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汙水(shuǐ)廠未來的資源化發展

來源:久久国产av環(huán)保     發布時間:2024-06-11

       傳統(tǒng)意義(yì)的汙水處理廠(chǎng)是作為(wéi)人類生活汙水、生(shēng)產廢水的汙染物去除的處理工業來定義的,這種模式下,造成水質汙染的(de)各種因子都被作為汙染因子通過不同(tóng)的(de)途徑加以去除,有些進(jìn)入空氣中,有些被固定和濃縮到汙泥中去做進一步的處置。汙水廠是作為一個環境治理的市政基礎設施行業,並具有公益性的環(huán)境運行企業來對待的,這種模式(shì)也使汙水廠長期依賴(lài)居(jū)民的使用者付費和各地政府補貼的方式來進行運(yùn)行。汙水廠沒有明確(què)的收入來(lái)源,也很難形成健(jiàn)康的經(jīng)濟鏈(liàn)條(tiáo),這種局麵很大程(chéng)度上製約了汙水(shuǐ)廠的良性發展。
 
  聯合國(guó)對可持續發展的定(dìng)義是:既滿足當(dāng)代人的需求,又不損(sǔn)害子孫後代的需(xū)求的發展。在聯合國發布的《2030年可持續發展議程》核心內容所闡述的17個可持續發展目標,包括清潔水(shuǐ)和衛生設施、可負擔的清(qīng)潔能(néng)源、工業、創新和(hé)基礎設施、可持續城市和社區、負責任的消費和生產、氣候行動、水下生物和陸地(dì)生(shēng)物等。同樣在世界各國的政府(fǔ)部門,全球性的協作組織、科學研究人員都逐步意識到汙水處理過程中的汙染物其實是各(gè)種(zhǒng)類型的資源,包括處理完後的汙水都是可重複利用的水資源,為此世界各地的汙水廠(chǎng)都在不斷地研(yán)究開發(fā)汙水廠的(de)資源化進程。其中比(bǐ)較前沿的一些方向主要有以下幾個方麵:
 
  一、營養物質的回收。
 
  汙水廠對營養物質(氮、磷)的去除需要投入(rù)精細複雜的管理,額(é)外的藥耗等,這些措施大大增加了汙水廠的(de)運(yùn)行管理難度和成本,也是汙水廠運行中超標排放的(de)主要因子。但是通過工藝過程去除的營養物質,其實(shí)是寶貴的資源,比如汙水廠使用生(shēng)物和化學工藝聯合去除的磷,是農(nóng)業中促進農作物快速生長的化肥,但是由於在汙(wū)水廠(chǎng)中,並沒有采取針對性的磷(lín)的回收利用工藝,使(shǐ)汙水中的磷沉澱到汙水廠的泥餅中,和各種汙染物混雜在一起,導致磷的回收困難,汙水(shuǐ)中的磷大量的流向垃圾填埋場和其他的汙泥處置場所去。世界各地的科技工作者開發了多項汙水(shuǐ)中磷的回收技術,包括鳥糞石沉澱(diàn)、汙泥焚燒灰燼(jìn)中磷酸鹽(yán)的回收、單質金屬的磷酸鹽沉澱回收等,這些技術都開始向工業應用轉化,並逐步在多家汙水廠開始(shǐ)實施,使汙水廠中營養元素得到(dào)了回收,原來的(de)廢棄汙染物成為可回收利用的礦產資源。
 
  二、溫室氣體的減少和捕捉。
 
  汙水廠作為溫室氣體的排放大戶的觀點已經被人們所接受,由於汙水廠承擔著(zhe)對人(rén)類生產生(shēng)活中產生的(de)廢棄有機物的降解作用,通過采用的好氧曝氣(qì)的方式,在微生物的作用下氧化有機物轉化成CH4和(hé)CO2釋放到空氣中,降低(dī)了水(shuǐ)體內的有機物汙染,但是增加了大氣中的溫室氣體含量。對於這種排放,相對應的(de)研究也在開展,比如對預處理段進行改良,增加厭氧處理等(děng)方式快速(sù)降解有機物轉變為CH4,並實施捕捉,這種方(fāng)式可以減少進入好氧段的有機物數量,降低溫室氣(qì)體(tǐ)的排放量;通過強化的預處(chù)理方式,將大部分(fèn)汙染物濃(nóng)縮在(zài)預處理(lǐ)的汙(wū)泥中,使汙水廠的汙泥(ní)中的有機物含量增加,再通過厭氧消(xiāo)化的方式把這些有機物可控的收集捕捉(zhuō)起來並加以利用,可以降(jiàng)低(dī)溫室氣體(tǐ)的不可控排放。
 
  三、通過優化而不是升級改(gǎi)善汙水廠運行
 
  汙水廠建設(shè)多年以後(hòu),麵臨進水濃度值和設計濃(nóng)度值相差較大,出(chū)水水質標準隨著各地政府(fǔ)的要求而發生變化,設施設備老(lǎo)舊(jiù)磨損不再具備(bèi)相應的工(gōng)藝功能(néng),這樣的情(qíng)況下,汙水廠采用升級擴建甚至新(xīn)建的方式來改善(shàn)運行,這(zhè)種模式勢必消耗大(dà)量的資金和能源等。汙水廠現有的管理(lǐ)水平低下,多數汙水廠技(jì)術投入不足,粗放型的管理造成汙水廠運行狀況(kuàng)較差。對廠內工藝進行優化,真正發揮工藝本身(shēn)的運行特點,建設以保障微生物(wù)生存(cún)環境為核心的管理體係,這樣對汙水廠的可持續發展和資源成本支出的控製都有(yǒu)很大的改善,而不(bú)是簡單的用資金(jīn)解決問題。
 
  四、汙泥的資源化(huà)利用
 
  汙水廠絕大部(bù)分汙染物都被固定和濃縮到汙水廠的汙泥中去,這些汙(wū)染物從另一個角(jiǎo)度看是資源,對(duì)汙泥中(zhōng)的(de)資(zī)源積極的開發利用,是未來汙水廠資源化轉型的重要途徑,磷的回(huí)收利用前麵(miàn)已經提到過,別的元素也可以在汙(wū)泥的資源化利(lì)用過程中進行,汙泥中含有大(dà)量的(de)金屬元素,可以通過各種金屬回收方式來獲得。各地區的汙水中會含有各地土壤(rǎng)中(zhōng)含量較高的一些金屬元素,在歐盟CRM列出的21種金屬和準金屬成分(fèn)中,一些汙水(shuǐ)廠(chǎng)的汙泥中甚至發現約15種元素的(de)含量大於10mg/kg。研(yán)究汙水汙泥中元素含量的來源和可持續性應該是未來(lái)研(yán)究的主題。在一些(xiē)國家的汙水廠汙泥中各類金(jīn)屬的含量為:金(1.1 毫克/千克幹重)、鋁(19,272.9毫克/千克幹重)、鎂(6677.6 毫克/千克幹重)、鈦(tài)(1730.9 毫(háo)克/千克幹重)、镓(20.9 毫克/千克幹重)和砷(shēn)(16.6毫克/千克幹重)。這樣的含量表明每年(nián)在汙泥幹重中埋藏著數(shù)十萬種關鍵戰略金屬、數十公斤貴重黃金和數(shù)百公斤白銀,這些數據表明汙水廠的脫水汙泥的儲存場地或者汙泥填埋場在未來可能會成為關鍵的、戰略的和(hé)貴重元素的寶貴替代來源。
 
  五、再生水資源
 
  汙水(shuǐ)廠處理後的水質與地表水的標準仍(réng)有很大的差距,一定要以地表水(shuǐ)的要求來約束汙水廠會造成汙水(shuǐ)處理過程中資金和資源(yuán)的極大程度投入,而對處理後的環(huán)境低標準水有目的性回用,會減少汙水廠的處理過程的過度投入,並形成良好的水資源循環利用經濟鏈。通過汙水處理後的(de)可利用水資源的回收是更可持續地管理水資源和解決水資源短缺問題(tí)的一種手段。汙水再生回用的優勢得到了廣泛(fàn)認可。在麵臨(lín)水資源短缺的地區,這(zhè)種再生水是一種至關重要的資源,可以擴大可用水(shuǐ)資源供應,優化(huà)利用,並促進企業、行業和社區之間的共生關係。城市的道(dào)邊綠植、園林等綠化可(kě)以完全使用汙水廠再生水(shuǐ)進行(háng)替代,減少清潔水的使用;一些耗(hào)水大用戶的工業企業,應(yīng)完(wán)全使用汙水廠的再生水,如果需要可以在使用前進行針對性的企業工業用水標準的處理,這樣可以(yǐ)降低對水資源(yuán)的過度開采(cǎi);農業農村汙水應結合農業灌溉特點,嚴控衛生標(biāo)準,提高氮磷含量,保持營養成分,就近回灌農(nóng)田,縮短水(shuǐ)處理循環流程,降低汙水處理難度和投入。
 
  汙水廠的資源化進程仍有很多路要走,對於政策製定者和城市(shì)管(guǎn)理者,以及(jí)汙水處理從業者來說,觀念的(de)扭轉至(zhì)關重要,這其中有大量艱巨的工作要去完(wán)成,未來(lái)的汙水廠不是汙(wū)染(rǎn)物(wù)的消減工廠,而是資源產出工廠,這才能實現汙水處理行業的良性發展(zhǎn)。
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