我國人口眾多,人均水資源擁有量為2200m3,僅為世界平均的1/4,因此,我國是一個(gè)嚴(yán)重缺水的國家。目前,黃淮海及內(nèi)陸河流域有11個(gè)省、市、區(qū)的人均水資源擁有量低于聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展委員會(huì)確定的1750m3用水緊張線,其中有9個(gè)地區(qū)低于500m3的嚴(yán)重缺水線,水資源不足已成為制約我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素之一。下面重點(diǎn)來講講云南廢水處理再利用的必要性。
造成我國水資源不足的重要原因是用水效率低下和污水排放量大。我國工業(yè)用水的取水量占全國取水量的20%以上,僅次于農(nóng)業(yè)取水量,居第二位,約為生活取水量的二倍。全國污廢水排放總量約620億m3(不包括火電直流冷卻水),其中工業(yè)廢水約占66%。2003年我國萬元GDP用水量為465m3,是世界平均水平的4倍,顯示我國水資源利用方式粗放,用水效率低下。統(tǒng)計(jì)還表明,我國工業(yè)萬元增加值用水量是發(fā)達(dá)國家的5~10倍,水的重復(fù)利用率為50%,而發(fā)達(dá)國家已達(dá)85%。
我國的工業(yè)用水效率低下,廢水排放量大與我國水資源條件極不相適應(yīng),為了使我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)能科學(xué)持續(xù)的增長與發(fā)展,改變目前水資源利用的粗放方式,挖掘工業(yè)廢水處理再利用的潛力,提高工業(yè)用水效率,將工業(yè)廢水作為新的水資源予以開發(fā),是擺在我們面前的一項(xiàng)緊迫任務(wù)。以下就工業(yè)廢水處理再利用的若干問題提出個(gè)人看法,進(jìn)行探討,以互相交流。
1、從國內(nèi)外廢污水處理再利用現(xiàn)況看云南廢水處理再利用的可行性
目前國內(nèi)外已有許多成功的污水處理廠出水供工業(yè)再回用的實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)。
國外:美國加利福尼亞Richmond的Chevron煉油廠利用市政水區(qū)的再生水用作工藝?yán)鋮s水;澳大利亞將污水處理廠的出水進(jìn)行微濾和反滲透、脫鹽深度處理后,得到的純凈水用于鍋爐補(bǔ)給水;新加坡將經(jīng)過微濾、反滲透和UV消毒深度處理的回用水作為高科技和半導(dǎo)體工業(yè)的高純水,據(jù)報(bào)道一座水量為45000m3/d的處理廠正在興建;日本從60年代開始就大力研究和推廣污水再生工業(yè)回用技術(shù),如東京三河島污水處理廠處理能力為13.8萬m3/d,其中80%出水經(jīng)處理后供340座工廠的工業(yè)用水,名古屋市的污水經(jīng)混凝、沉淀、過濾后供給12座工廠使用。此外,還有南非、以色列等許多國家相繼發(fā)展污水處理再利用,以彌補(bǔ)日益缺乏的水資源。
國內(nèi):鋼鐵、紡織、造紙、火電行業(yè)是用水大戶,亦是工業(yè)廢水排放大戶。近幾年來,在工業(yè)廢水處理再利用方面有較大進(jìn)展。太原鋼鐵廠位于華北地區(qū)缺水的太原市,為了滿足鋼鐵生產(chǎn)持續(xù)發(fā)展需要,解決日益尖銳的供水和用水之間的矛盾,于2002年12月建成了40000m3/d冶煉軋鋼廢水處理再利用工程。該工程以反滲透分離技術(shù)為核心,一級(jí)反滲透處理能力1400m3/h,二級(jí)反滲透300m3/h。工程建成后滿足了不銹鋼年產(chǎn)量由20萬噸提高到50萬噸的用水需要。在造紙行業(yè)廢水處理再利用方面,寧波中華紙業(yè)、東莞玖龍紙業(yè)、山東太陽紙業(yè)、浙江永泰紙業(yè)等國內(nèi)一大批以廢紙和商品漿為原料的紙和紙板造紙大型企業(yè),所產(chǎn)生的造紙廢水經(jīng)過物化和生物處理后再利用到碎漿、打漿等工序中去,廢水再利用率為40%~50%。隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的日趨嚴(yán)格和水資源的不足,印染廢水處理再利用逐漸增加。一些企業(yè),將廢水經(jīng)過機(jī)械預(yù)處理后用于鍋爐煙道氣除塵系統(tǒng),既利用印染廢水pH高的特點(diǎn)使煙道氣得以中和,又節(jié)省了新鮮水水資源。亦有將印染廢水經(jīng)過生化物化處理,再經(jīng)過濾處理后用于沖洗廁所、地面、印花網(wǎng)版和冷卻水等。在火電方面,北京華能熱電廠利用高碑店污水處理廠出水在2000年建成了一座35000m3/d的污水再利用工程,采用凝聚澄清-過濾-消毒的方法,成功地將市政污水處理出水再利用作冷卻循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)充水。在其他工業(yè)廢水方面亦有很多處理再利用實(shí)例,在此不一一敘述??傊?,國內(nèi)外大量實(shí)踐表明,工業(yè)廢水處理再利用是可行的。
2、工業(yè)廢水處理再利用具有普遍性
關(guān)于工業(yè)廢水處理再利用曾有一種認(rèn)識(shí)上的誤區(qū),認(rèn)為“工業(yè)廢水處理再利用主要是針對缺少水資源的西北、華北地區(qū),而在沿海地區(qū)、長江三角洲等水網(wǎng)地帶似乎沒有必要,或者為時(shí)過早”。事實(shí)上,我國水資源的短缺不是局部的,而是普遍的。西北、華北等地區(qū)固然水資源不足,而在沿海地區(qū)隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長,取水量和廢水排放量急驟增長,工業(yè)用水量達(dá)到全部取水量的30%以上,是全國平均水平的1.5倍。上海市工業(yè)用水量更大,為全部取水量的70%左右。所以水資源不足、水質(zhì)不良的狀況日益突出。以浙江省為例,年平均降雨量為1250mm左右,單位面積水資源總量超過120萬m3/km2,是我國水資源豐富的省份之一。但是,在干旱的2003年,同樣發(fā)生用水緊張狀況。水源上游水庫蓄水量不足,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用水矛盾突出,有的地區(qū)為了保證居民用水,對工業(yè)用水限量供應(yīng),或者采取經(jīng)濟(jì)手段對工業(yè)用水超過限量的部分?jǐn)?shù)倍收取水費(fèi),以此迫使企業(yè)挖掘潛力,合理用水,節(jié)省用水,提高水的復(fù)用率,廢水處理部分回用,減少生產(chǎn)用水的取水量。由此可見,開辟工業(yè)廢水這個(gè)第二水源進(jìn)行工業(yè)廢水處理再利用,大幅度提高用水效率,以減少工業(yè)用水取水量,在我國是具有普遍性的。
3、由較低水平回用向工業(yè)廢水處理生產(chǎn)再利用發(fā)展,拓寬工業(yè)廢水處理再利用的前景
目前,在工業(yè)廢水處理再利用方面,低水平回用較多,亦即經(jīng)廢水處理后,出水回用為工業(yè)雜用水,如,沖洗地面、綠化、水力沖渣等?;蛘哌M(jìn)一步深度處理后回用作對用水水質(zhì)要求不是很嚴(yán)格的工藝生產(chǎn)前工序,如造紙生產(chǎn)的打漿、洗漿,印染工藝的深色織物前漂洗等。這固然是工業(yè)廢水處理再利用的一個(gè)重要方面,但是,我們不能停留在這個(gè)水平上,應(yīng)該進(jìn)一步拓寬工業(yè)廢水處理再利用的路子。在有條件的情況下,工業(yè)廢水處理后再利用為工業(yè)生產(chǎn)用水,盡量減少廢水排放,甚至實(shí)現(xiàn)“零”排放。當(dāng)然,要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)有難度。首先,工業(yè)廢水處理后水質(zhì)必須符合不同的工藝生產(chǎn)用水水質(zhì)要求。
4、工業(yè)廢水處理再利用同清潔生產(chǎn)、資源回收和廢水達(dá)標(biāo)是一個(gè)系統(tǒng)工程,應(yīng)通盤考慮
工業(yè)廢水處理再利用工程不是一項(xiàng)單純的水處理工程,而是以經(jīng)過處理后生產(chǎn)廢水作為水源,再經(jīng)過深度處理達(dá)到生產(chǎn)再利用的工程。所以,不言而喻,經(jīng)處理后的生產(chǎn)廢水水質(zhì)愈好,所含無機(jī)和有機(jī)污染物愈少,對再利用工程愈有利,可以減少再利用工程的投資和制水成本。為此,應(yīng)該將清潔生產(chǎn)、資源回收、廢水處理達(dá)標(biāo)和再利用工程作為一個(gè)系統(tǒng)工程來統(tǒng)盤考慮。清潔生產(chǎn)、資源回收、廢水處理達(dá)標(biāo)是再利用工程的前提和基礎(chǔ),而再利用工程是工業(yè)廢水廣義上“零”排放的必然。以造紙企業(yè)為例,在生產(chǎn)過程中應(yīng)實(shí)行清潔生產(chǎn),采取節(jié)水和減污技術(shù),包括濕法備料洗滌水循環(huán)使用,粗漿洗滌和篩選封閉系統(tǒng),采用氧脫木素工藝和先進(jìn)的漂白工藝,漂白洗滌濾液溢流使用,堿回收蒸發(fā)站冷凝水的回用,冷卻水循環(huán)使用,白水回收等措施。以廢紙和商品木漿為原料的紙和紙板生產(chǎn)企業(yè),生產(chǎn)廢水中含有大量廢紙漿纖維,SS值高達(dá)3000~4000mg/L。采用斜網(wǎng)過濾后可回收紙漿纖維55%~65%,國內(nèi)不少企業(yè)已經(jīng)實(shí)施了這種資源回收措施。以年產(chǎn)40萬噸的白紙板企業(yè)為例,廢水量為20000m3/d,進(jìn)水SS3500mg/L,經(jīng)斜網(wǎng)回收后出水SS為1400mg/L,每日可回收廢紙漿量為150T(含水率為72%)。每T紙漿纖維售價(jià)約為200元,每日可獲得直接經(jīng)濟(jì)效益30000元,全年收益約1000萬元,相當(dāng)于每噸紙成本降低25元。同時(shí),由于進(jìn)行了纖維回收,使進(jìn)入后續(xù)處理系統(tǒng)的SS大大減少,一般地,經(jīng)一級(jí)混凝沉淀后,出水SS可在100~150mg/L,該部分水可再利用到打漿和洗漿生產(chǎn)工藝中去,就此一項(xiàng)又可實(shí)現(xiàn)廢水處理再利用率50%左右。由于采取了在生產(chǎn)過程中節(jié)水減污的清潔生產(chǎn)措施和對廢水中紙漿纖維回收,減少了污染負(fù)荷,改善了廢水處理?xiàng)l件,有利于廢水處理達(dá)標(biāo)和再利用處理工程。