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国内外城市节水技术概述

  
评论: 更新日期:2011年08月28日

2.1国外工业节水技术
城市工业用水在城市用水中占有较大比例,有时甚至高达70%。因此工业节水对于城市节水具有重大意义。国外发达国家城市工业节水主要在于循环水和冷却水。
2.1.1循环用水
循环用水在美国工业中得到了广泛应用,据报道,加利福尼亚的SanJose在1988和1989年有15个工业行业,包括食品工业、金属精加工、纸张再处理、电子工业等,采用循环用水,总节水量达56万m3/a,总经济效益为200万美元。在这些循环用水工艺中,有些将工艺过程中的用水回收循环利用,有些则在排放下水道前经预处理后回收利用。事实证明,一个工厂之内的循环用水,允许有较大的水质波动范围(回用于不同的生产工序),因此是首先应该考虑的节水措施。
2.1.2冷却塔回用水
国外很多公司通过改进冷却塔给水系统而节约用水,也有一些大公司如Exel微电子公司、Intel公司等采用臭氧对空调用水或其它轻度污染水进行处理回用,明显地减少了废水排放量。另外,很多工厂通过改进生产工艺和生产设备达到节约生产用水的目的。
2.1.3设备改进
很多工厂通过改进生产工艺的设备而减少用水量。许多公司采用反渗透生产去离子水时,通过采用新材料和改变运行参数大大减少了反渗透工艺中的流量。Dyna-Craft公司在电镀部分安装空气刀(AirKnife),将电镀的废酸洗液吹回到工艺池中,从而减少了清洗水。
2.1.4用水监测和雇员教育
资料表明,国外十分重视用水量监测,大部分工业监测设备较为完善,确保了节水措施发挥作用,同时促进降低漏损和杜绝其它浪费用水。除此之外,国外极其重视对雇员进行节水教育,雇员是节水运动的主体,他们节水意识的提高对保证节水效果是极其重要的。
实例三:工业用水节水––––美国California的工业节水
在美国California,平均有18%的城市供水进入制造业,还有12%的供水进入商业和服务设施。由于节水对降低生产成本有潜在作用,许多工业厂家开始加强厂内用水管理和减少用水量。1988~1989年间,CaliforniaSanJose城有15家工业开展了节水。这些工业大致可分为四种类型:食品工业、金属表面处理、纸张再处理、及电子制造等。这些公司节水总量达1.5亿加仑/年,节水产生的经济效益达200万美元/年。
2.2国外生活用水节水及其它节水技术
城市生活用水在城市用水中占有较大份额,例如沙特阿拉伯占47%左右,具有较大的节水潜力,其节水技术也研究得最为成熟。目前国外城市生活用水节水主要注重以下几个方面。
2.2.1城市生活用水监测和用水量估计
实行用水量监测,是为了了解实际的用水量和用水方式,进而得知供水系统的运行状况,为合理、公正地确定水价提供依据。用水量估计主要是通过调查和评估用水现状,按照节水原则合理估计将来的生活用水量。
2.2.2采用节水型家庭卫生器具
节水型卫生器具一般是低流量或超低流量的卫生器具,研究表明,这种器具节水效果明显,用以代替低用水效率的卫生器具可平均节省32%的生活用水。节水型卫生器具包括节水型便具、节水型洗涤器具、节水型淋浴器具等。
2.2.3家庭草坪浇灌节水技术
据统计,美国大约有50%的拥有草坪的居民过量浇水,因此具有较大的节水潜力。该技术通过改进浇水方式、建立不同季节的浇水规定、控制浇水时间、选择抗旱草种等达到节水目的。1990年美国曾开发了一个试验程序,以降雨量和草坪跟部深度为主要影响因素,控制浇水量,结果证明该程序是可信的。
2.2.4水价结构和漏水控制
城市生活用水的水价结构反映了水的制造成本、销售效益和其它效益。居民生活用水的水价是大多数公司首先关注的问题,因为其份额大且使用群体稳定。节水型水价的研究在美国进行得很多。国外研究证明,漏水控制的节水效果也是相当明显的,英国北爱尔兰在未实行漏水控制之前,每幢建筑物平均漏水量为23-40L/h,在实行漏水控制后,平均漏水降至8~11L/h。
2.3国外其它节水途径
国外其它节水技术还包括供水厂节水、供水系统漏水控制、用水审计、雨水管理、废水回用、节水经济激励、立法、公众宣传、水资源一体化规划等。
供水厂的自用水量一般为5%~10%,主要用于滤池和沉淀池冲洗以及厂区生活用水,当水厂规模大时,这部分排水量是相当大的。DavidA.Comwell等人对水厂废水循环利用的可行性进行了研究,结果表明,通过适当处理,将生产过程中的废水回用到某些位置是可行的,但要注意对TOC的检测。
漏水的位置主要在主干管、蓄水池、配水管、连接管、卫生器具等,同时管网压力也是一个重要因素,美国和英国都有专门培训的技术人员对漏水进行管理和控制。
1989年,加利福尼亚ConcordConstraCosta的供水管理区进行了用水审计,既包括检漏等工程措施,也包括使用户明白自己的用水量和节水量等综合性内容,该措施的节水效果估计为3.8万m3/年。
实例四:正确选择水表大小Boston(Massachusetts)节水实例
Boston水和废水委员会––––BWSC(BostonWaterandSewerCommission)为Boston一百多万人提供水和废水服务。Boston是Massachusetts水资源管理局––––MWRA(MassachusettsWaterResourcesAuthority)的最大用户,其需水量达到该局总售水量的40%,因此Boston的用水给MWRA带来相当大的压力。虽然采取了多种节水措施,用水量连续下降,但未计量用水(Unaccounted-forWater)依然高得惊人。统计数据表明,对于较老的一些城区,高达20%~30%的未计入水量已是相当普遍。1990年MWRA组成了一个“未计量用水任务行动组”,对未计量用水和不正确计量用水进行了综合性考察,结果表明,水表的正确计量范围、读表、滑动、修复和更换等对用水影响甚大,其中最关键的是正确计量。为此,该行动小组专门成立了一个“水表计量范围降低项目组”,通过减少400多个1.5英寸以上水表的尺寸,节水量达到43万加仑/d。除了降低了未计量用水外,仅减小水表尺寸便可取得200万美元/年的经济效益。
3.国内节水技术概况
国内的节水运动始于八十年代初期,经过近二十年的努力,取得了较大进展,城市节水累计达220多亿m3。以北京市为例,北京市城市自来水需水量五十年代平均增长了28.98%,六十年代为4.29%,七十年代为6.74%,八十年代为3.1%,91至96年为5.8%,数据充分说明,八十年代开始的节水措施效果是明显的。
3.1国内工业节水技术
鉴于大量工业废水除少数污染很严重外,大部分经简单处理后可重复使用,因此工业节水也是国内城市节水的重点。1990年我国城市工业万元产值取水量为245m3/万元,1996年已降至198m3/万元,北京、天津、大连、青岛等城市,工业万元产值取水量已低于100m3/万元,但还有不少城市高达数百立方米,这表明我国工业节水工作尽管已取得了一定成就,但从整体来看,工业用水水平还比较低,同发达国家的20~30m3/万元相比差距很大。
在具体节水技术上,国内主要注重重复用水技术,包括冷却水的循环节水、一般循环水节水(指循序用水、闭路用水等)和工艺节水(包括冷却工艺改革、无水少水工艺等)等,这些技术在火电、钢铁、石化、化工、印染、造纸等行业都有成功应用的例子。
宝钢二期工程,按95%的循环重复利用率设计水厂规模为20万m3/d,若采用直流供水系统,则设计规模需要380~400万m3/d,节水效果十分明显。石家庄市在纺织行业普遍采用溴化锂制冷空调用水闭路循环系统,如棉纺二厂投资496万元分两期建成闭路循环系统,实现节水406万m3/年,水的重复利用率达到81.8%,直接经济效益37万元/年。
兰州炼油化工厂在炼油工艺中,用混合空气冷却代替水冷却换热设备,在常减压、气体精馏、丙烷脱沥青等装置上都安装了干湿式联合空气冷却器,通过可行性论证,对其他部分装置的用水工艺也采取了上述措施,使生产装置的空气冷却设备占44%,因而在不增加供水设备的情况下,节约循环水量4200m3/h,保证了新建扩建装置的正常生产。
3.2国内生活用水节水及其它节水技术
国内城市生活用水(大生活用水)一般占城市总用水量的30%左右,包括城市居民住宅用水(小生活用水)和公共用水两部分。但随着社会经济的快速发展,城市生活用水量将迅速增加,因此就节水而言,也大有潜力可挖。
目前国内主要节水措施有:
(1)水表安装与计量。城市生活用水的经验表明,有水表比无水表用水节约,而一户一表用水比一单元装总表节水。山西大同7个大型企业改包费制为计量收费制后,生活用水节约75.3%,每月节水87万m3。
(2)采用节水型器具,包括节水型便具、节水型淋浴器具和洗涤器具等,但这些器具要真正做到既方便使用,又具节水效果,且能普及应用尚需时日。
(3)城市节水灌溉。随着人民生活水平的提高,城市绿化面积不断增加,城市灌溉用水量逐年增长。目前我国着重推广喷灌、微喷灌和滴灌等新技术,比原来的地面灌节水30%~50%,同时节省了大量劳力。
国内其它节水技术和措施还包括中水道技术、城市污水回用技术、海水利用、地下水利用与保护、调整水价、开展节水教育提高节水意识等。

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