非传统水资源开发利用

非传统水资源的开发利用非传统水资源利用雨水利用海水开源中水回用直接利用海水淡化海冰淡化非传统水资源利用的主要内容1.1雨水利用概述•通过建造雨水贮留设施、通过下渗、回灌、屋面雨水拦截、蓄集、绿化工程等多种途径实现雨水资源化。•充分开发利用雨水资源解决城市水资源危机；涵养地下水、缓解和恢复地面沉降、调节气候、净化空气、强化城市绿化、改善城市排水系统等一系列生态环境效应。1.2雨水的利用系统组成方式直接利用，通常局限于屋面、人行道等清洁的下垫面产生的径流2）若屋面雨水处理后回用于生活杂用水，需优先考虑沉淀过滤等到处理技术。屋面雨水→格栅→初期弃流→雨水调蓄池→沉淀过滤→利用。•缺水地区也可以选择直接收集路面雨水，通过存储池存储，处理处理后利用。路面雨水水质一般较差，大多选择渗透以补充地下水。通过渗透管、渗透沟、渗滤槽等渗入地下土壤。雨水的间接利用广州国际会议展览中心屋面虹吸式雨水收集排放系统国内雨水利用部分案例上海民立中学屋顶花园（密集型）同济大学某停车场雨水利用的特点•与污水的回收利用相比雨水的利用处理工艺相对简便（主要是沉淀、过滤），用作为生活杂用水，可望部分缓解城市缺水问题。•同时，雨水的收集和利用能减轻城市防洪和排水系统的压力，减少排入市政管网和河湖的雨水量，从而节省排水设施的建设资金。•雨水利用通常不限于直接利用。除了以户为单位的生活杂用水系统比较简单之外，大规模的雨水利用系统存储设施费用昂贵，处理也比较麻烦。•间接利用运行费用低，仍然有明显的节水与环境生态意义。削减城市面源污染，是雨水利用的一个重要目的。定义：简而言之，就是将海水中的盐分与水分分离，得到淡水和浓缩盐水淡水海水浓缩盐水2.1海水淡化简介2.2海水淡化技术多级闪化法和反渗透法是海水淡化中的主流方法多效蒸馏法(MED)蒸馏法多级闪化法(MSF)蒸汽压缩法(VC)膜法电透析法(ED)反渗透法(RO)薄膜软化法(NF)多级闪化法和反渗透法，市场占有率超过八成2.2海水淡化技术反渗透法的进步复合膜能量回收采用芳香族聚酰胺为材料，与80年代相比，特征水通量提高2倍，盐的透过率为1/4，脱盐率高于99.3％。抗污染和氧化能力大大提高。反渗透过程中需要施加高压，浓缩盐水通常携带相当一部分能量，利用涡轮回收装置，将高压浓缩盐水的能量传递给进料海水，能回收大约50％的能量。2.2海水淡化技术2.3海水淡化的应用现状国外应用：全世界的海水淡化生产能力达到3500×104m3/d从地区分布来讲,海水淡化的生产能力大多集中在中东国家(约占2000年全世界海水淡化能力的52%)国外案例：西班牙加那利群岛其中的Tenerife岛，位于非洲西北海岸之外，是著名的旅游胜地。陆地面积约2067km2，常住人口约65万。年降水量仅330mm，一年很少下雨。在污水回用与海水淡化之间存在无法回避的比较：在这个例子中，虽然两者的应用差不多，但海水淡化前景更好，因为一方面岛上居民分散，集中收集和供给不容易。另一方面，虽然污水回用成本稍低，但海水淡水的水质更容易被人们接受。2.3海水淡化的应用现状国内应用：截止2006年6月底，我国建成投产的海水淡化装置总数为41套，合计产水能力12.039万m3/d。反渗透法以8.114万m3/d的产水量，排在第一位，约占68%；低温多效蒸馏法以3.3万m3/d的产水量，排在第二，约占27%。2.3海水淡化的应用现状3.1中水回用的内涵“中水”一词是相对于上水〔给水〕、下水〔排水〕而言的。城市污水或生活污水经处理达到一定的水质标准后，可在一定范围内重复使用的非饮用的杂用水称为中水。3.2中水回用的意义–缓解水资源的短缺，使自来水的消耗量减少–减少排向水域的污水量，降低了污水处理费用–存在明显的环境效益1物理化学法32中水处理技术生物化学法物化生化组合法4膜处理技术中水回用存在的问题水价机制不合理，中水回用费用相对较高中水设施投资大，中水系统运行不稳定人们没有认识到中水回用的重要性。运行管理费用高，运行管理水平不高中水回用在高校中的应用社会效益经济效益环境效益同济大学中水回用应用•同济大学率先推广中水回用系统，大学生浴室污水经过处理后可用于绿化浇灌，给学校池塘补水，还可利用淋浴废水的温度循环加热，此举不仅能大大节省水资源，美化校园环境，还能节约热能等资源。同济大学洗浴废水回用处理工程示意图污水处理率(%)020406080100北京天津上海重庆河北山西内蒙古辽宁吉林黑龙江江苏浙江安徽福建江西山东河南湖北湖南广东广西海南四川贵州云南西藏陕西甘肃青海宁夏新疆图5各省（直辖市、自治区）污水处理率全国污水处理率超过60%的省（直辖市、自治区）为北京、天津、内蒙古、辽宁、上海、江苏、江西、山东、重庆、云南和新疆。全国部分省（自治区、直辖市）的污水处理厂出水设计执行标准如表3-4表3-4污水处理厂出水水质执行标准情况表污水处理厂数（个）污水处理厂出水水质执行标准GB18918-2002GB8978-1976GB8978-88GB8978-1996GB8978-1997农田水灌溉标准CECS61:94CJ3025-93DB141399621171411544至2010年底，全国城市共有污水处理厂1413座。其中996座城市污水处理厂执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002），171座执行《污水综合排放标准》（GB8978-1996），44座执行地方标准。其中新疆和江苏分别有一座执行《污水综合排放标准》（GB8978-1976）的城市污水处理厂，表明其城市污水处理工作开展得相当早，江苏省的污水处理率达到91.4%，居于全国之首，新疆污水处理率也达到64.7%，高于全国平均水平7个百分点。全国污水处理厂出水设计执行标准如表3-4另外，一些污水处理厂出水水质执行《再生水水质标准》（SL368-2006）、《农田水利灌溉标准》和《城市污水回用设计规范》中《景观用水标准》（CECS61:94）。执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的污水处理厂有35座，污水处理厂出水符合一级A水质要求，315座污水处理厂出水符合一级B。对照《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A和《再生水水质标准》（SL368-2006）可以发现，一级A标准出水水质优于《再生水水质标准》（SL368-2006）。因此，全国再生水回用量可以高于再生水厂生产能力，因为一部分污水经处理后就可以直接得到利用。同时表明，在今后的污水处理回用工作中，应大力挖掘现有污水处理厂的生产能力，直接回用于能满足用水水质要求的行业用水。7城市污水处理回用（再生水）设施表3-5全国污水处理回用情况至2010年底，全国污水处理回用总量20.6×108m3/a，其中用于地下水回灌0.984×108m3/a，工业5.81×108m3/a，农林牧业5.06×108m3/a，城市非饮用1.01×108m3/a，景观环境7.80×108m3/a。2007年底，全国再生水厂127座，再生水管网1421.78km，再生水生产能力共计348.0×104m3/d区号污水处理回用量（万m3/a）再生水管道长度（km）再生水厂合计地下水回灌工业农林牧业城市非饮用景观环境数量座生产能力万m3/d196532.173968.3228910.3521101.995015.0037536.51917.6567198.49213346.009215.003700.00431.0023.90615.50332409.72151.207990.10680.001172.0022416.4264.20623.20422006.87526.406910.9011336.20236.572996.80208.36316.00515417.98523.802561.502468.109864.5868.9254.6062845.76190.501600.00117.00938.3752.8748.60723534.045195.694345.509607.041066.013319.8085.883681.36全国206092.549841.6158086.1550586.7310074.6877503.481421.78127347.75全国城市污水处理主要回用目标见图6020406080地下水回灌工业农林牧业城市非饮用水景观环境污水回用量107m3/a图6全国城市污水不同回用途径用水量◆目前污水回用主要用于城市景观用水、工业用水和农林牧业用水，用于城市非饮用水和地下水回灌的量较少。◆至2010年底，全国再生水管道总长仅为1421.78km，。◆目前国内对于再生水用于地下水回灌的安全性研究开展较少，对于长期生态安全没有明确结论，因此大多数城市对此项回用工作态度比较严谨，至2010年底，全国只有北京、山东（枣庄）、河南（周口、洛阳）、新疆（乌鲁木齐）四个省（直辖市）开展了再生水回用于地下水灌溉工作。8再生水厂及管道投资情况表3-6全国各省（自治区、直辖市）再生水厂及管道投资情况区号再生水厂再生水管道总投资（104元）地方财政投资（104元）中央财政投资(104元)其它投资（104元）总投资(104元)地方财政投资（104元中央财政投资（104元）其它投资(104元)1313966.45126593.6130317.00157055.84285359.2122585.54060.00158713.6255053.007322.0017220.0030511.002504.00364.00480.001660.00315023.809312.003860.001851.8010700.07520.002440.00740.00436105.002570.0013500.0020035.005192.00200.00800.004192.0052920.00002920.003580.001860.0001720.0061919.220419.221500.001862.360362.361500.007139413.632550.0026601.77110261.86114206.04617.001071.00108518.0全国564401.10148347.6191917.99324135.50423403.5137146.59213.36277043.6截止2010年底，全国再生水厂和管道投资情况调查统计结果如表3-6