城市水資源開發與水環境改善有效途徑探討
1、前言
北(bei)(bei)(bei)京(jing)(jing)奧運會促進(jin)了北(bei)(bei)(bei)京(jing)(jing)市(shi)(shi)(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)環(huan)境的(de)加(jia)速治理(li)與改(gai)善(shan)。為(wei)了改(gai)善(shan)北(bei)(bei)(bei)京(jing)(jing)市(shi)(shi)(shi)(shi)區(qu)(qu)主(zhu)要(yao)河(he)流的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi),使(shi)其變(bian)清(qing),北(bei)(bei)(bei)京(jing)(jing)市(shi)(shi)(shi)(shi)清(qing)河(he)、小北(bei)(bei)(bei)河(he)等污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)廠(chang)出水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)進(jin)入其再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)采用(yong)(yong)MBR(膜生(sheng)(sheng)物反(fan)應池)和UF-RO(超濾-反(fan)滲透)等深(shen)度凈(jing)化設(she)施(shi)(shi)使(shi)最(zui)后產水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui))達(da)到(dao)地表(biao)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)環(huan)境質(zhi)(zhi)量(liang)標準(zhun)(GB3838-2002)III-IV類標準(zhun),補給(gei)奧林匹克湖(hu), 使(shi)湖(hu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)保持(chi)清(qing)澈美觀。這一成功經驗促使(shi)北(bei)(bei)(bei)京(jing)(jing)將(jiang)市(shi)(shi)(shi)(shi)區(qu)(qu)現有的(de)9座(zuo)城(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)廠(chang)全部建(jian)造(zao)再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang),并將(jiang)再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)主(zhu)要(yao)用(yong)(yong)作(zuo)市(shi)(shi)(shi)(shi)區(qu)(qu)主(zhu)要(yao)河(he)流的(de)補給(gei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)(yuan)。北(bei)(bei)(bei)京(jing)(jing)市(shi)(shi)(shi)(shi)區(qu)(qu)污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)回用(yong)(yong)工程實施(shi)(shi)后, 市(shi)(shi)(shi)(shi)區(qu)(qu)污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)率達(da)到(dao)90%, 污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)回用(yong)(yong)率達(da)到(dao)50%, 可(ke)以替代大(da)量(liang)清(qing)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資源(yuan)(yuan),主(zhu)要(yao)用(yong)(yong)于:生(sheng)(sheng)態景(jing)觀用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui),每年(nian)可(ke)為(wei)此提供6億m3再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)(yuan)。不僅使(shi)市(shi)(shi)(shi)(shi)區(qu)(qu)清(qing)河(he)、壩河(he)、涼水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)河(he)、湖(hu)城(cheng)河(he)等22條全長約245km河(he)道維持(chi)充盈的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)面(mian),而且還為(wei)圓明園、奧運公(gong)園、朝陽公(gong)園等14 處公(gong)園水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)面(mian)補充了新的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)源(yuan)(yuan), 大(da)大(da)改(gai)善(shan)城(cheng)市(shi)(shi)(shi)(shi)河(he)湖(hu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)環(huan)境。根(gen)據“北(bei)(bei)(bei)京(jing)(jing)再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)(yong)計(ji)劃”,準(zhun)備在(zai)2014年(nian)南水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)北(bei)(bei)(bei)調的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)進(jin)京(jing)(jing)之前,對全部污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)進(jin)行升級改(gai)造(zao),實現再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)利(li)用(yong)(yong)。據中(zhong)國水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)網的(de)調查報告,2008年(nian)北(bei)(bei)(bei)京(jing)(jing)市(shi)(shi)(shi)(shi)總(zong)用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)量(liang)為(wei)35.3億立(li)方米,其中(zhong)地表(biao)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)5.7億立(li)方米,地下水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)23.4億立(li)方米,再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)6.2億立(li)方米;再(zai)(zai)(zai)生(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)超過(guo)了地表(biao)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)用(yong)(yong)量(liang)[1]。
深(shen)(shen)圳(zhen)市(shi)(shi)(shi)計(ji)劃(hua)在7年內建(jian)造7座污(wu)(wu)水(shui)(shui)再(zai)生(sheng)水(shui)(shui)廠,解(jie)決(jue)7條城市(shi)(shi)(shi)河流(liu)的(de)(de)(de)景(jing)(jing)觀(guan)(guan)用水(shui)(shui)[2]。深(shen)(shen)圳(zhen)市(shi)(shi)(shi)正(zheng)在對現有的(de)(de)(de)污(wu)(wu)水(shui)(shui)處理廠(如羅(luo)芳、濱河等(deng))進行(xing)升級改(gai)造,使(shi)出(chu)水(shui)(shui)達到GB18918-2002(城鎮污(wu)(wu)水(shui)(shui)處理廠污(wu)(wu)染物(wu)排放標(biao)(biao)準)的(de)(de)(de)1A或更高的(de)(de)(de)標(biao)(biao)準,將其排入附近水(shui)(shui)體作為生(sheng)態景(jing)(jing)觀(guan)(guan)補給水(shui)(shui)。越來越多的(de)(de)(de)城市(shi)(shi)(shi)都對污(wu)(wu)水(shui)(shui)處理廠進行(xing)升級改(gai)造以(yi)使(shi)出(chu)水(shui)(shui)達到1A標(biao)(biao)準用作各該(gai)城市(shi)(shi)(shi)河流(liu)、湖泊和水(shui)(shui)庫的(de)(de)(de)生(sheng)態景(jing)(jing)觀(guan)(guan)補給水(shui)(shui)。可以(yi)說我國(guo)的(de)(de)(de)城市(shi)(shi)(shi)污(wu)(wu)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)再(zai)生(sheng)與(yu)資源化利用正(zheng)在迅速發展和普(pu)及(ji)中(zhong)。
但是(shi),對城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)雨(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)徑(jing)流(liu)(liu)(liu)的(de)收集、處(chu)(chu)理(li)(li)(li)、凈化與利(li)用,無論是(shi)從(cong)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)體污染(ran)防治還是(shi)從(cong)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)資源(yuan)開發利(li)用來看,至今(jin)仍未受到應有(you)的(de)重(zhong)視(shi),其(qi)(qi)研究和(he)工程實踐(jian)(jian)都(dou)遠(yuan)遠(yuan)落后于(yu)國(guo)際先(xian)進現(xian)況。國(guo)內外城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)排水(shui)(shui)(shui)工程的(de)實踐(jian)(jian)證(zheng)明,任何(he)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)只普(pu)及城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)污水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)而(er)不(bu)重(zhong)視(shi)和(he)實施(shi)雨(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)徑(jing)流(liu)(liu)(liu)的(de)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)和(he)利(li)用,是(shi)不(bu)能(neng)根(gen)本消除城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)體污染(ran)的(de)。國(guo)外一(yi)些城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)的(de)調查統(tong)計數據表(biao)明,在(zai)城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)污水(shui)(shui)(shui)普(pu)及二級處(chu)(chu)理(li)(li)(li)后,其(qi)(qi)河流(liu)(liu)(liu)的(de)BOD污染(ran)負荷的(de)40%-80%來自(zi)雨(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)徑(jing)流(liu)(liu)(liu)[3]。我國(guo)一(yi)些城(cheng)(cheng)市(shi)(shi)的(de)污水(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)率現(xian)已(yi)達到90%,但是(shi),其(qi)(qi)一(yi)些河流(liu)(liu)(liu)仍然污染(ran)較重(zhong),屬于(yu)劣V類(lei)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)。其(qi)(qi)根(gen)本原因就在(zai)于(yu)雨(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)徑(jing)流(liu)(liu)(liu)不(bu)經任何(he)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)便排入附近河流(liu)(liu)(liu)。
2、污(wu)水(shui)處理、與資源化(hua)利(li)用(yong)
縱觀(guan)(guan)我(wo)國(guo)的(de)(de)(de)(de)城市污(wu)水(shui)(shui)處理(li)(li)廠(chang),就會發(fa)現這樣(yang)不合理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)現象:采用的(de)(de)(de)(de)污(wu)水(shui)(shui)處理(li)(li)工(gong)藝(yi)先進,如(ru)AB、改進的(de)(de)(de)(de)A2/O、CAST、IKEAS、UNITANK、其(qi)它形式(shi)的(de)(de)(de)(de)SBR(如(ru)CSBR、MSBR)、MBBR、BAF(Biostyr和Biofor)等,與國(guo)外(wai)污(wu)水(shui)(shui)處理(li)(li)廠(chang)(如(ru)美(mei)(mei)國(guo)、德國(guo)、日本、韓(han)國(guo)等)相(xiang)比毫(hao)不落后,甚至更為(wei)先進和美(mei)(mei)觀(guan)(guan),而(er)(er)且(qie)(qie)其(qi)出(chu)(chu)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質良好,達到(dao)GB18918-2002的(de)(de)(de)(de)1B甚至1A排放標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)。但是,令人惋惜的(de)(de)(de)(de)是,這樣(yang)好的(de)(de)(de)(de)出(chu)(chu)水(shui)(shui)往(wang)往(wang)用一條(tiao)粗長的(de)(de)(de)(de)“尾(wei)水(shui)(shui)排放管道(dao)”排到(dao)幾(ji)公里(li)至十幾(ji)公里(li)以外(wai)的(de)(de)(de)(de)大(da)江大(da)河或(huo)(huo)近(jin)(jin)海中,而(er)(er)污(wu)水(shui)(shui)處理(li)(li)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)外(wai)面(mian)或(huo)(huo)附近(jin)(jin)卻有烏黑(hei)(hei)發(fa)臭(chou)的(de)(de)(de)(de)河道(dao)。為(wei)什么舍近(jin)(jin)求遠耗費大(da)量(liang)(liang)投(tou)資建造(zao)“尾(wei)水(shui)(shui)排放管道(dao)”,并且(qie)(qie)消(xiao)耗大(da)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)電(dian)能遠距離排放呢?!如(ru)果將這些(xie)符合1A或(huo)(huo)1B排放標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)的(de)(de)(de)(de)出(chu)(chu)水(shui)(shui),甚至達到(dao)或(huo)(huo)接近(jin)(jin)地表水(shui)(shui)環(huan)境質量(liang)(liang)標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)(GB3838-2002)的(de)(de)(de)(de)IV標(biao)(biao)準(zhun)(zhun)的(de)(de)(de)(de)優質出(chu)(chu)水(shui)(shui)排入(ru)其(qi)附近(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)烏黑(hei)(hei)發(fa)臭(chou)的(de)(de)(de)(de)河道(dao),并持(chi)之(zhi)以恒(heng),必將顯(xian)著改善這些(xie)污(wu)染河流的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)質狀(zhuang)況。
污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)的(de)出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)經過深度處理,出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質達到地表水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)環境(jing)質量標準(zhun)(GB3838-2002)的(de)4類標準(zhun),或(huo)景(jing)觀(guan)娛樂用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質標準(zhun)(GB 12941-91),即(ji)使是GB18918-2002的(de)1A標準(zhun),就可以排入附近河(he)道、湖泊或(huo)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)庫作景(jing)觀(guan)和(he)生態補給水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui),則會使水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)體的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)質得(de)到顯著改善。北京市清(qing)河(he)再生水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang)和(he)北小河(he)再生水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)廠(chang),前(qian)者采用(yong)(yong)MBR+臭(chou)氧氧化+活性(xing)碳過濾,后者經過MBR+ RO深度凈化獲(huo)得(de)的(de)優質再生水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui),以及奧林(lin)匹克村(cun)雨水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)徑(jing)流的(de)地層滲濾、凈化與(yu)收集,用(yong)(yong)于對奧林(lin)匹克湖的(de)補給,形成水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)清(qing)景(jing)美的(de)人(ren)工湖景(jing)觀(guan),是污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)再生與(yu)雨水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)資(zi)源(yuan)化利用(yong)(yong)的(de)成功范例。
北京奧林匹克湖(hu)(hu)水(shui)質(zhi)(zhi)多次取樣(yang)分析結果(見表1)表明(ming),只(zhi)要湖(hu)(hu)水(shui)中控制(zhi)磷濃(nong)度足夠低(di)(TP 0.01-0.02mg/L),即(ji)使氨氮(dan)(8.8mg/L)和總氮(dan)(20mg/L)濃(nong)度相(xiang)當(dang)高,水(shui)體(ti)依然清澈透(tou)明(ming),不(bu)會(hui)發生(sheng)藻(zao)類過(guo)度增殖。其它水(shui)質(zhi)(zhi)指標:BOD5=3.3 mg/L,高錳(meng)酸鉀指數(shu)(CODMn)5.4-5.6,COD 20-26.6 mg/L,渾濁(zhuo)度14.1NTU、懸浮物32 mg/L,pH 8.3-8.7,DO 5.3-8.2 mg/L。可見,即(ji)使水(shui)體(ti)中的(de)TN和NH3-N超出地表水(shui)環境質(zhi)(zhi)量4類1.5mg/L或景觀娛樂用水(shui)水(shui)質(zhi)(zhi)標準0.5mg/L(NH3-N),只(zhi)要TP保持(chi)≤0.02mg/L,湖(hu)(hu)水(shui)就(jiu)不(bu)會(hui)發生(sheng)藻(zao)類過(guo)渡增值和水(shui)華。

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