污水回用技术在循环水系统中的应用研究
许春洋
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许春洋,. 污水回用技术在循环水系统中的应用研究[J]. 电力技术学报,2023.3. DOI:10.12721/ccn.2023.157021.
摘要: 当前的污水回用技术在许多工业较为发达的国家当中得到了非常广泛的使用,在我国的实际发展过程中,在污水的回用方面同样获得了非常大的成就,目前使用的污水回用技术是科学解决城市日常生活以及工业缺水的一个非常有效的途径,本文主要研究目前的污水回用现状以及应用较为广泛的污水回用技术,同时也对污水回用技术的实际发展趋势展开了研究。
关键词: 污水回用技术;循环水系统;资源化技术
DOI:10.12721/ccn.2023.157021
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1.循环水系统的实际使用特点

第一,循环系统排放的废水,在经过预处理后,要先将废水中的一些悬浮体加入到一个机械的快速沉淀器中,使废水中的一些悬浮体被过滤掉,从而减少后续浸泡过程中的堵塞和污染。在此过程中无助凝剂的机械式快速沉淀法,既节省了操作费用,又避免了助凝剂(PAM)对后续的膜系污染堵塞。第二,在经过了机械的加速澄清处理后,浸泡型超滤技术对来水中悬浮物质的容忍性比浸泡型超滤要高,所以可以在浸泡型超滤之前去掉一个过滤体系,这样就可以节约占地空间。第三,采用自动加快的沉淀器不需要再添加任何化学试剂进行软化,从而节约了设备的投入及操作费用。第四,向蓄水器内添加次氯化钠,并向蓄水器内添加一种需要在超滤入口管道内添加的盐酸,这种方法既可以减少污水的碱性,又可以有效的抑制自清洁过滤器、浸没式超滤膜和过滤器的内壁上的淤积,减少了堵塞情况的发生。第五,将浸泡型超过滤设备的膜外壳设计为碳钢板耐腐蚀结构,节约了设备的占用空间和设备的投入费用。第六,浸没式超滤网使用聚偏氟乙烯内置加强筋型中空纤维薄膜,在沉淀区进行修理时,将循环废水排放到浸没式超滤网中,在含高悬浊度的水体中,浸没式超滤网可以连续曝气机连续运转,避免了因超滤网破裂而造成的污染堵塞,保证了设备的稳定运转。第七,将自洁型滤芯及浸泡型超滤型反向冲洗污水排放到一个行业污水治理体系中,经过净化后,再补给到循环供水体系中;反渗透浓缩水的一部份排放到发电厂的燃煤发电设备中用作锅炉的洗涤用水,另一部份排放到工业区的污水处理厂进行净化。再循环水全流程的排放过程中,没有任何废水排放到工厂外面的大自然里。

2.废水处理工艺的开发与利用

2.1.高科技的纳米筛滤技术

在城市废水的处置回用阶段,要保证城市废水经过格栅网后能够高效地除去废水中的污染物,而且,废水经过折流复合,再经过人工湿地或流入多功能填料和径流卵石中,而污泥经过表面砂土层达到卵石层。与此同时,需要在出水区域进行沉降,最终利用折流式技术将废水滞留在人工湿地中,提高废水的资源化利用效率。此外,在折流复合人工湿地中,上清液在涡轮泵的作用下,会逐渐将污水引入到筛滤设备中,同时,在表层筛滤设备的作用下,曝气储水池内的气压也会逐渐增大,空气被多孔板切成多个鼓气桩,会让填充剂表面的污染物浮在水面上,从而对其进行高效的过滤。

2.2废水回用的实际使用途径

城市供水系统与市民的生活密切相关,经统计分析,城市供水系统中市民的生活用水只占40%,其余60%将用于其它方面。从这一点可以看出,在人类生活和生产中,水资源起着举足轻重的作用。所以,在新时代,由于城市生活废水的回收利用数量比较大,可以缓解缺水的情况,所以,污水回收技术也就成了一项非常关键的技术。本文结合我国城市生活废水回用工程的实践,提出了我国城市生活废水回用工程的具体实施方案。

第一,经过循环回用的水资源可以用于城市的绿地建设,从而达到循环用水的目的。但是城市的绿地是一个城市的一个重要组成部分,它也是一个城市发展的一个关键步骤,有很多绿地的植被需要更多的水,但是这并不需要较高的水质量,因此,可以利用污水的回用技术来解决绿地的用水问题。第二,适用于公路冲洗、园林绿化等,能很好地缓解目前的水资源紧缺问题。第三,适用于汽车冲洗,厕所冲洗等。在我国城市发展过程中,由于机动车数量的日益增多,车辆的清洗问题也逐渐引起人们的重视。用普通的水来洗车,不仅费用高,而且会浪费很多的水,而生活废水的回用,既可以解决日常的洗车需要,又可以减少生活用水的浪费。此外,厕所的清洗不需要太多的水,还可以采用水资源循环利用的方法,从而减少了水的消耗。在实践中,也可以建立双路供水系统,从而达到废水回用的目的。第四,建筑防火设计。因为建筑消防对于水质的要求非常低,所以说经过回用和循环使用的污水既可用作防火又可用作建筑之用水,极大地提高目前水资源的循环使用效果。

3.废水资源化的发展方向和亟待处理的实际问题

从废水的回用对象来分析,首先是从对水的质量要求比较低的生活杂用水、绿化用水、景观用水、循环冷却用水开始,然后随着发展逐渐到了回用于饮用水、化学脱盐用水和锅炉给水等。我国的生活污水回用已开展20余年,在城市化进程加速的背景下,相关单位对其进行了相应的生态风险评价,并对其进行了微生物的研究,从而有效地防止了生活垃圾中的重金属等污染物的累积与富集,对循环、回用的污水资源的可持续利用、促进城市化进程、促进城乡统筹发展具有重要意义。

从废水回用技术的发展趋势来观察:第一,采取一种技术上切实可行,且具有一定的经济合理性的综合处理方式,尽量实现污水的循环利用。第二,开展固定化微生物技术的研究,重点是研发新型絮凝剂和共凝剂。第三,由于现有的氧化技术在微量、难生物降解性有机污染物方面具有较大的优越性,需要进一步探讨其作用机制和各种微量有机污染物的交互作用,并在联合过程中加大其消毒剂的研发力度,减少其毒性和危害。第四,膜技术受到膜材料和清洁膜材料发展和使用的制约,在纳米技术的发展和升级中必须积极研发新型膜材料和高活性的环境催化剂材料。膜的清洁技术不应该只限于酸洗或碱洗,紫外线、超声波、微波等能量形式,它们可以引起膜表面污染物的性质、状态或成分的变化,从而导致膜表面污染物的脱离。第五,加大对生物填充剂的研发力度,例如,通过微生物的磁效应来提高填充剂的物理性能,使得填充材料自身能够带有相对来说比较微弱的磁场,刺激相关的微生物能够具有更加良好的生长代谢。使得新生的菌膜可以更好地附着在填料的表面。第六,在中国的快速城镇化过程中,新型生态乡村的发展也起着重要的作用,相应的,大型的水管网络铺设将会落后,为了实现污水的循环利用,这些区域会更倾向于小型的一体式再生水处理机。在关于废水回用的运作经费和筹资的方面,当前废水回用项目大部分都是由国家出资建设和运作的,但是伴随着此类项目的规模和数量越来越多,仅仅依靠国家的财力是无法应付日渐崛起的废水回用的发展,这将会对该行业的发展造成不利影响,因此,必须要在最短的时间内构建一个与市场化相适应的多元化的投资体制,为其提供充足的资金。要对以市场融资为主要方式,或者是使用 BOT方式进行,对不同的所有制经济进行激励,让它们能够积极地参与投资和运营,从而达到投资主体多元化、运营主体企业化、运作管理市场化的目的,最终形成开放式、竞争性的建设运营格局。

4.小结

因为我国在实际的经济发展过程中面临着较为严重的水资源紧缺以及生态环境恶化的现实情况,这就为当前我国污水回用技术的发展以及创新都提出了更加严峻的挑战。为了能够更进一步地降低城市在发展过程中所实际面临的生态风险,实现城市自身的可持续发展,一定要能够将污水回用技术应用在循环水系统当中,促进污水的合理回用,应对水资源困境。

【参考文献】

[1] 林广晓. 污水再生作为循环水系统补充水的应用研究[J]. 石油石化绿色低碳,2020,5(5):63-66.

[2] 龚卓仪,吕骏腾,杨帆. 新无磷方案在炼油污水回用循环水系统成功应用[J]. 广东化工,2021,48(16):202-206.

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