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國內外城市節水技術概述

  
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2.1國外工業節水技術
城市工業用水在城市用水中占有較大比例,有時甚至高達70%。因此工業節水對于城市節水具有重大意義。國外發達國家城市工業節水主要在于循環水和冷卻水。
2.1.1循環用水
循環用水在美國工業中得到了廣泛應用,據報道,加利福尼亞的SanJose在1988和1989年有15個工業行業,包括食品工業、金屬精加工、紙張再處理、電子工業等,采用循環用水,總節水量達56萬m3/a,總經濟效益為200萬美元。在這些循環用水工藝中,有些將工藝過程中的用水回收循環利用,有些則在排放下水道前經預處理后回收利用。事實證明,一個工廠之內的循環用水,允許有較大的水質波動范圍(回用于不同的生產工序),因此是首先應該考慮的節水措施。
2.1.2冷卻塔回用水
國外很多公司通過改進冷卻塔給水系統而節約用水,也有一些大公司如Exel微電子公司、Intel公司等采用臭氧對空調用水或其它輕度污染水進行處理回用,明顯地減少了廢水排放量。另外,很多工廠通過改進生產工藝和生產設備達到節約生產用水的目的。
2.1.3設備改進
很多工廠通過改進生產工藝的設備而減少用水量。許多公司采用反滲透生產去離子水時,通過采用新材料和改變運行參數大大減少了反滲透工藝中的流量。Dyna-Craft公司在電鍍部分安裝空氣刀(AirKnife),將電鍍的廢酸洗液吹回到工藝池中,從而減少了清洗水。
2.1.4用水監測和雇員教育
資料表明,國外十分重視用水量監測,大部分工業監測設備較為完善,確保了節水措施發揮作用,同時促進降低漏損和杜絕其它浪費用水。除此之外,國外極其重視對雇員進行節水教育,雇員是節水運動的主體,他們節水意識的提高對保證節水效果是極其重要的。
實例三:工業用水節水––––美國California的工業節水
在美國California,平均有18%的城市供水進入制造業,還有12%的供水進入商業和服務設施。由于節水對降低生產成本有潛在作用,許多工業廠家開始加強廠內用水管理和減少用水量。1988~1989年間,CaliforniaSanJose城有15家工業開展了節水。這些工業大致可分為四種類型:食品工業、金屬表面處理、紙張再處理、及電子制造等。這些公司節水總量達1.5億加侖/年,節水產生的經濟效益達200萬美元/年。
2.2國外生活用水節水及其它節水技術
城市生活用水在城市用水中占有較大份額,例如沙特阿拉伯占47%左右,具有較大的節水潛力,其節水技術也研究得最為成熟。目前國外城市生活用水節水主要注重以下幾個方面。
2.2.1城市生活用水監測和用水量估計
實行用水量監測,是為了了解實際的用水量和用水方式,進而得知供水系統的運行狀況,為合理、公正地確定水價提供依據。用水量估計主要是通過調查和評估用水現狀,按照節水原則合理估計將來的生活用水量。
2.2.2采用節水型家庭衛生器具
節水型衛生器具一般是低流量或超低流量的衛生器具,研究表明,這種器具節水效果明顯,用以代替低用水效率的衛生器具可平均節省32%的生活用水。節水型衛生器具包括節水型便具、節水型洗滌器具、節水型淋浴器具等。
2.2.3家庭草坪澆灌節水技術
據統計,美國大約有50%的擁有草坪的居民過量澆水,因此具有較大的節水潛力。該技術通過改進澆水方式、建立不同季節的澆水規定、控制澆水時間、選擇抗旱草種等達到節水目的。1990年美國曾開發了一個試驗程序,以降雨量和草坪跟部深度為主要影響因素,控制澆水量,結果證明該程序是可信的。
2.2.4水價結構和漏水控制
城市生活用水的水價結構反映了水的制造成本、銷售效益和其它效益。居民生活用水的水價是大多數公司首先關注的問題,因為其份額大且使用群體穩定。節水型水價的研究在美國進行得很多。國外研究證明,漏水控制的節水效果也是相當明顯的,英國北愛爾蘭在未實行漏水控制之前,每幢建筑物平均漏水量為23-40L/h,在實行漏水控制后,平均漏水降至8~11L/h。
2.3國外其它節水途徑
國外其它節水技術還包括供水廠節水、供水系統漏水控制、用水審計、雨水管理、廢水回用、節水經濟激勵、立法、公眾宣傳、水資源一體化規劃等。
供水廠的自用水量一般為5%~10%,主要用于濾池和沉淀池沖洗以及廠區生活用水,當水廠規模大時,這部分排水量是相當大的。DavidA.Comwell等人對水廠廢水循環利用的可行性進行了研究,結果表明,通過適當處理,將生產過程中的廢水回用到某些位置是可行的,但要注意對TOC的檢測。
漏水的位置主要在主干管、蓄水池、配水管、連接管、衛生器具等,同時管網壓力也是一個重要因素,美國和英國都有專門培訓的技術人員對漏水進行管理和控制。
1989年,加利福尼亞ConcordConstraCosta的供水管理區進行了用水審計,既包括檢漏等工程措施,也包括使用戶明白自己的用水量和節水量等綜合性內容,該措施的節水效果估計為3.8萬m3/年。
實例四:正確選擇水表大小Boston(Massachusetts)節水實例
Boston水和廢水委員會––––BWSC(BostonWaterandSewerCommission)為Boston一百多萬人提供水和廢水服務。Boston是Massachusetts水資源管理局––––MWRA(MassachusettsWaterResourcesAuthority)的最大用戶,其需水量達到該局總售水量的40%,因此Boston的用水給MWRA帶來相當大的壓力。雖然采取了多種節水措施,用水量連續下降,但未計量用水(Unaccounted-forWater)依然高得驚人。統計數據表明,對于較老的一些城區,高達20%~30%的未計入水量已是相當普遍。1990年MWRA組成了一個“未計量用水任務行動組”,對未計量用水和不正確計量用水進行了綜合性考察,結果表明,水表的正確計量范圍、讀表、滑動、修復和更換等對用水影響甚大,其中最關鍵的是正確計量。為此,該行動小組專門成立了一個“水表計量范圍降低項目組”,通過減少400多個1.5英寸以上水表的尺寸,節水量達到43萬加侖/d。除了降低了未計量用水外,僅減小水表尺寸便可取得200萬美元/年的經濟效益。
3.國內節水技術概況
國內的節水運動始于八十年代初期,經過近二十年的努力,取得了較大進展,城市節水累計達220多億m3。以北京市為例,北京市城市自來水需水量五十年代平均增長了28.98%,六十年代為4.29%,七十年代為6.74%,八十年代為3.1%,91至96年為5.8%,數據充分說明,八十年代開始的節水措施效果是明顯的。
3.1國內工業節水技術
鑒于大量工業廢水除少數污染很嚴重外,大部分經簡單處理后可重復使用,因此工業節水也是國內城市節水的重點。1990年我國城市工業萬元產值取水量為245m3/萬元,1996年已降至198m3/萬元,北京、天津、大連、青島等城市,工業萬元產值取水量已低于100m3/萬元,但還有不少城市高達數百立方米,這表明我國工業節水工作盡管已取得了一定成就,但從整體來看,工業用水水平還比較低,同發達國家的20~30m3/萬元相比差距很大。
在具體節水技術上,國內主要注重重復用水技術,包括冷卻水的循環節水、一般循環水節水(指循序用水、閉路用水等)和工藝節水(包括冷卻工藝改革、無水少水工藝等)等,這些技術在火電、鋼鐵、石化、化工、印染、造紙等行業都有成功應用的例子。
寶鋼二期工程,按95%的循環重復利用率設計水廠規模為20萬m3/d,若采用直流供水系統,則設計規模需要380~400萬m3/d,節水效果十分明顯。石家莊市在紡織行業普遍采用溴化鋰制冷空調用水閉路循環系統,如棉紡二廠投資496萬元分兩期建成閉路循環系統,實現節水406萬m3/年,水的重復利用率達到81.8%,直接經濟效益37萬元/年。
蘭州煉油化工廠在煉油工藝中,用混合空氣冷卻代替水冷卻換熱設備,在常減壓、氣體精餾、丙烷脫瀝青等裝置上都安裝了干濕式聯合空氣冷卻器,通過可行性論證,對其他部分裝置的用水工藝也采取了上述措施,使生產裝置的空氣冷卻設備占44%,因而在不增加供水設備的情況下,節約循環水量4200m3/h,保證了新建擴建裝置的正常生產。
3.2國內生活用水節水及其它節水技術
國內城市生活用水(大生活用水)一般占城市總用水量的30%左右,包括城市居民住宅用水(小生活用水)和公共用水兩部分。但隨著社會經濟的快速發展,城市生活用水量將迅速增加,因此就節水而言,也大有潛力可挖。
目前國內主要節水措施有:
(1)水表安裝與計量。城市生活用水的經驗表明,有水表比無水表用水節約,而一戶一表用水比一單元裝總表節水。山西大同7個大型企業改包費制為計量收費制后,生活用水節約75.3%,每月節水87萬m3。
(2)采用節水型器具,包括節水型便具、節水型淋浴器具和洗滌器具等,但這些器具要真正做到既方便使用,又具節水效果,且能普及應用尚需時日。
(3)城市節水灌溉。隨著人民生活水平的提高,城市綠化面積不斷增加,城市灌溉用水量逐年增長。目前我國著重推廣噴灌、微噴灌和滴灌等新技術,比原來的地面灌節水30%~50%,同時節省了大量勞力。
國內其它節水技術和措施還包括中水道技術、城市污水回用技術、海水利用、地下水利用與保護、調整水價、開展節水教育提高節水意識等。

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