体以7 左右的速度下降 河流水质得到明显改善 2010年底全省共建成污水处理厂73座 日处理能力达254 25万吨 是 十五 末 2005年 的4 6倍 主要集中在关中 污水年处理能力接近8 5亿 但是河水要达到健康 地表水 类水质标准 仍有相当大的困难 49 达标排放模式枯水期河水无法达标 渭河林家村水文站不同保证率下的最枯月流量表 1971 2005系列 引自省水利厅资料 50 污水达标排放枯水期河流水质模拟 如果河流水质要达标 需要10个流量稀释 51 污水回用模式枯水期河流水质模拟 课题研究要求宝鸡峡枯水期保证4立方米秒当河道生态流量满足4m3 s 渭河宝鸡段枯水期水质达到 类水质目