水危机及其对策之水的良性社会循环概论(PPT 38页).ppt

水危机及其对策33，354水的良性社会循环，李，2011年1月，地球上的水资源，地球上的水资源容量是14.6亿立方公里的海水和14.21亿立方公里的咸水，占地球淡水的97.3%，是39万立方公里，占2.7%。淡水：77.2%的地下水和土壤水储存在两极和冰川，22.4%的湖泊和沼泽水，0.35%的空气，0.01%的河流，0.01%的水的自然循环，中国水资源，水资源的重要性：短期和中期地表水资源：地表水资源的动态量，地下水资源：浅埋藏，良好的补给条件， 中国年平均降水量648.6毫米，总降水量约6.2万亿立方米，形成地表径流和少量补充地下水2.8万亿立方米，约占45%，其余蒸发回大气。 中国水资源的地域分布特征是不均匀的：81%在南方，19%在北方，75%在夏天，25%在冬天，2086m3/人。黄淮海流域，占世界人均22.3%，占全国13.4%，占耕地39%，占人口35%，占国内生产总值32%，仅占水资源7.7%，人均约5000立方米。这是最缺水的地区。中国西南干旱、吉林洪涝、社会水循环、社会水循环都有两个问题：用水量和水质。中国的用水需求，2008年中国的用水构成：总用水量5910亿立方米。农业用水为3660亿m3，占水资源的21.5%，工业用水为1400亿m3，生活用水为730亿m3，生态用水为12.3%，发展中国家的用水方式为120亿m3，生态用水量低于正常水平，中国的需水量低于正常水平，2015年目标：控制总用水量至7000亿m3，水资源占农业用水量的1/4至3700亿m3。工业用水占1300亿立方米的52%，生活用水占1000亿立方米的18%，生态用水占1000亿立方米的15%，水占15%(科学发展观精神)。符合国际惯例的现代用水结构的用水结构应不断向现代化方向调整。中国的需水量，30% 35%的水资源可以利用，即8000 9500亿m3。2008年中国总用水量为5910亿立方米，水资源利用率为65%；2015年将达到7000亿立方米，水资源利用率接近80%，接近极限。形势严峻。在我国，水资源短缺造成的经济损失不亚于洪灾。它经历了一个不注意它的过程。天然水体和天然水体的承载力都是具有一定降解污染物能力的生态系统。排入自然水体的污染物，称为水体承载力，来自水的社会循环。也就是说，在用水过程中，人类社会使废物进入水中，用过的污水和废水将废物带入自然水体，将废物排入自然水体。污染物的数量不超过水体的承载能力。未经破碎排入自然水体的污染物量大于水体的承载能力。水体生态系统遭到破坏。据信，受污染的水体将部分或全部失去其使用功能，导致水质短缺。中国水环境遭受损失。20世纪五六十年代以前，中国社会经济落后，城市基础设施落后，工业不发达，城市和工业造成的水污染并不严重。改革开放以来，国民经济高速发展，污水量急剧增加，水环境受到严重污染。全国污水和废水排放总量达到758亿立方米(2008年)，其中生活污水占53.7%，工业废水占46.3%。由于水处理率低，水环境受到不同程度的污染。在审查的150，000公里河段中，61.2%的水质在四级以上。在辽、黄、海、淮等流域中，35%47%的河流长度符合或优于类水。在中国的水环境中，超过60%的湖水和53%的沿海水域受到了严重污染。118个大城市97.7%的浅层地下水遭受污染城市水源污染的损失，不亚于洪涝灾害和水资源短缺。提出了水质灾害的概念。防止污染和减少灾害。水资源短缺和水环境污染构成了中国的水危机。太湖蓝藻爆发、水危机和人口爆炸。水危机不仅出现在中国，也出现在世界，尤其是中国。水危机是人类危机的一部分。人类危机的一个重要来源是人口爆炸和消费爆炸的过程。人类出现在400-700万年前，现代人出现在100-200，000年前的非洲，100，000年前迁移到各大洲，20-30，000年前扩展到各大洲。其他人类相继灭绝。人口爆炸的过程始于一万年前的农业革命和中国的人口爆炸。时间：1952年人口：6.02亿人口翻了一倍，1995年消费爆炸121.512亿43年：20世纪最后25年的能源消耗=地球以前能养活多少人？(太阳每年为地球提供总能量)1%(平均每年个人消费)人口爆炸和消费爆炸造成了资源和环境的全面危机，其中水危机是82.5亿。城市水危机和城市化是现代化的基本过程和主要标志。一个城市是一定区域内的政治、经济、物流、文化和信息中心。到2030年，世界城市人口的比例将超过60%。中国城市人口也将达到60%，超过9亿，是目前水平的1.5倍。城市面积小，集水面积小，人口密度大，经济活动集中，普遍缺水。同时，城市污水排放集中，对水环境具有很大的破坏力，容易造成环境污染和水质缺水。这个城市的水危机集中而严重。缓解水危机是政府和社会关注的焦点。仅考虑一个城市和一个地方，它是无法解决的。只有审视整个流域的水循环，才能找到缓解水危机的途径，即实现水、水利工程和给排水工程的良性社会循环。地球淡水的循环可以分为自然水循环和社会水循环。水的自然循环及其调控是水利工程的研究内容。它以力学为基础，主要研究“量”(水量、能量等)。)问题、水的社会循环及其调控是给排水工程的研究内容。它以化学和生物学为基础，主要研究“质量”(水质等)。)问题。地球上的水利工程主要由两个学科支撑：水利工程和给排水工程。在水的社会循环中，需要对水源水进行处理以满足用水需求，其中对饮用水的安全性给予了特别的关注。近年来，我国受污染水源水排放的废水总量呈上升趋势，主要污染物为有机物和氨氮。饮用水标准水质项目越来越多，日益严峻的水环境污染形势与日益提高的生活饮用水质量标准之间存在矛盾。为促进广大水处理工作者不断研究和开发新型高效的水处理工艺，城市饮用水净化工艺的发展过程中，社会需求是科技发展的强大动力，城市饮用水净化工艺是在相应的社会背景下发展起来的。第一代工艺(混凝-沉淀-过滤-氯消毒)发明于20世纪初，旨在，一个新的重大生物安全问题。20世纪末，出现了一个新的重大生物安全问题：两种蠕虫(蓝氏贾第鞭毛虫和微小隐孢子虫)，它们是致病原生动物，具有很强的抗氯性，可导致大规模疾病爆发。蓝藻问题，蓝藻水华，其中一些可以产生藻类毒素和严重的气味；生物稳定性的问题是在出厂水的输送、分配和储存过程中会发生微生物的增殖，降低了水的生物安全性，是一种生物不稳定的水。第一代和第二代工艺都难以完全解决新的生物安全问题，需要开发新的第三代净水工艺。膜过滤和饮用水的生物安全性、水中病原生物的大小：病毒20nm至数百nm、细菌数百nm至数m、原生动物m至数十m、藻类m至数百m。微滤膜的孔径为100nm至200nm，不足以完全拦截细菌和病毒。超滤膜的孔径为几纳米，纳滤膜的孔径约为1纳米，可以去除水中几乎所有的微生物，是提高生物安全性最有效的方法。纳滤膜价格昂贵，耗能高。超滤膜的价格已降至可接受的水平，目前最适合在城市水厂大规模应用。超滤几乎可以完全去除水中的微生物，大大提高了水的生物安全性，并且肯定会引起饮用水净化技术的重大变化。第三代城市饮用水净化工艺以超滤为核心技术的组合工艺。超滤可以去除颗粒物和微生物，但对溶解物质(无机物、中小分子有机物、氨氮等)的去除效果较差。)，因此有必要增加膜预处理和膜后处理单元以形成组合工艺。第三代工艺是在第一代和第二代工艺的基础上发展起来的，可以采用第一代和第二代工艺中的各种处理方法。对于水中的不同污染物，可以采用混凝、吸附、化学氧化、生物处理等不同的处理方法进行膜前处理。超滤可以去除水中几乎所有的微生物，因此原则上不需要对膜流出物进行消毒，但是为了防止二次污染，需要向水中加入少量的消毒剂，从而显著减少消毒副产物的量。第三代工艺以超滤为核心技术的组合工艺：原水膜预处理单元超滤处理单元膜后处理单元优质水。第三代工艺可用于传统工艺的新建和升级(第一代工艺)。为制备安全饮用水，95%的自来水仍按常规处理，不能有效去除水中微量有害有机物。饮用水中的有毒有机物质通过三个途径进入人体：饮食、沐浴、皮肤和水雾，每一个途径约占1/3。总用水量约为日用水量的1/2。桶装水和直饮水每人每天供应2升，这不能完全防止有害污染物进入人体。建议自来水厂对所有水进行深度净化处理，也可以处理居住区或建筑物内的所有生活饮用水。由于缺乏独立的系统配水管道，生物稳定性对水质的影响使得人们更加关注二次供水造成的二次污染的微生物安全性。在短期内无法保证自来水生物安全的情况下，建议进行末端处理，即在进水管上安装超滤装置。给排水工程对人类社会的贡献在20世纪排名第四。国家工程学院、美国工程学会联合会、国家工程师周刊和27个工程学会参加了20世纪最伟大工程和技术成就的评选。每个协会推出5个项目，由工程学院院士组成的评选委员会(29名成员)匿名投票从105个项目中选出20个最杰出的工程成就。排名如下：(1)电气化(2)汽车(3)飞机(4)水净化和运输技术(5)电子技术(6)广播和电视(7)农业机械化(8)计算机(9)电话(10)空调和制冷(11)高速公路(12)航空航天技术(13)互联网(14)成像技术(15)家用电器(16)医疗技术(17)石油和石化技术(18)激光和光纤技术(19)核技术(20)高性能能源材料，水危机对策污染控制减少对水环境的污染，污水回收减少取水和排水同时减少对水环境的污染，缺水地区多渠道水源，水危机对策之一节水，对策：节水第一，污染控制第一，多渠道水源正接近水资源的极限，形势严峻节水不仅减少取水，还减少排水，减少水环境污染的社会循环需要大量的投资。 没有节约用水，对供水和排水的投资将淹没社会经济。因此，不仅缺水地区需要节约用水，而且富水区也需要从“按需供应”向“按需供应”转变。节水的战略地位是美国的用水量相当于中国，但国内生产总值是中国的3.2倍。因此，中国节水潜力巨大。节水是一场革命，主要是为了提高用水效率。节水型社会的全面建设应该把节水提到与开源同等重要的位置。要改变重收入轻节约的倾向，特别是在投资方面，我们应该把节约用水放在首位。应对水危机的第二个对策是污染控制。控制污染是改善水环境的根本途径。最后应该处理多少行和多少次治疗？传统模式已被历史证明是不成功的源头控制清洁生产，这是污染控制的发展方向。主流污水处理工艺生物处理存在节能减排(高能耗、大量温室气体排放)的问题，可能面临重大变化，如高寒地区水资源短缺和社会循环，径流水利用率过高，甚至可能造成断水。点源和非点源污染大大超过水体的承载能力。污染严重，不能保证水的良性社会循环。污水排放标准方面，河水流量小，稀释能力不足，水体承载能力低。松花江等高寒地区水体生态修复难以保证，冰面阻挡河水复氧，水温接近0，生物降解性基本丧失，水体承载能力大大降低。冬季气温低，生物处理效果差。污水处理厂向水体排放的污染物大幅增加的污水排放标准，应根据水体承载能力来制定，不适合国家统一。水危机的第三个衡量标准是污水再生和再利用。水的再生和再利用是在各种规模的水的社会循环中进行的，这不仅减少了取水量，也减少了污水从集中处理到分散处理的排放量，供附近的再利用。经过深度处理的城市污水被重新用于工业和城市杂项用途。它可以产生经济效益。在工业方面，根据循环经济的原则，提高了水的循环利用率和再利用率。范围将扩大到企业和工业领域，甚至企业将被重组。废水零排放的概念将从“处理和排放”逐步转变为“再生和再利用”。城市污水将用于农田灌溉。城市污水一上游城市排放的污水超过了水体的承载能力，造成水质污染。下游城市需要饮用水净化处理。城市饮用水净化是水的社会循环的一个环节，是水环境治理的一个组成部分。城市水源水质污染将长期存在。根据城市污水处理规划，水环境污染治理和水体生态修复需要30-50年。因此，饮用水净化是一项长期的任务。污泥资源化已经成为国内外的一大环境问题。传统的污泥处置方法不再被认为是污泥填埋：它只减少污染和占用大量土地。由于含水量高(70%)，污泥堆肥经常被农业用填埋厂丢弃；由于其重金属含量，禁止在农田中焚烧污泥；由于其价格高和空气污染，很难促进污泥循环利用，这是未来的发展方向。水危机对策4: 33，354个缺水地区通过多种渠道开辟水源。海水利用：中国每年500亿立方米，美国、日本和欧洲每年02500亿立方米，差距很大。发展海水淡化有望成为未来淡水的重要来源。雨和洪水：城市化进程，城市面积扩大，大面积屋顶和不透水表面，灾害增加。它可以储存并用于生态用水、地下水补给和市政杂项用途。同时，它可以被局部吸收和分散，以减少排放到城市地区的水量和转移水：首先节约用水，然后转移水。如果不节约用水，部分转移的水将被浪费。调水的成本比当地水源的