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水循环利用的方法范文1
关键词：水循环经济；开发利用；可持续发展；发展模式
水是重要的自然资源，是人类赖以生存和社会发展的必要资源。随着社会经济的发展，“水危机”日益显现，人们对于水资源的开发利用研究也经历了由低级向高级发展的过程。起初人们对水资源的研究仅仅局限于对水资源的开发利用，研究水资源的时空分布规律和运动规律，即着重于水资源自然属性的研究。随着人类的进步和社会的发展，特别是现代科技革命，使人们对水资源的研究产生了一个质的飞跃，逐步从水资源自然属性的研究过渡到水资源的社会经济属性研究，从社会经济系统的角度广泛开展对水资源合理开发利用研究，这些研究领域包括水资源与经济发展关系的研究、水环境安全的研究、水权水价的研究、水资源管理体制的研究等。随着水资源的日益短缺，以水资源的节约使用、清洁生产、水循环利用、污水资源化为核心的水循环经济理论与发展模式的研究逐渐成为当今水资源合理开发利用研究的最新方向。
1水循环经济的概念与特征
1.1水循环经济的概念
关于水循环经济的概念，到目前为止学术界并未明确提出，大多数是在循环经济的概念基础上，从城市或产业的角度提出了一些近似的概念。
陈琨[1]从实施水循环经济的模式方面，提出水资源循环经济应该至少包括两层内涵：一是在用水环节，对于跑、冒、滴、漏、污实现最小量化，最大限度地实现水的净化、回收、循环利用，达到或接近水的零排放；二是尊重自然界水的循环规律，在区域范围内，通过经济、工程技术、立法等手段调整水的时空合理分布和利用，维护水的自然循环系统，使水资源得以永续利用。张钡[2]从社会水循环的角度，提出了水产业循环经济的概念，他认为，水产业的循环经济应是一种在对水资源不断循环利用基础上的经济发展模式，其中污水处理资源化、减量化和无害化，是水产业循环经济的一条重要原则和标志。
正确而又合理的水循环经济定义是水循环经济系统分析、核算与制定水循环经济发展模式的基础。综上所述，在对水循环经济及其应用这一研究过程中，虽然各位学者给水循环经济所下的定义，规定的研究对象、研究范围等都有所不同，然而随着社会的进步和研究成果的大量问世，彼此间的差异将逐步缩小。本文认为，水循环经济首先是一种先进的水资源经济发展模式，它是建立在社会水循环系统分析的基础上，遵循循环经济的思想，按照水资源节约、水环境友好的原则，在人们在生产和生活过程中，在水资源开发利用的各个环节，始终贯穿“减量化、再利用、再循环”的原则，重视采用新技术、新材料、新工艺，并以完善的制度建设、管理体制、运行机制和法律体系为保障，提高水的利用效益和效率，最大限度地减轻和降低污染，来实现社会发展的最终可持续性。
1.2水循环经济的特征
根据水循环经济的定义，通过传统水资源利用模式和水循环经济模式的对比分析可以得出，水循环经济作为一种先进的经济发展模式具有如下特征。
1.2.1发展目标上追求效率、效益和可持续的统一性
水循环经济模式在发展目标追求水资源利用的效率、效益和可持续性三者的统一，要求水资源利用模式必须按这三大目标进行重新构建。
（1）效率特征要求水资源利用注重节水，节水应在不降低人民生活质量和经济社会发展能力的前提下，在先进科学技术的支撑下，采取综合措施减少用水过程中的损失、消耗和污染，提高水的利用效率，高效利用水资源。
（2）效益特征表现在中观上水资源配置的高效益，要构建节水型经济系统和节水型社会系统。例如，非农产业的用水效益大大高于农业，低耗水产业的用水效益高于高耗水产业，经济作物的用水效益高于种植业，这要求通过结构调整优化配置水资源，将水从低效益用途配置到高效益领域，提高单位水资源消耗的经济产出。
（3）可持续性是指水资源利用充分考虑了对生态环境的保护，不以牺牲生态环境为代价，这是水循环经济模式追求的最高目标。可持续性主要体现在宏观层面，要求区域发展与水资源承载能力相适应，塑造持续发展型社会；要求一个流域或地区量水而行，以水定发展，打造与当地资源禀赋相适应的产业结构；要求通过统筹规划、合理布局和精心管理，协调好生活、生产和生态用水的关系，将农业、工业的结构布局和城市人口的发展规模控制在水资源承载能力范围之内。
1.2.2管理环节上追求供水、用水和排水等环节的健康循环
发展水循环经济的最终目的是为人类提供健康的水资源生存环境，水循环经济要求水资源利用的各个环节和途径都应追求健康循环，且贯穿于整个水的社会循环过程中。水循环经济的健康、良性循环特征体现在水资源利用的各个环节中，需要贯彻以下三个基本原则。
（1）输入端的减量化原则（Reduce）。要求在供水环节，减少进入生产和消费流程的水资源量，即用较少的水资源投入满足既定的生产或消费需求，在经济活动的源头就做到节约水资源和减少污染。在生产中，要求采用清洁生产技术、节水技术和节水实践，从而减少生产过程中对水资源的需求量；在生活中，要求人们使用节水器具和采用节水实践来减少对水资源的过度需求，从而达到减少废水排放的目的。
（2）过程控制的再利用原则（Reuse）。为了提高水资源的利用效率，要求从上一工序或过程排出的水资源能够直接为下一工序或过程所用，水资源在生产过程中尽量多次重复利用。在生产中，要求企业采用清洁生产和先进技术，以便于排出的水能够不经任何处理就能为另一用途所用；在生活中，鼓励人们采取措施将生活水重复使用后用于冲厕、灌溉等用途。
（3）输出端的再循环原则（Recycle）。要求生产和消费过程中的污水重新变成可以利用的资源而不是无用的废水。废水资源化通常有两种方式：一是水资源循环利用后形成与原来相同的产品，二是水资源循环利用后形成不同的新产品，废水资源化后形成不同的产品可用于不同的用途。再循环原则要求水资源相关者将失去功能的废水恢复功能，从而可以再利用，以使水资源整个流程实现闭合。
1.2.3利用手段上追求科学技术、经济与行政手段的一体化
先进的科学技术是循环经济的核心竞争力，如果没有先进技术的输入，水循环经济所追求的经济和环境多目标将难以从根本上实现。水循环经济的技术支持体系由五类构成，包括替代技术、减量化技术、再利用技术、污水资源化技术、系统化技术等。
有效的经济政策是水循环经济发展的重要推动力和必要保障。水循环经济发展模式要求应充分发挥市场机制对水资源配置的基础作用，充分利用价格、税收和财政等各种经济手段，包括建立征收水资源税制度、上下游生态补偿制度、污水资源化税收优惠制度等，从而实现符合水循环经济发展要求的3R原则。
法律和法规作为一种强制手段可以有效地推动水循环经济的发展，也是所有发达国家普遍采用的重要手段。从目前法制建设的需要来看，我国在水循环经济立法中存在着很多立法空白，极大地影响了水资源循环利用的顺利进行，迫切需要制定新的法律法规来规范各种水资源利用的行为，例如：建立《节水型社会基本法》、《污水资源化利用管理条例》等法律和制度，是水循环经济发展模式在管理手段上的重要特点。2水循环经济国内外研究进展
在水循环的研究与实践应用方面，近年来许多国家和地区结合自己的实际做了大量的工作。这些国家和地区包括：澳大利亚、美国、加拿大、纳米比亚、日本、欧盟成员国以及西亚、非洲、拉丁美洲等国家。Asano等[3]认为水资源需求的数量和调配的范围随着人类生活与社会生产力的发展而不断扩大，一方面社会生产力的发展需要扩展水资源的调配范围；另一方面社会生产力的发展也提高了调水的经济和技术实力。Metcalf[4]从污水再生的角度系统论述了污水处理、处置和回用的基本原理。Beekman[5]从节水减污的角度系统论述了水体保护、循环利用的基本原理。Lund[6]对调水的成本与风险交易以及对自然、经济的影响进行了分析。Glenn-Marie[7]建立了国家层面水资源循环体系和水实物量核算投入产出表，并用于南部非洲国家（如纳米比亚）的水资源核算，进而分析水资源对各部门经济的影响，提出产业发展政策。
其中，澳大利亚无论在水循环研究方面，还是实践方面，都颇为成功。从1977年开始，澳大利亚有关部门便开始着手再生水项目的可行性研究，为了成功举办2000年悉尼奥运会，澳大利亚政府相继出台了《国家水资源管理战略框架》和《NSW城市和社区循环水利用导则》，并建立了相应的循环水管理机构、管理制度和标准；目前，在澳大利亚大约有500个污水处理厂，其中有一半从事循环水的开发，每年大约有150GL到200GL的废水被循环利用。2004年，在澳大利亚国会资助下，澳大利亚技术科学与工程学院出版了《澳大利亚的水循环研究》报告。这份研究报告介绍了澳大利亚当前水循环利用情况，主要强调生活和工业废水的处理程度和循环利用问题。报告讨论了一系列问题，既有国际的，又有国内的经验，并提出了未来水循环利用和管理的24条建议：水循环的定义、水循环经济的必要性、循环水的水权问题、相关制度和标准的修订和建立、循环水项目的可行性研究、循环水成本与价格方案与操作办法、对污水处理过程的技术创新、循环水项目的投融资方式、国家水资源管理机构改革、公众参与循环水项目的必要性等[8]。
随着水资源的日益紧缺，在中国，许多城市将废水循环利用作为满足日益增长水资源需求的一项重要的战略措施，对于水资源节约利用、社会经济系统水循环利用的研究也逐渐开展起来，但仍处于起步阶段，研究深度不够，成果较少。代表成果主要有：陈志恺[9]的“坚持科学发展观建设节水防污型社会研究”，贾绍凤[10]的“社会经济系统水循环研究进展”和陈琨[1]的“我国实施水循环经济模式的途径”等，这些成果对节水型社会的建立、社会经济系统水循环的研究方向、社会经济系统水循环的评价、水循环经济发展模式进行了研究。在实践方面，废水循环利用主要在以下几方面：农业灌溉，同时改善河流质量；作为工业冷却水；市政用水，如草地和树林；酒店和居民区冲洗厕所；经过处理的废水再利用于城市景观绿化；为了更加明确再生水项目执行的可行性，许多水资源短缺和污染严重的城市，如北京、天津、太原、大连和青岛，已选择部分地方和工业园区作为试点。
综上所述，随着水资源危机逐渐加剧以及人类对可持续发展目标的追求，传统的以“扩大水资源供给”为目的的工程水利管理方式以及对水资源不合理的开发、利用方式已经不能适应可持续发展战略对水资源合理开发利用的要求。传统的单一管理方式逐步向水资源与经济社会协调利用的循环经济方式转变，水资源与社会经济之间关系的研究也逐步由过去的单一水文学向多学科交叉延伸。
3水循环经济研究的新理论支柱
关于水循环经济研究的理论基础呈现出多学科交叉发展，可持续发展理论、物质代谢理论以及产业生态学理论逐步成为该领域研究的主要理论支柱。
3.1可持续发展理论
产业革命以来，人类活动对自然的两重性愈加明显，随着人口问题、资源问题、环境问题——即全球问题的提出，可持续发展成为我国，也成为全世界二十一世纪发展经济的主题。这就要求要将水资源合理开发利用提高到人口、经济、资源和环境共同协调发展的高度来认识。可见，“可持续发展”的思想将推进水资源的开发和管理，并由此构成未来水资源管理的新理论。
首先，可持续发展理论要求水资源利用要关注流域尺度或区域惊尺度的可持续发展。由于水资源与水环境系统以流域尺度为基本单元，可持续发展在协调水环境系统与经济系统的关系时，必须以流域整体思想为指导。恢复和逐步改善流域水资源环境系统的功能，是谋求可持续发展的必由之路。
其次，可持续发展理论要求定量描述并分析水环境系统与经济系统的关系，使得水环境核算研究成为当前水环境经济领域的最前沿课题。水环境核算包括实物量核算与价值量核算，实物核算是建立在水循环定量分析的基础上，用实物单位描述经济系统与水资源的输入输出关系；价值核算集中在水环境价值的内涵、类型及量化方法上，水资源价值核算将为水权、水价、排污权等水环境保护市场机制的形成奠定理论基础。
最后，可持续发展理论要求水资源利用从循环经济的角度考虑。循环经济作为生态效率高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少的经济生产模式，在全球范围受到广泛的重视，是对可持续发展的重要贡献。
3.2物质代谢理论
人类社会发展的实质是物质生产和消费方式在不同时期的动态演进，也是人类对自然世界不断进行改造的历史。早在19世纪中叶，马克思就曾注意到城市迅速发展导致养分循环代谢断裂的问题（MetabolicRift），并且指出人类社会与自然界之间存在着相互制约、相互影响的重要生态关联[11]。但这以后，很少有学者在此基础上进一步提出物质代谢研究的重要思想或分析方法。
直到20世纪60年代，Kneese与Ayres以及Leontief等经济学家重新意识到现代经济社会中物质代谢过程的重要性，明确指出应当尽早开展关于物质流系统的研究，并且基于经济学理论和投入产出方法分别提出了物料平衡分析的初步方法，用以解释经济系统的生产与消费以及外部性问题，从而推动了物质代谢研究开始逐渐应用于识别产业经济结构及其导致的环境影响。1988年Ayres首次提出物质代谢（IndustrialMetabolism，也叫产业代谢）的概念，并且指出所谓物质代谢就是现代经济体系运用劳动力要素将原材料转化为产品与废物的一系列物质过程的集合，这标志着物质代谢研究范畴正式确立并得到广泛认可[12]。
进入20世纪90年代，产业生态学的建立和进一步发展为物质代谢理论和成果应用提供了切实的理论依据，促进了现代物质代谢分析技术的发展与繁荣，使得人们逐渐认识到现有的物质生产和消费模式，即物质社会代谢的结构与组织形式，是导致人类社会与自然生态系统之间尖锐冲突的本质根源。由此，以优化或重组物质代谢过程为目标，从根本上转变现行经济结构使之更加符合自然生态规律，已成为实践可持续发展道路的主流方向之一。同样，水循环经济发展模式的研究也需要分析生产、消费等环节的水资源物质流代谢过程，从根本上提出符合水资源节约、高效的经济发展模式，因此，物质代谢理论成为了水循环经济研究的基础理论之一。
3.3产业生态学理论
产业生态学主要以物质和能量代谢为主要研究内容。其主要采用物质利用强度、物质生产力、循环利用率三种指标分析社会经济的物质代谢效率[13]。以生产部门的水资源为例，物质利用强度通过分析部门水资源消耗强度与其相应的经济产出在整个经济系统中所占比例，识别水资源利用效率；物质生产力则将水资源投入作为生产力要素之一，采用单位水资源的产品或产值指标来衡量水资源生产力水平。水资源利用强度越低、水资源生产力水平越高，说明经济体系对于水资源投入的依赖性越小，系统的封闭性越好；水资源循环利用率则用于表征经济系统内部产生的“废水”或“水污染物”的再循环、再利用程度，循环利用率越高，说明耗散损失进入环境的水污染物越小，经济活动对水资源、水环境的压力就越小，而系统的稳定性也越高。
应当指出，虽然自然生态系统的构成与运行模式为重新组织现代经济生产方式与消费提供了一个参照系，但是到目前为止产业生态学并未提出标准的社会经济发展模式来保证这一战略目标的实现，目前关注的焦点问题主要包括：（1）自然生态系统的资源代谢过程的组织和协调机理如何？对于现代社会的生产和消费以及污染物的循环利用有哪些现实意义？例如，水资源在社会经济系统中的代谢规律如何进行定量描述？如何提高废水循环利用率？（2）自然生态系统中的物质分解和再利用的方式有哪些？它们对发现水循环利用的新途径有哪些启示？例如，如何避免经济系统中污水回收和再利用过程本身也可能导致的环境污染？尽管产业生态学理论尚未发展完善，但是其提出的一系列理论方法为水资源的社会经济系统分析和循环经济发展模式制定提供了重要参考价值，使水资源循环经济按照自然生态系统的组成结构、运行规则重构社会经济系统成为可能和可行。4水循环经济研究新方法与手段
在对水循环与经济发展关系研究的方法上，由于水的流动与循环，水环境系统与水社会经济系统在不同时空尺度下进行能量、物质的交换并交互影响，现代水资源与经济发展关系研究必须从系统的角度出发，研究水环境系统与水社会经济系统的整体行为、演化规律及其相互作用，从区域、流域方面加强水资源循环、定量分析。为此，物质流分析技术（MaterialFlowAnalysis,MFA）与投入产出分析技术（Inputandoutput,I/O）成为了水循环经济研究的主流方法。
4.1物质流分析技术（MFA）
物质流分析是根据工业代谢和社会代谢的概念，依自然环境为经济社会系统提供的物质输入，通过加工、贸易、使用、回收、废弃等过程形成的系统内存储，以及返回到自然环境中的物质输出等环节过程进行各类物质统计。根据物质守恒定律，整个系统中的输入量应等于输出量与存储量之和。物质流分析中，主要衡量的是社会经济系统中的物质投入、产出和物质利用效率，只考虑通过研究系统边界的物质输入/输出流，而对系统内部的物质流动结构不再细化反映。物质流分析提供了关于环境与经济体系运行机制的整体理解，使得决策者能够确定关键问题所在、选择优先控制目标和相应政策方案，从而通过改善整个经济体系的物质代谢效率来解决生态环境问题。因此，物质流分析已成为20世纪90年代以来环境管理和政策制订的重要技术方法，广泛为发达国家和国际组织所采用[14]。
从物质流分析和水循环经济的相互关系来看，物质流分析的调控作用主要体现在以下几个方面：
（1）减少水资源供应总量。在社会经济活动中，需水的多少直接决定水资源的供应量和对生态环境的影响程度，水资源消耗的减少意味着水资源供应的减少，其对整个社会经济和环境的意义是极为重要的。通过物质流分析，可以发现各部门、各环节水资源输入量的多少，进而通过技术和管理手段，不断提高水资源利用率和增加水资源循环利用量。
（2）提高水资源利用效率。水资源利用效率反映了水资源消耗与经济发展之间的关系，其中生产技术和工艺是提高水资源利用效率的核心。通过物质流分析，我们可以分析和掌握水资源消耗和产值之间的关系，并通过技术、工艺改造和更新，减少水资源的消耗定额，达到尽可能少的水资源消耗获得预期经济与环境可持续发展的目的。
（3）增加水资源重复利用量。通过对生产过程的水资源利用的物质流分析，寻求提高水资源的重复利用率的途径，可以增加水资源的循环使用量，延长水资源的使用寿命，减少水资源的初始投入，从而最终减少水资源的投入量。企业内部、产业间的水资源重复利用，中水回用，雨水和污水资源化利用等都是提高水资源重复利用的重要内容和形式。
（4）减少最终水污染排放量。实际上，在社会经济活动中，通过提高水资源利用率、增加水资源循环利用量，不但可能减少水资源投入总量（新鲜水量），同时也可以实现减少污水排放的目的。因此，在发展水循环经济的过程中，可以通过提高水资源利用率和循环利用率，实行节约用水，达到减少水污染物排放的目的。
4.2投入产出分析技术（I/O）
投入产出分析起源于美国经济学家瓦西里•列昂惕夫的“投入产出分析”。列昂惕夫1931年开始研究“投入产出分析”，主要用于研究美国的经济结构，1968年联合国把它推荐为国民经济核算方法，现已在许多国家得到推广和应用。我国于1974年开始编制了部分产品的1973年投入产出表。一些省市和一些大中城市也编制了投入产出表。1988年底完成了国家1987年的投入产出表的编制工作。同时，各省、市、自治区（除、台湾外）也都编制了本地区的1987年投入产出表。这些投入产出表不同程度地为中央和地方各有关部门应用于管理、决策，并取得了显著成效[15]。
投入产出模型应用于资源环境问题的研究开始于20世纪70年代，Leontief和Ford[16]用投入产出模型研究空气污染问题，Carter和Ireri[17]用地区间投入产出模型研究加利福利亚和亚利桑那州的水资源调配问题，Thoss和Wiik[18]用投入产出模型研究水资源管理问题，Hendricks[19]用投入产出模型研究水资源的供需平衡问题，谢梅等人[20]用投入产出模型研究北京的城市水资源系统，陈锡康[21]建立了山西省水资源经济投入产出模型并研究水资源价值问题。
将水资源和环境问题纳入投入产出模型中进行研究，为观察经济活动的水资源消耗强度和水污染物排放强度（即计算水资源消耗系数和水污染物排放系数）提供了前提，同时也为进一步利用投入产出表的消耗系数，将水资源消耗和水污染物排放置于国民经济各部门的普遍联系之中，为水循环经济的物质流分析和价值流核算、循环水价格的制定等提供了良好的分析工具；此外，可以将投入产出模型与计量经济模型相结合，预测社会经济各部门未来水资源消耗量和水污染物产生量、排放量，根据水循环经济发展目标，提出产业结构调整的合理化建议，为水资源可持续发展经济模式的探索奠定了基础。
5水循环经济研究的重点问题
水循环经济研究的目标首先是建立科学的水循环经济理论体系；其次是技术体系适宜，经济保持适度发展；第三是选择合适的水循环经济发展模式；第四是要建立良好的水循环经济管理体制和经济运行机制，这也是今后一个时期水循环经济需研究的重点问题。
5.1水循环经济理论体系构建的研究
水循环经济理论体系的构建是水循环经济走向实践的重要基础，需要从以下几个方面着手：（1）不断地寻求理论创新，建立起符合社会经济规律的水循环经济理论与方法体系，从而更好地指导水循环经济发展的实践；（2）加强对水循环经济发展模式的研究和经济学分析，从而不断提高水循环经济模式的运行效率，促进水循环经济模式的推广；（3）加强对于流域、区域、城市和工业园区等水循环经济发展的长期分析，探索水循环经济发展的内在规律，并逐步试点示范，从而更好地服务于水循环经济发展战略与政策的制订；（4）加强对于水循环经济运行的多角度分析，如市场、价格、技术、规划、法律等，从而不断充实和完善水循环经济的内容体系；（5）加强水循环经济与相关学科的对比与借鉴研究，从而不断推进水循环经济理论的完善与发展。5.2水循环经济发展模式选择问题的研究
水循环经济发展模式的选择体现在水循环体系的各个环节之中，包括供水、生产和生活用水、污水资源化、雨水利用等。其目的很清楚，一是节水，减少对自然水资源的索取，二是减少排放，减少对自然水生态的扰动。水循环经济发展模式在人类实践中早有应用，如节水器具，节水的绿色建筑，还有各种中水的回用等。总体来看，对这些模式的研究和分析还不够深入，没有更好地提炼总结，尤其是从经济学角度的分析还有待加强。由于水循环经济概念出现的时间较短，还难以评价各种模式实施的效果，这也都需要加以系统分析[1]。
（1）节约用水模式研究。长期以来我国农业采用大漫灌的灌溉方式，用水量大，利用率低，浪费严重。可见，我国农业节水潜力相当可观，应大力研究和分析农业节水模式，通过节水灌溉和节水农业相结合的办法实现农业节水。要加强对工业行业节水的经济学研究，通过产业布局的调整和产业结构的调整，达到水资源节约利用和水环境污染控制的目的。在城镇，要加强水的循环利用研究，控城镇生活的用水浪费，减少城市给水管网和用水器具漏水损失，充分发挥节水的潜力。要研究和分析各种节水模式的成本和效益，通过成本和效益的比较，选择最优的节约用水模式。
（2）清洁生产模式研究。近年来，世界上大力推广清洁生产，广泛采用循环利用经过处理的工业废水。由于采取这一措施，20年来，日本和德国的工业用水的数量没有增加。美国钢铁业在每吨钢需要的280t水中，只有14t是注入的新水，其余用的都是循环水。至2000年，我国工业废水的重复利用率已经达到70%以上，但与世界先进水平的90%～95%相比，还有不少的差距。根据我国目前的工业用水效率预计，2020年我国工业的年用水量将由现在的1100亿m3增加到2000亿m3，增加用水量约1倍。这就要求我们必须重视工业用水过程的研究，多角度地选择清洁生产模式，改进工艺和流程，进一步提高多次重复循环用水，提高用水的效率。
（3）污水资源化模式研究。工业废水资源化的观念是对传统工业废水末端治理的革命，是工业废水治理的努力方向；城市生活污水的处理可以考虑变集中处理为分散处理，分散处理的主要场所是居民住宅的屋顶。通过在城市建立中水系统，将生活、生产污水处理之后再次使用，从而节约大量的日常用水。经处理过的回用中水，主要可用于冲厕、体育场馆、高尔夫球场、浇灌花草树木、清洁道路、清洗车辆或基建施工、设备冷却、工业用水及其他可接受其水质标准的用水。我国90%以上的城市水域遭到污染，城市污水（包括生活污水和工业废水）以每年6.5%的速度增加，预计到2020年城市污水产生量将达到600亿t以上。因此，污水资源化应是我国21世纪城市水循环经济的着眼点，需要大力研究污水处理技术水平和污水资源化应用的方向。
（4）雨水资源化模式研究。由于自然和历史的原因，在我国北方地区，尤其是西北黄土高原的部分地区极度缺水。按可利用水资源统计，当地人均可利用水资源占用量只有110m3，是全国可利用水资源占有量720m3的15.3%，是世界人均可利用水资源占有量2970m3的3.7%。目前在我国的西部地区有近1000万人的饮用水极度困难。数百年来，西部地区居民积累了丰富的雨水汇集和利用的经验，使他们得以在这里生存。面对发展的需要，这种传统的集水方式受到了资金短缺的制约。为此，今后需要大力开展对西北地区雨水利用方式、雨水利用投融资方式等方面的研究。
（5）海水淡化模式研究。我国拥有1万8千多公里的海岸线和300多万平方公里的海洋管辖区，海水利用和淡化是解决淡水紧缺问题的有效途径。据测算，中国城市的用水中约80%是工业用水，工业用水中约80%是工业冷却用水。如果能够用海水替代现有工业冷却用淡水总用量的30%，就可以使沿海城市节约近20%的淡水资源，同时减少冷却水对环境的污染。我国的海水淡化起步于20世纪60年代，目前在技术上还不够成熟。今后，需要加强对海水淡化技术、海水对工业设备的腐蚀、海水淡化成本与效益、海水淡化产业化等方面的研究，使海水淡化利用成为我国解决缺水问题的重要选择之一。
5.3水循环经济技术创新问题的研究
“节流”与“开源”是解决水资源短缺的两个主要途径，在水资源供应不断减少的今天，其核心在于水的循环利用，即通过污水资源化、雨水资源化、节约用水等措施，增加水资源的间接供应，尽量减少水的使用量，这样不仅可以减少无效需求，减轻供水压力，还可以相应减少污水排放和污水处理的负担，减少对环境的污染。为此，循环用水可以说是实现水资源可持续利用的重要战略措施。循环用水需要采取工程、技术、经济和管理等各项综合措施，特别需要不断更新的污水处理技术、节水技术与设备的支持。
技术创新是为了实现一定的系统目标，考虑系统内外客观因素的制约，对各种可能得到的技术手段进行分析比较，不断研究和寻找新的最佳方案。对水循环经济的技术创新研究，主要是从事技术科学的学者，要将水循环经济的理念与思路引入水的供应、输送、使用、排放、处理和回用等过程中，通过对循环过程中水资源消耗、水循环利用、污水处理、水污染排放的分析，提出减量化、再使用、再循环的工程流程或技术建议。
例如，在社会经济系统中用水部门与行业中，各用水部门与行业都存在节水技术与相关设备；在污水处理厂，要实现污水的资源化利用，必须不断更新处理设施和技术，以提高污水的处理水平；同样，要实现污水的循环利用，需要对饮用水、循环水的管道系统进行技术改造。从经济学的角度，还需要考虑不同技术项目的成本与效益，如引入新的生产流程与工艺以提高水循环利用效率所需要的投入及预期产出。对于企业和区域社会经济发展来看，还要对比分析采取水循环技术的长期成本和短期成本，从而确定水循环技术的可行性。这些工作，需要根据各地的水资源条件、经济社会发展状况、科学技术水平等因素，对各类循环水的技术和设备进行系统的分类，并提出相关的技术识别评价指标，以为水循环经济的发展提供理论指导。
水循环利用的方法范文2
关键词： 医院 再生水 循环利用
Abstract: The recycling of recycled water is the hospital's effective way to achieve energy saving. It should be widely applied in medical institutions and other departments and units because it has the advantages of low cost 、great benefit and promote universal. The rational use of recycled water not only has good economic benefits, but also has enormous social and ecological benefits.
Key words: Hospital Recycled water Recycling
节约水资源，减少医院污水排放量，实现节能减排降耗是每个医院都要遇到的问题。浙江省湖州市中心医院将医院污水处理流程进行改造，新的污水处理工艺增设一套净化设备，把经过常规处理后已达到排放标准的医院污水进行净化处理后，用于医院污水处理系统设备二氧化氯发生器的耗水，脱氯处理后用于绿化浇灌和建筑用水。
医院污水再生循环利用能显著降低医院用水总量，有效节约水资源，是医院实现节能减排目标的有效途径。
医院污水再生循环利用有严格的条件限制，但也可以根据使用目的针对性地用于一些水质要求不高的场合，如医院内厕所冲洗、绿化等。我院再生水主要用于消毒剂发生器（食盐电解产生二氧化氯的设备），即通过电解食 盐产生二氧化氯［1］，二氧化氯发生器每天大约需要500吨水用于电解食盐产生消毒剂，占医院用水总量的25%-30%。新的污水处理工艺对处理流程进行改造，处理后的水质标准达到再生水相应指标，电解食盐后连同消毒剂直接进入污水消毒池，利用过程安全，节水效果明显。
湖州市中心医院在2007年上半年，自行设计研发了医院污水处理及再生水循环利用系统即“湖州市中心医院污水处理中水回用工程”，主体设备是压力过滤净化塔，占地面积10m2，安装在医院污水处理区域。在医院污水无害化处理达到标准排放的基础上，将排放水“回炉”处理后进行再利用，成为医院的第二水源。至今已运行两年多，大大节约了医院的用水量和水费成本支出。
一、设计方案
（一）设计依据
设计依据包括：医院污水处理设计规范；污水综合排放标准和医疗机构污水排放标准；医院污水处理排放水的水质指标。
（二）设计原则
运行稳定，管理简单；运行成本低，使用寿命长，投资相对较少；设备布置合理、美观。
（三）设计水量
排放量：1800 t/d
（四）设计水质
水质标准：CODcr:≤50 mg/L; SS:≤10 mg/L; BOD5: ≤10 mg/L; pH: 6-9。
（五）设计用途
二氧化氯发生器用水；绿化浇灌用水；墙面、道路清洗用水；冲洗厕所用水；基建用水。
（六）控制要求
全自动控制。
二、工艺流程
原水是指医院已处理过的污水，经变频水泵供水，泵出口最高压力为0.4 MPa，实际供水压力不小于0.2 Mpa，过滤器配以多路阀组，实现定时自动反冲洗，反冲时间可自行控制，一般15～30分钟，一般每4小时反冲一次，每次30分钟，每天反冲6次，共3小时。为保持连续供水，在自动冲洗时段用市政自来水直接供水，过滤器冲洗完毕后，自来水供水自动停止，又切换到中水回用设备供水，如图1所示。
三、主要技术经济指标
表1显示，中水回用的能耗成本和人工成本每年是5.11万元；表2显示，中水回用设备等前期工程总投资约13.63万元，使用寿命估算为15年，每年折旧费用0.9万元左右，运行后每年维护以及中水检测等费用大约0.5万元，一年总的运行成本是6.5万元左右。污水处理中水回用系统运行后每天能节约自来水500~550吨，一年节约18.25～20.08万吨，按目前我市水价4元/m3，每年减少水费支出70～80万元，去除运转成本，净节省医院开支65～73万元。除了经济效益显著,更重要的是节约水资源、减少医院污水排放总量。
四、可行性论证
湖州市中心医院委托“湖州市工业和医疗废物处置中心有限公司”对“湖州市中心医院污水处理中水回用工程”项目进行可行性论证。中水回用的电气布置设计方案委托浙江省环境保护科学设计研究院设计。工程项目具有科学性、可操作性。
再生水使用安全可行性论证方法：采用再生水卫生安全评价方法，即评价再生水中病原体微生物对人体健康的影响―现实风险评价方法，以流行病学研究为基础，结合现有污水处理技术对病原体的处理效果，分析再生水回用的健康风险。
五、安装使用
（一）中水回用流程如图2所示
（二）中水检测结果
检测结果表明，医院污水处理设施出水pH值、CODcr、BOD5、SS、NH3-N浓度均符合GB 18466-2005《医疗机构水污染物排放标准》表2中的排放标准，同时符合设计方案中水质标准。水质标准高于“日本有害物质统一排水标准―生活环境项目”[2]。
六、实施成果
湖州市中心医院2007年全年用水总量是631646吨，2008年1月开始运行新的污水处理设备系统，2008年全年用水总量是556510吨，比2007年减少75136吨,首次出现负增长，环比下降11.9%。2007年、2008年用水量明细详见表3。
从表3中看出，医院的生产生活用水量年增长为24%，分析原因是医院建筑物的增加，业务量的扩大，医院员工及病人数量的增加所致。中水回用工程运行后，医院有了充足的第二水源， 二氧化氯发生器、绿化浇灌、路面墙面清洗、基建项目等用水，都通过医院的第二水源进行取水，经测算，每年节省自来水18-20万吨左右，直接节约水费支出70万元左右。节约了水资源，保护了环境，产生了显著的环境效益、经济效益和社会效益。
七、经验总结
通过在医院实施再生水循环利用的实践，从财务报表分析发现，医院的生产生活用水随着业务的增加同时增加，增长幅度与医院的业务总收入增长率相当，在20%以上。而二氧化氯发生器用水和其他用水采用中水循环利用后，直接减少了对上游水资源的需求量，每年节省自来水18～20万吨左右，直接节约水费支出70万元左右，而且随着水价的提升，经济效益越发显著。在本地区的其他医院已推广应用。
湖州地处杭嘉湖平原地区、太湖南岸，平原河网水系与太湖紧密相连，境内东、西苕溪是浙江省水系之一。湖州水体总量并不缺乏，但水资源环境不容乐观，水质主要为Ⅱ类至劣Ⅴ类[3]。国家环境保护部向媒体通报了2010年上半年全国环境质量状况：全国地表水总体中度污染，太湖、滇池重度污染[4]。而目前我国的生活排污处理水平和污染防治水平还相当滞后[5]，而且，废水排放量逐年增加，其中生活废水增速较快[3]，医院是生活废水的排放大户。
再生水是该院的第二水源，再生水的循环利用也是未来城市发展的必然趋势。城市污水再生利用是提高水资源综合利用率，减少污水排放，减轻水体污染的有效途径之一，再生水合理回用既能减少水环境污染，又可以缓解水资源紧缺，是可持续发展的重要措施。该院根据自身需要，对再生水进行循环利用，是局域改造低成本、收益高、依靠科技节能减排的有效尝试。
据有关资料统计，城市供水的80%转化为污水，经收集处理后，其中70%的再生水可以再次循环使用。这意味着通过污水回用，可以在现有供水量不变的情况下，使城市的可用水量至少增加50%以上。世界各国无不重视再生水利用，再生水作为一种合法的替代水源,正在得到越来越广泛的利用，并成为城市水资源的重要组成部分。
八、结束语
再生水循环利用是医院实现节能减排的有效途径。在医疗机构及其他部门各单位值得推广应用，具有成本低廉、效益巨大的优势。再生水合理利用不但有很好的经济效益，而且其社会效益和生态效益也是显著的。首先，随着城市自来水价格的提高，再生水运行成本相对较低，经济效益将会越来越突出。
其次，再生水合理利用能节约大量水资源，对城市的水资源紧缺状况起到了积极的缓解作用，具有长远的社会效益。
第三，再生水循环利用的生态效益体现在不但可以节约水资源，更重要的是能够大幅度减少医院污水的排放量，改变传统的“开采一利用一排放”的模式，实现水资源合理利用的良性循环，有效维持生态平衡，促进人类与自然、社会与环境的和谐。
参考文献
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[2]杨波,尚秀莉.日本环境保护立法及污染物排放标准的启示[J].环境污染与防治，2010,32(6):94-97.
[3]徐进,贾玉平,宁建荣.浙江省环境支撑经济社会发展现状及“十二五”时期趋势预测[J]. 环境污染与防治，2010,32(5):100-105.
水循环利用的方法范文3
【关键词】住宅建筑；节能；设计
目前，城市化的步伐越来越快，人们居住环境和水平也有所改善，高质量环境已经成为了现阶段的人们的追求，房地产的崛起加快了人们对好环境追求的步伐，为了满足人们的需求，越来越多的建筑崛地而起，但是，这也面临着资源的消耗问题，目前我国的资源并没有想象中那么乐观，因此，“节能、环保、绿色、低碳”成为了各设计者的追求目标。
一、住宅建筑节能设计的总体规划
住宅的节能设计存在着涉及学科广，专业针对性较强，在涉及前要先进行合理的规划，要始终将节能环保的理念贯彻在整个设计中，节能涉及的前提首先是环境的特点，包括地区的气候，天气状况，日照等各方面因素，《考工记》中“天有时，地有气，材有美，工有巧，合此四者，然后可以为良”，虽然设计理念相对现代有些久远，但是所蕴含的道理亘古不变，因此这是设计师长久以来所遵循的设计宗旨，遵循自然规律，因地制宜，这样才能将设计发挥到更好的水平。在涉及中，需要对住在的外观，朝向，还有空间的布局，等各方面的细节都要做到合理的规划，同样，也要根据所选择的环境特点选择相匹配的材料和周围的绿环，可行性的设计规划能够帮助解决许多的施工问题，还能够保证节能设计的有效发挥，减少能源的浪费，比如说，北方气候四级分明，冬季寒冷干燥，所以在设计中注重偏向采光好又能避风的一侧，夏季则相对炎热，因此，在住宅朝向的设计中，往往注重冬季选择采光好，夏季需要避免阳光直射，并且需要保持足够的通风环境，再者就是住宅的间距，住宅的间距往往取决于楼层的高低，设计师根据容积的大小来计算间距，以便利于通风。最后是对热环境的相关规划，住宅往往都是设计成南北朝向，这样避免了东西朝向存在的缺陷，但是在非常特殊的条件下，东西朝向的房间也要本着冬季朝阳且避风的原则，有利于控制围护结构的散热量【1】。
二、住宅设计中的节能设施
（一）外墙结构的节能设计
怎样降低外墙面热能的损失是在住宅设计中的重要问题。外墙维护结构是住宅设计中节能保温的环节，外墙维护结构的面积的大小关乎着节能保温的设计与处理，对住宅的室内的温度环境的控制和减少资源消耗有着重要的意义，现今的建筑设计运用了较为轻质高效的保温隔热的材料，在防水层和外墙以及屋面之间放置轻质高效的隔热层能够有效的起到隔热保温的作用，一般的隔热保温材料要遵循的标准是低容重、低吸水率、低导热系数。此外，将保温隔热层放置在防水层上，能够有利的保护好保温隔热的材料，能够使防水层因为环境问题所遇到的损坏有效的降到最低，能够尽量的延长防水层的使用寿命，目前，我国大部分的住宅建筑都是取用的坡屋面，可以将保温隔热，降低能耗和高效排水有机结合【2】。
（二）门窗结构的节能设计
消费者对住宅的窗户也存在着许多的要求，往往注重的是门窗的水密性，气密性和抗风压性这几个特点，与此同时，门窗的保温性和隔热性也是住宅是否舒适的重要原因之一，普通单玻实腹钢窗的保温性不高，气密性也存在着不足，基本上已被市场所淘汰，现今普遍使用的是内衬钢材窗框，甚至还有的客户已经采用了断热型铝合金窗，断热型铝合金窗能够有效的提高保温节能的效果，更好的发挥好住宅的舒适性。在设计中，导热系数是门窗主要考虑的重点之一，要降低门窗的导热性，还要增加玻璃的厚度，这样才能够合理的保证住宅设计的节能性【3】。现在的门窗的玻璃多采用的是中控结构玻璃或者是平板片结构玻璃，将隔框分开然后再进行密封，还有一种方式是在密闭的空间中放入干燥剂，达到内外温差的平衡，保持好窗户的洁净程度和透明程度，同时，由于密闭空间中空气无法流动，因而保证了窗户的保温性，再者也根据门窗洞口设计的大小来设计好窗户的大小。
（三） 水循环系统的节能设计
热水循环系统的设计主要围绕着节能、节水、环保为原则。将无污染，可再生的资源作为热水循环系统的主要热源，比如，太阳能就是最好的热水系统的主要热源，太阳能可以循环利用，并且绿色环保，充分的利用太阳能能够减少对煤电的使用量，在国外的许多国家都很重视太阳能的利用与开发，我国的太阳能资源相对丰厚，尤其是北方的地区日照时间长，强度也高，为太阳能资源的利用提供了得天独厚的自然条件，充足的日照为住宅的节能设计提供了有利的保障，现如今科技的发展，已经能够让太阳能在设计中占据了越来越重要的地位。 另外，地热能也是作为水循环的重要热源的首选，有些地热能充足的地方，能够有效的利用到取暖，空调等多个方面，此外，人们在生活或者生产中的余热废热也可以运用到热水系统中去，有效的做到节能节水。热水循环系统本着以循环节能为原则。干管循环是在循环系统中费水量最大的部分，而干管、立管、支管往往是费水量最小的部分，所以，有效的利用减压阀让冷热水达到平衡是很有效的方法，这样能够降低成本，达到节能的作用。采用中水处理系统，将人们在日常生活中产生的废水，污水进行技术处理，成为符合标准的再生水，这样能够除引用之外的其他方面达到循环利用的功能，缓解了用水紧张等多种问题，同时有效的循环利用了水资源，减少了水的浪费。
（四）强化绿化环境
绿化对空气起着净化作用，同时也美化了环境，在设计中，绿化的布置是不能忽视的，合理的增加绿化有助于改善热环境，从而降低能耗。大部分的居民区都再用了大型数目作为绿化的主要植物，比如说乔木，能够起到节能的作用。
总结
合理的建筑设计为人们的生产生活提供了更好的环境，随着国家的不断发展，人们与对住宅的重视程度越来越高，要求也越来越多，住宅已经不能够只局限于满足人们的居住了，更多的人们在遮风避雨的同时还追求着享受，这让现今的社会又重新的审视了建筑在人们的生活中所占的比例，目前，住宅建筑方面仍旧存在着许多的弊端，还需要不断的努力，只有坚持不懈的研究与发展，才能够更好的改变人们的生活环境，解决资源浪费是目前刻不容缓的大问题。
参考文献
[1] 吴蓉，熊耀清.关于我国新形势下建筑节能的思考[J]. 国外建材科技.2012，19（03）：19-20
[2] 陈伟，陈俊，武德胜.浅谈住宅建筑节能设计[J]. 山西建筑. 2013，10（01）：37-38
[3] 曹立辉，张津涛.住宅建筑节能技术浅议[J]. 天津城市建设学院学报.2011，12（05）：111-112
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水循环利用的方法范文4
【关键词】水利工程 计算机技术 价值分析
二十一世纪是信息化的世纪，计算机技术在社会各个领域得到广泛应用，常见的有汽车行业的定位导航、地质灾害中的预测分析、水利工程方面的管理分析等，尤其是后者，计算机与水利工程的结合，大大减少水文预测工作量，精确度上更高，计算机技术指导下的废水循环利用技术在很大程度上缓解了我国水资源紧张的压力，我国水利工程建设不断发展，取得理想的治理效果。
一、进行网络信息传输，实现资源分布共享
计算机完善的网络信息传递系统为水利工程中信息的交流与共享提供了可能，大大减少文件下达时间，在短时间内工作人员可以借助完善的信息网络获取最新的水利系统动态，了解最新的水利政策及要闻，上行下效，获得较好的执行力度，通过建立水利工程项目通讯网站，一旦出现紧急情况，迅速实现人员聚集与部署为抢险赢得宝贵时间。在2012年台风“海葵”到来前夕，水利工程技术人员借助计算机技术事先明显探测出影响海葵的相关运行情况，对“海葵”风暴的风速、云量及温度等有着清晰的掌控，对于“海葵”的运行路径与强度借助计算机网络信息通道及时与更新，通知部分区域提前做好防护工作，在水利工程中借助计算机技术的信息交流共享，能大大减少国家与人民的财产与生命安全。
二、组织开展水情、水文及水工的监测与预报
在水利工程管理中水情、水文及水工的监测预报是最基础性的工作，为水利工程的后期开展与问题探究提供指导与参考。传统的水情、水文及水工监测由人力完成，耗时长，误差大，一定程度上对水利工程的发展带来消极影响。随着计算机技术在水利工程中的普及应用，特别是计算机与水利工程相结合产生的水文自动测报系统可以提供当前时间段最可靠的水文数据，有效收集水文信息，进行水文信息的传递，我们根据水文自动测报系统提供的数据部署工作，预测旱汛期，提前做好防旱涝准备工作，减少灾情来临时的手忙脚乱。水文自动测报系统由三大部分组成，分别为水文站、雨量站及中心站，三部分协调工作借助无线系统进行各监测点雨量、水量及蒸发量的数据收集，参考同年月份雨量数据，绘制形成具有极大参考价值的月份雨量数据变化图，为下一季旱涝情况进行预测分析，提前做好下一步的工作计划与安排。将水文站与无线网进行连接，可以有效解决监测分散及数据采纳不方便等问题，降低工作强度，节约建设资金，其中监测站体积较小，安装简单，避免外接电路，保证整体系统运行安全、可靠。
三、优化档案管理，提升管理效率
水利工程中国档案管理涉及数据众多，操作繁琐，成为制约水利发展的重要方面。计算机技术与水利工程的结合，使得档案管理更加优化，大大提升原有管理效率，管理精确度也有明显提高。真正实现了图案档案的采集、存取、检索与传输。通过扫描仪的图片矢量处理，实现图形与文字的电子化处理，最终以光盘的形式进行档案储存。相对于传统的纸质档案存储稳定性更强，容量性更大，方便用户操作管理。借助电子文件夹形式进行层次分级，方便后期查询与检索，为后期水利工程管理提供真实的参考数据。此外，计算机档案管理安全性更高，通过严格的保密安全设置，只有特定人员可以查阅，为国家各项大型具有保密性的水利工程开展提供保障。在水利工程档案管理中引入计算机技术，无论是是操作上还是管理上都较传统的档案管理形式更先进、科学。
四、积极推进废水循环利用，构建和谐社会
随着经济的发展，人口膨胀，工业与生活用水猛增，在对水利工程设施造成巨大压力的同时，也引发了水循环利用的思索。就目前我国水资源的利用情况来看，人均水资源量低，长期的地下开采导致多种问题，严重者造成房屋倒塌。在客观因素的制约下，废水循环利用系统在资源节约中发挥了重要作用。计算机技术指导下的废水循环利用系统对废水进行净化分化，并重新投入使用，一方面缓解水资源紧缺的现状，另一方面减少污水排放量，增强环保力度，我国衍生该思路建设的南水北调工程利用先进的计算机技术，取得了不错的治理效果，北方旱情在很大程度上得到缓解。
五、推动水能开发，走可持续发展之路
当各种既有资源面临枯竭，生态可持续发展理念深入人心，开发新型水能，走可持续发展之路在我国得到了广泛认可与推广，三峡水库成为该思想指导下最为成功的水能开发案例。计算机技术指导水力生产，在汛期做到及时防洪，运用科学方法进行泄洪量的估算，积极做好农田防护；在旱期，可以进行蓄水抗旱，积极缓解下游的旱情，最重要的是巨大水位差下形成的水能带动发电，解决当地的供电问题，并由此并衍生出诸多经济性项目。传统的燃煤供电被新型水利发电所代替，在节约资源的同时，最大限度降低环境污染，积极推动环保型社会的构建。在先进的计算机技术的支撑下，三峡工程的开展实施为当地为全国造福谋利。
结束语：水利工程作为一项关乎国计民生的建设与开发项目，其因涉及内容众多，牵涉问题复杂，在管理与开展上难度较大。传统的水利工程管理与发展中人起了主要作用，但是在实际操作的过程中弊端也逐渐显现。随着信息化时代的到来，计算机技术在各行各业中得到推广与应用，为水利工程的发展提供了新思路。先进的数值计算、科学的数据预测、项目的研究估算、档案管理的优化高效等都极大地推动了水利工程的管理与开发，大型水利工程项目在计算机技术的辅助下相继成功开展，我国水利工程建设不断取得突破。
参考文献：
[1] 江英琴.基于日志复制技术的容灾系统研究与应用[J].电子技术与软件工程，2014，12：217.
[2] 唐然轩.论如何提高水利工程中计算机的应用[J].无线互联科技，2012，12：161.
水循环利用的方法范文5
关键词：重金属废水处理；循环利用；环保；水资源
在水资源严重缺乏的情况下，环境污染所导致的质量型缺水也日益严重。据相关数据统计，我国年均废水排放量为500亿m3，其中重金属废水占到了55%以上。加之重金属废水污染持续时间长，危害性大，因此一直是我国环保部门的重点关注对象。
1重金属废水的来源与处理现状
具体到我国工业生产来说，重金属废水污染主要来自于冶金、电镀以及采矿等行业。例如有色金属冶炼厂、电镀厂等即会排放大量的废水，其中含有各种重金属离子，造成许多重金属随着废水渗入到生态系统中。目前来说重金属废水的处理主要有化学法、物理化学法以及生物法三种。
1.1化学法处理重金属废水
化学法处理重金属废水是最为常用的一种，具体来说是利用化学方法将废水中的重金属离子进行中和、沉淀等，进而消除其毒性。例如在处理废水中的呈硫化物时，就可以在废水中投入硫化机，Na2S等；也可以采用铁氧体沉淀法，能够一次去除多种重金属离子；还有钡盐沉淀法处理含有铬金属的废水；也有采用电解法，利用电极让废水中的重金属离子发生化学反应，消除其毒性，但是这种方法对于电能的消耗较大。
1.2物理化学法处理重金属废水
物理化学法处理重金属废水，主要是通过物理与化学结合的方法，来提高重金属废水处理的质量。例如采用物理吸附法，可以借助吸附剂（活性炭、褐煤、风化煤）将废水中的重金属离子进行吸附。这种方法能够同时吸附多种重金属离子，但是也存在吸附剂使用寿命较短的弊端。另外一种重要物理方法即是液膜法，液体膜分散于重金属废水时,流动载体在膜外相界面有选择地络合重金属离子,然后在液膜内扩散，在膜内相界面上解络,重金属离子进入膜内相得到富集，流动载体返回膜外相界面，如此过程不断进行，废水得到净化。该方法工艺简单而且分离效率较高，但是稳定性较差。第三种是反渗透法和电渗析法。这两种即是相对可靠而且废水处理成本较低，但是对于浓缩重金属离子浓度有一定的限度。
1.3生物法处理重金属废水
在日常生活中人们发现水藻类等一些水生物能够起到一定的水资源净化作用，而且对一些重金属也有较强的富集能力。在此基础上，逐步发现放线菌、霉菌等都能够有效的吸附水中的重金属离子，然后以生物代谢的方式将重金属与生物体内的蛋白结合，进而实现重金属的沉淀。当然还有一些生物吸附法、生物沉淀法，具有成本低、易回收重金属的特点。综合来看，随着科学技术的进步，重金属废水的处理方法不断增加，但是每一种又个具优缺点。例如较为常用的化学沉淀法，虽然废水处理效率高，但是也存在废水回收利用困难的缺点。而其他活性炭吸附法、电渗析法等废水处理质量较高，但是也存在废水处理成本高的缺点，难以大规模的推广使用。因此成本低、废水处理效果好的生物技术，成为了未来重金属废水处理中的最优选择。
2重金属废水处理后的循环利用
目前由于技术条件和资金投入的限制，我国在重金属处理中大多采用沉淀法，虽然对于缓解重金属废水污染具有一定的作用，但是也产生了二次污染问题。因此在环保需求日益高涨的情况下，重金属废水“零排放”成为了政府和人民的要求。需要企业不断改进技术，多多引进现代的废水处理工艺和技术，减少重金属废水的排放量，实现水资源的循环利用，最终实现社会效益和经济效益的双提升。因此本文在结合生产的基础上，开发一种新型水处理活动因子，实现重金属废水的处理与循环利用。
2.1某金属冶炼企业废水特点
在本文研究中以某金属冶炼企业为例，对其废水中的重金属富含情况进行了研究，结果发现废水中的重金属离子较多，而且浓度高。因此采用常规技术进行废水处理的难度较大，净化后的废水PH值较高，无法达到排放标准。
2.2石灰中和工艺的改进
要实现重金属废水的循环利用，就必须改进现有的石灰中和工艺，有效解决废水循环过程中的钙离子导致结垢与腐蚀问题后进行循环利用。因此本技术将废水中钙离子的处理作为研究重点，在废水的底泥中投入一定的的聚丙烯酸（PAA）等。然后通过泥浆泵将混合底泥直接输送至石灰乳的投放池，在搅拌后与重金属离子发生反应，促进重金属离子的沉淀。形成的底泥在加入一定量的队等聚合物后开始新一轮的循环。改进工艺后发生的反应主要有：中和反应：H2SO4+Ca(OH)22H2O+CaSO4Ca2++2AsO2-Ca(AsO2)2水解反应：Zn2++2OH-Zn(OH)2Pb2++2OH-Pb(OH)2Cu2++2OH-Cu(OH)2Cd2++2OH-Cd(OH)2
2.3实验与检验
在获取以上反应后，本技术对某金属冶炼厂的重金属废水进行了实验，检验该技术在重金属废水中的应用。结果显示处理后的重金属废水PH值在8.5时，各重金属离子含量降低，符合了国家排放和企业循环利用标准。当PH值在9以上时，即可以完全达到国家标准，这一实验结果为进一步开展重金属废水的处理与循环利用奠定了坚实的基础。
3结语
水资源污染让本以缺乏的生态系统更加脆弱，尤其是面对重金属废水的污染时，更是需要我们不断创新技术，来提高废水处理的质量，实现重金属废水的处理与回收利用。本文在对常用废水处理技术进行论述的基础上，讨论了各个方法的优缺点，进而结合企业实际生产现状，对传统石灰石处理技术进行了改进，实现了重金属废水的高质量处理与达标排放。
参考文献：
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[2]张淑云.国内外水处理技术信息[J].工业水处理,2009,06:19+58+85+91-92.
水循环利用的方法范文6
电力工业部在“九五”电力规划中也明确提出,到2000年投入运行和在建的脱硫设备对应装机容量将达10000MW。控制火电厂SO2排放已列入电力工业发展的议事日程。在众多SO2控制工艺中,湿法石灰石－石膏脱硫是火电厂应用最为普遍的烟气脱硫主导工艺。但其产生的脱硫废水呈酸性,如向外排入需加入碱性物质来中和污染物。因此脱硫废水也成了废水处理领域一个需要解决的新问题。利用目前电厂渣浆浓缩后澄清水和烟气脱硫所产生的废水的特点,二者相结合,以废治废,达到降低成本的目的。
1电厂浓缩池澄清水再利用现状
目前,火电厂冲灰系统多数采用水力冲灰,其最大缺点是用水量大并含有多种污染物。随着水资源的日益紧缺,环保力度的加大,以及电力改革促使发电成本的降低,电厂的冲灰系统成为了节水节能、降低成本的主要对象。对冲灰系统的节水改造,目前主要是进行冲灰水的循环利用。在电厂中,最普遍的灰水循环利用方式有两种:一种是灰场水经灰坝、回水泵、回水池返回到厂内进行循环冲灰;另一种是稀浆冲灰到浓缩池,其溢流澄清水进行再次冲灰,浓浆输送到灰场。不论哪种循环运行方式,由于灰与冲灰水都有复杂的理化性质,因此,在循环冲灰过程中,经过不断接触,容易造成循环系统的严重结垢。多年来,虽然对回水循环系统研究比较多,但对浓缩池澄清水冲灰系统的研究却比较少。
2浓缩池澄清水的形成
由渣浆泵输送来的含有细粒物体的浆料,经槽架给入浓缩池中心部分某一深度处,料浆做均匀辐射状态向周边缓慢流动,在漫游中料浆的固体颗粒自上而沉降,最初由于浓度较低颗粒基本上做自由沉降,沉速较快的继而沉入浓积带,沉速较慢最后沉到下部一沉积带,也是浓度较高的压缩区,水分以沉降颗粒间隙中不断析出,在耙架连续回转时,沉积物沿池底的锥形坡面逐级推向池底的中心处,最后由该处的排料口排出,在耙架推进沉积物时,也是刮板对沉积物的一个压缩过程,这也大大的促使析水作用的加强,因而排出的沉积物是经过浓缩的料浆,池上部是澄清带,澄清水由池边溢流槽流入回水箱,经回水泵输送至锅炉冲灰使用。
3浓缩池溢流澄清水的冲灰特点
浓缩溢流冲灰系统一般流程为:渣浆池—渣浆泵—浓缩池(溢流水)—回水箱—回水泵—渣浆池。经此流程后,灰水比可从稀浆输送的1∶15～1∶20降至1∶3～1∶5,灰水经浓缩池二级制浆后,浓浆送入灰场,而60％～70％的灰水经浓缩池澄清后循环冲灰。
由于机组运行参数、除尘器型式、除灰工艺流程、燃烧方式、燃煤种类、冲灰原水水质及粉煤灰的理化特性等参数的不同,致使水力冲灰系统的基本状况差异较大,循环利用系统出现的问题也不同,解决方法也不同。如在不同的除尘方式下,浓缩池溢流水的pH值可以从3～12,甚至超过12,波动范围很大,在处理上差别也很大。
4冲灰水的水质特点及对电厂的危害
燃煤电厂炉渣和除尘器收集的飞灰一般都含有活性氧化钙(FCaO)等碱性物质,这是灰渣在水力输送过程中,由于FCaO等碱性物质的溶出,使冲灰水质恶化,pH值升高,Ca2＋浓度增大,同时含有重金属等污染物质,其结果是由灰场排出冲灰水水质超出国家规定的《污水综合排放标准》(GB8978－96)中最高允许排放限值。
冲灰水中的pH、F-超标,使冲灰水废水成为燃煤电厂又一污染源,不但污染水体,而且电厂必须承担巨额排污和超标费用。除此之外,由于冲灰水pH升高和Ca2＋浓度增大,冲灰水中HCO3－转变为CO32－,使冲灰水中的CaCO3过饱和并析出CaCO3沉淀。当这些CaCO3沉淀附着于系统内壁时,即造成系统结垢。它是干灰中游离CaO和冲灰水在水力输送条件下相互作用的产物。干灰中游离CaO溶于水,发生如下反应。
CaO+H2O=Ca(OH)2
Ca(OH)2=Ca2++2OH-
游离氧化钙从煤粉中的碳酸钙转移到管壁的过程。使系统阻力增大,输灰动力消耗增加,严重时危及电厂生产安全,而且电厂每年要支付数十万乃至上百万的除灰系统清洗除垢费用。因此冲灰水必须进行处理。
5浓缩池溢流水再利用途径
根据浓缩池溢流澄清水的特点,为了解决其pH值波动大、回水利用系统易腐蚀、结垢及堵塞等问题,国内外常用方法有以下几种。
(1)溢流水箱进行隔绝大气处理,即无碳水处理。首先,将回水与冲灰补充水在机械搅拌澄清池中进行混合、反应,然后进入无碳水池,通过无碳水泵进行冲灰。此法投资大,对运行的要求比较严格,且占地面积大,运行维护费用高。
(2)加酸中和pH。
加酸方式来中和灰水的碱性是根据酸碱中和的原理。虽然这是一种成熟工艺,处理工艺简单,但由于灰水量大,耗酸量多。加酸地点根据管道除垢地方不同,有的加到去灰场的排放口,有的为了方便起见,加在渣浆泵入口灰浆池中。不管在何地方加都要掌握一个量的问题,避免管道腐蚀洗漏。尤其在渣浆泵入口加酸时,当加酸量大时,一方面易造成渣浆泵的腐蚀,另外稍有不慎还易造成渣浆池中垢块的脱落,堵塞渣浆泵进口,给设备正常运行带来隐患;当加酸量小时灰场出口排水以及浓缩池澄清水又难于控制在排放标准规定的pH值范围内。加酸用量,宜以排水pH＝8．5左右来控制,即加酸中和至灰水中全部OH-碱度和1/2CO32-碱度为宜,以酚酞为指示剂时,中和到无色为止。所用的酸可以是HCl,也可以利用其它废酸来中和灰水碱度,达到以废治废的目的。不过要注意的是,废酸中所含杂质较多,选用前要作详细分析调查,以免一些重金属有毒元素随冲灰水一起排入水体,污染自然水源。加酸处理废水,除耗费大量酸外,还会增加灰水中SO42-和Cl-含量,即增加了水体的含盐量,这无疑对排放水体是不利的。
(3)在回水池前或回水管中加入阻垢剂,即阻垢剂法。该法具有投资少、易操作且效果明显的优势,但在浓缩池溢流水中的应用研究却比较少。这是因为一般的阻垢剂对水质中pH值要求比较苛刻,而浓缩池溢流水的pH值容易波动。为解决这一问题,通常的做法是先絮凝再阻垢,但这样处理的成本就比单纯阻垢高出几倍,而且已建电厂的场地也是一个制约因素。
(4)炉烟处理灰水。
用炉烟处理灰水有两种方式:一是采用炉烟中SO2;二是采用炉器中的CO2,但目的是相同的,都是利用它们吸收水的酸性来中和灰水的碱度,使之冲灰水pH值达到环保排放标准要求。
①炉烟SO2处理。
SO2+H2O=H2SO3=H++HSO3-=2H++SO32-
2H2SO3+O2=2H2SO4=4H++2SO42-
用炉烟中SO2处理冲灰水有一定的条件,燃煤要有一定含硫量,烟气中SO2含量低不行。
②炉烟CO2处理灰水也是利用酸碱中和的原理,影响处理效果的因素很多,它取决于烟气中CO2含量,又取决于CO2与灰水接触时间气水比、搅拦程度、水温和液面上CO2平衡分压。
因此,寻求一种既能适合浓缩池溢流澄清冲灰水特点又能阻止管道设备结垢并具有投资少、成本低的方法就成为一种研究方向。
6经以上分析
随着我国火电厂SO2排放治理工作的深入,大多数燃煤电厂均要上脱硫、脱硝系统,以除去烟气中的SO2、NOX等有害气体。因此可以利用脱硫形成的酸水去中和灰水中的碱性,以达到降低PH值的目的。
脱硫形成的酸水中和灰水的工艺原理为。
在除灰系统中,飞灰中碱性物质是通过冲灰水而造成环境污染和系统结垢的,如果在冲灰水中加入中量的酸性物质中和飞灰溶出的碱性物质,则除灰系统的冲灰废水水质超标和系统结垢问题便解决了。而通过脱硫塔的吸收液含有一定量的H2SO4和H2SO3。若用脱硫塔排出的吸收液作为冲灰水,当吸收液中含有的酸量与飞灰中含有碱量相等时,除灰系统的问题就解决了。另外,经过冲灰过程的吸收液,酸性物质被中和,可送回脱硫塔继续吸收烟气中SO2。这样相当灰中的碱性物质在脱硫系统中得到利用。在工艺流程中为满足除灰系统冲灰水的水质要求,脱硫吸收液的pH值控制较低。通过控制可以保持输灰过程中灰浆pH＜8．5和灰场排水pH＜9．0,达到防止除灰系统结垢和冲灰废水达标排放的目的。
脱硫形成的酸水中和灰水的特点为如下。
在实现烟气脱硫的同时,解决了除灰系统长期无法解决的系统结垢和排水pH超标的问题。这样,既利用了飞灰中的碱性物质,也利用了烟气中的酸性物质,以废治废,降低了运行成本。
目前,我单位在浓缩池澄清水再利用方面虽然达到了利用量,但灰水PH值仍然很高,除灰管道结垢严重,两年结垢有的管段就可达到50mm,必须花费大量资金进行全面酸洗以达到除垢目的,因此也可利用烟气中的酸根离子来中和灰水以达到防垢和水质处理的目的,不但可以脱硫还可节约费用,一举两得。
7结语
燃煤电厂浓缩池澄清水处理虽然有很多种方法,但每种方法都有一定的利弊,如中和法,虽然简单,但耗酸量大,同时增加水质中的含盐量,对水体不利。而利用烟气中的酸根离子来中和灰水的方法,来解决燃煤电厂灰水pH与结垢问题,值得深入研究并推广应用。
参考文献
