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发表于 2007-7-7 11:31:52
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3 国外市政景观环境再用
国外市政景观环境再用通常主要可以分为非限制性娱乐用水、限制性娱乐用水、观赏用水。非限制性娱乐用水即在再利用过程中,人与景观环境水有所接触,因此有必要对这样的水进行高级再生处理,如泳池用水等;限制性娱乐用水即在再利用过程中,人体与景观环境水不直接接触,这样的水通常只需二级处理即可,如钓鱼、划船等用水;观赏用水一般指观赏性景观环境再用。通常对人体频繁接触的景观环境水需严格控制大肠菌群浓度。
国外城市污水处理后作为河道、湖泊观赏用水的研究,早在19世纪30年代就已开始。美洲的美国、亚洲的日本、大洋洲的澳大利亚等是开展此项再生较多的几个国家,并建有很多世界知名的工程;非洲的南非也有这方面的实例;欧州各国的再生主要是用于城市绿化、景观灌溉、工业及市政杂用,且这些国家的河道和湖泊的水质较好,市政景观环境再用工程较少[11]。其他国家如沙特阿拉伯、以色列、墨西哥等国家也有这方面的研究与实践。总体而言国外开展的市政景观环境再利用,由于对排入景观水体的氮磷指标进行严格的限制,且污水处理厂绝大多数采用了深度处理工艺,部分再生水甚至使用活性炭过滤、臭氧消毒、加氯除氨等工艺,较好地控制了水体富营养化现象。
3.1 美国
美国的市政景观环境再用以加利福尼亚、佛罗里达州、俄勒冈、德克萨斯、内华达、亚利桑那等州的工程实践为多。
Padre Dam再生水厂位于加利福尼亚州圣地亚哥城,始建于1961年,为当时美国将城市污水再用于限制性娱乐用水(主要指钓鱼、划船、观赏湖泊用水等)的首例再生工程。再生水厂于1997年进行工艺改造。总再生量为1万m3/d,约4000m3/d的水用于补充Santee Lakes地区公园内的7个湖泊(共约190亩)的蒸发补充水,提供湖泊水域的娱乐用水,该公园同时为野生动物提供栖息地;另有约4000m3/d通过25英里长的管线接至整个区域内约140个回用点;其余部分水送至Santee Lakes 地区西南部的水库储存以备用。经过改造后的再生水厂采用Bardenpho工艺,与原先的普通活性污泥法相比,由于厌氧、缺氧、好氧环境的交替存在,极大地提高了生物脱氮除磷的效果。出水水质完全优于加州规定的限制性娱乐用水的标准,其中总大肠菌群小于2个/100mL,BOD5<15mg/L,SS<10 mg/L,最小余氯量一般保持稍高于1mg/L,这样的余氯量既可以保证一定的杀菌效果,又可以避免对野生动植物造成明显的影响。同时用再生水补充湖水,为该区的野生动物繁殖提供了良好的环境;改良的Bardenpho工艺有效降低了水中的氮磷营养物浓度,可以减缓湖区富营养化现象;减少排放海洋的淡水量,保持圣地亚哥附近区域的海洋生态环境;为城市提供再生水,节约了城市淡水资源;防止该地区进一步干旱化。从1961年以来,Santee Lakes地区的景观环境再用,从自然风景的观赏湖泊发展到夜餐划船等娱乐性湖泊,从季节性游戏式钓鱼发展到允许食用的钓鱼,至1965年6月,在湖泊的最上游建立了游泳区,该再生工程的成功,为全世界城市污水再生利用于景观娱乐用水树立了典范[11]。
Donald C.Tillman污水再生厂位于加州Van Nuys,Sepulveda Basin,该区属于半干旱地区,水资源缺乏。二级处理及再生规模为28万m3/d。再生水利用于2.25平方英里的Sepulveda Basin娱乐区,包括野餐、钓鱼、湖泊用水、225英亩的野生动物保护区用水,同时为6.5英亩的日本公园提供瀑布、景观灌溉、养鱼用水。污水经过格栅、沉砂、初沉初级处理之后,进入普通活性污泥法曝气池,出水经絮凝、砂滤、加氯消毒、脱氯后即可利用,达到了加州地区非限制娱乐用水水质标准。平均出水总大肠菌群小于2.2个/100 mL,单个水样的出水浊度小于2 NTU。该再生工程减少了向洛杉矶河的污染物排放量,减轻该河流的富营养化程度,节约了大量的新鲜水使用量。再生工程也极大地提高了该地区的休闲和娱乐价值,吸引众多游客前往Sepulveda Basin娱乐区和野生动物保护区,发展了当地的旅游经济。
德克萨斯州原水供水工程位于德克萨斯州欧文城Las Colina区,该区是一个面积达4800公顷的高级开发区,区内主要为高级住宅区、高档写字楼、豪华旅馆及高尔夫球场。再生工程于1987年6月起首次建成,再生水主要来自于中心污水处理厂的高级处理出水附近的Trinity河的河水,该工程规模为6.5万m3/d。中心污水处理厂的进水经格栅、沉砂池、初沉池、传统活性污泥工艺、二沉池、过滤、活性炭吸附(必要时使用)、加氯消毒处理后,即泵入Remle湖,该湖中的部分水提升至乡村高尔夫俱乐部的储水湖,部分用于高尔夫球场的灌溉,其余提升至Carolyn湖,在那里与来自Trinity河的河水相混合(混合比约为2?U1)。湖中同时设有多台中心管式曝气器,一方面可以提高湖的同化能力,另一方面可以使河水与高级处理水充分混合。Las Colinas区共有19个相连通的湖,河水与污水处理厂的出水在任何一个湖中混合时,可以通过控制湖的高度的方法使得混合水能够流至所需要的湖。经过中心污水处理厂高级处理后的再生水进入Remle湖,其BOD5和TSS分别低于10 mg/L、15 mg/L,总大肠菌群<3个/100 mL,浊度低于3 NTU,这些指标均能够达到德克萨斯州限制性景观、娱乐用水的要求[10]。该再生工程极大提高了当地景观湖泊的观赏性,同时部分湖水可用于附近的高尔夫球场或公园绿化的灌溉,获得一举两得的效果。
3.2 日本
日本国土狭小,四面环海,人均年降水量仅为世界平均降水量的1/5。是一个淡水资源极为匮乏的国家。早在1962年日本开始了污水再利用,70年代初见规模。日本的再生利用对象主要为景观河道用水、工业用水、冲厕用水。其中景观环境再用部分约占再生总量的10%。90年代初,日本在全国范围内对污水再生利用的可行性进行了深入研究,在严重缺水地区大力推广污水再生利用技术。在1991年日本的“造水计划中”,明确将污水再生利用技术作为最主要的研究内容加以资助,并开发了很多污水深度处理工艺,在新型脱氮除磷技术、膜分离技术、膜生物反应器技术等方面取得了很大进展,建立起以赖沪内海地区为首的一批“污水再生厂”。日本从1985年到1996年用再生水复活了150多条城市小溪,改变了市区河道污染严重的局面。
日本大部分地区利用处理后的再生水恢复受污染的水体,修复和保护水资源,东京将部分城市污水处理后再输送至河流上游,作为城市河道景观用水。大阪市目前运转的十几个污水处理厂中有5个主要用于改善污水厂附近居民休闲场所的水环境。其中中滨污水处理厂的深度处理出水用于大阪市护城河的补充用水,并为水鸟繁殖提供了适宜的场所,平野污水处理厂向没有固定水源的市内河流今川、驹川、细江川提供经过深度处理的补充用水。
东京郊外的Nobidome河原本是一条美丽的河流,随着河流源头的迁移,1976年后完全干涸,随后演变成一个排水沟,严重影响河岸两边居民的生活。20世纪80年代,东京市利用Tamajyo污水处理厂的再生水重新恢复该河流的原状。污水处理厂采用A/O工艺,出水经过砂过滤再利用于Nobidome河流,一年内,虽然河流流量得到恢复,但带来了下列问题,如滋生蚊子,在漩涡和急流处产生泡沫,夏季藻类疯长,雨天或多云季节常有微臭的气味产生,河水带有绿色。鉴于这种情况,Tamajyo污水处理厂对三级处理工艺做了部分改进,增加了加氯消毒装置,此举有效控制了气味和色度的问题,然而,太多的余氯也破坏了小河的生态平衡。为此,在1989年该厂再次改进原有三级处理工艺,将化学絮凝、臭氧氧化补充到原有的砂滤工艺中,即组合成化学絮凝、砂滤、臭氧氧化工艺,其中化学絮凝投加聚铝10~15 mg/L,臭氧消毒的投量为5~10 mg/L(视水质进行调整),1992年该工艺的出水水质可达BOD5:1 mg/L,CODCr:7 mg/L,磷:0.4 mg/L,氨氮:6.9 mg/L,总氮:15.3 mg/L,大肠菌群:检测不出,完全达到景观环境再利用的要求[12]。运行多年来,Nobidome河流水质得到极大改善,恢复了原有生态。
3.3 其他国家
澳大利亚的Adelaide市将污水和屋顶雨水收集起来经过处理再利用于湖泊补给水、水景、景观灌溉、卫生间冲洗,以缓解该市Mawson湖区居民、大学及工业用水紧张的局面。冬季多余的再生水和雨水存储于地下含水层(同时可起到修复作用),以在夏季提供高峰灌溉期用水或作为景观水体蒸发的补充水[14]。
在南非,再生水在协调需水和可供水之间的矛盾方面起着关键性的作用。1956年的水法要求除再利用于有益的目的外,其余的处理水要返回到原河流,为满足此要求南非鼓励引进高水平的处理工艺。现在再生水已成为许多河流基本流量的稳定组成部分[14]。南非的Hsrtbeespoort水库,接纳了该区约50%的再生水,这些水将提供给Pretoria和Jihhannesburg,既作为观赏性湖泊用水,又可作为饮用水水源。
参考文献
[1] [美]林宜狮. 水的再生与回用. 中国环境科学出版社, 1989.
[2] 水利部官方网站. 2002
[3] 中国城市建设统计年报. 建设部. 2001
[4] 陈立. 城市污水回用人工水体的探讨. 中国给水排水, 1999.9.
[5] 张韵, 曲际水. 北京市水资源可持续利用的重大举措——城市污水资源化示范工程. 新世纪中—欧大城市发展学术研讨会, 2001.9.18
[6] 徐强, 刘晓松, 唐炎等. 天津纪庄子污水再生回用试验与工程设计. 中国给水排水, 2003, 19(7): 97-99
[7] 沈晓南. 中水回用推动污水资源化. 21世纪国际城市污水处理及资源化发展战略研讨会论文集, 2001.11: 226-229
[8] 江雄志, 李超等. 石家庄市污水回用现状及发展构想. 中国给水排水, 2001, 17(9): 62-64
[9] 邹平, 江霜英, 高廷耀. 城市景观水的处理方法. 中国给水排水, 2003, 19(2) 24-25
[10] U.S. EPA. Manual Guidelines for Water Reuse. 1992
[11] European Environment Agency. Sustainable Water Reuse in Europe. Environment Issue Report No.9, 2001.
[12] 郭茹, 贾海峰. 污水回用大势所趋?D?D关于北京市污水回用的思考. 北京水利, 200, 5: 42-44
[13] Nagharu Okuno. 废水重复使用在东京全面贯彻. 给水与废水处理国际会议论文集, 1994, 785~789.
[14] John Anderson. 国际水回用实例研究. 21世纪国际城市污水处理及资源化发展战略研讨会论文集, 2001.11: 45-49 |
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